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Solar Térmica Haití

Los dispositivos que captan la energía solar térmica van desde colectores colocadas en los techos hasta platos parabólicos o torres solares usadas en las grandes plantas que, concentrando la luz del sol, producen calor y generan electricidad.

Los dispositivos de energía solar térmica se utilizan en países como Haití para:

* Desinfección solar de agua (SODIS)

Mediante luz solar y botellas plásticas PET. La exposición a los rayos UV elimina patógenos y bacterias proporcionando una fuente de agua limpia y reduciendo la transmisión de enfermedades por el agua.

Resultado de imagen de sodis

* Pasteurización solar

Mediante una cocina solar e indicadores de pasteurización del agua (WAPIs). La cocina solar calienta el agua y el WAPI (pequeños tubos/cápsulas con cera que se derrite a 65°C, temperatura con la que mueren virus y bacterias) indica cuándo es apta para su consumo ahorrando combustible y reduciendo la transmisión de enfermedades por el agua.

Resultado de imagen de solar pasteurization

* Secador solar de alimentos

Caja con tapa vidriada y abertura + bastidores de malla. Los alimentos son colocados en los bastidores de malla y se secan a medida que el sol calienta la caja. Reduce uso de combustibles fósiles, la contaminación y las pérdidas postcosecha.

Resultado de imagen de solar food dryer

* Cocina solar

Cajas para atrapar el calor, concentradores curvados y panel de cocinas. Un dispositivo (espejo o metal reflectivo) concentra la luz y el calor dentro de una pequeña área de cocción. Reduce la dependencia de combustibles tradicionales como madera o carbón y reduce la contaminación bajo techo.

Resultado de imagen de cocina solar

* Calentador solar de agua

Colector térmico solar + tanque de almacenamiento de agua. El colector calienta el líquido que pasa a través de él y el calor se almacena en el tanque. Reduce la dependencia de combustibles tradicionales; reduce las emisiones de carbono y la contaminación local.

Resultado de imagen de solar water heater

Los constantes terremotos hacen que en Haití muchas personas vivan a la intemperie y en muy malas condiciones.

Como allí dicen, “aquí el sol nunca nos falta”.

Sin embargo, el carbón vegetal es la vida y la lacra de los haitianos. Sin él, no comen.

El 97% del país está deforestado. Cada persona consume al año el equivalente a 500 kilos de madera y una familia media se deja la mitad de sus ganancias en la compra de leña.

La erosión es el gran problema. La gente corta los árboles para poder sobrevivir, no hay otro medio para ganarse la vida.

Este país necesita un permanente compromiso de solidaridad por parte de la comunidad internacional.

Un ejemplo de esto es el proyecto cocinas solares para Mont-Organisé.

Estos dispositivos se basan en la concentración solar: generan energía térmica a partir de la luz del sol que pasa a través de un lente. Energía que se almacena en una “batería” térmica que mantiene el calor durante 20 horas, y por lo tanto permite cocinar también de noche.

Los materiales elegidos para realizar las cocinas son sustentables, biodegradables y el dispositivo, obviamente, no necesita combustible.

El proyecto se desarrolla en colaboración con el Ente Italiano para el Microcrédito, el Departamento Agrario de la Universidad Federico II de Nápoles, Tesla IA SRL y PACNE ONG.

Además de financiamiento, para la expansión de la energía solar hacia los pobres es necesaria una mezcla de mejoras científicas, iniciativas de política y acción colectiva para luchar contra el cambio climático y la falta de acceso a la energía.

Todo lo que necesitas es Sol. Todo lo que necesitas es Sopelia.

Colector De Tubos De Vacío

Dentro del grupo de colectores solares sin concentración se encuentran los colectores de tubo de vacío.

Actualmente son los más utilizados.

Como se vio al analizar los colectores planos, la conversión de la energía radiante del sol en energía térmica lleva asociadas unas pérdidas por radiación, conducción y convección que disminuyen progresivamente el rendimiento a medida que aumenta la diferencia de temperatura entre el colector y el ambiente.

La mejora que aportan los colectores de tubo de vacío consiste en evitar las pérdidas por conducción y convección.

Si se pierde menos calor, obtendremos en la mayoría de los casos más rendimiento para la misma cantidad de energía del Sol.

