Mercado de colectores solares térmicos: tamaño de la industria global, participación, tendencias, oportunidades y pronóstico, segmentado por tipo (concentración, no concentración (colector de placa plana, tubo de vacío, colector de agua sin esmaltar, colector de aire)), por aplicación (residencial, comercial, industrial), por región y por competencia 2018-2028

Descripción general del mercado

El mercado mundial de colectores solares térmicos está experimentando un crecimiento dinámico, impulsado por el creciente énfasis en las fuentes de energía sostenibles y la búsqueda de alternativas más limpias. Caracterizado por una amplia gama de tecnologías, el mercado está siendo testigo de un notable predominio de los colectores solares térmicos de concentración. Estos colectores, que aprovechan espejos o lentes para enfocar la luz solar y lograr temperaturas elevadas, encuentran aplicaciones generalizadas en la generación de electricidad, los procesos industriales y la desalinización asistida por energía solar. El sector industrial, en particular, desempeña un papel fundamental en el impulso del mercado, ya que los colectores solares térmicos ofrecen una solución sostenible para satisfacer los requisitos de calor de alta temperatura en varios procesos de fabricación. Los incentivos gubernamentales y las políticas de apoyo en todo el mundo estimulan aún más la expansión del mercado, fomentando las inversiones y fomentando la innovación en tecnología solar térmica. El creciente interés en los sistemas de almacenamiento de energía térmica añade una capa de flexibilidad a la capacidad de despacho de la energía solar térmica, abordando los desafíos relacionados con la intermitencia. A medida que persisten los avances tecnológicos y se intensifican las iniciativas globales para la descarbonización, el mercado mundial de colectores solares térmicos continúa evolucionando como un actor clave en el panorama de la energía renovable, contribuyendo a un futuro más sostenible y resiliente.

Principales impulsores del mercado

Creciente enfoque en la energía renovable y las prácticas sostenibles

Uno de los principales impulsores que impulsa el mercado mundial de colectores solares térmicos es el creciente enfoque en la energía renovable y las prácticas sostenibles. A medida que el mundo lidia con los impactos ambientales de las fuentes de energía convencionales, existe un creciente compromiso global con la transición hacia soluciones energéticas más limpias y sostenibles. Los colectores solares térmicos, que aprovechan la energía abundante y limpia del sol, se posicionan como un actor clave en esta transición. Tanto los gobiernos, las empresas y los consumidores reconocen cada vez más la importancia de reducir la huella de carbono y mitigar el cambio climático, lo que impulsa la demanda de tecnología solar térmica y fomenta su integración en las carteras de energía.

Incentivos gubernamentales y políticas de apoyo

Los incentivos gubernamentales y las políticas de apoyo a nivel local, nacional e internacional sirven como impulsores importantes para el mercado global de colectores solares térmicos. Muchos gobiernos en todo el mundo están implementando incentivos financieros, subsidios y créditos fiscales para promover la adopción de tecnología solar térmica. Estos incentivos tienen como objetivo hacer que los sistemas solares térmicos sean más viables económicamente para los consumidores y las empresas, estimulando así el crecimiento del mercado. Además, las políticas de apoyo, como las normas de energía renovable y las tarifas de alimentación, crean un entorno regulatorio favorable para el sector solar térmico, alentando las inversiones e impulsando la innovación en la industria.

Avances en la tecnología solar térmica

Los avances continuos en la tecnología solar térmica desempeñan un papel fundamental en el impulso del mercado global. Las innovaciones en el diseño de colectores, materiales y procesos de fabricación contribuyen a una mayor eficiencia, menores costos y aplicaciones expandidas para los sistemas solares térmicos. Los recubrimientos selectivos de alto rendimiento, los mecanismos de seguimiento avanzados y las mejoras en los fluidos de transferencia de calor son ejemplos de avances tecnológicos que mejoran el rendimiento general y la competitividad de los colectores solares térmicos. A medida que persisten los esfuerzos de investigación y desarrollo, la industria puede ofrecer soluciones cada vez más sofisticadas y rentables, impulsando una adopción más amplia en diversos sectores.

