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"La tecnología solar tiene que trabajar codo con codo por los que planean la tecnología de los procesos industriales"

Sun and Wind Energy ha hablado con Matthias Rommel, físico y antiguo director del departamento de Aplicaciones Solares Térmicas del Instituto Fraunhofer sobre el uso de colectores parabólicos o Fresnel para su aplicación en procesos industriales de generación de calor. Lo ideal sería planear los procesos industriales ya teniendo en cuenta la introducción de las renovables en los mismos.

¿ Cuáles son los pros y los contras de los colectores parabólicos y de los Fresnel ?

Ambas tecnologías todavía se encuentran en fases muy incipientes de aplicación en procesos industriales. Y si la energía solar es aprovechable no dependerá de utilizar una tecnología o la otra. Las diferencias entre ellas no son tan grandes que pueda destacar una sobre la otra. Una de las ventajas de los colectores parabólicos es que ya han sido investigados y aplicados concienzudamente, puesto que son de uso común en las centrales solares termoeléctricas y podemos aplicar esa experiencia en la generación de electricidad a las aplicaciones industriales. Pero el desarrollo tecnológico ha mostrado que son necesarios también otros materiales y diseños de colectores para procesos de producción de calor en el rango de 100 - 250 ºC. La apertura media para colectores parabólicos de temperatura media es de entre uno y dos metros. En las centrales termoeléctricas, esta apertura es de seis metros. Los colectores usados en las plantas de generación de electricidad necesitan unas características diferentes, más exigentes. Por ejemplo, puedes usar reflectores de aluminio para aplicaciones industriales, pero en las plantas termoelectricas siempre usan espejos de muy alta calidad, que son más pesados y demanda una estructura de soporte más comleja.


¿ Y no es posible lo contrario, es decir, aplicar colectores Fresnel para centrales termoeléctricas ?

Desde luego. En Australia ya hay proyectos con colectores Fresnel para aplicaciones en plantas solares de generación de electricidad. Veo una posible ventaja de los colectores Fresnel, en el hecho de que están diseñados para estar colocados sobre el ejado. Los Fresnel me parecen más indicados para estar situados en el tejado, debido a la presión a la que se ven sometidos por la fuerza del viento. Los Fresnel son paralelos a la superficie del tejado, mientras que los colectores parabólicos están más expuestos a la fuerza del viento, que luego debe ser absorbida por el techo. Y un detalle más: la productividad de los Fresnel es algo más elevada, ya que en el caso de los colectores es necesario tener en cuenta la sombra que pueden darse unos a otros.

¿ Cómo se mide el rendimiento ?

El polvo y suciedad acumulados sobre su superficie baja su rendimiento. Otro tema a la hora de comprobar la productividad de los colectores es que las medidas son siempre tomadas a una velocidad constante de viento de 3 m/s.  Para conseguir esta velocidad, se utilizan ventiladores que producen el viento de forma artificial. Esto está bien para hacer comprobaciones en colectores pequeños, pero no sería práctico para una central de tamaño real. Aún no estamos seguros de la influencia que puede tener el viento sobre el rendimiento de los colectores. Otra cuestión es que en el caso de los colectores Fresnel, el modificador del ángulo de incidencia  depende de la localización de la instalación (latitud y altitud), y de la orientación de los colectores. Necesitamos desarrollar más sistemas de mediciones. Pero en general, utilizamos los mismos criterios para medir el rendimiento de este tipo de colectores que para los planos.

El ISE tiene un test especial para los colectores solares para procesos industriales. ¿ Por qué es especial el método del ISE ?

Sí, podemos hacer mediciones en pequeños colectores de unos 6 m2 de área que alcanzan temperaturas de hasta 200ºC. Otras instituciones sólo pueden tomar mediciones hasta los 120ºC. A temperaturas más elevadas, sólo pueden hacer extrapolaciones. Conocer esas eficiencias reales es especialmente importante para el desaerrollo de los colectores de alta temperatura.

¿ Se está investigando sobre otro tipo de colectores ?

Sí. Los colectores solares de espejo fijo (FMS), donde el reflector está fijo y el receptor está sobre un seguidor. La ventaja de ese sistema es que la superficie del reflector puede ser diseñada como una superficie fija sobre el tejado. Hay una investigación al respecto en Mallorca.

¿ Cuáles son las aplicaciones más prometedoras ?

Los procesos industriales en los que se utiliza vapor para calentar, un vapor calentado mediante combustibles fósiles. La caldera podrá ser directamente sustituida por el sistema solar de concentración. Simplemente se podrá sustituir un sistema de generación del calor por otro, sin tener que tocar nada del proceso industrial en sí. En los países de mayor radiación, como España, esto se puede conseguir ya. La otra forma es cambiar los sistemas que se están utiliando en ese proceso industrial para no tener que utilizar el vapor como soporte trasportador del calor, con lo cual no sería necesario alcanzar temperaturas tan elevadas. Pero cuando hablas con el empresario, te dice "No, si nosotros no queremos cambiar nuestros sistema de producción. Sólo queremos aplicar energías renovables..." cuando hablamos de producir calor para procesos industriales mediante energía solar, es necesario conocer lo mejor posible el proceso industrial para poder aplicar la energía solar de la forma más sencilla posible.

¿ Así que la industria solar tendrá que trabajar codo con codo con los cerveceros, por ejemplo ?

No. La tecnología solar tiene que trabajar codo con codo por los que planean la tecnología de los procesos industriales. Y nos faltan experiencias concretas. Las instituciones han desarrollado los instrumentos y la experiencia. Pero la única forma de poder convertir esto en algo útil es a través de proyectos concretos donde se pueda evaluar la experiencia. Comprobar la durabilidad de los componentes individuales, observando el efecto del granizo sobre los componentes, por ejemplo,  es muy importante.

Fuente: Solar andWind Energy, agosto 2009.