Solar Chimneys

Las centrales eléctricas basadas en el efecto «chimenea» (o de «tiro») son fuentes de energía renovables que podrían ayudar a reducir el cambio climático. Para ello, uno de los principales retos a los que se enfrentan es la construcción de la torre o chimenea. Estas estructuras no sólo deben ser muy altas (de 200 a 1000 m), sino que también deben ser asequibles para asegurar la viabilidad del proyecto. En este contexto, nuestro sistema de construcción basado en nodos podría ser clave para hacer realidad este tipo de plantas de generación de energía eléctrica en el futuro cercano.

Las centrales de producción de energía eléctrica basadas en el principio de “tiro” o “efecto chimenea” están documentadas desde 1903 (en un artículo de Isidoro Cabanyes en la revista española “La energía eléctrica”). Un esquema de este tipo de centrales se muestra en la Figura 1 mientras que en la Figura 2 se presenta una propuesta conceptual de la empresa Enviro-Mission™. Más información sobre este tipo de centrales se puede consultar here.

España es un país ideal para desarrollar esta tecnología, dado que posee grandes extensiones de terreno soleado, llano y accesible (despoblado), además de una larga tradición de desarrollo de energía solar. Prueba de ello, ya en 1982 se construyó en Manzanares (Ciudad Real a 150 km al sur de Madrid) una central eléctrica experimental de unos 50 kW con una torre de 195 m de altura y 10 m de diámetro utilizando capital alemán. Esta central recopiló satisfactoriamente datos hasta que en 1989 la torre falló por un problema de diseño relacionado con la oxidación, lo que demuestra la gran importancia que tiene el diseño y robustez de la torre en su viabilidad y vida útil.

Recientemente han surgido iniciativas empresariales internacionales. Entre ellas cabe destacar la de Lindstrand Tech (https://www.bbc.com/news/technology-25015030) o la de Enviro-Mission (https://www.enviromission.com.au/), ambas a nivel conceptual, que chocan con el reto de construir chimeneas de unos 1000 m de altura a un coste razonable para aprovechar de forma óptima las condiciones atmosféricas ideales.

The viability of this type of power plant—which produces 100 % clean and safe energy—lies in being able to construct the structural skeleton of the solar chimney at minimal economic, environmental, and visual cost.

Los pocos antecedentes existentes se han materializado mediante geometrías cilíndricas que distan de ser las óptimas tanto desde el punto de vista funcional (sección variable tipo tobera en función del flujo previsto en cada sección) como desde el punto de vista estético.

Las soluciones de torre para plantas de tiro solar a escala comercial (1 km de altura) suelen estar basadas en enormes y caras construcciones de hormigón armado. En cambio, en Anisopter y UVa, pretendemos superar estas limitaciones y construir eficientemente una estructura optimizada y ligera de acero que sea asequible, reciclable y agradable visualmente gracias a los nuevos métodos de cálculo por ordenador, las nuevas tecnologías de fabricación y los modernos medios de montaje en obra.

Main companies interested: EnviroMission (Australia), Enel Green Power Energy (Rome), Hyperion Solar Energy (United States), SunCentral (United States), Atlantis Solar (United States), SunPower Corporation (United States), BrightSource Energy (United States), Pivot Energy Inc. (United States), Hanwha Q CELLS GmbH (Germany), Jinko Solar (China), and others.

Schlaich Bergermann Partner (SBP) is a German company founded in 1980 by Jörg Schlaich and Rudolf Bergermann, pioneers in the design of lightweight and efficient structures and the firm responsible for building the Manzanares solar chimney in 1982 [ REF].

sbp sonne gmbh es una empresa alemana fundada en 2009 a partir de SBP y con sede en Stuttgart que se dedica al desarrollo de soluciones y sistemas integrados para el aprovechamiento de la radiación solar. Su misión es desarrollar e implementar soluciones innovadoras y sistemas tecnológicamente rentables y orientados al futuro. Pueden llevar a cabo estudios de viabilidad, cálculos de eficiencia y de rendimiento solar, revisar tecnologías y conceptos y calcular el LCoE. 

EnviroMission Limited is an Australian company founded in 2000 and based in Melbourne. It owns and promotes de tecnologías de torre de tiro solar para la generación de energía renovable, limpia, sostenible y disruptiva. Son una entidad pública que no cotiza en bolsa y que opera para desarrollar tecnología de torre solar en mercados globales a través de empresas conjuntas, asociaciones y acuerdos de licencia. Además, son el único desarrollador y promotor de la tecnología Solar Cyclone Tower en Australia cuyo objetivo es hacer realidad el concepto de torres de tiro solar.

https://www.greentechmedia.com/articles/read/enviromission-secures-30m-hybrid-debt-equity-facility

https://en.wikipedia.org/wiki/EnviroMission

Solar Updraft Energy UG is a German limited liability company founded in 2016 and based in Munich, dedicated to solar thermal energy. Its main objective is to establish industrial-scale solar stack power plants to generate sustainable electricity over extended periods. It provides solutions for all project phases during plant construction and operation, with specialized expertise in design implementation, industrialization, project management, construction monitoring, and plant operation, including service and maintenance concepts.

Lindstrand Technologies is an English company based in Shropshire, Shropshire dedicated to manufacturing inflatable structures. Uno de sus objetivos es comprobar si es posible fabricar la estructura de una torre de tiro solar inflable y de tela para que sea a prueba de terremotos. Más información en el siguiente artículo de National Geographic: https://www.nationalgeographic.com/history/article/140416-solar-updraft-towers-convert-hot-air-to-energy

Alternativa para generar energía: evolución de la torre solar

https://www.transparencymarketresearch.com/solar-updraft-tower-market.html

https://www.linkedin.com/pulse/solar-updraft-tower-market-current-scenario-future-prospects-vetal/

https://www.htfmarketintelligence.com/report/global-solar-updraft-tower-market