Energia Solar Conceptos Basicos

5/27/2018 Energia Solar Conceptos Basicos

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ENERGIA SOLAR-CONCEPTOS BASICOS Y SU UTILIZACION.

Shyam S. Nandwani(*) Ph.D.

Profesor,

Laboratorio de Energa Solar, Departamento de Fsica,

Universidad Nacional, Heredia, Costa Rica (Centro Amrica)

Tel: (506)- 2773 482, 2773 345 Fax: 2773 344

E mail: [email protected]

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*) Miembro- International Solar Energy Society (ISES), Alemania.

Miembro- International Society on Renewable Energy Education

(ISREE), EUA.

Miembro- Solar Cookers International (SCI),Sacramento, CA, EUA

Miembro- Red Iberoamericano de Coccin Solar de alimentos

(Ar gent i na, RICSA/CYTED), Fotovoltaico (Peru, RIASEF/CYTED) yTransferencia Tecnologa con Energia Renovable (Brasil

RITTAER/CYTED).Miembro Asociado, Senior: the Abdus Salam International Centre for

Theoretical Physics (ICTP), Trieste, Italy.

Miembro- South- South Net Work on Renewable Energy, England/Italy.

Junio del 2005.


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ENERGIA SOLAR- CONCEPTOS BASICOS Y SU UTILIZACION.

1. INTRODUCCION:

Por r azones economi cos, ambi ent al es y pol i t i cos, es necesari o buscar ot r as

f uent es al t ernat i vas de energ a que sean a l a vez econmi cas, abundant e, l i mpi oy que pr eser ven el equi l i br i o ecol gi co.

Ener g a pr oveni ent e del Sol , Vi ent o y de l a Ti er r a (geot r mi ca) son l asopci ones, per o l a ener g a del sol t i ene una vent aj a ext r a con r espet o a ot r asdos f uent es. Se pueden const r ui r di sposi t i vos sol ares de cual qui er t amao,pequeo que sea ( hast a 0. 5 Vat i os y de 0. 25 m2) , y por ser t i po modul ar t ambi nse pueden ampl i ar . Est o dar a l a posi bi l i dad de l l evar ener g a a l as casasr emotas, reas pr ot egi das, donde no pueden i nst al arse pr oyectos convenci onal es ypor ende podr a el ect r i f i car el 100% del pa s.

Adems l a ener g a del sol es un excel ent e candi dato porque:- Sol emi t e ener g a 24 horas al d a, 365 d as al ao a nuest r a pl anet a. Todos

l ugar es r eci ben est a ener g a segn l a ubi caci n (l at i t ud) ,

- es abundant e y gr atui t a,- no es cont ami nant e, como el petr l eo y el carbn,- no t i ene desechos radi oact i vos, como l a nucl ear , et c.- ocupa menor rea por wat i o de l a pr oducci n de energ a,

- nadi e puede aument ar su preci o,- no necesi t a al gn t i pos de cabl es o tanques, par a sut r anspor t aci n.

- no se puede secuest r ar est e gr an f uent e,- Sol es r esponsabl e de que en nuest r o pl anet a exi st an l as condi ci ones

adecuadas par a l a supervi venci a de l a vi da humana, ani mal y veget al.

2. POTENCIAL DEL SOL:La potenci a sol ar que reci be el pl anet a Ti er r a ( f uer a de l a at msf er a) escer ca de 173X1012 kW o una energ a de 15x1017 kWh por ao. Al at r avesar l aat msf er a, cer ca de 53% de est a radi aci n es r ef l ej ada y absorbi da por elni t r geno, ox geno, ozono, di xi do de car bono, vapor de agua, pol vo y l asnubes. Por l o t ant o al pasar est as r adi aci n por una di st anci a de 150 mi l l onesde km, se reduce est a cant i dad y el f i nal pl aneta r eci be energ a pr omedi o a 3x1017 kWh al ao, equi val ent e a 4000 veces el consumo del mundo ent ero en unao ( 7X1013 kWh/ ao) , l o cual nos i ndi ca l a enorme potenci a del Sol .

Adems de aprovechar l a, de manera natural ( vi ent os, evapor aci n de l os marespar a ener g a hi dr oel ct r i ca, f otos nt esi s par a l a pr oducci n de bi omasas,gr adi ent e t r mi co de l os mar es, et c) , l a ener g a sol ar se puede conver t i r enener g a cl ori ca y ener g a el ct r i ca, y por l o tant o puede usar par a t odos l osusos donde se puede f unci onar cual qui er ot r a f uent e convenci onal de energ a. Si nembar go par a most r ar el concept o expl i car emos l a ut i l i zaci n par a si gui ent esusos donde el aut or ha t eni do al gunas exper i enci a pr ct i ca:

- Cal ent ar agua par a ducha, l avar t r ast os y par a pi sci na et c.( Cal ent ador del Agua) ,

- Coci nar / hornear l os al i ment os y past eur i zar agua, ( Horno/ Coci naSol ar ) ,

- Secar t odos t i pos de pr oduct os, agr col as, mar i nas et c. , hast aexcrement os de ani mal es, ( Deshi dr atador / Secador Sol ar ) ,

- Dest i l ar un l qui do par a separ ar l os component es sl i dos y l i qui das,( Evapor ador / Dest i l ador Sol ar ) y

- Pr oduci r el ect r i ci dad di r ect ament e ( Ef ect o Fot ovol t ai co) par a


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al umbr ar, TV, Radi o, bombear agua, vent i l aci n, nevera y cargarbat er as, et c.

Una f ami l i a/ un agr i cul t or/ un empr esari o et c. dependi endo de su act i vi dad puedeusar una o var i as de estas o ot r as apl i caci ones.

3. CANTIDAD DE LA RADIACION SOLAR:Antes de apr ovechar l a energ a sol ar en una l ocal i dad es muy i mpor t ant e conocerl a cant i dad de r adi aci n sol ar en aquel l ugar .

En Cost a Ri ca exi st en cer ca de 80- 100 est aci ones met eorol gi cas di st r i bui das ent odo su t er r i t ori o, l as cual es cuent an con equi pos par a medi r l a cant i dad der adi aci n y br i l l o sol ar . Uni ver si dad Naci onal cuent a con l os apar at os par amedi r Cant i dad de Radi aci n Sol ar Gl obal , Di r ect a, Ul t r a Vi ol et a et c. ( Fi g. 1a) . Aunque l os datos para di f erent es est aci ones se pueden consegui r con elI nst i t ut o Met eor ol gi co Naci onal , si n embar go l a Fi gur a 1b muest r a, l ar adi aci n gl obal anual medi da en var i os l ugar es de Costa Ri ca. El val or osci l aent r e 1320 (San J os) y 1970 ( Taboga) KWh/ m - ao y son muy i mport antes como basepara cual qui er si mul aci n de si st emas sol ar es.

Fig. 1 a. Instrumentos para medir diferentes topos de Radiacinsolar- Global, Directa y Ultra Violeta.


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Fig. 1b: La Radiacin Solar (Promedio) medida en algunos lugaresde Costa Rica (unidad lado izquierda, kWh/m2- ao).

Par a apr eci ar est os datos si t omamos que el promedi o de Radi aci n Sol ar par aCost a Ri ca es de 1500 kWh/ m2- ao. Ahora suponi endo r endi mi ent o para conver t i rener g a sol ar en ener g a cl or i ca, es de 50%, por l o t ant o una super f i ci ecapt adora con una rea de 40 Km2, el t ot al de ener g a cl ori ca apr ovechabl e ser de 3000 X 106 kWh/ ao. Est o es equi val ent e de 16. 8 X 106 bar r i l es de pet r l eo,cant i dad que i mpor t a Cost a Ri ca anual ment e, per o con un cost o cerca de $450- 500mi l l ones.

Adems, l a r adi aci n sol ar t i ene una var i aci n mensual . En el caso de Cost a Ri ca

est a var i aci n mensual es el orden de 25- 30% ( mxi mo) con r especto al val orpromedi o, l o cual i ndi ca que no hace f al t a mucho gr ado de al macenami ent o deenerg a del Sol . Es muy vent aj oso tomando en cuent a el al t o cost o delal macenami ent o de ener g a cal ori ca o el ct r i ca.

