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un paseo por las nuevas características
ENERGÍA SOLAR
TÉRMICAMiquilena Carlos C.I. 24788340Reina Israel C.I. 21157984
Reyes Whuistneski C.I. 25605744Spinali Gabriel C.I. 23676942
El SolSe formó hace aproximadamente 4600 millones de años y es una estrella del tipo luminosa que se encuentra en el centro del sistema solar, constituye la mayor fuente de radiación electromagnética de el sistema planetario.
Cerca de las tres cuarta parte de la masa del sol esta constituida por hidrogeno, el resto es principalmente helio, oxígeno, carbón, neón y hierro.
Luz solarLa luz del Sol en la parte superior de la atmósfera terrestre está compuesta (por energía total) de aproximadamente un 50% de luz infrarroja, un 40% por luz visible y un 10% de luz ultravioleta. La atmósfera terrestre filtra más del 70% de la radiación ultravioleta solar, especialmente en las longitudes de onda más cortas.
Energía solar térmica
1Uso de colectores
2Captación de
rayos solares
3Producción de calor
Consiste en el aprovechamiento de la energía procedente del sol para producir calor, mediante el uso de colectores o paneles térmicos. Este calor puede ser utilizado para calefacción, agua caliente sanitaria, producción de energía mecánica, generación de electricidad y acondicionar aire en los locales.
Historia de la energía termosolar
El Sol es indispensable para la existencia de vida en el planeta: es el responsable del ciclo del agua, de la fotosíntesis, etc.
A medida que las civilizaciones han ido evolucionando, también han evolucionado las técnicas para aprovechar su energía.
Al principio fueron técnicas para aprovechar la energía solar pasiva, más adelante se desarrollaron técnicas para aprovechar la energía solar térmica, y posteriormente se añadió la energía solar fotovoltaica.
En 1767 el científico suizo Horace Bénédict De Saussure fue capaz de desarrollar el primer colector solar.
En 1865 el inventor francés Auguste Mouchout fue capaz de crear la primera máquina capaz de convertir la energía solar en energía mecánica.
El primer calentador solar de agua caliente sanitaria fue patentado en 1891 por Clarence Kemp.
El abandono, para fines prácticos, de la energía solar duró hasta los 70's.
El aumento en el precio del petróleo y gas llevó a un resurgimiento en el uso de la energía solar para calentar hogares y agua, así como en la generación de electricidad.
La Guerra del Golfo de 1990 aumentó aún más el interés en la energía solar como una alternativa viable del petróleo.
Historia de la energía termosolar
Clas
ifica
ción
Energía térmica de baja temperatura:Son aquellas instalaciones que proveen un calor útil a temperaturas entre 65ºC-85ºC- mediante la energía solar. Se usa tanto domésticamente como industrialmente.
Energía térmica de media temperatura:Destinadas a aquellas aplicaciones que exigen temperaturas de agua por encima de los 80º C y hasta los 250º C. Se destinan generalmente a generación de fluidos térmicos, desalinización de agua de mar y refrigeración.
Energía térmica de alta temperatura:Son aquellos colectores solares que trabajan a temperaturas superiores a los 500ºC. Se usan para la generación de energía eléctrica.
Agua caliente sanitaria
El agua caliente sanitaria (ACS) es agua destinada a consumo humano (potable) que ha sido calentada. Se utiliza para usos sanitarios (baños, duchas, etc.) y para otros usos de limpieza (fregado de platos, lavadora, lavavajillas, fregado de suelos). La obtención de agua caliente sanitaria es una de las aplicaciones más utilizadas de la energía solar térmica. También se le llama "agua de manos".
Clas
ifica
ción
Esquema de un sistema de energía térmica de baja temperatura.
Esquema de un sistema de energía térmica de alta temperatura.
Ejemplos
Tecnología utilizadaCentrales de Cilindro-parabólicos (CCP):
Los captadores cilindro-parabólicos (CCP) parabólica en una tubería absorbente que pasa por el eje de la parábola.
En el interior de esta tubería absorbente se calienta un fluido que puede alcanzar temperaturas de hasta 450ºC.
