Investigadores de la UNLP desarrollan sistemas para producir electricidad a partir de energía solar con un mayor rendimiento que los paneles fotovoltaicos. Tienen capacidad de generación sin luz solar y utilizan componentes que se fabrican localmente.
En el Laboratorio de Óptica, Calibraciones y Ensayos de la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP) trabajan desde hace varios años en tecnologías de energía termosolar por concentración (CSP, por sus siglas en inglés) que puedan ser producidas en la Argentina.
Uno de los recientes desarrollos del laboratorio es el prototipo de un sistema de espejos cóncavos calibrados con láser, de cuatro metros de diámetro y capaz de concentrar la luz del sol en un punto que alcanza los 1100 grados de temperatura. En ese punto se ubica el cilindro caliente de un motor Stirling que fue diseñado en el Instituto Universitario Aeronáutico de Córdoba (IUA) y es capaz de convertir ese calor en movimiento. Uno solo de estos espejos es capaz de generar la energía suficiente para alimentar una casa. Además, el espejo tiene un sistema eléctrico controlado por software para seguir el movimiento del sol.
Uno de los recientes desarrollos del laboratorio es el prototipo de un sistema de espejos cóncavos calibrados con láser, de cuatro metros de diámetro y capaz de concentrar la luz del sol en un punto que alcanza los 1100 grados de temperatura. En ese punto se ubica el cilindro caliente de un motor Stirling que fue diseñado en el Instituto Universitario Aeronáutico de Córdoba (IUA) y es capaz de convertir ese calor en movimiento. Uno solo de estos espejos es capaz de generar la energía suficiente para alimentar una casa. Además, el espejo tiene un sistema eléctrico controlado por software para seguir el movimiento del sol.
Un motor Stirling es un tipo de motor térmico que funciona con dos cilindros a diferente temperatura. En uno hay aire que se expande con el calor y empuja un pistón. El aire fluye por un conducto hasta el otro cilindro, que está frío y, por eso, se contrae, atrae su pistón y empuja el aire nuevamente al primer cilindro. Ambos pistones están conectados al mismo disco volante, por lo que funcionan sincronizados. Mientras más diferencia de temperatura haya entre estos dos cilindros, mayor potencia generará el motor.
El equipo de investigadores puso especial énfasis en que todos los elementos de estos sistemas de energía solar térmica puedan ser producidos en la Argentina. Además, se encuentran desarrollando otras tecnologías de mayor escala, capaces de generar energía eléctrica para abastecer a un conjunto de 2000 viviendas. Una de ellas consiste en la instalación de un campo solar de espejos que concentran la luz del sol en lo alto de una torre. Allí se calienta agua que se convierte en vapor para hacer girar una turbina. Además, este sistema soluciona el gran problema de las energías renovables, que es el de la acumulación para usarla cuando se necesita. Para esto, se usan depósitos de sales que se pueden calentar a 550 grados y que pueden convertir agua en vapor para generar energía eléctrica cuando no hay sol.
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| Plataforma Solar de Almería. |
Luis Martorelli, director del Laboratorio de Óptica, Calibraciones y Ensayos de la UNLP, le dijo a TSS: “Nuestra idea es hacer pequeños prototipos para empezar a interiorizar a los centros gubernamentales y a los empresarios. Si se instala una hectárea de paneles solares, se puede tener una eficiencia de más o menos el 15 % de toda la radiación solar que llega. En cambio, un campo de heliostatos solares (que actúan como espejos) y una torre para generar energía eléctrica tienen una eficiencia de entre el 20 y el 25 %. Así, en una misma área se puede tener mejor aprovechamiento de la energía solar y con una tecnología que se puede fabricar en la Argentina”.
El equipo de investigadores dirigido por Martorelli también está trabajando en un horno solar con un paraboloide —diseño que tiene la propiedad de reflejar los rayos paralelos entrantes hacia su foco— de gran precisión óptica. Estos hornos solares alcanzan entre 2000 y 3000 grados de temperatura y tienen diversas aplicaciones en los campos aeroespacial y de nanotecnología. “Como en el laboratorio desarrollamos telescopios que requieren mucha precisión, usamos la tecnología de la astronomía óptica para estos hornos”, afirma Martorelli.
El proyecto es llevado a cabo en conjunto con la Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires (CIC) y con el asesoramiento y la colaboración de la Plataforma Solar de Almería (España), gracias a la Red de Colaboración de Energía Solar Térmica que integran la Argentina, Brasil, Chile, Colombia, España y México.
Este tipo de tecnologías presentan la ventaja de ser no contaminantes, aunque su implementación a gran escala es objeto de críticas de ambientalistas en relación con el efecto que tienen sobre las aves, que se ven atraídas por el brillo de la torre y terminan incineradas. Martorelli minimiza estas consecuencias: “La Plataforma Solar de Almería lleva 30 años investigando en el tema y hay estudios que afirman que la mortalidad de aves no es más que la que se provoca por cuestiones climáticas o por choques frente a edificios en las ciudades. La proporción es mucho menor”, asegura el especialista.
El interés del grupo de investigación del Laboratorio de Óptica de la UNLP es que el equipo pueda construirse en función de las necesidades y de los materiales disponibles a nivel local.“Experimentamos con cinco tipos de vidrio, algunos de ellos importados. Pero llegamos a la conclusión de que el tipo de vidrio que hay en la Argentina puede ser usado perfectamente para estas aplicaciones, y así se pueden evitar importaciones que resultan muy costosas”.
Fuente: TSS