4. CAPTACION DE ENERGIA SOLAR:Par a cual qui er a de l as apl i caci ones de l a ener g a sol ar l a par t e pr i nci pal delsi st ema es el COLECTOR - el ar t ef acto que capt a ener g a sol ar y convi ert e enener g a t i l - sea en f or ma cl or i ca o el ct r i ca.

Par a l a conver si n de ener g a sol ar en ener g a el ct r i ca se ut i l i zan l as CELDASSOLARES pr oveni ent e de l os mat er i al es semi conduct ores - t i po si l i ci opr i nci pal ment e. Se usan en r el oj es, cal cul adores y hasta en naves espaci al eset c. Debi do a l a r equer i mi ent o de i nver si n i ni ci al y compl ej i dad def abr i caci n, muy pocos pa ses del mundo est n f abr i cando l as cel das sol ares. Enest e art cul o sol o se i nf orma un br eve concept o de ensambl aj e de panel es sol ares( conj unt o de cel das sol ar es) para una si st ema.

Por ot r o l ado l a energ a sol ar puede ser t r ansf er i da en cal or empl eandocapt adores senci l l os, l os cual es pueden f abr i car f ci l ment e y con l os mat er i al esdi sponi bl es en el mer cado l ocal . Exi st en dos t i pos de capt ador es o col ect or es:

- t i pos Pl anos (Fi g. 2) y - t i pos Concent r ador es (Fi g. 3 y 4) .


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Fig. 2 a. Componentes Principales de un Colector Plano.

0- Rayos Sol ar es 1- Cober t or ( es) 2- Caj a Exter i or3- Lami na metl i ca 4- Dos t ubos hori zont al es4- Var i os t ubos ver t i cal es 5 y 8- Ai sl ant e Tr mi co6- Ent r ada del f l ui do f r i o 7. Sal i da del f l ui do cal i ent e

COLECTOR PLANO: el l os pueden dar t emperat uras ent r e 50- 200C, con unaef i ci enci a pr omedi o ent r e 40 al 60%.

La Fi gur a 2a muest r a el pr i nci pi o bsi co de uno de l os ms comunes di seos decol ectores sol ares pl anos. Es esenci al ment e una pl aca metl i ca ( que puede ser deacer o, hi er r o gal vani zado, al umi ni o o pr ef er i bl ement e de cobr e) pi nt ada de col ornegr o mate, con el f i n de absorber al mxi mo l a radi aci n di r ect a (pr oveni ent ede di sco sol ar ) y t ambi n l a di f usa ( pr oveni ent e de ci el o) . La r adi aci n sol ardespus de ser absor bi da es t r ansf ormada en ener g a t rmi ca. Si n embar go, comoel ambi ent e se encuent r a a una temper atur a i nf er i or a l a de l a pl aca, sta pl acacomi enza a per der l a radi aci n, aunque sl o en l a regi n del i nf r ar r oj o. Par ar educi r l as pr di das de ener g a en l a par t e post er i or y l at er al es, l a pl aca est encerr ada en una caj a (de madera o metl i ca et c. ) bi en ai sl ada al f ondo yl at er al ment e (usando l ana de vi dr i o, est er eof n, pol i ur et ano o cscar a de ar r oz,aser r n et c. ) . Par a r educi r l as pr di das de ener g a por l a par t e super i or , l af achada del col ect or est cubi er t a con una o ms l mi nas de vi dr i o o de pl st i co

t r ansparent e, per mi t i endo que penet r e l a l uz sol ar per o evi t ando el escape de l ar adi aci n i nf r ar r oj a emi t i da de l a pl aca cal i ent e. Por l o t ant o ai r e dent r o delcaj a al canza al t a temper at ur a. Despus el cal or net o absorbi do por l a pl aca est r ansf eri do a var i os t ubos de met al , ver t i cal es separ ados por una di st anci a de10- 15 cm ent r e el l as, y uni dos est r echament e a l a pl aca, por l os que el f l ui dose hace ci r cul ar . Di chos t ubos se col ocan l ongi t udi nal ment e de manera que elf l ui do (ai r e o agua) f r o ent r e por l a par t e baj a y sal ga, una vez cal i ent e, porl a al t a, debi do a su menor densi dad. La Foto 2b muest r a uno de var i os col ectorespl anos di seado e est udi ado por el aut or, en l a Uni ver si dad Naci onal .


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Fig. 2 b: UN Colector Solar del tipo plano.

COLECTORES CONCENTRADORES:Son de t i po par abl i co ( Fi g. 3a/ Fot o 3b) capaz de dar t emperat ur as ent r e 500-

2000 C o ti po ci l ndr i co ( Fi g. 4a/ Fot o 4b) el cual puede gener ar t emper at ur as

ent r e 200 a 500 C, ambos con una ef i ci enci a de 30- 50%

A BFig. 3: Colectores Parablicos (A) y Cilndrico (B)

0- Rayos Sol ar es 1- Ref l ect or 2- Rayos Ref l ej ados3- Reci pi ent e met l i co 4- Ent r ada del f l ui do f r o5- Sal i da del f l ui do cal i ent e

Est o t i pos de col ect or es usan en su conf ecci n mat er i al es al t ament e ref l ect i vos,t al es como papel al umi ni o, un espej o o acer o i noxi dabl e et c. Aqu sol o l acomponent e di r ect a de l a radi aci n sol ar que cae sobr e el super f i ci e ref l ect or a


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es r ef l ej ada concent r ndose l os r ayos en un ni co punt o ( en col ect orespar abl i co o de t i po l upa) o en una l nea ( en col ect or es ci l ndr i cos) .

A BFig. 4 Colectores- Parablicos (A) y Clindrico (B).

En l os f ocos se col ocan un t ubo metl i co, l a par t e exteri or es pi nt ada de negr o.De nuevo para di smi nui r l a prdi da de energ a, el t ubo negr o st a rodeado por uncober t or de vi dr i o ( pr ef er i bl ement e baj o vac o per o no i ndi spensabl e) . El cal ornet o r ecol ect ado aqu es t r ansf er i do al f l ui do que ci r cul a dent r o del t ubo ( enel caso col ect or ci l ndr i co) o un r eci pi ent e ( en el caso de col ect orpar abl i co) .

Debi do a que exi st en al gunas l i mi t aci ones como: l a vi da del mat er i al der ef l exi n y ref r acci n, ms cant i dad de l a r adi aci n di f usa en Cost a Ri ca, et c.l os col ect ores concent r adores son pr ef er i dos par a apl i caci ones donde se necesi t aal t a t emperatur a o espec f i cament e donde no se puede usar l os col ectores pl anos.

En ot r o l ado por sus cost os, f ci l de f abr i car y usar , l os col ect or es pl anos sonms recomendabl e para l as mayor as de l as apl i caci ones. Por l o t ant o sol oi nf ormar sobr e estos t i pos de capt adores.

5. UBICACION DE LOS CAPTADORES:Dependi endo de apl i caci n todo el col ect or est puest o al t echo del edi f i ci o oen el pat i o donde qui er a, par a reci bi r mxi ma l a radi aci n sol ar . Adems esnecesar i o evi t ar l a pr esenci a de obst cul os ( edi f i caci ones, r bol es u ot r asest r uct ur as et c. ) en l a l nea de i nci denci a de l os r ayos sol ar es.

La Fi gur a 6 muest r a l a t r ayect ori a apar ent e del Sol sobr e Cost a Ri ca ( l at i t ud de10 gr ados Nort e) , i ndi cando ngul o de i nci denci a y azi mut del Sol , dur ant edi f er ent es horas del d a y di f er ent es meses del ao. Par a f i nes pr ct i cos estedi buj o se puede usar par a todos l os pa ses de Cent r oamr i ca.

En r el aci n con l a ubi caci n de l os capt adores, aunque es muy r ecomendabl e quel os col ect ores se ubi quen de manera t al que l os rayos sol ares i nci denperpendi cul arment e sobr e el l os usando l a Fi gur a 6, pero no es si empr e posi bl emover el col ect or/ capt ador par a sat i sf acer est a condi ci n. En mayor as de l oscasos el col ect or va est ar f i j ado a una est r uct ur a.


