Investigadores de la Plataforma Solar de Almería (PSA), perteneciente al departamento de Energía del Ciemat, trabajan en una nueva generación de plantas solares híbridas basada en colectores bifaciales que combinan tecnologías fotovoltaicas y termosolares para aprovechar mejor la radiación solar, incluso en escenarios meteorológicos desfavorables. El desarrollo se enmarca en el proyecto Hypergen.
El proyecto está financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades a través de la convocatoria de Proyectos de I+D+i de Generación de Conocimiento y Retos de Investigación 2024. Tras un año de actividad, la iniciativa se centra en el diseño y la evaluación de plantas solares híbridas con concentradores bifaciales.
El objetivo del proyecto es elevar el rendimiento energético de las instalaciones solares y facilitar la cobertura tanto de la demanda eléctrica como de calor industrial. Para ello, Hypergen explora soluciones capaces de integrar las ventajas de la tecnología fotovoltaica y de la termosolar de concentración en un mismo concepto de planta.
Colectores bifaciales para más radiación solar
Las tecnologías solares actuales presentan limitaciones que afectan a su producción. Los sistemas fotovoltaicos convencionales utilizan principalmente una parte del espectro de la radiación solar, mientras que las plantas termosolares de concentración dependen en gran medida de la radiación solar directa (DNI).
Esta dependencia reduce la capacidad de generación cuando aumenta la radiación difusa o durante episodios de calima, situaciones especialmente relevantes en determinadas regiones y que podrían hacerse más frecuentes por los efectos del cambio climático.
Hypergen plantea el uso de colectores solares híbridos y bifaciales para captar tanto la radiación directa como la difusa y aprovechar una fracción más amplia del espectro solar. Al emplear las dos caras de los colectores, el sistema también puede utilizar la radiación reflejada por el suelo, conocida como albedo.
Heliostatos y colectores cilindroparabólicos
La investigación se articula en torno a dos líneas tecnológicas principales. La primera estudia heliostatos híbridos bifaciales para plantas solares de torre, diseñados para aprovechar la radiación global y la radiación reflejada por el terreno.
El concepto de heliostato bifacial híbrido utilizado en el proyecto ha sido desarrollado y patentado por investigadores del CIEMAT-Plataforma Solar de Almería mediante la patente ES2963006A1. La segunda línea trabaja en colectores cilindroparabólicos (PTC) bifaciales híbridos, orientados a incrementar el aprovechamiento del recurso solar y mejorar la eficiencia de las plantas de concentración solar.
Ambas soluciones buscan facilitar la operación de las plantas cuando disminuye la disponibilidad de radiación solar directa. Además, un uso más eficiente del recurso solar podría contribuir a reducir costes de construcción y operación, así como la superficie de terreno y parte de las infraestructuras necesarias para alcanzar una determinada potencia instalada.
Materiales, suciedad y radiación difusa
El proyecto también analiza los retos asociados al uso de superficies bifaciales. Uno de ellos es el soiling, o acumulación de polvo y suciedad sobre los colectores, un factor relevante para el rendimiento de las instalaciones solares.
Otra línea de trabajo estudia materiales avanzados con elevada reflectancia o alto albedo solar, con el fin de aumentar la cantidad de radiación que pueden captar las superficies posteriores de los colectores. Hypergen también investigará componentes de la radiación solar que han recibido menor atención en sistemas de concentración, como la radiación difusa en equipos con seguimiento solar.
Los resultados esperados pretenden contribuir a plantas solares con mayor capacidad de generación en condiciones meteorológicas variables. La combinación de tecnologías y el aprovechamiento de una mayor proporción de radiación podrían permitir producir energía en periodos de menor recurso solar y, con integración de almacenamiento, también después de la puesta de Sol.
El proyecto evalúa asimismo el potencial de estas soluciones para mejorar el rendimiento y prolongar la vida útil de las plantas termosolares ya instaladas, abordando factores que pueden limitar su producción y competitividad a largo plazo.