La torre solar de Jülich almacena calor solar y luego produce electricidad. Los datos operativos reales están destinados a mejorar el control difícil.
En Jülich hay una central eléctrica que parece provenir de un futuro que en realidad nunca ha comenzado. Hay más de 2.000 espejos alineados con el sol. Iluminan una torre, en lo alto de la cual hace más calor que algunos hornos industriales: más de 700 grados centígrados.
La idea detrás de esto es atractiva. La luz del sol no se convierte inmediatamente en electricidad, sino primero en calor. Este calor se puede almacenar. Desde aquí se puede generar electricidad, por la tarde, por la noche o cuando pasan las nubes. Una torre solar podría ayudar cuando los sistemas solares convencionales ya no proporcionen nada.
No es una central eléctrica normal.
Pero este futuro tiene un problema. Las torres de energía solar son caras, requieren ubicaciones adecuadas y precisión en el funcionamiento continuo. Alrededor de la torre hay espejos móviles llamados helióstatos. Cada uno de ellos debe dirigir el haz de luz al lugar correcto. Incluso los pequeños errores cuestan rendimiento. En el peor de los casos, un componente se calienta demasiado.
Por lo tanto, la torre solar de Jülich no es una central eléctrica normal en la región. Forma parte de una instalación de investigación con dos torres: una central termosolar experimental y una torre multifocal más pequeña para experimentos.
Investigadores del Centro Aeroespacial Alemán (DLR), el Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT) y la plataforma de IA Helmholtz han publicado 849 gigabytes de datos operativos reales de este sistema. Presentan la base de datos “Paint” en la revista especializada Nature Energy.
849 gigabytes abren la vista de la torre
La “pintura” no es una nueva turbina, un nuevo espejo o una nueva central eléctrica. “Paint” es una mirada al funcionamiento interno de la torre solar de Jülich. El conjunto de datos muestra cómo se comportan los espejos de 2014 en funcionamiento en el mundo real. Incluye mediciones de diciembre de 2020 a junio de 2024.
Los datos más importantes de un vistazo:
- 849 gigabytes de datos operativos abiertos desde la torre solar de Jülich
- Mediciones de diciembre de 2020 a junio de 2024
- Datos sobre helióstatos de 2014, es decir, los espejos móviles del sistema
- Datos de calibración para helióstatos de 1893, aproximadamente el 94% del alcance del espejo
- Datos de deflectometría de 471 helióstatos que detectan pequeñas deformaciones de espejos
- más de 218.000 imágenes de calibración
- Datos meteorológicos de la Torre Jülich, en parte con resolución de 1 segundo
Datos sensibles, finalmente accesibles
Una torre solar vive de la precisión. Cada espejo debe proyectar el punto de luz donde se necesita. Pero las cosas cambian constantemente en la empresa. Las nubes pasan, el viento aprieta los espejos, el polvo se deposita en las superficies. Además, presenta signos de desgaste y pequeñas deformaciones difíciles de percibir a simple vista.
Hasta ahora, estos datos operativos rara vez han estado disponibles abiertamente. Los operadores de centrales eléctricas se muestran reacios a implementarlas porque son económicamente sensibles. Por tanto, muchos nuevos controles han tenido que conformarse con pequeñas campañas de medición o modelos idealizados.
El “gemelo digital”
Cada detalle cuenta a la hora de controlar. Un espejo desalineado proporciona menos energía. Múltiples espejos desalineados pueden cambiar el punto de luz en la torre. Entonces el rendimiento disminuye o los componentes se calientan demasiado. Por tanto, los modelos ideales por sí solos no son suficientes.
“Con ‘Paint’ ponemos a disposición por primera vez datos reales de funcionamiento de la torre solar de Jülich, creando así una base importante para métodos de inteligencia artificial, gemelos digitales y plantas de energía de torre solar más eficientes”, afirma Robert Pitz-Paal, director del Instituto de Investigación Solar del DLR.
Un gemelo digital replica la torre solar en la computadora. Allí podrá comprobar cómo reacciona el sistema a nuevos comandos de control. Una IA puede reconocer patrones que se pierden fácilmente durante la operación en curso: un punto de luz se mueve, un espejo reacciona de manera inexacta, una superficie cambia, un componente puede requerir mantenimiento antes.
Las torres solares almacenan calor en lugar de electricidad
La gran ventaja de la tecnología sigue siendo el principio de archivo. Una central eléctrica de torre solar primero convierte la luz solar en calor. Este calor se puede almacenar y utilizar más tarde. Esto puede generar electricidad si los sistemas fotovoltaicos ya no suministran electricidad nueva por la noche. El calor también puede ser de interés directo para los procesos industriales.
Las torres solares necesitan mucha luz solar directa. Cuesta mucho dinero construirlos. Su funcionamiento requiere una coordinación precisa de miles de espejos. España o algunas partes de EE.UU. ofrecen mejores condiciones que Alemania. Jülich es especialmente adecuado como lugar de investigación, ya que allí se generan datos operativos reales a partir de un sistema real.
Los datos de Jülich no hacen que las torres solares sean automáticamente económicas. Tampoco resuelven el problema de localización. Pero intervienen allí donde la tecnología es especialmente vulnerable en la vida cotidiana: cuando miles de espejos se controlan con precisión.
Si la IA pudiera detectar de antemano qué espejo funciona de manera incorrecta o cuándo se necesita mantenimiento, las operaciones podrían volverse más confiables. Queda por ver si esto realmente dará como resultado torres solares más baratas, no en el modelo ideal, sino en la vida cotidiana real de las centrales eléctricas.
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