Veremos que esto no es siempre así y que depende de la temperatura de utilización.

Los colectores de vacío encuentran su principal aplicación en los sistemas de temperaturas intermedias (calefacción, acondicionamiento de aire, procesos industriales, etc.) y en lugares fríos con diferencias elevadas entre la temperatura del colector y la del ambiente.

La técnica de vacío utilizada por los fabricantes de tubos fluorescentes se ha desarrollado y es la utilizada por los fabricantes de colectores de tubo de vacío.

Los sistemas de colectores de tubo de vacío se basan en los tubos evacuados.

Estos están conformados por dos tubos concéntricos entre los cuales se ha aspirado el aire produciéndose un vacío. En uno de los extremos, ambos tubos se unen sellándose el vacío. Dentro de ambos tubos se sitúan los distintos tipos de absorbedores que determinan los distintos sistemas.

Los tubos evacuados simples son tubos evacuados ensamblados directamente con el depósito acumulador o de manera independiente que pueden contener solo agua o agua más anticongelante.

En la pared interior del tubo evacuado se sitúa una capa de color oscuro de material absorbente.

Cuando la radiación solar incide sobre la capa de material absorbente se transforma en calor y eleva la temperatura del fluido que está en contacto con él.

El fluido se calienta por convección y comienza a ascender a través del tubo siendo reemplazado por fluido frío que a su vez se calienta y reinicia el proceso.

Este tipo de tubo de vacío ofrece la ventaja de tener las ya comentadas escasas pérdidas de calor y los inconvenientes de ser muy sensible a la presión.

Resultado de imagen de colector solar tubos evacuados

Los colectores de vacío de flujo directo o U-Pipe se emplean tanto en colectores individuales como en sistemas solares compactos con depósito integrado.

El absorbedor puede situarse en la pared del tubo como en el caso del tubo evacuado o en una plancha de material absorbente.

En cualquier caso, el absorbedor es recorrido en su superficie por un tubería (preferiblemente de cobre) por la que circula el fluido que eleva su temperatura en contacto con él.

Los colectores de tubo de vacío de flujo directo tienen la ventaja de poder adoptar una posición tanto horizontal como vertical sin mermar su rendimiento ya que el tubo puede rotar sobre su eje inclinándose el absorbedor de la manera más adecuada en el caso de que el absorbedor tenga la forma de plancha.

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Por último, dentro de la tecnología de tubo de vacío encontramos los colectores heat pipe.

Emplean un mecanismo denominado tubo de calor que consiste en un tubo cerrado en el cual se introduce un fluido vaporizante (mezcla de alcohol) de propiedades específicas.

Cuando el Sol incide sobre el absorbedor adosado al tubo, el fluido se evapora y absorbe calor (calor latente). Como gas asciende sobre el líquido hasta lo alto del tubo donde se sitúa el foco frío. Allí se licua (se condensa) y cede su calor latente al fluido que nos interesa calentar volviendo a caer al fondo del tubo por capilaridad o gravedad.

Este proceso (evaporación – condensación) se repite mientras dure la radiación del Sol o hasta que el colector haya alcanzado una temperatura muy alta (en torno a los 130º C o más).

Tienen la ventaja de que cada tubo es independiente pudiéndose cambiar en pleno funcionamiento del sistema. Es altamente resistente a las heladas.

Dado que los tubos también pueden girar sobre su eje, existe la posibilidad de que adopten posiciones verticales y horizontales al igual que ocurre en los sistemas de flujo directo aunque en este caso generalmente habrá que respetar una inclinación mínima del tubo (entre 15º y 20º según el fabricante) para permitir que el fluido, una vez licuado, pueda descender por gravedad.

Cabe destacar 3 cualidades de estos colectores:

– Unión seca: el intercambio de calor se produce sin contacto directo entre el fluido caloportador y el tubo, lo que los hace muy adecuados en áreas con cualidades desfavorables del agua.

– Función diodo: la transferencia de calor se realiza siempre en un solo sentido, desde el absorbedor hacia el fluido caloportador, y nunca al revés.

