Embed Size (px)
Citation preview
La energía solar
Ángel García Diestro
1. El Sol como fuente de Energía
• El Sol produce energía en forma de radiación
electromágnética, que es la fuente básica para
la vida en la Tierra, y tiene una potencia de
3,9·10^26 W
• Esta energía es producida por la energía
desprendida en la fusión de elementos que
tienen lugar en el núcleo del Sol
• A la Tierra llegan como valor medio un total de
1367 W/m^2, y a dicho valor se denomina
Constante Solar.
1. El Sol como fuente de Energía
A la hora de trabajar la Energía solar hay que tener en cuenta una terminología específica:
1. El Sol como fuente de Energía
La potencia radiante de 1367 W/m2 que llega al planeta Tierra no es la que finalmente llega a la
superficie terrestre puesto que la atmosfera atenúa la radiación solar
Integrando la curva correspondiente a la radiación
que llega a la superficie terrestre, un día claro, al medio
día, la irradiancia alcanza un valor máximo de 1000 W/m2
1. El Sol como fuente de Energía
La irradiancia depende
de:
Día del año
Hora
Nubosidad
Un día nublado la irradiancia a mediodía
puede estar en torno a los 100W/m2, mientras que un día soleado puede estar en
torno a los 800W/m2.
Lugar
1. El Sol como fuente de Energía
GEOMETRÍA SOLAR
Angulo diario
Distancia de la Tierra al Sol
Angulo de declinación
- Posición del sol en cadamomento
1. El Sol como fuente de Energía
ANALEMA
POSICIÓN DEL SOL
1. El Sol como fuente de Energía
CONCEPTO DE MASA DE AIRE (AM)
En Madrid en el mejor de los casos se obtiene un AM=1,05 el 21 de junio
1. El Sol como fuente de Energía
2. Energía Solar Térmica de Baja Temperatura
A la hora de hablar de Energía Solar de Baja Temperatura hay que tener en cuenta dos conceptos fundamentales
TRANSMISIÓN DE CALOR
CONDUCCIÓN
CONVECCIÓN
RADIACIÓN
PROPIEDADES DE LOS VIDRIOSTRANSMITANCIA
Intensidadtransmitida
Intensidadincidente
2. Energía Solar Térmica de Baja Temperatura
DIRECTO INDIRECTO
2. Energía Solar Térmica de Baja TemperaturaCAPTADOR SOLAR
PLANO
Transforma la radiación solar en energía térmica mediante el aumento de temperatura del fluido que circula por el interior
Mayor Área
MAYOR ENERGÍA CAPTADA
Partes del Captador:• Cubierta (vidrio)• Absorbedor metálico (color negro)• Aislante térmico• Carcasa exterior
2. Energía Solar Térmica de Baja Temperatura
Funcionamiento basado en el efecto invernadero
2. Energía Solar Térmica de Baja Temperatura
RENDIMIENTO DE LOS ABSORBEDORES
PERDIDAS ÓPTICASPERDIDAS TÉRMICAS
Cociente entre la energía solar captada y la energía solar útil
Depende de las propiedades de los
cristales
Depende de las diferencias de
temperatura entre el interior del
absorbedor y el exterior
2. Energía Solar Térmica de Baja Temperatura
CAPTADOR SOLAR DE VACÍO
Son tubos que contienen un material absorbente y sobre los cuales se aplica vacío para evitar perdidas por convección
La reducción de transmisión de calor es tal que mientras el absorbedor puede estar a 120ºC, la cubierta puede estar a 30ºC
2. Energía Solar Térmica de Baja Temperatura
ACUMULADORES
2. Energía Solar Térmica de Baja Temperatura
ACUMULADORES
2. Energía Solar Térmica de Baja Temperatura
INSTALACIONES
Instalación por termosifón directa Instalación con circulación forzada
2. Energía Solar Térmica de Baja Temperatura
INSTALACIONES CON CIRCULACIÓN FORZADA
2. Energía Solar Térmica de Baja Temperatura
INSTALACIONES CON CIRCULACIÓN FORZADA
MUCHO SOL
POCO SOL
NADA DE SOL
2. Energía Solar Térmica de Alta Temperatura
MAQUINA TÉRMICA
Una máquina térmica toma energía en forma de calor (Qc) de un depósito caliente (a la
temperatura Tc) y mediante procesos termodinámicos cíclicos obtiene una
cantidad de trabajo (W) y cede calor (Qf) a un depósito frío (a una temperatura Tf).
MÁXIMO RENDIMIENTO ALCANZABLE
2. Energía Solar Térmica de Alta Temperatura
CONCENTRADORES SOLARESlentes
espejos
Se emplean para concentrar la radiación y alcanzar altas temperaturas. Para lograr esto se emplean espejos parabólicos, ya que estos, a diferencia de los espejos esféricos, concentran la radiación incidente siempre y cuando la radiación se encuentre paralela al eje óptico.
2. Energía Solar Térmica de Alta Temperatura
CONCENTRADORES SOLARES
2. Energía Solar Térmica de Alta Temperatura
FUNCIONAMIENTO DE UNA CENTRAL SOLAR CON ALMACENAMIENTO POR SALES FUNDIDAS
GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD A BAJA TEMPERATURA
ESTANQUES SOLARES
Para generar electricidad a partir de calor de baja temperatura es necesario contar con una fuente de calor muy extensa puesto que el rendimiento de Carnot es muy bajo.
Los estanques solares son grandes recipientes de agua que actúan como un captador solar y que tienen un adecuado gradiente salino, de forma que en el fondo se encuentra el agua más salada y en la superficie el agua menos salada, evitándose movimientos convectivos y actuando la parte superior como un gran aislante.
