En la sede del Instituto de Sistemas Fotovoltaicos de Concentración (ISFOC), ubicada en Puertollano (Ciudad Real), se está llevando a cabo la construcción de una planta piloto que integra energía fotovoltaica y termosolar mediante paneles híbridos denominados Bluesolar. Esta nueva tecnología solar híbrida podría suponer grandes avances en términos de eficiencia, rentabilidad y almacenamiento en el sector energético.
Bluesolar es el primer concepto de plantas solares de gran escala que integra energía fotovoltaica y termosolar en una única instalación a través de paneles híbridos, una tecnología que permite una generación eléctrica ininterrumpida.
Se trata de una innovación impulsada y patentada por las empresas andaluzas Capsun Technologies y Ghenova Ingeniería, tras años de investigación y desarrollo junto a centros tecnológicos españoles como el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la Plataforma Solar de Almería, Tekniker, la Universidad de Sevilla, el Centro Nacional del Hidrógeno, entre otros centros europeos. La tecnología ha sido cofinanciada por el Centro para el Desarrollo Tecnológico y la Innovación (CDTI) y la Corporación Tecnológica de Andalucía (CTA).
Estos paneles solares funcionan también como espejos concentradores, utilizando una tecnología patentada de filtros ópticos selectivos de luz. Este filtro permite combinar ambas tecnologías, sustituyendo los espejos concentradores por filtros integrados en paneles fotovoltaicos que generan electricidad reflejando a su vez el calor, que se utiliza para almacenamiento térmico o generación directa de vapor.
La hibridación de plantas fotovoltaicas con plantas de almacenamiento térmico utilizando la tecnología BlueSolar da como resultado un concepto de planta renovable mucho más eficiente, modular, fiable, escalable y menos complejo tecnológicamente que las plantas termosolares actuales. Además, permite a las plantas fotovoltaicas producir energía de forma ininterrumpida, ya que este nuevo concepto de planta ha sido diseñado para hibridarse con plantas fotovoltaicas estándar, tanto ya en funcionamiento como en construcción, optimizando la infraestructura eléctrica actual.
Esta tecnología permite almacenar electricidad de la red o de otras plantas renovables con una eficiencia eléctrica superior al 90% y sin degradación, lo que supone una disrupción en el almacenamiento térmico, permitiendo mejorar la eficiencia de las baterías de almacenamiento de bombeo eléctricas o hidráulicas existentes y a un coste menor.
La implantación de plantas fotovoltaicas con cogeneración térmica que se pretende conseguir basado en el desarrollo del uso de filtros ópticos selectivos de la radiación solar, contribuirá a incrementar la facilidad de gestión de las plantas fotovoltaicas, así como a satisfacer la demanda de energía térmica en los procesos industriales.
Se trata también de una tecnología compatible con la generación de hidrógeno verde, especialmente importante para sus derivados como el metanol o el amoniaco, que requieren un suministro eléctrico renovable ininterrumpido, así como para el acoplamiento a plantas desaladoras térmicas y de ósmosis inversa, que tienen un elevado consumo térmico y eléctrico, respectivamente.
Tecnología híbrida de energía fotovoltaica y termosolar
Un panel fotovoltaico estándar se puede convertir en un panel fotovoltaico/CSP al incorporar un filtro óptico selectivo de luz integrado incrustado en el vidrio. Este panel está configurado de manera similar a una torre de energía solar térmica, por lo que es capaz de generar electricidad directa a través de la luz solar, así como calor a través de la reflectancia del filtro recogido en el receptor térmico.
El filtro transmite a la célula fotovoltaica solo longitudes de onda en las que el silicio es muy eficiente y al mismo tiempo refleja longitudes de onda IR y azules (que representan entre el 45 y el 50% de la energía) al receptor térmico que genera calor. Gracias a esta combinación, la producción total de energía del panel BlueSolar es aproximadamente un 50% más eficiente energéticamente que un panel fotovoltaico estándar.
Ventajas de los paneles híbridos
La tecnología Bluesolar es mucho más eficiente y, por tanto, más rentable que el proceso de generar calor a través de espejos como se utiliza en las plantas de concentración solar estándar. En este caso, la carga térmica de la turbina se puede regular y ajustar mediante calentadores de resistencia para alcanzar una carga base de más de 6.500 horas de funcionamiento al año.
Así, esta tecnología ofrece la posibilidad de hibridación con una planta fotovoltaica estándar. Además, mantiene un riesgo tecnológico mínimo dado que las sales fundidas se pueden calentar a través de dos fuentes: calentadores de resistencia que utilizan energía fotovoltaica o energía térmica directa proveniente de la reflectancia de los paneles BlueSolar.
Estos paneles presentan un diseño simple en comparación con los paneles solares de concentración. Dado que la carga térmica para alimentar la turbina se puede regular mediante dos fuentes, el diseño de la CSP se puede simplificar. Según los responsables de esta tecnología, el uso de fluidos de transferencia de calor (HTF) maduros, como los aceites térmicos, es más fácil de operar que las sales fundidas.
La tecnología Bluesolar permite campos solares más pequeños con configuración solar norte-sur con distancias típicas inferiores a 500 metros desde el centro de la torre, así como torres de baja altura de hasta 40 metros. De esta manera, los receptores térmicos se vuelven más sencillos y los fluidos caloportadores (HTF) son más fáciles de usar gracias a la reducción de tamaño de los campos solares. Por último, el uso de sales fundidas como almacenamiento térmico es posible aumentando la temperatura mediante calentadores eléctricos.
En definitiva, la tecnología BlueSolar combina la energía fotovoltaica y la energía solar térmica en una única instalación, lo que permite el suministro ininterrumpido de energía a precio de mercado, sin necesidad de subsidios o tarifas especiales de alimentación, logrando así una estabilidad de precios e independencia de los combustibles fósiles, por lo que la aplicación de esta tecnología podría ser de gran importancia en el proceso de transición energética.