Creciente demanda de calor para procesos industriales

La creciente demanda de calor para procesos industriales representa un impulsor sustancial para el mercado global de colectores solares térmicos. Las industrias que requieren calor de alta temperatura para procesos de fabricación, como el procesamiento de alimentos, la producción química y los textiles, están recurriendo a la tecnología solar térmica como una alternativa sostenible y rentable. Los colectores solares térmicos pueden proporcionar las temperaturas necesarias para estas aplicaciones industriales, ofreciendo una solución atractiva para reducir la dependencia de los combustibles fósiles y bajar los costos operativos. A medida que las industrias de todo el mundo buscan alinearse con prácticas sostenibles y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, se espera que la demanda de colectores solares térmicos en aplicaciones industriales experimente un crecimiento significativo.

Creciente interés en los sistemas de energía híbridos

El creciente interés en los sistemas de energía híbridos, que combinan colectores solares térmicos con otras fuentes de energía renovable o métodos de generación de energía convencionales, está impulsando la expansión del mercado. Los sistemas híbridos ofrecen un enfoque versátil y equilibrado para la generación de energía, aprovechando las fortalezas de diferentes tecnologías para mejorar la eficiencia y la confiabilidad generales. La integración de colectores solares térmicos con tecnologías como la biomasa, la geotermia o los sistemas de almacenamiento de energía crea soluciones energéticas resilientes y adaptables. Esta tendencia es particularmente relevante en regiones con diversas necesidades energéticas y condiciones ambientales variables, donde los sistemas híbridos pueden optimizar la producción de energía y contribuir a la estabilidad de la red.

Principales desafíos del mercado

Altos costos iniciales y largos períodos de recuperación

Uno de los principales desafíos que enfrenta el mercado global de colectores solares térmicos son los altos costos iniciales asociados con la instalación de sistemas solares térmicos. La importante inversión inicial requerida para comprar e instalar colectores solares, intercambiadores de calor y otros componentes del sistema puede actuar como un factor disuasorio para los posibles adoptantes, particularmente en comparación con otras fuentes de energía convencionales. Además, los períodos de recuperación relativamente largos pueden desanimar a los inversores y limitar la adopción generalizada de la tecnología solar térmica. A pesar de los ahorros de costos a largo plazo en términos de menores gastos operativos y menor impacto ambiental, las barreras financieras para la entrada siguen siendo un desafío sustancial para el mercado.

Intermitencia y dependencia de la radiación solar

La intermitencia inherente de la radiación solar plantea un desafío significativo para los colectores solares térmicos. La eficiencia y el rendimiento de estos sistemas dependen directamente de la disponibilidad de luz solar, lo que los hace menos confiables durante períodos de baja radiación solar, como días nublados o de noche. Este problema de intermitencia puede dificultar la generación constante de energía térmica, en particular para aplicaciones que requieren un suministro de energía continuo y estable. Si bien los avances en las tecnologías de almacenamiento de energía apuntan a abordar este desafío, lograr soluciones de almacenamiento térmico rentables y de alta capacidad sigue siendo un obstáculo constante para el mercado.

Uso del suelo y limitaciones de espacio

El espacio físico requerido para instalaciones solares térmicas a gran escala puede presentar desafíos, especialmente en áreas densamente pobladas o regiones con suelo limitado. Las plantas de energía solar térmica, en particular, demandan un espacio considerable para el despliegue de espejos o reflectores para concentrar la luz solar en un receptor. Este requisito de uso del suelo puede competir con otras prioridades de uso del suelo, como la agricultura o el desarrollo urbano, lo que genera conflictos y limita las ubicaciones factibles para proyectos de energía solar térmica. Equilibrar la necesidad de campos solares expansivos con consideraciones ambientales y de uso del suelo es un desafío complejo con el que la industria continúa lidiando.

