Cómo funciona una central solar: fotovoltaica y termosolar

Una central solar (o planta solar) es una instalación diseñada para aprovechar la radiación del sol y transformarla en electricidad que puede consumirse localmente o inyectarse a la red eléctrica. Se encuadra dentro de las energías renovables porque utiliza una fuente natural e inagotable a escala humana y, durante su operación, no produce emisiones contaminantes directas asociadas a la combustión de combustibles fósiles.

El término “central solar” suele agrupar dos tecnologías principales. Por un lado, las centrales solares fotovoltaicas (FV), que convierten la luz en electricidad de forma directa mediante materiales semiconductores. Por otro, las centrales solares termosolares o de concentración (CSP), que convierten primero la radiación en calor y, a partir de ese calor, generan electricidad mediante un proceso termoeléctrico similar al de una central térmica convencional, pero alimentado por energía solar.

Comprender cómo funciona cada tipo ayuda a interpretar conceptos habituales (corriente continua y alterna, inversores, transformadores, turbinas o almacenamiento térmico) y a entender por qué estas instalaciones se ubican en zonas con elevada irradiación y grandes superficies disponibles.

Qué es una central solar y qué energía produce

Una central solar es una infraestructura de generación eléctrica que capta la energía del sol y la transforma en electricidad de manera controlada. A diferencia del autoconsumo residencial (paneles en tejados), una central suele operar a escala industrial y se integra con equipos de conversión, protección y control para asegurar una entrega estable de energía.

Desde un punto de vista técnico, la energía solar disponible llega en forma de radiación (principalmente luz). Según la tecnología empleada, esa radiación se aprovecha de dos formas:

• Conversión directa (fotovoltaica): la luz incide sobre células semiconductoras y se produce electricidad.

• Conversión indirecta (termosolar/CSP): la radiación se concentra para producir calor; el calor genera vapor que mueve una turbina conectada a un generador.

En ambos casos, el objetivo final es el mismo: producir electricidad utilizable. Para ello, además del sistema de captación (paneles o espejos), se requiere un conjunto de equipos eléctricos e infraestructuras de red (inversores, transformadores, subestaciones y líneas) que permiten adaptar la electricidad generada a los estándares de suministro y transporte.

Qué convierte una central solar: radiación solar en electricidad (directa o por calor)

En términos sencillos, una central solar “traduce” la energía del sol a un formato aprovechable por el sistema eléctrico. En una planta fotovoltaica, la conversión se produce en el propio módulo fotovoltaico; en una planta termosolar, la conversión pasa por una etapa térmica intermedia. Esta diferencia condiciona aspectos como la operación, la posibilidad de almacenamiento (térmico en CSP) o la respuesta ante variaciones de irradiación a lo largo del día.

Tipos de centrales solares: fotovoltaicas vs termosolares (CSP)

Las centrales solares se dividen principalmente en fotovoltaicas y termosolares. Aunque ambas se apoyan en la misma fuente (el sol), su tecnología, su operación y su equipamiento son distintos.

Central solar fotovoltaica (FV): qué es y cómo genera electricidad

Una central fotovoltaica está compuesta por miles (o millones) de módulos fotovoltaicos que integran células de material semiconductor, normalmente silicio. Cuando la luz incide sobre estas células, se produce el efecto físico que permite liberar y conducir electrones, generando corriente eléctrica. La electricidad sale inicialmente como corriente continua (CC), por lo que debe ser convertida y acondicionada para su uso y para su transporte por la red.

Las plantas fotovoltaicas suelen incorporar estructuras fijas o seguidores solares (trackers), que orientan los módulos para maximizar la captación de radiación. Además, integran sistemas de monitorización para detectar pérdidas por sombreado, suciedad, fallos de módulos o degradación.

Central termosolar o solar de concentración (CSP): qué es y cómo funciona

En una central termosolar (CSP), el objetivo inicial no es producir electricidad directamente, sino generar calor concentrando la radiación solar mediante espejos. Esos espejos dirigen la radiación hacia un receptor, elevando la temperatura de un fluido (según el diseño, puede ser aceite térmico, agua o sales).