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Con el f i n de obt ener el mxi mo pr ovecho ener gt i co anual , en Cost a Ri ca, el

ngul o promedi o r ecomendado para un col ect or es cer ca de 15 a 20 r espect o a l ahori zont al dur ant e t odo el ao, ( haci a el Sur ) except o en el caso de si st emaspequeos, l os cual es pueden or i ent ar cada mes, di ar i ament e o horar i o.

En l a real i dad el cal or as obt eni do, sea por un col ect or pl ano o por uncol ect or concent r ador, puede ser ut i l i zado con un ar r egl o apr opi ado para var i osusos, como se expl i co ant eri orment e. Ahora habl aremos en br eve l as apl i caci onesms i mport ant e para Cost a Ri ca y muchos pa ses en v as de desar r ol l o. Apar t et enemos ot r os f ol l et os par a f abr i car al gunos de est os di sposi t i vos.

6. CALENTAMIENTO SOLAR DE AGUA:Agua cal i ent e se necesi t a para var i os f i nes, como aseo per sonal , uso domest i co,en l echer as, ganader a, r est aur ant es, hospi t al es, hot el es, l avander as,embotel l adoras y cent r os de recr eaci n et c. En gener al exi st en dos t i pos decal ent adores de agua.

SISTEMA INTEGRADO:

Aqu l a col ecci n de l a ener g a sol ar y al macenami ent o de ener g a cal or ca (enf orma de agua cal i ent e) se hace en l a mi sma uni dad ( Fi g. 5 a y Fot o 5b) .


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Fig. 5a: Esquema de un Calentador Solar de Agua: Todas lasdimensiones son en cm.

Como se muest r a en l a Fi gur a 5a est e t i po de cal ent ador consi st e en un tanque dehi err o negr o ( 118 X58X12 cm, cal i bre 18) con un t ubo de ent r ada de agua f r a yot r o t ubo de sal i da de agua cal i ent e. Con el f i n de aument ar l a absorci n de l osr ayos sol ar es l a par t e super i or de est e t anque est pi nt ada de col or negr o mat e.Una vez que l a l ami na met l i ca absorbe l a r adi aci n sol ar , est o se cal i ent a.Par a r educi r l a per di da de cal or por conducci n haci a al f ondo y part esl ater al es, se col oca el t anque dent r o de una caj a de mader a ( o metal ) y elespaci o (l at er al es y el f ondo) ent r e el t anque de hi er r o y caj a est n l l enos conl ana de vi dr i o como ai sl ant e de cal or ( 5- 6 cm, l at er al es y f ondo).

Par a mi ni mi zar l a per di da del cal or , l a par t e super i or de l a caj a t i ene unvi dr i o t r anspar ent e (3 mm) como cober t or y el espaci o ent r e l a par t e superi ordel t anque y el cobert or es de 3 cm. Par a aument ar l a r adi aci n sobr e elcol ect or, col ocamos un r ef l ect or ( papel al umi ni o, espej o o acer o i noxi dabl eet c. ) , el cual puede var i ar su ngul o con r espect o al col ect or .

La Fot o 5b muest r a el si st ema de est e t i po de cal ent ador . El r ef l ector adems deaument ar l a radi aci n sol ar t i ene ot r a vent aj a, l a de mi ni mi zar l a per di da decal or en l a noche o en poca l l uvi osa ( t apando el col ect or con el r ef l ect or ) . La

t emper at ura de agua puede al canzar ent r e 30- 50 C dependi endo del cl i ma.


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Fig. 5b: Calentador solar de agua- sistema integrado (Pasivo).

SISTEMA DE CIRCULACION NATURAL:

Est e t i pos t i enen separados l os si st emas de capt aci n de l a ener g a sol ar y deal macenami ent o del agua cal i ent e (Fi g. 7a, Fot o 7b) .

La Fi gur a 7a i ndi ca un esquema del cal ent ador que f unci ona si n bomba par a l aci r cul aci n de agua. La Fot o 7b muest r a una cal ent ador sol ar. El col ect or pl ano( menci onado ant er i orment e) , se col oca mi r ando haci a el sur con una i ncl i naci n

de 15- 20 r espect o a l a hor i zont al . Los t ubos del col ect or por l os que ci r cul ael agua, se col ocan l ongi t udi nal ment e de maner a que el agua f r a ( l a cualpr ovi ene de un t anque, ubi cada enci ma de l os col ect ores) ent r a por l a par t e baj ay una vez que se cal i ent a por l a r adi aci n sol ar , sal e por l a par t e super i or delcol ector debi do a su menor densi dad. Di cho proceso ( de ent r ada y sal i da de agua)cont i na hast a que haya una cant i dad m ni ma de l a radi aci n sol ar . De est a

maner a, el agua cal i ent e se acumul a en el t anque, l a cual puede ser ut i l i zadacuando y donde exi st a l a necesi dad.


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Fig. 7a: Calentador solar- Uso domestico (termosifn/ circulacinnatural).

Temperat ura al canzada por una si st ema sol ar depende de l a cant i dad de agua quenecesi t e cal ent ar , r ea del si st ema y el cl i ma del l ugar ; si n embar go nuest r osest udi os nos permi t en af i r mar que con l m de un col ector pl ano, en el cl i ma devar i os l ugares de Cost a Ri ca, se puede cal ent ar un promedi o de 60- 75 l i t r os de

agua, di ar i ament e, aument ando su t emper at ura de 20 ( en l a maana) hast a 50- 55

C a l as 5 pm. Durant e l a noche el agua del t anque pi erde cal or equi val ent e

0. 5- 1. 5 C por hora, dependi endo del vel oci dad de vi ent o, t emperatur a ambi ent e ygr ueso del ai sl ant e.

Debi do a que l a radi aci n sol ar no es si empr e suf i ci ent e par a cal ent ar agua a l at emperat ur a necesar i a, t odo l os d as dur ant e el ao, es recomendabl ei nterconect ar el si st ema sol ar con un si st ema convenci onal de cal ent ami ent o deagua (e. g. t anque el ct r i co o gas per o con t ermost at o) . En este si st ema, el agua

pr ecal ent ada por l a ener g a sol ar , pasa al t anque auxi l i ar donde ter mi na deal canzarse l a temper at ur a r equer i da, con el uso de f uent e convenci onal . Por l ot ant o con el si st ema mi xt o se puede asegurar una t emper atura predef i ni da, perosi empr e economi zando el uso de l a energ a convenci onal ( Fi g. 7b) en el pa s yaexi st en var i os si st emas par a cal ent ar agua en l as casas, hot el es, pi sci nas.


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Fig. 7b: Calentador solar de agua para uso familiar, (termosifn)de 2 m2, instalado en la casa del autor

Par a l os si st emas grandes, como hospi t al es, hotel es et c. , donde no es s i empr eposi bl e col ocar el t anque enci ma de l os col ect ores ( r equi si t o muy necesari o par al a ci r cul aci n nat ur al ) , se puede usar una pequea bomba par a l a ci r cul aci n delagua (ci r cul aci n f orzada) . En est e caso l os col ect ores se pueden ubi car enci madel t echo y el t anque puede col ocar al gn l ugar dent r o del edi f i ci o.

Un cal ent ador sol ar de agua de 2m2 en una cl i ma nor mal de Cost a Ri ca ( 1500kWh/ m2- ao) puede ahorr ar cer ca de:

2250 kWh de el ect r i ci dad o3870 kg de l ea o830 kg de car bono o220 kg de gas but ano ANUALMENTE

Est o puede reduci r l a emi si n de 0. 5- 1 tonel ada de di xi do de car bono y 55 kg ot r os product os cont ami nant es, SO2, CO, NOx. por ao, dependi endo del t i po de f ueconvenci onal usados.

Aunque l os cal ent adores sol ares, est n en usos pr ct i cament e en t odos l os pa sesdel mundo a di f er ent e escal a, pero pa ses como Ci pr e, I sr ael y Gr eci a, ocupanpr i meros 3 l ugares en sus usos por capi t a. En Ci pre, un pa s pequeo ( pobl aci n650, 000) est a usando cer ca de 190, 000 cal ent adores sol ares de agua (rea t otalde 560, 000 m2, dat os ao 2000) . Est o equi val e 0. 86 m2/ per sona.

En Cost a Ri ca, var i as casas par t i cul ar es. cabi nas, hot el es ( como Hotel Fi est a,Hot el del Sur , Hotel Amri ca, Pl aya Tambor , ) , empr esa como Depr oma et c. ut i l i zano han usados energ a sol ar par a cal ent ar agua.