Complejidad tecnológica y requisitos de mantenimiento

La complejidad tecnológica de los sistemas de colectores solares térmicos presenta desafíos relacionados con el mantenimiento, la operación y la necesidad de habilidades altamente especializadas. Los intrincados componentes involucrados, como sistemas de seguimiento, receptores y fluidos de transferencia de calor, exigen una atención meticulosa para garantizar un rendimiento óptimo. Además, la exposición de estos sistemas a duras condiciones ambientales, incluidas temperaturas extremas y acumulación de polvo, puede provocar desgaste, lo que requiere un mantenimiento regular. La complejidad de estos sistemas puede plantear desafíos para su adopción generalizada, especialmente en regiones que carecen de la experiencia técnica y la infraestructura necesarias para un mantenimiento y una operación eficaces.

Presión competitiva de las tecnologías fotovoltaicas

El mercado de colectores solares térmicos se enfrenta a una intensa competencia de las tecnologías fotovoltaicas (PV), que convierten la luz solar directamente en electricidad. Si bien tanto las tecnologías solares térmicas como las fotovoltaicas aprovechan la energía solar, los rápidos avances y la disminución de los costos de los sistemas fotovoltaicos han cambiado el panorama competitivo. Las tecnologías fotovoltaicas ofrecen simplicidad, escalabilidad y una mayor versatilidad de aplicaciones, lo que las hace cada vez más atractivas para los consumidores e inversores. La competencia entre estas dos tecnologías solares presiona al mercado de la energía solar térmica para que innove continuamente, reduzca los costos y enfatice sus ventajas únicas, como las capacidades de almacenamiento de energía térmica, para mantener su relevancia en el cambiante mercado de las energías renovables.

Tendencias clave del mercado

Aumento de la adopción de sistemas de energía solar concentrada (CSP)

Una tendencia destacada que está dando forma al mercado mundial de colectores solares térmicos es la creciente adopción de sistemas de energía solar concentrada (CSP). Las tecnologías CSP utilizan espejos o lentes para concentrar la luz solar en un área pequeña, generando altas temperaturas que se pueden utilizar para la generación de energía o procesos industriales. Esta tendencia está impulsada por la creciente demanda de soluciones energéticas sostenibles y eficientes. Los sistemas CSP tienen el potencial de proporcionar energía despachable, abordando los problemas de intermitencia asociados con los sistemas solares fotovoltaicos tradicionales. A medida que los avances tecnológicos reducen los costos y mejoran la eficiencia de las tecnologías CSP, están ganando terreno en proyectos a escala de servicios públicos en todo el mundo.

Integración de colectores solares térmicos en procesos industriales

Una tendencia significativa en el mercado global de colectores solares térmicos es la integración de colectores solares térmicos en varios procesos industriales. Las industrias, particularmente aquellas con requisitos de alta temperatura, como fabricación, procesamiento químico y desalinización, recurren cada vez más a las tecnologías solares térmicas para satisfacer sus necesidades energéticas. Los colectores solares térmicos brindan una alternativa sostenible y rentable a los sistemas de calefacción convencionales basados en combustibles fósiles. A medida que las industrias se esfuerzan por reducir su huella de carbono y cumplir con regulaciones ambientales más estrictas, la integración de colectores solares térmicos se convierte en una solución estratégica para lograr una utilización de energía limpia y sostenible en diversas aplicaciones industriales.

Avances en tecnologías de almacenamiento de energía térmica

La evolución de las tecnologías de almacenamiento de energía térmica es una tendencia notable que influye en el mercado de colectores solares térmicos. Las soluciones de almacenamiento eficientes son cruciales para superar la naturaleza intermitente de la energía solar y garantizar un suministro de energía continuo y confiable. Los avances en materiales e ingeniería han llevado al desarrollo de sistemas de almacenamiento de energía térmica de alto rendimiento, lo que permite que los colectores solares térmicos almacenen el exceso de calor para su uso durante períodos de baja radiación solar. Estas innovaciones mejoran la capacidad de despacho de la energía solar térmica, lo que la convierte en una opción más atractiva tanto para aplicaciones conectadas a la red como fuera de ella.