Ese calor se utiliza para producir vapor que mueve una turbina conectada a un generador. El principio se parece al de una central térmica convencional, con una diferencia clave: la fuente energética es solar, no la combustión de gas, carbón u otros combustibles.

Muchas plantas CSP incorporan almacenamiento térmico (por ejemplo, con sales fundidas). Esta capacidad permite desacoplar parcialmente la captación solar de la generación eléctrica, contribuyendo a una operación más flexible cuando disminuye la radiación o tras la puesta de sol.

Cómo funciona una central solar fotovoltaica paso a paso

El funcionamiento de una central fotovoltaica puede describirse como una cadena de conversión y adaptación eléctrica desde la captación de luz hasta la entrega a la red.

Paneles y células fotovoltaicas: del sol al efecto fotoeléctrico

1. Captación de radiación: la luz solar incide sobre los módulos fotovoltaicos instalados en campo.

2. Generación eléctrica en las células: las células semiconductoras convierten parte de esa energía en electricidad, produciendo corriente continua (CC).

3. Agrupación de strings: los módulos se conectan en series y paralelos para obtener tensiones y corrientes adecuadas, organizadas en circuitos (strings) que conducen la energía hacia los equipos de conversión.

En esta etapa, factores como la irradiancia, la temperatura ambiente, el ángulo de incidencia o la presencia de suciedad afectan al rendimiento. Por ello, el diseño y la operación incluyen criterios de orientación, limpieza y supervisión.

Corriente continua (CC) a corriente alterna (CA): inversor y protecciones

4. Conversión mediante inversores: la CC se transforma en corriente alterna (CA) mediante inversores. Esta conversión es esencial porque la red eléctrica opera en CA en la mayoría de sistemas.

5. Sincronización y calidad de energía: los inversores ajustan parámetros (frecuencia, tensión, factor de potencia) y aseguran la compatibilidad con la red.

6. Protecciones y control: se incorporan protecciones eléctricas, sistemas antiisla y equipos de control para actuar ante fallos y mantener la seguridad operativa.

En términos prácticos, esta fase “adapta” la electricidad para que pueda ser distribuida con estabilidad, que es uno de los puntos críticos en cualquier instalación conectada a red.

Transformador, subestación y conexión a la red eléctrica (evacuación)

7. Elevación de tensión: la energía en CA pasa por transformadores para elevar la tensión, reduciendo pérdidas en el transporte.

8. Subestación: la planta se integra con una subestación que concentra, protege y permite maniobras de conexión/desconexión.

9. Evacuación a la red: finalmente, la electricidad se inyecta a la red a través de líneas de media o alta tensión, dependiendo del tamaño del proyecto y de la infraestructura disponible.

Con este conjunto de pasos, la central convierte radiación solar en energía eléctrica apta para el sistema eléctrico, de forma segura y gestionable.

Cómo funciona una central termosolar (CSP) paso a paso

La termosolar incorpora una etapa térmica que diferencia claramente su operación respecto a la fotovoltaica.

Espejos y heliostatos: concentración de la radiación solar

1. Campo solar: un conjunto de espejos (según el tipo de tecnología) refleja la radiación hacia un receptor.

2. Concentración: al concentrar la radiación en un punto o línea, se logran temperaturas suficientemente altas para producir calor útil a escala industrial.

Fluido térmico, vapor y turbina: así se genera la electricidad

3. Calentamiento del fluido: el receptor transfiere energía térmica a un fluido caloportador.

4. Generación de vapor: el calor se emplea para producir vapor de agua.

5. Turbina y generador: el vapor mueve una turbina acoplada a un generador eléctrico, produciendo electricidad.

El esquema es comparable al de una central térmica convencional, con la ventaja de que la fuente de calor procede del sol, reduciendo la dependencia de combustibles fósiles.

Almacenamiento térmico con sales fundidas: generar incluso sin sol

6. Almacenamiento: parte del calor puede almacenarse en sistemas térmicos (p. ej., sales fundidas), conservando energía para usarla cuando disminuye la irradiación.

7. Despacho más flexible: esto permite prolongar la generación y suavizar la variabilidad, lo que puede aportar valor en determinados sistemas eléctricos.