7. HORNO-COCINA SOLAR:De l a energ a que consume una casa, un gr an porcent aj e ( del 30 al 90 por ci ent o)se empl ea para coci nar al i ment os. En el caso part i cul ar de Cost a Ri ca donde el35- 40 % de l a pobl aci n a ni vel naci onal t odav a usa l ea par a coci nar l osal i ment os el cual es parci al ment e responsabl e para def orest aci n y muchasper sonas qui enes no t i ene capaci dad par a comprar l ea, est n obl i gado a cami narcada d a ms di st anci a para consegui r est a f uent e cont ami nant e de energ a.

Ahor a expl i car en br eve el pr ocedi mi ent o para l a const r ucci n de un hor no


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sol ar , di seado y est udi ado, por el aut or por pr i mer a vez en Cost a Ri ca, apr i nci pi os de 1979, con materi al es y t ecnol og a naci onal . Fue patent ado a nombr ede l a Uni ver si dad Naci onal en 1984, l a cual en su vers i n mej orada si guef unci onando sat i sf act ori ament e.

Consi st e en una caj a de madera ( Fi g. 8 a) con dobl e vi dri o pl ano en l a par t esuperi or , separadas por una di st anci a de 2 cm. Dent r o de l a caj a hay una l ami na

met l i ca de hi er r o gal vani zado ( cal i br e 20- 24) pi nt ada por l a par t e super i or ,de negr o mate. La radi aci n sol ar despus de ser absorbi da por l a l ami na negr a,es t r ansf ormada en ener g a t rmi ca, si n embar go, como el ambi ent e se encuent r a auna temper atur a i nf er i or a l a pl aca, st a comi enza a per der l a radi aci n, aunquesl o en l a r egi n del i nf rarr oj o ( cal or) .

Par a r educi r l as pr di das de ener g a en l a par t e poster i or y l at er al de l al ami na, hemos usado un ai sl ant e de cal or; l ana de vi dr i o, en l a part e del f ondouna capa de 5 cm, y a l os l ados de 3. 8 cm. Adems di cho ai sl ant e est a f or r adocon papel al umi ni o en t odo el per met r o y abaj o de l a l mi na con el f i n demi ni mi zar l a prdi da de l a energ a y t ambi n par a pr oteger l o de (cual qui er )humedad proveni ent e de l os al i ment os.

Fig. 8a: Estructura del un Horno Solar Convencional.

Par a reduci r l as pr di das de ener g a por l a par t e super i or , l a f achada delcol ect or se cubr e con dos vi dr i os t r anspar ent es ( t i po vent ana) , como ya se hamenci onado ant eri orment e. Di chos vi dr i os per mi t en l a penet r aci n de l a l uzsol ar , per o i mpi den el escape de l a r adi aci n i nf r ar r oj a de l a pl aca met l i ca.Es muy i mpor t ant e sel l ar l os vi dr i os ( i nt er i or y ext er i or ) , en t odo su per met r ocont r a l a caj a de madera, con el f i n de evi t ar f ugas de cal or o entr adas de agua


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de l l uvi a.

Par a aument ar l a r adi aci n sobr e l a pl aca usamos un r ef l ector de papel al umi ni o( pr ef er i bl ement e met l i co) , pegado a l a l ami na de pl ywood f uer a de l a caj a. Elr ef l ect or , como en el caso de cal ent ador de agua, adems de aument ar l ar adi aci n sol ar dur ant e el per odo de cocci n t ambi n si r ve par a t apar el hornocon el f i n de mant ener l a comi da cal i ent e una vez se hayan coci nado l os

al i ment os, y no se desee comer t odav a.

Di cho ref l ect or puede var i ar su ngul o con respet o a l a hori zont al usando unavar i l l a con var i os huecos. Adems el horno puede or i ent arse haci a el Sol( est e- oest e) usando r odi nes al f ondo de l a caj a exter i or . En l a par t e f r ont al del a caj a exi st e una puer t a, f or r ada ( en l a par t e i nt er i or ) con l ana de vi dr i o ypapel al umi ni o; par a i nt r oduci r y sacar l os al i ment os.

La Fot o 8b muest r a un model o t pi co de horno sol ar usado por el aut or . El t i empode cocci n depende de l a cant i dad de r adi aci n sol ar , t emperatur a del ambi ent e,vel oci dad del vi ent o, cal i dad y cant i dad de l os al i ment os, y ori ent aci n delhorno et c. Aunque l os resul t ados det al l ados se pueden observar en ot r os f ol l et osms compl et os, si n embar go en un d a normal , l a temper at ura de l a pl aca metl i ca

puede al canzar hast a 100- 150 C.

Fig. 8b. Horno/ Cocina Solar.

Di cho hor no de rea 0. 25 m cuest a cer ca de 10, 000- 12, 000 col ones ( US$25- 35) ,en mater i al es sol ament e y se puede coci nar una comi da para 4- 5 personas en 2- 3horas y dos comi das par a l a f ami l i a con 4- 5 horas de br i l l o sol ar .

El aut or y su esposa han coci nado dur ant e l os l t i mos vei nt e t r es aos,al i ment os como: ar r oz, f r i j ol es, var i os t i pos de l ent ej as y l egumbr es( gar banzos, ar vej a amar i l l as, ar vej a ver de, f r j ol de soya, et c. ) , papas,zanahor i as, vai ni cas, col i f l or , amp , yuca, r emol acha, r banos, ayot e, huevos,pol l o, car ne de res, cer do, pescado, pan, queque, pi zza et c.

ALGUNAS VENTAJAS/ LIMITACIONES DEL HORNO SOLAR:

i . Es bar ato, cmodo y puede ser const r ui do f ci l ment e usando materi al es


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di sponi bl es en el mer cado l ocal y con t ecnol og a senci l l a.

i i . Apar t e de usarse par a coci nar y hornear t odo t i po de al i ment os t ambi n sepuede cal ent ar agua para pasteur i zar, hacer caf y secar f r ut as.

i i i . No pr oduce humo, ceni za, no cont ami na l a at msf er a, por l o que cont r i buye amant ener l a buena sal ud.

i v. Coci nar con un hor no sol ar necesi t a menos agua y gr asa, se pi erde menosvi t ami nas, mant i ene l os mi ner al es et c.

Un horno sol ar de tamao f ami l i ar ( 0. 25 m2) , ut i l i zado 7 meses al ao, puedeahorr ar cerca de 1200 kWh de el ct r i ci dad o 650 kg/ ao de l ea por f ami l i a.

Di cho horno sol ar como cual qui er ot r o ar t ef acto que usa f uent es noconvenci onal es de ener g a, t i ene sus l i mi t aci ones:

i . Coci nar l os al i ment os l l eva r el at i vament e ms t i empo, por l o t ant o no sepuede usar cuando se necesi t a comi da de urgenci a.

i i . No se puede f r e r l os al i ment os.

8. SECADOR SOLAR:El secado es el pr oceso comer ci al ms ut i l i zado par a l a pr eservaci n de l acal i dad de l os pr oduct os agr col as/ f or est al o mar i no. La f i nal i dad del secadoes l a separ aci n par ci al del agua cont eni da en l a mater i a sl i da. Cuando l ospr oduct os se secan ( deshi dr atan) hast a el 14- 20%, medi ant e al guna t cni ca adec-uada, se di smi nuye sensi bl ement e su act i vi dad r espi r at ori a y se cont r ol an l osmi cr oor gani smos asoci ados, l o que permi t e el al macenami ent o del product o ( bi encer r adas) en el ambi ent e por un per odo de uno hast a dos aos.

El secado de vol menes comerci al es de granos se l l eva a cabo en Cost a Ri ca porcombust i n de di esel y de desechos bi omasi cos. El uso del di esel se est haci endo si empr e ms oneroso para l a agr o i ndust r i a del pa s, debi do a cont i nuasal zas en su preci o, y el uso de l a bi omasa muchas veces pr esent a pr obl emas de

abast eci mi ent o por su escasez.

Apar t e del secado nat ur al , en el espaci o abi er t o, ( el cual consi st e en l aexposi ci n de l a mat er i a hmeda a l as cor r i ent es nat ur al es de ai r e y a l os r ayossol ares) ; se usan dos mtodos de secado con energ a sol ar.