Aparición de sistemas solares híbridos

La aparición de sistemas solares híbridos está cambiando el panorama del mercado de colectores solares térmicos. Los sistemas híbridos combinan colectores solares térmicos con otras fuentes de energía renovable o métodos de generación de energía convencionales para crear soluciones energéticas integradas y versátiles. Por ejemplo, los sistemas híbridos solar-biomasa o solar-geotérmicos aprovechan múltiples recursos para mejorar la eficiencia energética y la confiabilidad generales. Estos sistemas ofrecen un enfoque flexible para la generación de energía, lo que permite la adaptación a diferentes condiciones ambientales y demandas de energía. La tendencia hacia los sistemas solares híbridos refleja un enfoque holístico y diversificado para las soluciones de energía sostenible.

Enfoque en innovaciones en materiales y diseño

Las innovaciones en materiales y diseño representan una tendencia continua que impulsa el mercado de colectores solares térmicos. Los investigadores y fabricantes están explorando activamente nuevos materiales que puedan mejorar la eficiencia, la durabilidad y la rentabilidad de los colectores solares térmicos. Los avances en recubrimientos selectivos, materiales absorbentes y diseños de reflectores contribuyen a mayores tasas de absorción solar y a un mejor rendimiento general del sistema. Además, las innovaciones en sistemas de seguimiento y geometrías de colectores optimizan la captura de la luz solar a lo largo del día. Esta tendencia subraya el compromiso de la industria con la mejora constante y la búsqueda de tecnologías de vanguardia para hacer que los colectores solares térmicos sean más competitivos y accesibles en el panorama más amplio de la energía renovable.

Información segmentaria

Información sobre el tipo

Segmento de concentración

Una de las ventajas notables de los colectores de concentración es su eficiencia a la hora de convertir la luz solar en energía térmica. La radiación solar concentrada permite la generación de altas temperaturas, lo que, a su vez, mejora el rendimiento general y la versatilidad de estos colectores. Esta eficiencia es particularmente ventajosa en aplicaciones de generación de electricidad, donde las temperaturas más altas se traducen en una producción de energía más efectiva. Dentro de la categoría de colectores solares de concentración, han evolucionado diferentes subtipos para atender aplicaciones específicas. Los colectores parabólicos, por ejemplo, se emplean comúnmente en plantas de CSP a gran escala, utilizando espejos curvos para enfocar la luz solar sobre un tubo receptor. Las torres de energía solar utilizan una serie de espejos para concentrar la luz solar sobre un receptor central, logrando altas temperaturas para la generación de energía. Los sistemas de disco parabólico, con sus reflectores en forma de disco, son versátiles y encuentran aplicaciones tanto en la generación de electricidad como en los procesos industriales. El predominio de los colectores solares térmicos de concentración se acentúa aún más por su compatibilidad con los sistemas de almacenamiento de energía térmica. La capacidad de almacenar el exceso de calor para su uso durante períodos de baja luz solar mejora la capacidad de despacho de la energía solar térmica, abordando uno de los desafíos clave asociados con las fuentes de energía renovablesla intermitencia.

Si bien los colectores solares térmicos no concentradores, como los colectores de placa plana, tienen sus aplicaciones, especialmente en entornos residenciales y comerciales de pequeña escala para calentar agua y espacios, el predominio de los colectores concentradores se debe a su gama más amplia de aplicaciones, mayor eficiencia y versatilidad para abordar las diversas necesidades energéticas de los procesos industriales y la generación de energía a gran escala.

Perspectivas de aplicación

Segmento industrial

La clave del predominio de los colectores solares térmicos en el panorama industrial es su capacidad para contribuir a un importante ahorro de costos de energía y reducir la dependencia de los combustibles fósiles convencionales. Las industrias que adoptan la tecnología solar térmica pueden beneficiarse no solo de menores gastos operativos, sino también de una reducción sustancial de su huella de carbono, en consonancia con los objetivos de sostenibilidad globales y las regulaciones ambientales.

