La torre solar de más de 200 metros de alto que genera energía día y noche

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Se trata de TTSS, una torre solar en etapa de prototipo que combina celdas, canales, turbinas, aspersores de agua y un colector para generar energía ininterrumpida.

Investigadores de Qatar y Jordania han diseñado la TTSS, una torre solar que a base de dos diferentes tecnologías aprovecha el movimiento del aire para generar hasta 753.000 kWh al año.

TORRE SOLAR

Un equipo de investigadores jordanos y cataríes acaba de replantear el viejo concepto de torre solar, formulada en pleno siglo XX por el español Isidoro Cabanyes, para garantizar un suministro de energía las 24 horas del día, un flujo continuo, que aprovecha la energía del Sol y está libre de las intermitencias que provocan que las instalaciones fotovoltaicas no siempre puedan coordinar su oferta y demanda.

La torre solar TTSS consta de un diseño con una vuelca de tuerca.

La torre solar TTSS

Hace más de un siglo, Cabanyes construyó un prototipo de torre a pequeña escala en Manzanares, Ciudad Real. Desde entonces han sido varias las iniciativas (por ejemplo, la torre de Enviro Mission), que buscan impulsar una tecnología prometedora basada en un fenómeno bastante simple: la convección, la tendencia del aire caliente a ascender.

Estas torres, comparables a “chimeneas” alargadas, aprovechan la energía solar para calentar el conducto y el aire que contienen, generando una corriente que impulsa un sistema de turbinas.

Los investigadores de la Universidad de Qatar y la Universidad Técnica Al Hussein reformularon el concepto y lo bautizaron como TTSS, siglas en inglés de “sistema solar de tecnología gemela“, nombre que da una idea bastante precisa de cómo funciona.

TORRE SOLAR

La TTSS combina una torre de corriente ascendente solar y otras de corriente descendente de enfriamiento, ambas integradas en un mismo conducto. En el centro se sitúa la chimenea de corriente ascendente que calienta el aire a nivel del suelo y permite que se eleve a través del canal hasta llegar a las turbinas.

Alrededor tiene una decena de torres más pequeñas, de corriente descendente, que canalizan el aire refrigerado hacia abajo, con lo que impulsa otras turbinas situadas en la bases de los canales.

TORRE SOLAR

Para caldear el aire el sistema incorpora un techo diseñado para atrapar calor. El fenómeno contrario, el de la refrigeración, se consigue con un sistema que rocía en la parte superior una fina niebla que permite al aire cálido descender.

TTSS: Mejorando la eficiencia

La torre solar combina canales concéntricos, turbinas, aspersores de agua y un colector, en aras de lograr la meta que se han propuesto los investigadores cataríes y jordanos, tal como lo detallan en el artículo publicado en Energy Reports con las conclusiones de sus experimentos.

“Las plantas de torre solar ascendente estándar funcionan durante el día, ya que dependen de la radiación solar para generar electricidad. Por eso la productividad energética, eficiencia y rendimiento sean limitados. Este trabajo presenta un intento de aumentar la productividad del sistema solar de corriente ascendente al combinarlo con una tecnología de corriente descendente en un único diseño”.

comentan Emad Abdelsalam, Tarifas Almomani  y Shadwa Ibrahim, autores del estudio.

Gráfico que muestra el tamaño y estructura de la torre.

TORRE SOLAR
La torre solar de más de 200 metros de alto que genera energía día y noche 1
TORRE SOLAR
Diagrama que describe mediante fórmulas el funcionamiento de la torre. Fuente: Energy reports.

“La torre interior funciona como un sistema solar ascendente tradicional, en el que el aire se calienta bajo el colector debido a la irradiancia y luego asciende por la chimenea debido a la columna de presión. Mientras que la torre exterior crea una corriente descendente rociando agua en el ambiente caliente de la parte superior de la torre. [Este sistema es] independiente de la irradiancia solar, una ventaja que le permite funcionar tanto de día como en horario nocturno”.

abunda el equipo investigador.

Los investigadores trabajaron con un modelo de simulación al que aplicaron a las condiciones climáticas de Riad y que mostró que la torre solar podría generar 752.763 kWh anuales, lo que representa 2,14 veces más que los sistemas de corriente ascendente solar estándar. Las torres externas aportarían 400 MWh y la de corriente ascendiente unos 350 MWh.

TORRE SOLAR

Con esos resultados, los expertos calculan que se ahorrarían alrededor de 677 toneladas de CO2. Para sus pruebas, el equipo de la Universidad de Qatar y la Al Hussein tomaron como referencia una torre TTSS con unas medidas amplias: una torre exterior de 200 m de alto con un diámetro interior de 10 m. En cuanto al colector, presenta 250 m de diámetro y un diseño inclinado con una entrada de 6 m de alto que aumenta de forma gradual hasta alcanzar los 12 en la base de la torre.

“La torre interior y la exterior son concéntricas. El área entre las torres está dividida en diez canales, donde cada canal sirve como torre enfriamiento. El radio de cada uno es de 1,8 metros. Gracias a esa ‘estructura única‘ reivindican que su diseño de ‘tecnología gemela‘ es capaz de funcionar en dos modos de forma simultánea, compaginando su labor como torre solar de corriente ascendente y canal de enfriamiento descendente”.

detallan los expertos en Energy Reports.

Ventajas y desafíos de la TTSS

Los autores reivindican que la torre solar de doble corriente permite duplicar la producción de los prototipos convencionales y que el sistema puede funcionar “24 horas los 7 días de la semana, según las condiciones climática“, gracias a su capacidad para retener el calor. Eso no evita que los TTSS presenten también “limitaciones” importantes que pueden complicar su expansión.

Los investigadores admiten que se ven marcados por la climatología y que uno de sus hándicaps es que necesitan acceso a agua para el sistema de corriente descendente, lo que supone dificultad en zonas desérticas, justo donde resultarían más efectivos.

New Atlas añade que otro reto por afrontar es ir más allá de las simulaciones y demostrar que es viable en la escala comercial, otro reto importante dadas sus grandes dimensiones.

TORRE SOLAR

“Además el rendimiento de la torre de corriente descendente disminuye considerablemente en condiciones de alta humedad, como durante el invierno. De ahí que se recomiende que el diseño propuesto se implemente en áreas remotas de clima cálido y seco”.

concluyen los autores.

FUENTE/IMÁGENES: Xataka.

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