Energía Solar Térmica: una energía limpia renovable y de alta rentabilidad

21 noviembre, 2006
Países Proyecto Kyoto

En el Protocolo de Kyoto, al que se subscribieron la mayoría de países del mundo, quedó plasmada la necesidad de producir energía mediante tecnologías tanto respetuosas con el medioambiente como renovables, dada la urgencia en disminuir la emisión de contaminantes que afectan de manera negativa al planeta (ozono, polución, agotamiento de recursos,…).

Países Proyecto Kyoto

Distribución de países adscritos al Protocolo de Kyoto.

De entre las formas de producción de energía a partir de fuentes renovables, las que pueden tener un mayor uso y utilidad en la industria textil, son la energía solar fotovoltaica y la solar térmica, que se basan en el aprovechamiento, en las mismas instalaciones de las empresas, de la energía del sol, bien lumínica bien calorífica respectivamente.

Por el contrario, las maneras de captar las energías eólica o hidráulica, tienen dos inconvenientes principalmente: el primero es la localización de los generadores, que suele estar lejos de los polígonos industriales, normalmente en colinas y en terrenos escarpados donde se producen saltos de agua, y el segundo, es el tremendo coste que supone el montaje de una instalación de este tipo, inversión que supera la que puede ser asumida por una PYME.

Las consideraciones que aquí se exponen se enmarcan dentro de los estudios realizados por AITEX dentro del proyecto EMS-Textile con número deEIE/04/113/S07.38648, financiado por la Comisión Europea dentro del programa EIE, en el que se investigan las diferentes formas de ahorro energético junto con empresas, asociaciones e institutos tecnológicos de países como Grecia, Portugal y Bulgaria

Energía fotovoltaica:

En primer lugar, la mayor ventaja de la energía fotovoltaica a día de hoy, radica en la rentabilidad que el productor obtiene de venderla a los distribuidores eléctricos, que están obligados a comprarla a un precio muy superior al de su tarifa habitual, sobre el 575% durante el presente año, y por lo tanto no es una energía que se esté usando en procesos industriales, si bien su utilización es perfectamente factible aunque sin ratios de beneficios tan altos.

Esto ocurre porque en el anteriormente mencionado Protocolo de Kyoto, una de las fórmulas que promueve para disminuir la emisión de gases tóxicos es mediante la producción de energía a través de fuentes renovables y limpias, por lo que una manera de promocionarlas y de poder llegar a los porcentajes de producción a los que se comprometieron y que no se alcanzan, son estos suculentos beneficios que, además de tener fecha de caducidad, revierten en el precio de la tarifa, ya que el gasto que le supone al distribuidor eléctrico esta compra de energía alternativa, lo recupera aumentando el importe, por lo que al consumidor final la electricidad le cuesta cada vez más cara.

Energía Solar Térmica:

La instalación de energía solar térmica es cada vez más viable y recomendada para paliar el consumo de combustible. Así pues, puede estar perfectamente indicada para empresas que tienen un gran consumo de agua caliente, como puedan ser las de tintes y acabados o estampación, debido a los incrementos en los rendimientos de los nuevos colectores de vacío, junto a la rebaja de los precios de los mismos y el aumento constante de los precios del gas, debido a la inestabilidad del mercado petrolífero.

La conversión de la energía radiante del sol en energía térmica lleva asociadas unas pérdidas por radiación, conducción y convección, cuyo efecto es la progresiva disminución del rendimiento a medida que aumenta la diferencia de temperatura entre la placa absorbedora y el ambiente, según se expresa en la ecuación característica del colector. En los colectores de vacío, la cubierta de vidrio (simple o doble), el tratamiento selectivo de la placa y la evacuación del aire en el interior del colector, son técnicas encaminadas a la reducción de las pérdidas y, en consecuencia, a la mejora de su eficiencia.

Curva

Curva característica de un colector de tubo de vacío. En el eje de abcisas X=(Tcolector-Tambiente)/Irradiación

Así pues, gracias a la energía solar térmica puede alcanzar de forma natural las temperaturas que se demandan para el precalentamiento del agua que se debe utilizar en las primeras fases de las operaciones de química textil, sustituyendo en gran medida la energía térmica necesaria para llevar a cabo dichas operaciones.

Tomando como base la temperatura de 60º C, que es la que se suele emplear en el inicio del tinte de un producto textil, y es la que los colectores solares tradicionales, más económicos, alcanzan, como máximo, en un día completamente despejado. Los colectores de vacío la aseguran como temperatura mínima en un día nublado y frío, ya que su rango está entre 60 y 100º C debido a las nulas pérdidas caloríficas por el vacío producido en los tubos por los que transcurre el agua, con lo que se puede incluso, aumentando la velocidad de paso del agua en los días calurosos, disponer de una cantidad mayor de agua a 60º C, teniendo así una mayor versatilidad y asegurando de esta manera un volumen constante y elevado de agua con los grados centígrados demandados.

Una instalación tipo de energía solar térmica, en la que no hayan restricciones de espacio para la colocación de placas, puede representar un ahorro en el consumo de agua caliente de hasta un 50%, con lo que los beneficios que le reportan la empresa son muchos, tanto en el consumo de todo tipo de combustible, como en la independencia que le proporciona de estas fuentes de energía, enmarcadas en mercados instables, siempre al alza.

Evolución instalación

En este tipo de instalaciones, incluso se llegan a producir sinergias producto de la combinación de diferentes tipos de tecnologías, ya que se pueden tener recuperadores de calor, los cuales utilizan el calor del agua de salida de los procesos, junto a la energía solar térmica, que permite la entrada del agua red a una temperatura elevada, lo que permite disminuir aún más el consumo para llegar a conseguir una mayor cantidad de grados centígrados.

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Con los actuales colectores de vacío, se puede llegar incluso a calentar agua a temperatura de proceso, léase entre 100 y 140º C, si bien, el volumen conseguido para utilizar no es demasiado grande, ya que las velocidades del caudal que atraviesan las placas son relativamente bajas. Sin embargo, empresas productoras de este tipo de colectores están en continua investigación para la mejora de rendimientos y disminución del área y peso de estos equipamientos.

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Por último, se debería destacar que los períodos de retorno de las inversiones a realizar en este tipo de instalaciones son de aproximadamente 12 años. Si bien, pueden reducirse considerablemente debido a las ayudas, tanto gubernamentales como autonómicas, que existen en este campo, siempre y cuando se trate de sustitución de procesos para la mejora ecológica de los mismos, hecho que provoca el que dichas ayudas ya no se den en el terreno de la fotovoltaica.

José Gisbert Gomis.
Ingeniero Técnico Industrial
Departamento I+D+i
AITEX Instituto de Investigación Textil

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