Además, el importante consumo de energía del sector industrial lo convierte en un punto focal crítico para los esfuerzos de transición hacia fuentes de energía más limpias y sostenibles. Los gobiernos y las empresas de todo el mundo reconocen cada vez más la necesidad imperiosa de descarbonizar los procesos industriales, y los colectores solares térmicos ofrecen un medio tangible y eficaz para lograr este objetivo. La capacidad de los sistemas solares térmicos para integrarse sin problemas en las configuraciones industriales existentes, junto con los avances en la eficiencia de los colectores y las tecnologías de almacenamiento térmico, mejora su atractivo para las aplicaciones industriales.

Industrias que van desde la textil y la química hasta la metalurgia y la producción de papel se benefician de la integración de los colectores solares térmicos, lo que demuestra la adaptabilidad y versatilidad de esta tecnología en diversos procesos de fabricación. La sinergia entre los colectores solares térmicos y las aplicaciones industriales subraya su relación simbiótica, ya que la energía solar se convierte en un componente integral para impulsar prácticas industriales sostenibles y respetuosas con el medio ambiente.

Perspectivas regionales

En segundo lugar, la vasta extensión geográfica de la región y las diversas condiciones climáticas crean amplias oportunidades para la implementación de colectores solares térmicos. La abundancia de luz solar, en particular en los estados del cinturón solar, proporciona un entorno ideal para que los sistemas solares térmicos funcionen de manera eficiente. La idoneidad de estas condiciones, combinada con los avances tecnológicos en tecnología solar térmica, ha convertido a América del Norte en un líder natural en el aprovechamiento de la energía solar para diversas aplicaciones, incluida la generación de electricidad y los procesos industriales.

Además, los incentivos gubernamentales y las políticas de apoyo tanto a nivel federal como estatal han desempeñado un papel fundamental en el fomento del crecimiento del mercado solar térmico en América del Norte. Los subsidios, los créditos fiscales y las normas de energía renovable han incentivado las inversiones en tecnología solar térmica, haciéndola más viable económicamente para las empresas y los consumidores. Este entorno regulatorio favorable ha atraído una importante inversión privada y ha estimulado la innovación en el sector.

Además, el dominio de América del Norte en materia de investigación y desarrollo contribuye a los avances en la tecnología solar térmica. La región alberga importantes instituciones de investigación, expertos de la industria y empresas innovadoras centradas en mejorar la eficiencia y la rentabilidad de los colectores solares térmicos. Las colaboraciones entre el mundo académico, las agencias gubernamentales y las empresas privadas han dado como resultado desarrollos de vanguardia que fortalecen aún más la posición de América del Norte en el mercado solar térmico global.

Acontecimientos recientes

• Mayo de 2022Inaventa Solar, pionera en tecnología de colectores solares térmicos, colaboró con Solvay para crear el nuevo colector solar BI70. El producto reemplaza el metal por Ryton PPS1 de Solvay, que ofrece varias ventajas, entre ellas, mayor flexibilidad de diseño, fabricación automatizada, manejo optimizado, integración estética mejorada en las instalaciones y una menor huella de carbono.
• Julio de 2019al suroeste de Stuttgart, en Alemania, Ettenheim ha elegido a Savosolar como su proveedor preferido para un campo de colectores solares de 1.700 m2 y una instalación de almacenamiento de calor de 200 m3. Se prevé que se gasten más de 800.000 euros en la entrega. La prueba de rendimiento final y la entrega del sistema están programadas para el primer trimestre de 2020, y se prevé que la entrega se realice principalmente en 2019. El sistema solar térmico montado en el suelo con los colectores de placa plana de primera línea de Savosolar complementará el quemador de astillas de madera actual con generación y almacenamiento de calor sin combustible. El operador de calefacción urbana Fernwärme Ettenheim GmbH está a la espera de la autorización final de construcción y de la aprobación de la financiación y de las subvenciones, y se espera que las obras estén terminadas en unas pocas semanas. El contrato de suministro llave en mano se cerrará posteriormente.

Principales actores del mercado

• Greenonetec Solarindustrie GmbH
• Fivestar
• Soletrol
• Bosch Thermotechnik
• Sunrain
• Hewalex
• Eraslan
• Viessmann Werke GmbH & Co.KG
• Sonnenkraft
• SunOptic