Fluidos de trabajo: agua desmineralizada, Etilen Glicol o aceites sintéticos.
Este tipo de captador de concentración debe de ir modificando su posición adaptándose a la posición del Sol mediante un giro alrededor del eje paralelo a su línea focal para aprovechar la radiación directa del Sol.
Centrales solares de torre:
Los sistemas de torre o receptor central están formados por un campo de heliostatos (espejos móviles sobre 2 ejes).
Los heliostatos captan y concentran la radiación directa del Sol sobre un receptor, instalado en la parte superior de una torre central.
El funcionamiento de la planta es sencillo, el receptor solar central genera vapor a alta temperatura. El vapor generado se utiliza posteriormente para mover una turbina que produce energía eléctrica.
Tecnología utilizada
Discos parabólicos:
Los discos parabólicos son sistemas que concentran la energía solar en un punto en el que se sitúa el receptor solar y un motor Stirling o una microturbina que se acopla a un alternador.
El fluido localizado en el receptor se calienta hasta temperaturas de más de 750ºC obteniendo de esta forma una cierta energía calorífica.
Tecnología utilizada
Receptores lineales de Fresnel:Los reflectores llevan espejos planos normales y simulan la curvatura de los espejos cilindro parabólicos (más caros) variando el ángulo de cada fila con un solo eje de seguimiento.
Tienen una sencilla instalación.
Bajo coste.
Rendimiento menor que la tecnología de Captadores Cilindro Parabólicos (CCP).
Tecnología utilizada
También llamado colector solar o panel solar térmico, es cualquier dispositivo diseñado para recoger la energía radiada por el sol y convertirla en energía térmica.
Captador solar
Planos o de placa plana.
De cilindro parabólico.
De tubo de vacío.
Tipos de captadores solares
El captador solar funciona a partir de la aplicación de los principios físicos siguientes:
El cuerpo negro (el absorbedor).El efecto invernadero.El aislamiento.
Principios físicos de funcionamiento
Cuerpo negroLa radiación solar incidente es parcialmente absorbida por los cuerpos. El resto es reflejado o los atraviesa. La relación entre estos efectos depende de:
La naturaleza del cuerpo.El estado de la superficie.El grueso del cuerpo.El tipo de radiación. La longitud de onda.
Efecto invernaderoEste efecto se genera en algunos cuerpos transparentes, que normalmente sólo son atravesados por radiaciones con longitud de onda entre 0,3 y 3 micras. Dado que la mayor parte de la radiación solar está comprendida entre 0,3 y 2,4 micras, la luz solar puede atravesar un vidrio. Una vez atravesado, la radiación encuentra el absorbedor, que se calienta por la radiación solar y emite radiaciones comprendidas entre las 4,5 y 7,2 micras para las que el vidrio es opaco.
El tercero de los principios físicos que intervienen en el funcionamiento de los captadores es el aislamiento del conjunto respecto del exterior, formado normalmente por un revestimiento interno de la caja contenedor.
El aislamiento
Conexiones de captadoresConexión serie: En la conexión en serie, la salida del primer captador se conecta directamente con la entrada del siguiente, y así consecutivamente. La temperatura del fluido de entrada a cada captador es superior a la del captador precedente, por lo que a la salida de un grupo de captadores podemos obtener temperaturas más altas que si trabajáramos con el salto térmico de un solo captador.
Este tipo de conexión tiene el inconveniente de que el rendimiento de los captadores va disminuyendo proporcionalmente con el aumento de la temperatura de trabajo.
Conexiones de captadores
Conexión en paralelo: Esta conexión es la más habitual en las instalaciones solares térmicas de baja temperatura. En la conexión en paralelo, tanto la salida como la entrada de los captadores están conectadas a puntos de entrada y salida comunes al resto de captadores.
La circulación del agua por dentro de los circuitos se puede obtener mediante termosifón, aprovechando la diferencia de densidad del agua a temperaturas distintas o mediante una bomba de circulación, aunque en este caso se necesita una aportación externa de energía eléctrica.
¡Muchas Gracias!“Si con los rayos del Sol se pudieran construir armas, hace ya siglos que tendríamos energía solar.
-Anónimo.
