Las torres o chimeneas solares son una tecnología que combina la tecnología solar térmica, eólica y geotérmica para generar electricidad limpia basándose en un fenómeno tan simple como es la convección (el aire caliente pesa menos y tiende a ascender). La planta consta de una superficie circular de terreno que se recubre con un material transparente con una torre hueca central, el aire al calentarse asciende por la chimenea moviendo unas turbinas que se encuentran en su interior. Unas tuberías enterradas en el terreno sirven de almacenamiento térmico garantizando el funcionamiento las 24 horas del día (aún sin sol) y además la superficie acristalada puede utilizarse como invernadero agrícola ya que la temperatura que se alcanza en su interior no supera los 40ºC.

En los años ochenta estuvo en funcionamiento en Manzanares (Ciudad Real) un primer prototipo de 50 KW funcionando durante más de 15.000 horas. Fruto de estos ensayos son varios los proyectos que se están llevando a cabo a nivel mundial entre los que destacan una planta de 40 MW en Ciudad Real  y otra de 100 MW en Australia con chimeneas de 750 y 1.000 metros respectivamente

La energía eólica con sus más de 100 GW instalados en el mundo actualmente y con una previsión de 250 GW en el 2012 es sin duda la más madura y más fiable técnicamente hablando de todas las renovables, a esto hay que añadir emisiones cero de gases efecto invernadero, la menor ocupación de terreno y no suponer consumo alguno de agua. El único inconveniente que tiene es, lógicamente, la necesidad de disponer de viento, recurso que únicamente está disponible en determinadas zonas del planeta.

A principios del los años 80 el ingeniero alemán Jorg Schiach se planteó la posibilidad de utilizar la energía térmica del sol para reproducir los fenómenos que rigen la generación del viento y provocar  vientos artificiales de velocidad suficiente para mover una turbina eólica convencional. Para ello se basó en un principio básico de la física de los gases que es que el aire al calentarse disminuye su densidad, tendiendo a ascender hacia zonas superiores de la atmósfera dejando un vacío que será ocupado por aire frío procedente de la parte superior. Así surgió el primer diseño de la “torre solar”, esta construcción consiste simplemente en una superficie de forma circular que es cubierta por un material transparente (plástico o cristal) situado a una cierta altura, constituyendo una especie de invernadero. En la parte central del círculo se construye una torre hueca en cuyo interior se colocan una serie de turbinas eólicas.

La radiación solar atraviesa el recubrimiento transparente chocando contra el suelo y siendo de nuevo re-irradiado hacia el exterior pero en este caso con unas longitudes de onda diferentes (en el rango de los infrarrojos) que no son capaces de atravesar de nuevo el material transparente y calientan el aire que se encuentra en el interior. Éste, al aumentar su temperatura, disminuye su densidad por lo que tiende a ascender siendo dirigido hacia la chimenea en la que alcanza velocidades comprendidas entre 50 y 70 km/h.

Funcionamiento de una torre solar

Las ventajas de esta tecnología que combina la energía eólica, solar y geotérmica con respecto a cada una de ellas es que se puede utilizar en zonas desérticas de gran irradiación pero que no disponen de viento, que aprovecha toda la radiación solar (difusa y directa) no sólo la directa como hace la solar térmica de concentración y que aprovecha la capacidad de almacenamiento térmico que tiene el terreno bajo el acristalamiento, pudiéndose acumular energía sin necesidad de sistemas especiales para que la torre funcione también durante las 24 horas del día (para ello dispone de un sistema de tubos auxiliares por los que circula un fluido y calienta el aire por la noche). Por otra parte, no hay ningún consumo de agua  y la ocupación de terreno es similar a cualquier otro sistema de generación de energía eléctrica con la ventaja de que además el terreno cubierto con el material transparente se puede utilizar como invernadero para producción agrícola. Como principal inconveniente su bajo rendimiento (entorno al 5%), pero como el combustible es gratuito (el sol) y la tecnología utilizada en su construcción es muy simple (plástico o cristal y una simple torre de hormigón), la electricidad generada resultará pronto competitiva.

El primer prototipo de esta tecnología fue ensayado en Manzanares (Ciudad Real), con un campo recolector de 240 metros de diámetro y una torre de 195 metros. Estuvo en funcionamiento durante siete años (1982-1989), en unas instalaciones de Unión Fenosa, donde consiguieron demostrar la viabilidad de la tecnología con una planta que suministraba picos de 50 kW, y que se consiguió hacer funcionar de forma continuada una media de 9 horas al día, acumulando un total de 15000 horas de funcionamiento.

En la actualidad hay dos proyectos en marcha a nivel mundial, uno de 40 MW también en España, concretamente en Fuente del Fresno  (Ciudad Real) que con un presupuesto de 240 millones de euros será construido por la empresa Campo 3 en colaboración con la empresa alemana  Schlaich Bergermann y la participación de la Universidad de Castilla-La Mancha y el Ministerio de Medioambiente español. Es un proyecto novedoso en Europa que tiene prevista la construcción de una torre de 750 metros de altura, un campo de 350 hectáreas de las cuales 250 podrán ser utilizadas como invernaderos horto-frutículas y un coste de 250 millones de euros que proporcionará la energía que anualmente consumen 1.200.000 personas.

El segundo proyecto en marcha es una planta de 200 MW de potencia y 700 GWh de producción anual que se construirá en el desierto de Nuevo Gales en Australia, dará electricidad para 200.000 hogares suponiendo un ahorro de emisiones de dióxido de carbono equivalente al ahorro de 700.000 barriles de petróleo y, por lo tanto, una reducción de emisiones de dióxido de carbono de 900.000 toneladas. El coste estimado de esta planta es de 380 millones de euros y la superficie acristalada será de 20 km² con un diámetro de 5 km. La torre tendrá un kilómetro de diámetro en su base con un espesor de pared de 1 metro, la altura total será de 1 km y un espesor en la parte superior de 25 cm (el edificio más alto actualmente  es la torre de comunicaciones de Toronto con 553 m). El sol calentará el aire y provocará viento con velocidades de 56 km/h que pasará a través de 32 turbinas situadas en la base de la torre con una potencia de 6,5 MW. El proyecto será llevado a cabo por la empresa  Solarmissions Technologies y para la construcción serán necesarios 20 km² de plástico o cristal y  400.000 metros cúbicos de hormigón. En la red podemos encontrar un video 3D muy indicativo del funcionamiento de la torre solar. El coste estimado de la electricidad generada es de 0,32 c€/kWh suponiendo una vida útil de la planta de 20 años y un interés del 12%, coste que se rebajaría a la 0,06c€/kWh con un tiempo de amortización de 40 años a un interés del 6%.

Aunque la tecnología aparentemente es simple y los proyectos maduros la realidad es que el proyecto de Australia debería haber entrado en funcionamiento en 2005 y el de Ciudad Real en 2007 pero en ninguno de los dos casos tenemos constancia de que las obras se hayan empezado, probablemente aún haya ciertos problemas de diseño o de financiación. Esperemos que pronto podamos tener noticias de su puesta en funcionamiento