– Limitación de temperatura: el ciclo de evaporación – condensación tiene lugar mientras no se alcance la temperatura crítica del fluido vaporizante, evitando así los riesgos de un aumento incontrolado de la temperatura en el interior de los tubos.

Resultado de imagen de colector solar heat pipe

Este contenido fue extraído del Manual Técnico Comercial de Energía Solar Térmica y forma parte del e-learning Solar.

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Colector Solar Plano

Dentro de los colectores solares sin concentración encontramos los de placa plana.

Eran los más utilizados, pero han perdido terreno en favor de los de tubo de vacío.

En los colectores planos, el captador se ubica en una caja rectangular (carcasa), cuyas dimensiones habituales oscilan entre los 80 y 120 cm de ancho, los 150 y 200 cm de alto, y los 5 y 10 cm de espesor (si bien existen modelos más grandes).

Resultado de imagen de cubierta colector solar plano

La cara expuesta al sol está cubierta por un vidrio muy fino, mientras que las cinco caras restantes son opacas y están aisladas térmicamente.

Dentro de la caja, en la cara que se expone al sol, se sitúa una placa metálica (absorbedor).

Esta placa está unida o soldada a una serie de conductos por los que fluye un caloportador (generalmente agua, glicol, o una mezcla de ambos).

A dicha placa se le aplica un tratamiento superficial selectivo para que aumente su absorción de calor, o simplemente se la pinta de negro.

Los colectores solares planos funcionan aprovechando el efecto invernadero (el mismo principio que se puede experimentar al entrar en un coche estacionado al sol en verano).

Después de atravesar el vidrio (transparente para longitudes de onda entre 0,3 µm y 3 µm) la radiación llega a la superficie del absorbedor, el cual se calienta y emite a su vez radiación con una longitud de onda comprendida entre 4,5 µm 7,2 µm, para la cual el vidrio es opaco.

Aproximadamente la mitad de esta última radiación se difunde al exterior, perdiéndose; pero la otra mitad vuelve hacia el interior y contribuye así a calentar aún más la superficie del absorbedor.

Al paso por la caja, el fluido caloportador se calienta y aumenta su temperatura a expensas de la del absorbedor, la cual irá disminuyendo.

Luego el fluido caloportador transporta esa energía térmica a donde se desee.

Resultado de imagen de cubierta colector solar plano

El colector solar plano está formado por 4 elementos principales:

1) Cubierta transparente: debe poseer las cualidades necesarias (coeficientes de transmisión y conductividad térmica adecuados) para provocar el efecto invernadero y reducir las pérdidas; asegurar la estanqueidad del colector al agua y al aire, en unión con la carcasa y las juntas; no mantener la suciedad adherida a la superficie exterior para que la lluvia resbale fácilmente.

2) Absorbedor: recibe la radiación solar y la convierte en calor que se transmite al fluido caloportador.

Las formas son diversas: placas metálicas separadas unos milímetros, una placa metálica con tubos soldados o embutidos o dos placas metálicas con un circuito en su interior.

La cara expuesta al sol debe captar la mayor cantidad de radiación por lo que se suele pintar de color negro o dotarla de una superficie selectiva (muy absorbente a la radiación y de baja emitividad).

Las pinturas son más económicas que las superficies selectivas y tienen un mejor comportamiento térmico global con temperaturas cercanas a la del ambiente, pero se estropean por la acción continuada de la radiación ultravioleta y con las variaciones de temperatura entre el día y la noche.

Las superficies selectivas tienen en general un mejor comportamiento y se obtienen por superposición de varias capas (metal y compuestos metálicos) o tratamientos especiales de la superficie.

La técnica más moderna de fabricación es la soldadura láser.

3) Aislamiento: se emplea para reducir las pérdidas térmicas en la parte trasera del absorbedor que debe ser de baja conductividad térmica. Los materiales pueden ser lana de vidrio, lana de roca, corcho, polietileno o poliuretano.

4) Carcasa: generalmente de aluminio o acero inoxidable, protege y soporta los elementos del colector, permitiendo además anclar y sujetar el colector a la estructura de montaje. Debe resistir los cambios de temperatura (dilataciones) sin perder la estanquidad y debe resistir la corrosión.

Energía solar donde quiera que estés con Sopelia.

