Nadie duda ya del enorme potencial de la energía solar de cara al futuro, pero la actual tecnología se enfrenta a algunas dificultades como la todavía escasa eficiencia a la hora de transformar la luz del sol en electricidad. Por eso, frente a la fórmula más extendida de los paneles fotovoltaicos, los investigadores trabajan ya en otras tecnologías que permitan “exprimir” mejor la energía solar.
Una de estas novedosas tecnologías es la concentración solar, que consiste en enfocar la luz solar reflejada en una serie de espejos en un área muy pequeña hasta alcanzar una temperatura muy elevada. La energía queda almacenada en forma de calor para ser transformada posteriormente en electricidad. Esta capacidad de almacenamiento es lo que la convierte en una de las tecnologías de energías renovables que está ganando más atractivo para el mercado eléctrico. Sin embargo, la difusión masiva de esta tecnología depende todavía de la reducción de costes y el aumento de la eficiencia.
Con el objetivo de incrementar la capacidad de generación de esta tecnología, la Comisión Europea, a través del VII Programa Marco, ha puesto en marcha el proyecto HITECO, dotado con un presupuesto superior a los 5 millones de euros, en el que el centro vasco IK4-TEKNIKER colabora con otros nueve centros tecnológicos y empresas de España, Suiza, Alemania y la República checa.
En el proyecto, liderado por la empresa Aries Ingeniería y Sistemas, colaboran también la Asociación de Industria Navarra, la Fundación Cidaut, el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, el centro suizo ETH, la empresa checa Kavalierglass y las compañías alemanas Witzenmann, Trelleborg y Pfeiffer.
Luz concentrada
La tecnología de concentración solar funciona de un modo diferente a la clásica energía solar de paneles fotovoltaicos. En este tipo de plantas, la luz del sol se refleja en enormes espejos que reflejan la radiación en un tubo central. El fluido que circula por el interior del tubo se calienta a varios cientos de grados centígrados y se bombea hasta una planta en la cual el calor se transforma en electricidad mediante turbinas.
Esta tecnología está todavía lejos de alcanzar la madurez y todavía existen solo dos empresas referentes en el mundo con la capacidad de levantar este tipo de plantas. El proyecto HITECO, de gran complejidad, trata de mejorar la eficiencia en cada uno de los elementos de una planta de concentración solar, desde el recubrimiento de los tubos, hasta el aislamiento térmico, pasando por el control del vacío y las juntas. En total, diez paquetes de trabajo, con la implicación de IK4-TEKNIKER en un tercio de todas las áreas de investigación.
Cooperación entre departamentos
Dada la dimensión del proyecto, varios departamentos del centro tecnológico (por ejemplo, los de mecatrónica o electrónica) están implicados en los diversos paquetes de trabajo, además de los expertos en deposición de PVD, una técnica de aplicación de materiales para otorgar propiedades específicas a las superficies de los materiales.
Uno de los objetivos principales del proyecto es aumentar la temperatura del fluido transportador del calor, actualmente de 400 grados centígrados. A través de diversas innovaciones, entre ellas un recubrimiento que permite absorber la mayor cantidad posible de radiación solar y que minimiza las pérdidas de calor, el objetivo de HITECO es alcanzar una temperatura de 600 grados.
Para ello, IK4-TEKNIKER ha diseñado un recubrimiento con distintas capas de óxidos metálicos superpuestos, un metal muy reflectante y un cermet absorbente, que permite captar el espectro solar infrarrojo cercano, además del visible.
Además, el centro ha fabricado una máquina para poder depositar los recubrimientos selectivos en tubos de 4 metros, una innovación clave en la estandarización de la tecnología desarrollada y su escalado para una producción en serie con garantías.
El sistema tiene una cámara de vacío de 12 metros de longitud y 4 evaporadores. En estos recubrimientos es de vital importancia el control del espesor de las capas. El sistema desarrollado por IK4-TEKNIKER logra una homogeneidad de 5 nanómetros en todo el perímetro del tubo y en los 4 metros de longitud.
Con el objetivo de poner en práctica las innovaciones desarrolladas en el proyecto HITECO, los miembros del consorcio están construyendo una planta piloto para la que IK4-TEKNIKER proporcionará 100 metros de tubos provistos del recubrimiento de superficie avanzado.
Los resultados del proyecto contribuirán a abaratar los costes de fabricación y mantenimiento de este tipo de plantas solares. También se espera aumentar la eficiencia del proceso de transformación de energía incrementando la temperatura de trabajo de los colectores. Con todo ello será posible multiplicar el número de plantas solares y que se generalice el consumo de esta fuente de energía renovable.
