Concentración fotovoltaica, la esperanza olvidada


Al calor de las primas han ido poniéndose en marcha centrales solares de concentración, ahora frenadas por la incertidumbre a que el gobierno tiene sometido al sector. Este tipo de concentración se basa en concentrar la radiación solar en un punto o en una línea para transferir su calor a un fluido caloportador que lo transformará en electricidad mediante una turbina convencional.

Sin embargo existe otra tecnología solar, mucho menos conocida y en cuyo desarrollo fue pionera España, concretamente un grupo de investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid, que hace treinta años diseñó y construyó uno de los primeros prototipos del mundo:

La concentración fotovoltaica.

Se trata de una tecnología que desarrolla un principio muy ingenioso, cual es concentrar la radiación solar antes de hacerla incidir sobre una superficie en la que se dé el efecto fotoeléctrico que genere la electricidad.


El Panel Concentrador Ramón Areces

En 1980, sólo unos años después del desarrollo de los primeros concentradores fotovoltaicos en el los laboratorios Sandia de EEUU, se construyó en Madrid un prototipo que contaba con 144 concentradores Fresnel, que daba una potencia de 1 KWp y se instaló en la Ciudad Universitaria bajo el mecenazgo de El Corte Inglés que aportó los fondos.

La idea, como he dicho, es muy simple e ingeniosa. En vez de exponer directamente las caras superficies fotovoltaicas a la radiación solar, hagámoslo después de recolectar una gran cantidad de radiación mediante espejos o lentes que son muchísimo más baratos que los materiales fotovoltaicos.

Veámoslo con un ejemplo. Si tengo un panel fotovoltaico de diez metros cuadrados y lo expongo a la radiación solar, estoy transformando en electricidad la radiación que incide en una superficie de diez metros cuadrados. Si cada m2 de material fotovoltaico cuesta 1000 euros, el captador me cuesta 10.000 euros.

Ahora bien, si construyo un espejo de 10 m2 por un coste de 1.000 euros y mediante él concentro la ración que incide sobre una superficie fotovoltaica de 1 m2, me estoy gastando 2.000 euros y sin embargo recolecto también la radiación de 10 m2.

En eso se basa la concentración fotovoltaica, en concentrar la radiación antes de hacerla incidir sobre el material fotovoltaico.

Lentes Fresnel

La radiación se puede concentrar utilizando espejos o lentes. Este último sistema tiene grandes ventajas, pues las lentes no deben ser “perfectas” en el sentido de que no es necesario que concentren la radiación en un punto, sino en una superficie, lo que ha dado lugar a diseños –llamados lentes de Fresnel- bastante baratos.

El concentrador de la UPM poseía 144 lentes Fresnel y debajo de cada una de ellas una pequeña superficie fotovoltaica sobre la que incidía la radiación y se transformaba directamente en electricidad.

Nuevos desarrollos

Hoy la UPM sigue trabajando en concentración fotovoltaica, pues representa una tecnología limpia que conjuga las ventajas del efecto fotoeléctrico con las de la concentración solar, buscando abaratar costes y aumentar los rendimientos. Los primeros diseños poseían una ratio de concentración de 10x (concentraban 10 m2 de radiación sobre 1 m2 de superficie) y los nuevos diseños poseen una capacidad de concentración ¡1000x!, como el del microconcentrador RXI de 10 cm de diámetro y celda fotovoltaica de tan solo 3 mm, que poseen rendimientos muy esperanzadores.

El apoyo público que reciben estas líneas de investigación es escaso y la I+D casi inexistente, lo cual impide que maduren productos para su plena implantación en el mercado de la energía solar. No obstante ya hay algunas empresas que les ofrecen a sus clientes paneles fotovoltaicos concentradores a partir de lentes Fresnel y en España funcionan incluso algunas huertas solares basadas en esta tecnología, que como vemos presenta numerosas ventajas frente a la tecnología fotovoltaica tradicional.

En mi caso, he mostrado siempre una gran atracción por la concentración fotovoltaica, por lo que supone de innovación, por su fiabilidad, pues genera unos dispositivos que casi no precisan mantenimiento, limpios y duraderos y porque supone un aprovechamiento impecable tanto de la radiación solar –al concentrarla- como de las caras superficies fotovoltaicas, que son sometidas como vemos hasta a 1000 veces la radiación natural.

Saludos.

La energía más limpia es la que no se consume.

6 comentarios:

Amigo de la Dialéctica dijo...

Hola amigo:

Nuestro Miguel Álvarez también aborda la cuestión que señalas al final de tu artículo, dice que nuestra competitividad, que nuestra productividad es consecuencia directa de la limitada inversión en I+D+i.

Incluso en esta cuestión que planteas no parecen encontrarse soluciones para su impulso que pudieran ser generosas; por ejemplo cambiar subvenciones que ahora no se pueden otorgar por una exención de impuestos de 20 o 25 años. A lo mejor así los propios empresarios se animarían con sus inversiones poniendo todo el dinero de su bolsillo. O, tal vez, permitiéndoles diversificar su inversión haciéndolo en otros sectores también con tributaciones favorables exclusivamente para ellos por el risgo que asumen en sectores estratégicos e innovadores que, en principio, puedan no ser rentables.

recibe un abrazote amigo.

ElSrM dijo...

Me quito el sombrero :-O

La solar me fascina.

Saludos,

Jose dijo...

Me temo que no estás hablando de las famosas centrales solares termoeléctricas, ¿verdad?

Nos vamos a hacer un lío con tantas variedades!

Buenas noches

feluky dijo...

Amigo HELIOS ahora este gran Ministro que tenemos, de acuerdo con el futuro premio Nóbel de economía, señor Montoro, “nos van a arreglar el jato”, que se dice por aquí, cuando te va a sacar la piel, en este caso económica, sin encomendarse ni a dios ni al diablo.

Para mi que se cargaran todas las primas a las renovables sin complejos.

Abrazos.

a. calderon dijo...

Parece que ese mismo principio es aplicable a todos los ámbitos, como podría ser el láser ¿no?. Está claro, que lo de "agrupémonos todos..." se inventó con el nacimiento del universo... je je,

saludos.

Helios dijo...

Dialéctico como venimos comentando, el ámbito de las renovables es para mí especialmente susceptible de aprovechar bien una I+D inteligente y bien planificase, si se quisiera apoyar en serio. Seguramente saldría más barato que un sistema de primas indiscriminadas.

SrM, en efecto la energía solar es maravillosa.

José, se trata de concentración fotovoltaica. Las “famosas” termosolares aprovechan otro principio físico como he comentado en el artículo, que se está desarrollando bien, dicho sea de paso.

Feluky, este ministro ahora ha descubierto, gracias a la clarividencia del PP que ha tenido a bien abrirle los ojos, que las primas son malas. Ya sabes, al estilo de “barrio sésamo”: “arriba-abajo”, “bueno-malo”, sin matices y ahora toca malo. Que Dios coja confesado al sector, sobre todo a los pequeños.

Andrés el princpio de concentración se puede aplicar a cualquier “cosa” que viaje en línea recta y al chocar contra una superficie, rebote con el ángulo que impactó. En tal caso se diseña una forma geométrica adecuada para la superficie y “a concentrar”. Ya te he contado alguna vez mis experimentos infantiles con el paraboloide del foco de un faro de desguace ... aprendí un montón a cambio de unas quemaduras de nada.

Saludos