Solar Térmica Guatemala

En Guatemala, hablar del aprovechamiento de la radiación solar para la generación de energía eléctrica y energía térmica en los hogares parece un mito. Y en el caso de térmica, aún más.

Hasta ahora, según datos del Ministerio de Energía y Minas (MEM), aproximadamente dos tercios de energía se producen con combustibles fósiles, lo cual se traduce en altos costos y contaminación ambiental.

Una buena parte de esa electricidad es utilizada con el fin de calentar agua para consumo humano, principalmente en lo que respecta a la ducha.

Durante aproximadamente 350 días del año en Guatemala hay suficiente radiación solar para satisfacer el 95% de las necesidades de agua caliente.

Como en muchos países de Centroamérica, la generación de energía térmica a partir de la radiación solar es una industria casi desconocida y muchas veces confundida con la generación de energía eléctrica.

Los pocos hogares que han incorporado energía solar térmica experimentaron una disminución mínima de aproximadamente el 40% en el importe su factura eléctrica y amortizarán la inversión realizada en menos de 3 años.

Resultado de imagen de solar térmica guatemala

Actualmente es posible encontrar en el país dos tipos de tecnologías de sistemas de calentadores solares: no presurizados y presurizados.

La primera es generalmente utilizada para uso residencial por ser de poca presión e instalación sencilla, y la segunda es más utilizada en los sectores industria y servicios.

Expertos y líderes de América Latina y el Caribe se reunieron hacer poco en Costa Rica para impulsar la implementación de mecanismos de garantía de la calidad en el uso de calentadores de agua solares, con el fin de aumentar la confianza en la tecnología y estimular su desarrollo en la región.

Se consideraron temas como las normas, pruebas, etiquetado y certificación, así como el uso de una infraestructura de calidad para apoyar las políticas regionales sobre promoción de la energía solar térmica.

La tecnología de calentamiento solar ha llegado a una madurez, tecnológica y de precio, que hoy permite desarrollar estrategias tanto nacionales como regionales para promover el calentamiento de agua con energía solar.

Actualmente en América Latina y el Caribe se utiliza menos del 3% del potencial de energía solar térmica, de manera que la implantación de mejores mecanismos de garantía de calidad puede dar lugar a un importante crecimiento del mercado.

Mediante energía solar térmica también se puede realizar el secado de granos, especialmente café.

El sistema de secado consta de colectores solares, bombas de recirculación, tuberías de agua, aislamientos térmicos, tanques de almacenaje, ventiladores de precisión e intercambiadores de calor.

Los colectores solares absorben la energía solar, ésta es transmitida al agua que circula por las tuberías. El líquido caliente se almacena en el tanque central, desde donde circula hacia las secadoras mecanizadas. En este punto, intercambiadores de calor agua-aire deshidratan y calientan el aire ambiental, secando los granos.

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En la aldea El Novillero, de Santa Lucía Utatlán, Sololá, se encuentra el parque ecológico y área protegida Corazón del Bosque, proyecto de la Asociación Artesanal para el Desarrollo La Guadalupana.

Vincular el beneficio a la comunidad con el aprovechamiento sostenible de los recursos naturales fueron las inquietudes que originaron este proyecto, que a la fecha generan 13 puestos de trabajo permanentes y más de 800 temporales.

Energía solar donde quiera que estés con Sopelia.

Solar Layout (Térmica)

Solar Layout es la App para posicionamiento de colectores y módulos solares in situ.

Se trata de la App solar más intuitiva del mercado.

Para utilizarla sobre el terreno no es necesario contar con conexión a Internet porque funciona a partir de la latitud del lugar, obtenida a través de GPS.

Hoy veremos la parte correspondiente a energía solar térmica.

Para comenzar pulsamos el comando de la izquierda representado en la figura de la pantalla inicial por la vivienda con el colector solar térmico y el usuario tomando una ducha de agua caliente.

Si no está activado el GPS de nuestro Smartphone, la App nos pedirá que lo activemos para localizar nuestra ubicación.

Inmediatamente aparecerá la imagen de un planeta tierra intermitente con la leyenda “Localizando”.

Cuando el GPS de nuestro dispositivo haya localizado nuestra ubicación aparecerá la siguiente pantalla para que la confirmemos.