CIRCULACION NATURAL: El si st ema ms senci l l o de secado sol ar es el que sehace en f orma de gabi net e. La Fi gur a 9 a muest r a un esquema par a si st ema desecadora de est e t i po, el cual consi st e en una caj a de madera/ metl i ca, cuyof ondo est ai sl ado y t i ene un cober t or de vi dr i o i ncl i nado, el cual est di spuest o sobr e l a caj a par a r eci bi r l a r adi aci n sol ar . En l a base de est egabi nete se col oca una l mi na metl i ca pi nt ada de negr o. Los materi al es parasecar se ponen en bandej as per f oradas, por una puer t a que se encuentr a at r s del a caj a. Se hacen var i os huecos en l a base, l a par t e super i or y l at er al . Los

huecos en l a par t e del f ondo y l at er al son para l a ent r ada de ai r e ambi ent al ysal i da de ai r e hmedo, de modo que el ai r e hmedo y cal i ent e pueda despr ender sepor huecos de l a par t e super i or . As hay un cont i nuo f l uj o de ai r e sobr e elpr oduct o a secar . Por l a absor ci n de l a radi aci n sol ar el ai r e se cal i ent a yqui t a l a humedad de l os pr oduct os. Cuando el cont eni do de humedad del productoha descendi do a un val or pr edet er mi nado, se ret i r a del secador.


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Fig.9a. Componentes principales de un Secador Pasivo.

La Foto 9b muest r a un model o di seado y est udi ado en 1991 por el aut or y Ot oni elFer nandez en l a Uni ver si dad Naci onal . Dependi endo de l a radi aci n sol ar , l a

t emperat ur a del gabi nete puede l l egar a 50- 70 C. Casi t odos l os pr oduct ospueden secar se con est a secadora; que resul t a t i l , sobr e todo, al campesi no/ni vel casero, que pr oducen a baj a escal a.

Fig. 9b. Secador Solar Pasivo.

CIRCULACION FORZADA:En el si st ema expl i cado ant er i or ment e ( ci r cul aci n nat ur al ) l a temper at ur adent r o del secador no puede cont r ol ar el cual puede tener desvent aj a conal gunos product os. Par a resol ver est e pr obl ema se usan un pequeo vent i l adorpar a extr aer / cambi ar el f l uj o de ai r e hmedo (Ci r cul aci n f or zada) . Fot o 9cmuest r a model o de est e t i po di seado e est udi ado en 1994, por el aut or encol aboraci n con l os est udi ant es (Magdal ena y Asa) de Sueci a.


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Fig. 9c. Secador solar tipo activo (parcialmente) con un abanico

(parte atrs).

En ot r os t i pos de secadores sol ares para usos en l as cooperat i vas o pequeos ogr andes i ndust r i as, l os col ect ores par a cal ent ar el ai r e y cmar a par a ponergr anos est n en di f er ent es uni dades. Con el f i n de aument ar el f l uj o de ai r e seusa una bomba o un ext r actor de ai r e, el cual por l o t ant o aument ar elr endi mi ent o del secador.

La vel oci dad del secado, ya sea nat ur al o ar t i f i ci al , depende de l os f act or esi nternos y ext ernos. Los f actores i nt ernos son, sea en el caso de madera ( comoej empl o) , l a especi e, el t i po, el espesor de madera, y el cont eni do de humedadi ni ci al y f i nal . Ent r e l os f actores ext er nos est n l a i nt ensi dad sol ar ,t emper at ur a del ai r e, l a humedad r el at i va y l a vel oci dad o ci r cul aci n del ai r eet c.

Par a dar una i dea, con una secador a de 1 m y con una radi aci n sol ar de 3. 5kWh/ m - d a, se puede secar en t r es d as, 20- 30 Kg de granos con humedad i ni ci alde 40- 50% hast a 10- 15%.

9. DESTILACION DEL LIQUIDO:En Cost a Ri ca, a l o l argo de nuest r as cost as, hay un el evado nmero decomuni dades que car ecen de agua pot abl e. Tambi n vari as f ami l i as dent r o de l aci udad no t i enen agua de buena cal i dad. En est os casos es necesar i o r ecur r i r al a pur i f i caci n del agua, que es sumament e car o debi do a l os al t os cost os, t ant ode l os combust i bl es como del t r anspor t e. Es en este sent i do que l a dest i l aci nsol ar se pr esent a como una al t ernat i va at r act i va: ya que, l a demanda energt i ca

es en f orma de cal or de baj a temper at ura (40 - 60 C) . Ut i l i zando l a r adi aci n

sol ar y una tecnol og a, r el at i vament e senci l l a, es posi bl e obt ener l aevapor aci n del agua de mar o agua del pozo. En l a condensaci n se produce aguapotabl e dej ando el pr oduct o sl i do, que es l a sal de coci na ( NaCl ) mezcl ada conl os cr i stal es de ot ras sal es.

Las Fi gur a 10a y Foto 10b muest r an esquemas si mpl i f i cados y model os act ual es desi st emas di seado y est udi ados por el aut or.


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Fig. 10a. Esquema del un Destilador Solar.

Fig. 10b. Un Destilador solar con una rea de 1 m2.

El agua sal ada ent r a en l a cubet a, si t uada en el f ondo, donde se cal i ent a por l aabsorci n de l a radi aci n sol ar. Se ha pi nt ado l a cubet a con pi nt ur a negr a mat e,para f aci l i t ar est e pr oceso, ya que el agua es pr ct i cament e t r anspar ent e par al as r adi aci ones de onda cor t a pr ocedent es del sol .

Conf orme aument a l a t emper at ura, el agua comi enza a evapor arse. El ai r e hmedo,ms cal i ent e, asci ende hast a l a cubi er t a, ms f r a, en cuya super f i ci e, par t edel vapor de agua se condensa, se desl i za haci a abaj o y cae got eando en elcanal dest i nado par a recoger el agua, dej ando l a sal o al gn ot r o mi ner al es enl a cubet a.


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Un dest i l ador de 1 m de r ea de absorci n puede dest i l ar ent r e 3- 5 l i t r os deagua por d a. Aunque l a pr i mer a dest i l aci n el i mi na var i os mi ner al es, si f uer anecesar i o se puede dest i l ar una vez ms, con el f i n de usar el agua enl aborat ori os o en l as bat er as etc. Si es necesari o tambi n puede agr egar seot r os mi neral es necesar i os para l a bebi da, aunque l a comi da puede of r ece var i osmi ner al es perdi dos por l a evaporaci n.

10. OTRAS APLICACIONES:En f orma semej ant e ener g a sol ar puede ut i l i zar para ot r os f i nes comocal ef acci n, acondi ci onami ent o de edi f i ci os, r ef r i ger aci n, i nver nader os, bombeode agua par a t omar o i r r i gaci n y hast a para pr oduci r el ect r i ci dad por medi o deef ect o t er mo- el ct r i co ( Ener g a Sol ar - - - > ener g a cal r i ca - - - - > ener g amecni ca - - - - - - > Ener g a El ct r i ca) .

11. CONVERSION DIRECTA DE LA ENERGIA SOLAR EN ELECTRICIDAD:La r adi aci n sol ar se puede t r ansf ormar di r ect ament e en el ect r i ci dad ( ef ect of ot ovol t ai co) por medi o de apar at os, cel das sol ar es o pi l as sol ar es, l os cual esson semi conduct ores pur os drogados con cant i dades di mi nut as ( 1ppm) de ot r osel ement os. Var i os conduct ores pueden empl ear se, pero se pr ef i er e el de si l i ci opor r azn de abundanci a, cost o ( ~US$10/ Wat i o) , y pr i nci pal ment e por est abi l i dad

y rendi mi ent o (~10- 15%) . Es deci r l a el ect r i ci dad pr oduci da por una cel da sol arde 1m , l a cual est expuest a a r adi aci n sol ar de 1000 Wat i os/ m2, ser de 100Wat i os.

Una cel da sol ar t pi ca est f ormada por dos capas del gadas de si l i ci o, cada unode el l as con un al ambr e ( + y - ) i ncorpor ado cuyo ext r emo sal e al exteri or.

