Energía solar termofotovoltaica con almacenamiento fundido

Una nueva versión de una vieja tecnología, la termofotovoltaica de estado sólido, podría proporcionar una alternativa de alta eficiencia para convertir directamente calor de muy alta temperatura procedente de un sistema de concentración solar térmica en electricidad a escala comercial.

Un nuevo modelado por ordenador a cargo del equipo de Asegun Henry, del Instituto Tecnológico de Georgia en la ciudad estadounidense de Atlanta, sugiere que la conversión termofotovoltaica de alta temperatura, que captura la radiación infrarroja de superficies muy calientes, podría en el futuro rivalizar con los sistemas de turbina de ciclo combinado, si se usara junto a un almacenamiento térmico que emplease metal líquido a temperaturas de alrededor de 1.300 grados centígrados. Los avances en componentes de alta temperatura y otras mejoras, así como un posible descenso de coste hasta un orden de magnitud por debajo del de las turbinas convencionales, sugieren que la tecnología termofotovoltaica modernizada podría resultar idónea para la producción y almacenamiento eficientes de energía eléctrica a partir de fuentes térmicas solares. Así se dictamina en el nuevo estudio.

Las tecnologías subyacentes de almacenamiento de alta temperatura y de conversión termofotovoltaica podrían ser utilizadas también para producir baterías para centrales eléctricas, capaces de operar con otras fuentes de energía, almacenando calor para su rápida conversión en electricidad.

Los investigadores del laboratorio de Asegun Henry en el Georgia Tech están desarrollando un sistema de almacenamiento térmico que utiliza estaño líquido como fluido de transporte. El medio definitivo de almacenamiento consistiría en silicio de grado metalúrgico o en una aleación de aluminio-silicio, que es mucho más rentable. (Foto: Rob Felt, Georgia Tech)

La tecnología termofotovoltaica opera bajo los mismos principios que las células solares comunes, pero trabaja con los fotones de longitudes de onda infrarrojas, en vez de usar los del espectro visible. La radiación infrarroja es la que más emiten las típicas estufas eléctricas cuyas resistencias se ponen al rojo vivo.

Muchas investigaciones realizadas hasta ahora sugieren que la tasa de conversión de la termofotovoltaica sería inferior al 20 por ciento, no resultando competitiva ante otros sistemas caloríficos. Pero el equipo de Henry cree que esos cálculos no consideran adecuadamente las longitudes de onda de la transformación ni tienen en cuenta las eficiencias posibles cuando se considera todo el sistema de suministro de calor. Así, el sistema completo podría ser bastante eficiente si se consigue conocer bien hacia dónde fluye el calor y con arreglo a ello se perfecciona el diseño. De hecho, según Henry, hay aquí una vía prometedora para hacer a esas células termofotovoltaicas un orden de magnitud más baratas que las turbinas a la hora de convertir energía térmica en electricidad.

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