Al confirmar nuestra ubicación se desplegará el Menú Uso Equipo Solar.

En el mismo encontramos 3 aplicaciones:

1- Agua caliente sanitaria: representada por la imagen de una ducha
2- Calefacción: representada por la imagen de un radiador
3- Climatización de piscina exterior: representada por la imagen de una escalera de piscina

Al seleccionar alguna de las 3 aplicaciones, se desplegará el Menú Opciones.

En el mismo encontramos 3 variables:

1- Inclinación: representada por la figura del colector y un ángulo
2- Orientación: representada por la figura del colector y los puntos cardinales
3- Separación: representada por la figura de 3 filas de colectores

Pulsando la opción Inclinación, obtenemos el valor recomendado de inclinación para la ubicación y aplicación solar seleccionadas, acompañado de unos Tips que consideran el tipo de colector a utilizar.

Pulsando la opción Orientación, obtenemos la descripción del procedimiento para fijar la orientación de los colectores y el acceso a la descarga de App brújula recomendada en caso de que aún no contemos con ella.

Pulsando la opción Separación, se despliega el Menú Tipo de Superficie para que seleccionemos la opción correspondiente (Horizontal / No horizontal). Si la superficie en la que se situarán los colectores es horizontal, debemos introducir el dato Altura del Colector en cm.

Si la superficie en la que se situarán los colectores es no horizontal, además del dato Altura del Colector en cm, debemos ingresar el dato Ángulo Inclinación Cubierta. Lo ingresaremos con valor positivo si coincide con el sentido de la inclinación de los colectores y con valor negativo si no coincide.

De esta manera obtenemos la distancia de Separación entre filas de colectores expresada en metros.

Pulsando el botón i se despliegan Tips relacionados con sombreado y localizaciones singulares (zonas de nieve, desérticas y lluviosas).

Descarga Solar Layout y posiciona colectores solares térmicos sobre el terreno de la manera más intuitiva con Sopelia.

10 Semanas Solares Térmicas

Este cronograma representa la dosificación recomendada de dedicación para una correcta asimilación de conocimientos durante el curso e-learning de Técnico – Comercial en Energía Solar Térmica impartido por Sopelia.

Puedes recibir esta formación íntegramente desde tu computadora, smartphone o dispositivo móvil.

Supone dedicar entre 1 y 2 horas diarias entre lunes y viernes de cada semana.

* Semana 1: Introducción a la Energía Solar
1.1) El futuro de la energía solar
1.2) El Sol
1.3) Nociones básicas de Física

* Semana 2: Introducción a la Energía Solar
1.4) Nociones básicas de Electricidad
1.5) Nociones básicas de Energía
1.6) Energía del sol
1.7) Tablas

– Resolución Test 1 y 2 y Ejercicio 1

* Semana 3: Energía Solar Térmica – Equipos
2.1.1) Colectores
2.1.2) Sujeción y anclaje

* Semana 4: Energía Solar Térmica – Equipos
2.1.3) Fluido caloportador
2.1.4) Protección de la instalación

* Semana 5: Energía Solar Térmica – Equipos
2.1.5) Tuberías
2.1.6) Tanques acumuladores
2.1.7) Intercambiadores

* Semana 6: Energía Solar Térmica – Equipos
2.1.8) Grupos de bombeo
2.1.9) Aislamiento
2.1.10) Otros componentes

– Resolución Test 3 y Ejercicio 2

* Semana 7: Energía Solar Térmica – Instalaciones
2.2.1) Principios básicos
2.2.2) Diseño
2.2.3) Regulación

* Semana 8: Energía Solar Térmica – Instalaciones
2.2.4) Proyecto de un sistema de ACS
2.2.5) Cálculo de la superficie colectora
2.2.6) Cálculo de los demás elementos de la instalación

* Semana 9: Energía Solar Térmica – Instalaciones
2.2.7) Presentación de un proyecto
2.2.8) Otras aplicaciones
2.2.9) Ejecución y mantenimiento de la instalación

* Semana 10: Energía Solar Térmica – Instalaciones

– Resolución Test 4 y 5 y Trabajo Práctico final

Se trata de la formación en Energía Solar con la mejor relación calidad-precio del mercado.