Dónde se instala una central solar y qué necesita para rendir al máximo

La elección de ubicación es determinante. Estas instalaciones se desarrollan normalmente en zonas con:

• Alta irradiación anual (más horas de sol “útil”).

• Disponibilidad de grandes extensiones de terreno.

• Acceso a infraestructura eléctrica para evacuar energía con eficiencia.

Radiación solar, clima y terreno: requisitos clave de ubicación

Además de la irradiación, influyen el régimen de temperaturas, la nubosidad, el viento, la topografía, la estabilidad del suelo y la disponibilidad de agua (en CSP, el diseño de refrigeración puede condicionar necesidades). También se consideran aspectos ambientales y sociales: integración en el territorio, biodiversidad, servidumbres, permisos y compatibilidad con usos del suelo.

Seguidores solares (trackers), limpieza y mantenimiento

El rendimiento final depende tanto de la tecnología como de la operación. En fotovoltaica, los trackers pueden aumentar la producción al mejorar el ángulo de incidencia; la limpieza de módulos reduce pérdidas por suciedad. En ambos tipos de centrales, la monitorización continua y el mantenimiento preventivo permiten detectar fallos, optimizar disponibilidad y mantener la seguridad.

Ventajas y desventajas de una central solar

Las centrales solares aportan beneficios significativos, pero también presentan desafíos técnicos y de planificación.

Ventajas: energía renovable, menos CO₂ y costes a largo plazo

• Fuente renovable: el recurso solar es abundante y ampliamente disponible.

• Emisiones operativas directas muy bajas: durante su funcionamiento no hay combustión, lo que reduce emisiones directas.

• Competitividad: la mejora tecnológica y economías de escala han reducido costes, especialmente en fotovoltaica.

• Escalabilidad: pueden desarrollarse desde proyectos medianos hasta grandes parques.

Estas características explican por qué se han convertido en una alternativa importante para avanzar hacia un sistema energético con menor impacto climático.

Desventajas: intermitencia, uso de suelo, red y materiales

• Variabilidad: la producción depende de la irradiación, con cambios por hora, estación y meteorología.

• Integración en red: requiere planificación de evacuación, refuerzo de redes y gestión de la demanda o almacenamiento.

• Uso del suelo: los parques ocupan superficie; es clave minimizar impactos y planificar medidas ambientales.

• Materiales y ciclo de vida: fabricación, transporte y fin de vida implican recursos y gestión (reciclaje de módulos, componentes eléctricos, etc.).

En síntesis, la energía solar es una solución robusta y madura, pero su despliegue eficiente exige buena ingeniería, operación y coordinación con el sistema eléctrico.

Preguntas frecuentes sobre cómo funciona una central solar

¿Una central solar funciona con nubes o en invierno?

Sí, aunque con menor producción. La fotovoltaica puede generar con luz difusa, pero la potencia suele disminuir. La estacionalidad también influye por la altura del sol y la duración del día.

¿Qué pasa por la noche? red eléctrica, baterías y almacenamiento térmico

Por la noche, una planta fotovoltaica no genera. La energía puede provenir de la red (mezcla de fuentes) o de almacenamiento si existe. En termosolar con almacenamiento térmico, es posible mantener generación durante un tiempo limitado tras la puesta de sol, según la capacidad del sistema.

MW, MWh y MWp: diferencias rápidas para no confundirse

• MW: potencia (capacidad instantánea de generación).

• MWh: energía (cantidad producida en un periodo).

• MWp (o MWpico): potencia pico nominal de una instalación fotovoltaica bajo condiciones estándar.

Una central solar transforma la radiación del sol en electricidad mediante dos vías principales: fotovoltaica, con conversión directa de luz a electricidad, y termosolar (CSP), con conversión de luz a calor y posteriormente a electricidad mediante vapor y turbina. En ambos casos, equipos como inversores, transformadores y subestaciones permiten adaptar y entregar la energía al sistema eléctrico. Su expansión responde a una necesidad clara: producir energía con menores emisiones operativas directas y diversificar el mix energético, siempre con una planificación adecuada de ubicación, integración en red y gestión ambiental.