En una de l as capas, al gunos de l os tomos de si l i ci o est n r eempl azado portomo de f sf oro ( f ormando negat i vo o t i po N) y en l a ot r a, por tomos de boro( f ormado posi t i vo o t i po P) . La uni n ent r e dos capas cr ea una di f er enci a depot enci al . La l uz sol ar o vi si bl e i nduce a l os el ect r ones l i br es a mover se porel al ambr e de l a capa t i po N haci a l a capa de t i po P, con l o que se pr oduce unacor r i ent e el ct r i ca ( Fi g. 11a) . Cada cel da de si l i ci o pr oduce cer ca de 0. 58vol t i os y var i as cel das pueden conect ar se el ct r i cament e en f orma de ser i e y/ o

paral el o, para f ormar un mdul o ( con mayor vol t aj e o mayor corr i ent e) , que esuna uni dad bsi ca de l os si st emas el ct r i cos sol ar es.

Fig. 11 a. Principio de un celda solar para la conversin directa


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de energa solar en electricidad.

Por l a acci n de l a ener g a sol ar sobr e l a cel da sol ar l a cor r i ent e pr oduci da esal macenada en bat er as, par a ut i l i zar est a energ a despus de l a hora del sol .

La Tabl a 6 i ndi ca l a cor r i ent e y l a pot enci a mxi ma consumi da por var i osdi sposi t i vos comunes usados en l a casa.

Tabla 6. Corriente pasado en varios artefactos (12 Voltios).

---------------------------------------------------------------Ar t ef actos Pot enci a Corr i ent e mxi ma

( Vat i os) ( Amp)- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Luz Fl uorescente 20 1. 2Tel evi sor ( B y N, 12") 20 1. 4Gr abadora 35 2. 5Bomba de agua ( 100 l ph) 35 2. 6

Tel f ono 13 1. 0Ref r i gerador a 100 5. 0

------------------------------------------------------------

Dependi endo de l a capaci dad del al macenami ent o de l a bater a y ut i l i zando l aTabl a 1 se puede cal cul ar el t i empo aproxi mado de f unci onami ento de var i osdi sposi t i vos y el r ea necesar i a del panel sol ar par a usos espec f i cos.

Una i nst al aci n, adems r equi ere cont r ol ar del vol t aj e, medi ant e un r egul ador, ydi r i gi r l a cor r i ent e haci a una bat er a, par a al macenar l a. Como l a cor r i ent eel ct r i ca pr oduci da es di r ect a, es necesar i o, par a al gunas apl i caci ones, uni nver sor par a conver t i r l a en cor r i ent e al t er na.

La Fi gur a 12 muest r a un esquema compl eto para l a ut i l i zaci n de l a panel sol ar yl a Fot o 13 muest r a var i os art ef act os pequeos, que ut i l i zan l as cel das sol ar espara su f unci onami ent o, e. g. , car gador de bat er as, al umbr ado et c.

Fig. 12. Esquema para utilizar celdas solares.

Las cel das sol ar es f uer on usadas al pr i nci pi o par a l as apl i caci ones espaci al es y


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ahora han ganado mercado t err est r e, par a i l umi naci n, en bombeo para si st emas deabast eci mi ent o de agua pot abl e, si st ema de i r r i gaci n, t el ef on a r ur al et c.

Fig. 13. Algunos artefactos (Foco, Cargador de Bateras, Radio,Micro Onda, TV, Cafetera Etc.), que usan electricidad solar parasu funcionamiento.

Aunque en l os l t i mos aos el cost o de l as pi l as han r educi do en un 200- 300%,para l ugar es normal es sus i nst al aci ones r esul t an t odav a car as, per o ci ert ament ecompet i t i vas cuando no exi st e ot r a f orma de sumi ni st r o de ener g a el ct r i ca.Adems, se esper a que con el desar r ol l o comerci al de l as cl ul as su cost o ser educi r .

I nst i t ut o Cost ar r i cense de El ect r i ci dad (I CE) ha i nst al ado 2210 panel es sol ar esFV en comuni dades al ej adas del pa s par a que di sf r ut en del ser vi ci o el ct r i co.

( Revi st a Met r opol i t ana, No. 2, Ao 6, 2000) .

Hast a el ao 1999, ni vel mundi al han i nst al ados FV cerca de 900 MW y act ual ment ecr ece 200 MW cada ao.

Combi nando var i os art ef actos donado por el Gobi erno de I ndi a en 1998, y ot r oscomprados y const r ui dos, por nosot r os hemos equi pado una CASI TA SOLAR ( 40 m2)dent r o del nuest r o par que sol ar , cuya t odas l a necesi dades ener gt i cas ( Cal ori cay El ct r i ca) es cubi er t a por ener g a del Sol ( Fot o 14) . Est o ser vi r par a f i nesI nvest i gaci n y Di vul gaci n.


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Fig. 14. Casita solar equipada con varios artefactos solares

(trmicos Y elctricos).

12. ALMACENAMIENTO DE ENERGIA SOLAR:Debi do a que l a energ a sol ar es una f uent e energt i ca dependi ent e del cl i ma, esnecesar i o i mpl ement ar su al macenami ent o en f orma de cal or ( y/ o el ect r i ci dad) ,para su post er i or ut i l i zaci n. Par a al macenar ener g a sol ar en f orma deel ect r i ci dad, se usan bat er as- nor mal es, sel l adas o de ci cl os pr of undos.

Tamaos/ nmeros de l as bater as se pueden cal cul ar por base de consumo di ar i o yl a capaci dad de cada bat er a et c.

En l a act ual i dad el al macenami ent o i nt er est aci onal de cal or , es deci ral macenami ent o del exceso de cal or produci do en verano para ser ut i l i zado eni nvi erno, es econmi cament e i mpr act i cabl e, aunque exi st en casos de est e t i po por

l o menos en Sueci a. En cambi o es posi bl e al macenar cal or de 2 o 3 d as par a queel si st ema pueda vencer 1 o 2 d as ausenci a t ot al de ent r ada de r adi aci n.

Los depsi t os de cal or ms ut i l i zados se basan en l a capaci dad t rmi ca( cal or i ca) de var i os mat er i al es.

El agua es una de l as sust anci as que t i enen mayor capaci dad cal or f i ca poruni dad de vol umen; por eso se empl ea como medi o par a al macenar cal or . Cuando set r at a de al macenar el cal or t r anspor t ado por una cor r i ent e de ai r e cal i ent e, l osdepsi t os de rocas o gr ava ( pi edr i n) t i enen var i as vent aj as, por que eli nt er cambi o de cal or se est abl ece debi do a l a extensa superf i ci e expuest a del as pi edr as o rocas, y el cami no tor t uoso que ha de recor r er el ai r e.

Ot r a f orma de al macenami ent o de cal or es medi ant e el cal or l atent e (necesar i o o

l i ber ado dur ant e cambi o de f ase) de l a cr i st al i zaci n de al gunas sustanci as. Lassustanci as ms f r ecuent ement e ut i l i zadas son ci er t os hi dr at os de sal esi nor gni cas, de baj o punt o de f usi n ( sal es eut ect i cas) .

La sal comnment e usada, el sul f at o de sodi o Na2 SO4 10H2O ( conoci da t ambi n comoSal de Gl auber) , absorbe gr an cant i dad de cal or cuando se f unde a baj at emper atur a ( pasa de est ado sl i do a l qui do) , y l i bera ese mi smo cal or cuandose vuel ve a sol i di f i car.

Tabl a 7 muest r a l a capaci dad de al macenami ento de cal or por al gunos mat er i al escomunes.


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Tabla 7: La capacidad de almacenamiento de calor por algunosmaterialescomunes.

---------------------------------------------------------------Mat er i al Densi dad Capaci dad Cal or i ca

kg/ m3 kcal / m3 C.----------------------------------------------------------------Agua 1000 1000Concr et o 2254 518Pi edr a 2737 574Ladr i l l o 2254 450Ai r e 1. 20 0. 29-----------------------------------------------------------------

Como un ej empl o, en el i nterval o de temper at ura de 27 a 38 C, un met r o cbi code est a sal puede al macenar 95, 000 ki l o cal or i as. En comparaci n, mi sma cant i dadde agua puede al macenar sol ament e 11080 ki l ocal or i as y de roca sl i da sol oal macena 6412 ki l o cal ori as de ener g a.