Puede recibirse donde quiera que estés.

Solamente se necesita una computadora, smartphone o dispositivo móvil y conexión a Internet.

Esta acción de formación brinda capacitación técnico – comercial en aplicaciones domésticas de energía solar con el objetivo de difundir la tecnología y desarrollar recursos humanos para su incorporación al mundo laboral y empresarial.

La 1ra edición 2017 comienza el día 18 de abril y finaliza el día 30 de junio.

El plazo de inscripción es hasta el día 15 de abril inclusive en www.energiasrenovables.lat

Ya no tienes excusas, energía solar donde quiera que estés con
Sopelia.

Herramientas Solares Gratuitas (III)

En Internet podemos encontrar herramientas de libre uso para el dimensionado de instalaciones solares básicas o de baja complejidad y para la estimación de determinados componentes o accesorios.

El equipo de investigación de Sopelia ha realizado una búsqueda y testeo exhaustivos a partir del cual se ha creado una nueva sección en la web corporativa, denominada Herramientas Solares Gratuitas.

Las herramientas seleccionadas fueron clasificadas en 4 categorías.

Hoy analizaremos la tercera de ellas: Solar Térmica.

En la primera categoría ya analizamos herramientas para obtener datos acerca del recurso solar y de las demás variables a considerar en la estimación de la potencia que proporcionará la instalación solar en nuestra localización.

En la segunda categoría hemos analizado herramientas para calcular la “carga”, es decir, la demanda energética a satisfacer.

Ahora vamos a analizar herramientas para dimensionar un sistema solar térmico y otras para estimar componentes individuales de un sistema.

El orden de las herramientas no es aleatorio. Hemos dado prioridad a las más intuitivas, las más universales y las que se pueden utilizar online sin necesidad de descarga.

Para esta tercera categoría nuestra selección es la siguiente:

1) Calculadora Solar Térmica

Herramienta de cálculo aproximado a partir de la que se obtiene automáticamente el presupuesto, datos de producción y estudio de rendimiento de la instalación.

A pie de página se puede encontrar una Guía de Navegación y los Manuales.

Resultado de imagen para calculadora solar térmica

2) Simulación para el Pre-diseño de una Instalación Solar Térmica

Aplicación online basada en el software TSOL que permite simular una instalación de energía solar para aporte a ACS y ACS + calefacción.

Disponible en idiomas alemán, inglés, español y francés.

Resultado de imagen para simulación solar térmica

3) Cálculo de la Fracción Solar

Programa de descarga gratuita desarrollado por el IDAE (Instituto para la Diversificación y el Ahorro de la Energía) y ASIT (la Asociación Solar de la Industria Térmica) que permite definir una amplia variedad de instalaciones solares introduciendo un mínimo de parámetros del proyecto, asociados a cada configuración del sistema, y de esta manera, obtener la cobertura solar que ese sistema proporciona sobre la demanda de energía para ACS y piscina.

Resultado de imagen para fracción solar

4) Cálculo del Vaso de Expansión Solar

Herramienta desarrollada para calcular el volumen del vaso de expansión solar.

Se deben introducir los valores de Volumen (total circuito, colectores solares, tuberías), Temperatura máxima del sistema (ºC), Concentración de glicol (%), Altura entre el vaso de expansión y el punto más alto de la instalación (valor mínimo 1 Bar) y Presión tarado de la válvula de seguridad.

Resultado de imagen para vaso de expansión solar

5) Cálculo Grosor Aislamiento Tuberías

Calculadora que permite estimar el grosor del aislamiento mínimo y más económico de las tuberías de agua.

Se deben introducir las variables Grado y Tamaño de Tubería, Material de Aislamiento, Humedad y Temperatura (Interna y Ambiente).

Resultado de imagen para aislamiento tuberías

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Colector Solar Térmico

El colector o captador es el encargado de captar la radiación solar y convertir su energía en energía calorífica.

Un cuerpo expuesto al sol recibe un flujo energético Er y se calienta.

Simultáneamente, se producen pérdidas térmicas por radiación, convección y conducción, que crecen a medida que aumenta la temperatura del cuerpo.

