Una Nueva Oportunidad. “El Disco Stirling”

El disco Stirling es un sistema de producción de energía renovable. Su funcionamiento se basa en concentrar la radiación solar mediante un disco parabólico en un punto, obteniendo el foco caliente del motor. Así, si se estudian los avatares de la Historia de la tecnología del disco y por ende del motor Stirling, se puede descubrir su paralelismo con la historia de los recursos energéticos y la oportunidad que se le presenta al mundo con esta tecnología.

Autor: [Guillermo Gómez Prada-INTA]

Uno de los principales retos a los que se tendrá que enfrentar el mundo, en un futuro no muy lejano, es el cambio de modelo energético.  Si repasamos brevemente la historia de la humanidad desde la revolución industrial, nos daremos cuenta que el modelo de vida que llevamos se debe en gran medida, por no decir en su totalidad, al hecho de tener fuentes de alta densidad de energía y de fácil acceso, pero fuentes no renovables, es decir fuentes de energía cuya capacidad de regeneración es muy lenta comparada con la velocidad de consumo, por lo que se corre el riesgo de agotarlas. Este fácil acceso a fuentes de energía abundantes, ha permitido la implantación de un modelo energético no basado en la eficiencia energética o en sistemas de energía renovables, es decir fuentes cuya velocidad de regeneración es superior a la de consumo, pero tienen fundamentalmente dos grandes inconvenientes son menos competitivas y más incómodas dada su alta aleatoriedad pues dependen de si hay viento, o de si hay sol,…, pero debido a su alta velocidad de regeneración serán las que nos queden cuando las fuentes de energía no renovables se nos agoten, o dejen de tener un precio competitivo.

A partir de los años 70 del siglo pasado, el mundo se ha empezado a dar cuenta, en gran medida a partir de la crisis del petróleo, de que el modelo energético basado en fuentes no renovables es inviable a largo plazo, tal vez dos o tres generaciones como máximo. Por lo que en esa época se dio un paso más allá, y el mundo empezó a fijarse en otras fuentes de energía como son las procedentes del Sol (la eólica, la mareomotriz son efectos del Sol) y del calor del interior de la Tierra,  empezándose a desarrollar sistemas que pudieran aprovechar esta energía, sistemas tales como la fotovoltaica, la eólica, la geotérmica, el disco Stirling,… todas estas tecnologías ya existían previamente pero eran pura anécdota, es a partir de esta fecha cuando se empiezan a plantear su producción masiva. Así de este cambio de mentalidad surge la actual industria fotovoltaica y eólica, que aunque generalmente con ciertas medidas proteccionistas, es una industria rentable. Otras tecnologías tuvieron menos suerte, o mejor dicho no era su momento, ya que desarrollarlas a un nivel industrial exigía un desembolso inicial que no las hacía competitivas. A partir de los años 90  el mundo ha ido adquiriendo una conciencia más ecológica. Problemas como el agujero de ozono, el incremento de los desastres naturales, el deterioro visible de ecosistemas con la reducción de la calidad de vida,… ha hecho que tecnologías que se dejaron en barbecho, no porque fueran malas sino porque el mercado apostó por otras, tengan una nueva oportunidad. Entre estas tecnologías se encuentra el disco Stirling.

La historia del disco Stirling, comienza en el año 1816 cuando el reverendo escocés Robert Stirling inventa el susodicho motor que presenta una serie de ventajas frente al motor de gasolina y al motor diesel, entre esta ventajas están su eficiencia, su falta de ruido,…. Pero será el hecho de que el motor Stirling sea un motor de combustión externa, lo que permita utilizar la radiación solar como fuente de calor para hacer que el motor funcione. Es decir, todo motor para que funcione necesita de dos focos, uno caliente y otro más frío, generalmente el foco caliente se consigue quemando algún combustible, pero el hecho de que la cámara de combustión del Stirling sea externa permite que se pueda conseguir el foco caliente concentrando la radiación solar en un punto, por ejemplo con un disco parabólico. Pero en el siglo XIX y principios y mediados del XX, los continuos descubrimientos de nuevos yacimientos de recursos fósiles hacían que estos aumentaran más rápidamente que el consumo, con la consiguiente disminución de precios, lo que hizo que no hubiera ningún interés en desarrollar una industria de fuentes de energías renovables y por lo tanto de discos Stirling.