13. CONCLUSION:Hemos i nf ormado en breve al gunos conceptos bsi cos para el apr ovechami ent o deEner g a Sol ar. Con est s i nf ormaci n y su i magi naci n puede di sear l as si st emaspara su necesi dades y hast a per mi t e pensar ot r as ut i l i dades.

Asumi endo l a radi aci n sol ar promedi o de 1500 kwh/ m2- ao, un col ect or pl ano de

2 m2 ( de vent a ms comn a ni vel mundi al ) con un r endi mi ent o t rmi co ( ) de60%, puede ahorr ar s i gui ent es cant i dades de f uent es convenci onal es (por ao) :

Lea 4000 kg (val or cal or i f i co de 16. 7 MJ / kg, = 10%)

Car bon 830 kg ( val or cal or i f i co de 26. 0 MJ / kg, = 30%)

Bunker 350 l t s ( val or cal or i f i co de 37. 9 MJ / l t , = 50%)

El ect r i ci dad 2250Kwh ( val or cal or i f i co de 3. 6 MJ / Kwh, = 80%)

Con base en est udi os se l l ega a l a concl usi n de que adapt ando di cha ut i l i zaci na nuest r a t ecnol og a y si n necesi dad de i mport ar sof i st i cada y car a de ot r ospa ses, podemos economi zar un gran porcent aj e del consumo de ener g a en nuest r opa s. Lo que se debe acl ar ar es que no vendr l a ener g a sol ar a sust i t ui r en unci en por ci ent o l as ot r as f uent es de ener g a, per o s puede ser vi r decompl ement o a l as ot r as f uent es energt i cas.

Laborat ori o de Ener g a Sol ar est di spuest o a br i ndar ayuda de car ct er asesor ao char l as/ t al l er es al i ndi vi duos par t i cul ar es, l as empr esas o ONG s et c .

AGRADECIMIENTO:El aut or agr adece si ncer ament e seores El i ecer Madr i gal , Carl os Del gado, HugoMar t i nez, Mar vi n Al pi zar , Syl vi a Mar n, Ot oni el Fer nandez, Raf ael Ram r ez,Ludmi l a Semi onova, Wi l l i am Al f aro, Al exander Mora y Li sandr o Her nandez par acol abor ar en di f er ent es f ases del const r ucci n e est udi os.

BIBLIOGRAFIA- ALGUNOS ARTICULOS PUBLICADOS POR EL AUTOR:

RADIACION SOLAR:1. Anl i si s de l os datos sobr e l a Radi aci n sol ar para su apr ovechami ent o enCost a Ri ca. Present ado en el Semi nar i o Sobr e Ener g a en Cent r oamr i ca:


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Si t uaci n act ual y Per spect i vas, or gani zado por Conf eder aci n Uni ver si t ar i asCent r oamer i canas, ( CSUCA) , San J os, Cost a Ri ca, del 21 al 25 de Novi embre de1983. Publ i cado en l a memor i a, pp. 1- 16.

CALENTADORES DE AGUA:1. St udy of t wo di f f er ent t ypes of Sol ar wat er heat er s i n t he cl i mat e of San

J ose, Cost a Ri ca, Pr esent ado en ' 198 I nt ernat i onal Symposi um on Sol ar Ener gy

Ut i l i zat i on' , Uni ver si t y of West er n Ont ar i o, London, Canada. Aug. 10- 24, 1980.Publ i cado en Sol ar Ener gy Conver si on I I , Per gamon Press, 1980, pp. 157 ( Sol oabstr act) .

2. Cal ent ador es Sol ar es de Agua- Si st ema Ci r cul aci n Nat ur al , Fol l et opopul ar - Teor a, Const r ucci n y Experi ment aci n, Laborat ori o de Energ aSol ar , Uni ver si dad Naci onal , Her edi a, Cost a Ri ca, 1992, pp. 33. ( DETALLESPARA LA CONSTRUCCION) .

3. Cal ent ador Sol ar de Agua- Si st ema I nt egr ado, Fol l et o Popul ar , Teor a,Const r ucci n y Exper i ment aci n, Laborat ori o de Ener g a Sol ar , Uni ver si dadNaci onal , Her edi a, Cost a Ri ca, 1992, pp. 27. ( DETALLES PARA LA CONSTRUCCION)

4. Compar at i ve st udy of t wo t hermosyphon Sol ar Water heat ers i n t he cl i mate of

San J ose Cost a Ri ca. Present ado en ' Sol ar Worl d Forum' Br i ght on, Engl and,August 23- 28, 1981. Publ i cado en ' Sol ar Technol ogi es i n t he ei ght i es' , Ed.Davi d O Hal l and J une Mort on, Vol . 1, pp. 63- 68, 1982 ( Per gamon Press) .

5. Economi c anal ysi s of t wo domest i c sol ar hot water syst ems i n t he cl i mateof f our di f f er ent pl aces of Cost a Ri ca. Pr esent ado en ' I nt er nat i onalConf erence on Passi ve and Low Energy Eco- t echni ques appl i ed t o housi ng'organi zado en Mexi co, por PLEA, del 6 al 11 de Agost o de 1984. Publ i cado enmemor i a, ( Per gamon Press) , 1984. Vol . 2, pp. 968- 978.

COCINAS/ HORNOS SOLARES:1. St udy of a cheap Sol ar Oven i n t he cl i mat e of San J ose, Costa Ri ca,Pr esent ado en ' 1980 I nt er nat i onal Symposi um on Sol ar Ener gy Ut i l i zat i on' ,Uni ver si t y of West ern Ont ar i o, London, Canada. Aug. 10- 24, 1980. Publ i cado en

Sol ar Ener gy Conver si on I I , Per gamon Press, 1980, p. 488 ( Sol o abst r act ) .

2. Horno/ Coci na Sol ar , Pat ent e, Shyam S. Nandwani y Uni ver si dad Naci onal , CostaRi ca, 1984.

3. Est udi o Exper i ment al y Teri co de un Horno Sol ar pr ct i co en el cl i ma deCosta Ri ca- I I . UNI CI ENCI A, Uni ver si dad Naci onal , Her edi a, Cost a Ri ca, Vol . 3,No. 1 y 2, pp. 49- 58. 1986.

4. Experi ment al and Theoret i cal anal ysi s of si mpl e sol ar oven Technol ogy' ,Per gamon Press, Vol . 5, No. 2, pp. 159- 170, 1988.

5. Coci na/ Horno Sol ar - Fol l et o- Teor a, Const r ucci n y Exper i men- t aci n,Labor at or i o de Ener g a Sol ar , Uni ver si dad Naci onal , Her edi a, Cost a Ri ca, pp. 30,

1992. ( DETALLES PARA LA CONSTRUCCION) .

6. Li br o- El Horno/ Coci na Sol ar , Hagal o Ust ed Mi smo, Const r ucci n, Funci onami ent oy Las Recet as. Pagi na 100, Edi t or i al FUNDACI ON UNA- Uni ver si dad Naci onal ,Heredi a, Cost a Ri ca, 1993, 2004. ( DETALLES PARA LA CONSTRUCCION) .

7. Sol ar Oven- Can i t be mass Popul ar, con Raf ael Rami r ez, Present ado en elConf er ence on Appl i ed Opt i cs i n Sol ar Ener gy- Prague, Czecosol ovaki a, 2 al 6 deOct ubr e de 1989. Publ i cado en AOSE proceedi ng, 1990, pp. 101- 109.


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8. Compar at i ve Study of Convent i onal and SBCI Card board Sol ar Ovens, conOt oni el Fer nandez Gomez, Renewabl e Energy J our nal ( Per gamon Press) , Vol . 3, No.6/ 7, pp. 607- 620, 1994. USA.

9. Aspect os Gener al de l a Cocci n- Est udi o Prel i mi nar I , con Lui dmi l l a Semi nova,present ado en Second Wor l d Conf erence on Sol ar Cooker s- Use and Technol ogy,or gani zado en Uni ver si dad Naci onal , Her edi a, Costa Ri ca, del 12 al 15, de J ul i o

de 1994 . Publ i cado en l a Memor i a, Abr i l 1995, pp. 58- 70.