Llega un momento en que las pérdidas térmicas Ep, igualan a las ganancias debidas al flujo energético incidente, alcanzándose la denominada temperatura de equilibrio:

Er = Ep

La temperatura de equilibrio de los colectores suele estar entre los 100º y los 150º C en condiciones normales de utilización y para valores de irradiación del orden de 1.000 W/m2.

Si se logra extraer continuamente una parte del calor producido Ee para aprovecharlo como energía utilizable, cambian las condiciones de equilibrio:

Er = Ep + Ee

Ep es ahora menor porque una parte de la energía recibida Er es aprovechada Ee.

El cuerpo se ha convertido en un colector de energía solar térmica.

Si deseamos aumentar Ee tenemos dos opciones: reducir las pérdidas térmicas Ep o aumentar el flujo energético Er.

La primera opción implica mejorar el diseño y construcción del colector a fin de reducir pérdidas.

Para la segunda opción se recurre a la técnica de concentración, que mediante algún sistema óptico concentra el flujo solar sobre una superficie más pequeña para que al disminuir el área, la intensidad aumente.

En un colector solar la energía es extraída a través de un fluido llamado caloportador.

Resultado de imagen de rendimiento colector solar térmico

Cuanto mayor sea la diferencia entre la temperatura de utilización y la temperatura ambiente, mayores serán las pérdidas térmicas y por ende menor la cantidad de energía que el fluido caloportador será capaz de extraer.

Hay que hacer trabajar a los colectores a la temperatura más baja posible, siempre que dicha temperatura sea suficiente para la utilización específica en cada caso.

Esto es así, porque el rendimiento del colector disminuye a medida que la temperatura de utilización aumenta.

La mejora del aislamiento permite reducir las pérdidas térmicas.

Las pérdidas por reflexión se deben a la cubierta transparente que suele existir en casi todos los colectores.

Será necesario orientar los colectores adecuadamente para que reciban durante el período de utilización la mayor cantidad posible de radiación.

La pregunta: cuál es el mejor colector ?

A priori no tiene respuesta.

Dependerá de la localización de la instalación y de la demanda energética que se pretenda satisfacer.

Existen muchos tipos de colectores, pero hay dos grandes grupos: colectores sin concentración y colectores con concentración.

Colectores solares térmicos según su temperatura de trabajo:

1) De baja temperatura

1.1) Plano: protegido y no protegido

1.2) Tubos vacío: flujo directo, tubo calor (heat pipe) y concentrador solar (CPC)

2) De alta temperatura

2.1) Cilindro-parabólicos

2.2) Sistema de receptor central

2.3) Discos parabólicos

2.4) Chimenea solar

3) Otros colectores

3.1) De caucho

3.2) Esféricos

3.3) Cónicos

Resultado de imagen de colector solar térmico de baja temperatura

En las próximas entregas analizaremos detalladamente cada tipo de colector.

Este contenido fue extraído del Manual Técnico Comercial de Energía Solar Térmica y forma parte del e-learning Solar.

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El Salvador Solar Térmica

Grande fue nuestra sorpresa cuando comenzamos a realizar el trabajo de investigación acerca del sector de aplicaciones domésticas de energía solar térmica en El Salvador.

Considerando que en la región central del país la irradiación solar es alta (5.3 kWh/m2/día), en comparación con la de otras localizaciones como Alemania o Tokio (3.3 kWh/m2/día), el potencial es enorme.

Ante la casi inexistente información disponible al respecto (y la falta de respuesta de organismos oficiales), decidimos consultar a profesionales y empresas del sector energías renovables en El Salvador.

Las conclusiones son:

1) Hay muy pocas empresas que ofrecen equipos de energía solar térmica (algunas, inclusive con inventario que desean liquidar ante el bajo volumen de ventas)

2) Lamentablemente la mentalidad local aún se enfoca más en la inversión inicial que en el ahorro a largo plazo por la reducción en el gasto por consumo de electricidad

3) El uso prácticamente se limita a los sectores hotelero y hospitalario y es irrelevante en el sector residencial

4) No existe normativa que regule e impulse el desarrollo del sector.

Resultado de imagen de solar térmica el salvador

Esta situación, que se repite en muchos países latinoamericanos con recurso solar de gran potencial, plantea el interrogante de por qué es tan inferior el desarrollo de la solar térmica respecto de la fotovoltaica.