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Motor solar de Augustin

Mouchot en la exposición de Paris de 1861 Paris

 Otra industria que podría haber impulsado el desarrollo de los motores Stirling, podría haber sido la automovilística. Pero el motor Stirling necesita de precalentamiento para funcionar, y no está pensado para trabajar a velocidades variables, hechos que hicieron que la industria del automóvil mayormente lo rechazara. Así se llega a principios de los setenta del siglo pasado, sin que nadie hubiera invertido, de una manera seria, recursos en desarrollar la tecnología del motor Stirling y por lo tanto en la del disco Stirling.

Pero en los años 70, y con la crisis del petróleo, se retoman viejas ideas. Así, a finales de los 70 y principios de los 80 se desarrolló la tecnología moderna de los discos Stirling. Empresas como United Stirling AB, Advanco Corporation, McDonnell Douglas Aerospace Corporation (MDA), NASA´s Jet Propulsion Laboratory, y DOE, desarrollaron en ese periodo una serie de tecnologías como recibidores directamente iluminados, recibidores solares tubulares, el motor United Stirling 4-95 Kinematic Stirling para aplicaciones automovilísticas, espejos,…. Pero era una tecnología demasiado cara como para dar el paso y empezar su fabricación en masa. Aunque el mundo en los 70 y 80, ya se empezaba a dar cuenta que había que cambiar el modelo energético, pero industrias como la fotovoltaica y la eólica necesitaban menos inversión inicial para su industrialización que la tecnología del disco Stirling. En esas décadas, no había producción en masa de motores Stirling ni posibilidad de crearla, y por otro lado el disco Stirling exige una óptica de precisión que no necesita la fotovoltaica, estos hechos entre otros, hizo que el disco Stirling no pasara a ser un bien de consumo, ya que no era competitivo si se lo comparaba con la fotovoltaica o la eólica. Lo que si se logró en esas décadas fue resolver muchos de los retos técnicos que presenta esta tecnología.

Así, actualmente el mundo con una conciencia ecológica más desarrollada, y con un mayor conocimiento de los problemas energéticos a los que se va a tener que enfrentar, empieza a estar preparado para dar una nueva oportunidad a esta tecnología, capaz de lograr eficiencias mayores del 30%,  de aprovechar todo el espectro de radiación y que presenta una gran modularidad y facilidad de instalación en el lugar del recurso. Luego demostremos que la oportunidad no siempre se ha de pintar calva y  que a la tercera va la vencida.

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Comentarios

[...] Una Nueva Oportunidad. “El Disco Stirling”18/10/2010 [...]

¿Por qué confiar en un sistema energético que después de dos oportunidades no triunfó?, los sistemas energéticos también cumplen con la selección natural, luego si no triunfó años a tras es que es el disco Stirling es más débil frente a los otros sistemas que triunfaron, luego si tenemos que agarrarnos a clavos calientes mal vamos.

Una idea sencilla con un rendimiento por ahora del 30% y una fuente de energia gratuita como es el sol, ahora que la energia fotovoltaica a quedado descartada por poco eficiente.
No olvidemos que algunos motores Stirling son capaces de funcionar con poca diferencia de temperatura, lo que permite aprovechar el calor residual de algunos procesos industriales, incluso se pueden utilizar en centrales electricas con turbina de vapor, actualmente casi todas, utilizando el calor que desprende el vapor al salir de la turbina camino del condensador.
Solo le falta el abaratamiento de costes que tambien llegara.

Es muy interesante, una energía renovable con rendimientos del 30%, pero no deja de ser renovable y las energías renovables están muy bien para tranquilizar nuestras conciencias, pero todas ellas son aleatorias dependen de muchos factores, como que haya sol, o sople el viento. Lo que necesitamos es un sistema energético no aleatorio, luego dejémonos de dar oportunidades a parches y centremonos en la Fusión que esa si puede ser una solución.

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