10. From Cheap/ Si mpl e Thr ee st ones t o Expensi ve/ Advanced Convect i t i ve Cooker s,present ado en Second Wor l d Conf erence on Sol ar Cooker s- Use and Technol ogy,or gani zado en Uni ver si dad Naci onal , Her edi a, Costa Ri ca, del 12 al 15 del J ul i ode 1994 . Publ i cado en l a memor i a, Abr i l 1995, pp. 17- 26.

11. Prel i mi nary St udy of Sol ar Powered Mi cr owave Oven, Ced Cur r i n, Shyam S.Nandwani and Marvi n Al pi zar , present ado en Second Wor l d Conf erence on Sol arCooker s- Use & Technol ogy, Uni ver si dad Naci onal , Heredi a, Costa Ri ca, del 12 al15 del J ul i o de 1994 . Publ i cado en l a memori a, Abr i l 1995, pp. 149- 158.

12. Sol ar Cooker s- Cheap t echnol ogy wi t h hi gh ecol ogi cal benef i t s, pr esent ado en3r d I nt er nat i onal Conf er ence' Down t o Ear t h- Pr act i cal Appl i cat i ons of

Ecol ogi cal Economi cs' , organi zado en Cost a Ri ca, del 24 al 28 de Oct ubr e de1994. Publ i cado en Ecol ogi cal Economi cs, 17, pp. 73- 81, 1996.

13. Exper i ment al St udy of Mul t i pur pose Sol ar Hot Box at Fr ei bur g, Germany, conJ osef St ei nf ar t , H. M. Henni ng, M. Rommel and V. Wi t t wer , Renewabl e Energy, I nt .J ournal , Engl and, ( Pergamon Pr ess) , Vol . 12, Sept ember 1997, pp. 1- 20.

14. My t went y year s of exper i ence wi t h sol ar cooki ng i n Costa Ri ca-Sat i sf act i ons and Frust r at i ons, pr esent ado en Conf er enci a mundi al Worl d Sol arcooki ng and Food Pr ocessi ng- St r at egi es and Fi nanci ng, Var ese, I t al i a, 3- 6 deOct obr e del 1999, publ i cado en l a memor i a, pp. 73- 79.

15. Teachi ng concept s of Physi cs, I - Appl i ed to Sol ar Cooker s, pr esent ado en VI II nternat i onal Symposi um on Renewabl e Ener gy Educat i on, Osl o, Noruega, del 15 al18 de J uni o del 2000. Publ i cado en CD Rom.

16. Est udi o Exper i ment al del r endi mi ent o Absol ut o del un Horno Sol ar en el cl i made Cost a Ri ca, con Raf ael Rami r ez, pr esent ado en el I er Congr eso I beroameri canode Energ as Renovabl e, r eal i zado en La Cei ba, Hondur as, del 26 al 28 de marzodel 2001. Publ i cado en CD Rom, T31.

COCINAS HIBRIDAS- SOLAR CON ELECTRICIDAD Y GAS:1. Desi gn, Const r uct i on and Exper i ment al st udy of El ect r i c Cum Sol ar Oven.Present ed en el I nternat i onal Sol ar Wor l d Congr ess, 1987, Hambur g, Germany, 13al 18 de Set i embre de 1987. Publ i cado en Advances i n Sol ar Energy Technol ogy,Ed. by W. H. Bl oss and F. Pf i st erer , Per gamon Press, Vol . 3, pp. 2698- 2702, 1988.

2. Desi gn, Const r uct i on and Exper i ment al St udy of El ect r i c Cum Sol ar Oven- I I ,

Sol ar and Wi nd Technol ogy, Vol . 6 ( 2) , pp. 149- 158, Per gamon Press, 1989.

3. Di seo, Const r ucci n y Funci onami ent o de un Horno Sol ar Hi br i do ( Sol / Gas) ,con Marco A. Fl ores y Ar l en Emi l i a Fl ores (Hondur as) , pr esent ado en XI CongresoI ber i co e VI Congr eso I bero- Amer i cano de Ener g a Sol ar , en Vi l amour a, Por t ugal ,del 29 de Set i embre al 2 de Ocubr e del 2002.

DESTILADORES SOLARES:1. Dest i l ador es Sol ar es, Fol l et o popul ar sobr e Teor a, Const r ucci n yFunci onami ent o, pp. 31. Laborat ori o de Energ a Uni ver si dad Naci onal , Her edi a,


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Cost a Ri ca, 1992. ( DETALLES PARA LA CONSTRUCCION) .

2. Est udi o pr el i mi nar de t r es model os de Dest i l adores par a pr oduci r sal y aguapotabl e. Con Syl vi a Mar i n, UNI CI ENCI A, Uni ver si dad Naci onal , Cost a Ri ca, Vol . 3,No. 1/ 2, pp. 59- 69. 1986.

3. ' Economi c Anal ysi s of Domest i c Sol ar Sti l l i n t he cl i mat e of Cost a Ri ca.

Sol ar & Wi nd Technol ogy, Vol . 7, No. 2/ 3, pp. 219- 227, Per gamon Press, 1989.

4. Ut i l i zaci n de l a Ener g a Sol ar par a l a Ext r acci n y Secado de tai nos apar t i r de cor t eza de mangl e, con J uana Mar a Cot o, Present ado en 7mo CongresoLat i noamer i cana de Ener g a Sol ar , organi zado en ' Ci udad de Pl at a, Ar gent i na, del30 del Novi embre al 3 de Di ci embre de 1993. Memor i a pp. 445- 452.

SECADOR SOLAR:1. Desi gn Const r uct i on and Experi ment al St udy of a Domest i c Sol ar Oven cum Dr i eri n t he cl i mate of Cost a Ri ca, con Ot oni el Fer nandez Pr esent ado en 1993 Sol arWor l d Congress, organi zado en Budapest , Hungar y, del 23 al 27 de Agost o de1993. Publ i cado en l a memor i a Vol . 8, pp. 91- 96.

2. Exper i ment al Study of Sol ar Oven Cum Water Heat er and Sol ar Oven cum Dr i er,

con Ot oni el Fernandez, present ado en Second Wor l d Conf erence on Sol ar Cookers-Use and Technol ogy, organi zado en Cost a Ri ca, del 12 de j ul i o de 1994. Publ i cadoen l a memor i a Abr i l 1995, pp. 273- 284.

FOTOVOLTAICO SOLAR:1. Use of Sol ar Ener gy i n Nat i onal Par ks and I sl ands of Cost a Ri ca, I sl and Sol arSummi t , Tener i f e I sl and, Espai a, 6- 8 de May del 1999, Memor i a, pp. 143- 148.

LAS APLICACIONES MIXTAS Y DIVULGATIVAS:1. Cel ebr at i on of Sun Day f or promot i ng Sol ar Energy. Sun Wor l d, ( Per gamonPr ess) , U. S. A. , Vol . 10, No. 3, pp. 67- 68, 1986.

2. Apl i caci n de l a Ener g a Sol ar en l a Ti er r a y en el Espaci o. Pr i mer Congr esoI nt er naci onal Est udi ant i l sobr e Ci enci a y Tecnol og a Espaci al , Car t ago, Cost aRi ca, del 15 al 20, de marzo de 1990. Or gani sado por Asoci aci n Cost arr i censede I nvest i gaci n y Di f usi n Espaci al , Memori a pp. 83- 86, 1990.

3. Some Consi derat i ons Regardi ng t he Use of Sol ar Energy i n Cost a Ri ca,Present ado en I nternat i onal Conf erence on Energy and Envi r onment , organi zado enBangkok ( Thai l and) , del 27 al 30 de Novi embre de 1990. , Publ i cado en l a memor i aVol . I I , pp. 209- 220, 1991.

4. La Conver si n de Energ a Sol ar en Ener g a El ct r i ca par a Apl i caci ones enZonas Rur al es. Pr esent ado en XI I I Conf er enci a Lat i noamer i cano de El ect r i f i caci nRur al ( CLER) , San J os, Cost a Ri ca, del 15 al 19 de Abr i l de 1991. Publ i cado enl a memori a Vol umen, I I I , No. VI I I , pp. 1- 19, 1991.

6. Sol ar Technol ogi es i n Cent r al Amer i ca, con Ret o Rechst ei ner , Sun Worl d,

Engl and (Per gamon Press) , Vol . 19, No. 3, pp. 18- 20, 1995.f gensol 1www. doc

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Energia Solar Conceptos Basicos