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La tecnología solar térmica plantea desafíos para California asolada por la sequía
El ambicioso objetivo de California de obtener un tercio de su electricidad de fuentes de energía renovable para 2030 está siendo probado en su año más seco registrado, parte de una sequía de varios años que está agotando seriamente los suministros de agua. El plan estatal se basa en gran medida en la tecnología solar térmica, pero este tipo de energía solar también suele consumir grandes cantidades de agua.
Poder más seco : En la planta de energía solar térmica de Ivanpah en un desierto de California, una torre está iluminada con luz solar concentrada de miles de espejos.
La sequía ya está obligando a los desarrolladores de plantas de energía solar térmica a utilizar enfoques de refrigeración alternativos para reducir el consumo de agua. Esto aumentará los costos y disminuirá la producción de electricidad, especialmente en los meses de verano, cuando la demanda de electricidad es alta. Varios grupos de investigación en todo el país están desarrollando formas de reducir esos costos y evitar reducciones en la producción de energía.
Las plantas de energía solar térmica utilizan grandes campos de espejos para concentrar la luz solar y calentar el agua, produciendo vapor que hace girar las turbinas de las plantas de energía. A las empresas de servicios públicos les gustan porque su producción de energía es mucho menos variable que la energía de los bancos de paneles solares (consulte BrightSource avanza en otra planta solar térmica masiva y Modelos de computadora más nítidos despejan el camino para obtener más energía eólica).
Los inconvenientes son que las plantas termosolares generan grandes cantidades de calor residual y consumen mucha agua para enfriarse, lo que generalmente se hace evaporando el agua. Las plantas termosolares pueden consumir el doble de agua que las plantas de energía de combustibles fósiles, y un proyecto termosolar propuesto recientemente habría consumido alrededor de 500 millones de galones de agua al año.
Una tecnología llamada enfriamiento seco, que ha comenzado a aparecer en las plantas de energía en los últimos 10 años, puede reducir ese consumo de agua en un 90 por ciento. En lugar de evaporar el agua para enfriar la planta, la tecnología mantiene el agua contenida en un sistema cerrado. A medida que enfría la planta de energía, el agua se calienta y luego circula a través de enormes torres de enfriamiento de ocho pisos que funcionan de manera muy similar al radiador de un automóvil.
La tecnología de enfriamiento en seco cuesta entre dos y media y cinco veces más que los sistemas de enfriamiento por evaporación convencionales. Y no funciona bien en los días calurosos, lo que a veces obliga a los operadores de centrales eléctricas a reducir la producción de energía. En el verano, esto puede reducir la producción de energía entre un 10 y un 15 por ciento, dice Jessica Shi , gerente de programas técnicos del Instituto de Investigaciones de Energía Eléctrica. En días extremadamente calurosos, la producción de energía podría reducirse incluso más que eso.
Un enfoque para resolver este problema es sobredimensionar el sistema de enfriamiento para que pueda brindar suficiente enfriamiento incluso en los días calurosos. Ese es el enfoque adoptado por los desarrolladores de la nueva planta termosolar Ivanpah de California, que está a punto de iniciar la producción (consulte La planta de energía termosolar más grande del mundo suministra energía por primera vez). Pero aumenta el costo de un sistema que ya es caro.
Más de una docena de grupos de investigación financiados por el Instituto de Investigación de Energía Eléctrica y el Fundación Nacional de Ciencia están desarrollando formas de evitar los problemas actuales con la tecnología de enfriamiento en seco. Un proyecto utiliza un sistema de enfriamiento evaporativo convencional, pero captura el vapor de agua para reutilizarlo. Otros están trabajando para mejorar la eficiencia de las torres de enfriamiento en seco para que puedan hacerse más pequeñas y más baratas. Un tercer enfoque consiste en utilizar nanopartículas en el líquido refrigerante para mejorar su capacidad de absorber calor. Y los nuevos diseños que mejoran la circulación de aire podrían reducir el tamaño y el costo de las torres de enfriamiento.
La sequía y la escasez de agua que está experimentando California aumentarán los costos asociados con la energía solar térmica, pero no es probable que detenga la propagación de la tecnología. Si bien el enfriamiento en seco cuesta mucho más que el enfriamiento por agua convencional, representa una parte relativamente pequeña del costo total de una planta, alrededor del cinco por ciento de alrededor de $ 2 mil millones.