I+Gko 10 urte CSP sektoreko estalduretan

Eguzki-energia kontzentratuak –CSP (Concentrated Solar Power)– ispiluak edo leiarrak erabiltzen ditu eguzkiaren argia azalera txiki batean islatzeko. Ondoren, eguzki-argi kontzentratu hori bero bihurtzen da eta, jarraian, motor termiko baten bitartez, gure instalazioak hornitzen dituen elektrizitatea bihurtzen da.

Gaur egun, lau motatako teknologiak erabiltzen dira CSP instalazioetan: zilindro parabolikoa, dish Stirling, fresnel eta dorre motako eguzki-zentralak. Azken hamarkadan, teknologia horien garapenari eta kostuen etengabeko murrizketari esker, energia mota horren sortzeko ahalmena handitu egin da eta garapen-itxaropen handiak dituzten iturrien artean kokatu da.

Testuinguru horretan, IK4-TEKNIKER erreferente bihurtu da eguzki-energia kontzentratuaren sektorean oinarritutako ikerketan. Adibidez, estaldura aurreratuen garapenari buruz hitz egin dezakegu. Eguzki-energia kontzentratuko instalazioetan, beste hainbat elementuren artean, hargailuak eguzki-energia xurgatu eta fluido bero-eroale batera eramateaz arduratzen dira, eta horretarako, eguzki-erradiazioa bildu eta modu efizientean gordetzeko aukera ematen dien estaldura selektibo bat (emisibitate txikia infragorrian eta absortibitate handia espektro ikusgaian) behar dute.

Azken urteotan, ikerketa-zentroetan egindako lanari esker, estalduren diseinuan nabarmen aurreratu da, gero eta tenperatura altuagoekin modu fidagarrian lan egiteko eta sistemaren efizientzia hobetzeko.

Arlo horren barruan, IK4-TEKNIKER zentroaren lehenengo mugarria CENIT ConSOLi+Da proiektuaren barruan kokatzen da. 2006an ekin zitzaion lankidetza horri, eta Abengoa multinazionala izan zuen buru. Lan horren bitartez, zentroak eguzki-energia kontzentratuko instalazioetarako hainbat teknologia ikertu zituen, kolektore zilindro-parabolikoetatik hasi eta Stirling diskoetara bitarte.

Orain arte, zentral zilindro-parabolikoak nagusitu dira CSP merkatuan. Sistema horrek ispilu zilindriko batzuk erabiltzen ditu, islagailuaren foku-lerroan zehar kokatutako hargailu baten gainean eguzki-argi kantitate handiak metatzeko. Horren bitartez kontzentra daitekeen erradiazioa 80 eguzkiren baliokidea da.

IK4-TEKNIKER zentroak estaldura bat garatu zuen hodi hargailu horientzat. Proiektuaren azken emaitza metro erdiko hodien gainean modu homogeneoan kokatutako estaldura xurgatzaile bat izan zen, aluminaz, molibdenoz eta beste metal batzuez egindako geruzez osatua. Estaldura horren bitartez, eguzki-espektru osoa xurga zitekeen, erradiazio ultramoretik hasi eta infragorrira arte. Era berean, sorkuntza berriak emisitibitate termikoko indize txikiak zituen, eta, beraz, energia-galerak murrizten zituen.

Azken helburu hori lortzeko, IK4-TEKNIKER zentroak lurrun-faseko jaulkitze fisikoko (PVD) teknologien garapenean egindako bide luzea aprobetxatu zuen. Izan ere, teknologia horien esparruan, metalezko geruza izugarri fin bat lurruntzen da azalera baten gainean, hain zuzen ere azalera horri beste funtzio batzuk emateko. Eskarmentu horrekin, beste garapen-lerro bati ekin zion honako hauek barnean hartuta: feedback bidezko gasen kontrolpeko sputtering erreaktibo bidezko lurrunketarako teknologia (azalera batean material baten xafla txikiak jalkitzeko metodoa), estalduren karakterizazio optikoa 300-2.500 nm-ko tartean, eta multigeruzako estalduren diseinu optikoa.

Arlo horretan, IK4-TEKNIKER zentroaren hurrengo proiektu handiari esker, Aries ingeniaritza-konpainiaren kolektoreen diseinu berriaren espezifikotasunetara egokitutako estaldura xurgatzaileak garatu ziren. Lan hori HITECO proiektu europarraren barnean garatu zen, eta aitzakia eman zuen diseinuan aurrera egin eta materialen xurgatze- eta emisibitate-ahalmena hobetzeko.

Era berean, lurrun-faseko jaulkitze fisikoko (PVD) sistema bat eraiki zen. Horrek dagoeneko aukera ematen du lau metroko luzera duten hodi hartzaile errealetan estaldurak aplikatzeko. Sistema arrakastarekin probatu zen Casacciako (Italia) ENEA instalazio pilotuan instalatutako kolektoreetan.

Gaur egun, zentro teknologikoa IN-POWER proiektu europarrean murgilduta dago. Era berean, OHL enpresa-taldeko sail Industriala ere proiektu berean parte hartzen ari da. Efizientzia handiagoko eguzki-energiako bero-instalazioak lortzeko, lehenik eta behin, lan-tenperatura 400 ºC-tik gora igo behar da (gaur egungo gehieneko tenperatura). Hala ere, gaur egungo estaldura selektiboak hondatu egiten dira tenperatura hain altuetan, hutsean funtzionatzen dela bermatzen ez bada.

Alde batetik, proiektuaren helburua da 600 ºC-tik gorako tenperaturetan lan egiteko gai diren eta fluido bero-eroale gisa gatzak erabiltzearekin bateragarriak diren xurgagailuak garatzea. Eta, beste aldetik, hutseko babes-sistemarik gabe, tenperatura ertain-altuko (550 ºC-ra arte) estaldura xurgatzaileen bizitza erabilgarria luzatzen duten sistemak garatzeko erronka dago. Era horretan, estaldurak zuzenean atmosferarekin kontaktuan egongo dira eta hargailuen fabrikazio-kostua nabarmen murriztuko da.

Javier Barriga
Josu Goikoetxea
IK4-TEKNIKER zentroko Gainazalen eta Materialen Fisika Unitatea

PDF deskarga