Para responder esta pregunta vamos a hacer una breve comparación entre ambas tecnologías solares:

– Aplicaciones domésticas de energía solar térmica

+ Es una tecnología más simple

+ Es más eficiente respecto al espacio utilizado

+ Se obtienen mayores rendimientos (alrededor del 40% en el colector solar respecto de 20% máximo del módulo solar)

+ La fracción solar puede superar fácilmente el 70% en localizaciones con nivel de radiación medio-alto

+ Es una tecnología con menor nivel de complejidad en su instalación

Aspectos a tener en cuenta:

* El rendimiento de la instalación es mucho menor en los meses de invierno, cuando las necesidades de agua caliente son mayores

* Si en el lugar de la instalación hay riesgo de heladas, el uso de anticongelantes en el fluido caloportador es indispensable.

Resultado de imagen de solar térmica el salvador

– Aplicaciones de energía solar fotovoltaica

+ Las instalaciones fotovoltaicas son más versátiles

+ Los módulos fotovoltaicos tienen mayor vida útil (30 años con una garantía de 20 años por parte de casi todos los fabricantes) que los colectores solares térmicos (10 años con garantía entre 1 y 5 años).

+ No les afectan las heladas

Aspectos a tener en cuenta:

* Mayor inversión respecto instalación solar térmica de potencia equivalente

* Las instalaciones conectadas a red están sometidos a numerosos trámites burocráticos y a impuestos que alargan el tiempo de amortización de la instalación

* Es una tecnología más reciente que necesita avances técnicos que mejoren su rendimiento y eficiencia.

Podemos concluir que la balanza se inclina levemente a favor de la solar térmica.

Entonces, por qué es mayor el desarrollo de la fotovoltaica ?

La respuesta es que la solar térmica se desarrolla casi exclusivamente en forma de generación distribuida de energía, mientras que la solar fotovoltaica lo hace principalmente a partir de grandes centrales de generación.

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Energía Solar Térmica

Las instalaciones de energía solar térmica para aplicaciones domésticas estarán cada vez más presentes en el paisaje construido y serán promovidas por normativas como ordenanzas solares o las futuras normativas en técnica de edificación.

El sistema más básico es el equipo compacto denominado termosifón, que incorpora todos los subsistemas y en el que el fluido circula de manera natural (diferencia de densidades).

Resultado de imagen de termosifón solar

Los sistemas de energía solar térmica utilizan los rayos solares para obtener agua o aire caliente.

Unas placas especiales, denominadas colectores o captadores, concentran y acumulan el calor del Sol y lo transmiten al fluido que queremos calentar.

Este fluido puede ser el agua potable de la casa o el sistema hidráulico de calefacción o refrigeración de la vivienda.

Generalmente un sistema de energía solar térmica está constituido por varios subsistemas, que a su vez pueden considerarse como sistemas interdependientes conectados entre sí.

Sin embargo, hay ocasiones en que un mismo elemento físicamente independiente realiza varias funciones dentro del sistema solar.

Estos distintos subsistemas son:

a) Sistema de captación: compuesto por los colectores solares. Son los encargados de recibir la radiación solar y transmitirla al fluido que circula por su interior.

Imagen relacionada

b) Sistema de acumulación: compuesto por uno o más depósitos para acumular el agua caliente generada hasta el momento de su utilización.

Resultado de imagen de tanque solar térmico

c) Sistema hidráulico: compuesto por las bombas y tuberías por donde circula el fluido de trabajo. Un circuito primario transporta la energía captada hacia el acumulador. La circulación del fluido por las tuberías se realiza por acción de una bomba de circulación o por circulación natural.

Resultado de imagen de circuito solar térmicod) Sistema de intercambio: existe en caso de que el fluido que circula por los colectores solares no sea el mismo que el que utiliza el usuario; por ejemplo cuando existe riesgo de heladas o el fluido del usuario puede dañar la instalación solar. El intercambiador puede formar parte del mismo acumulador o estar situado en el exterior.

Resultado de imagen de intercambiador solar

e) Sistema de control: en los sistemas de circulación forzada con bombas se encargará de ponerlas en marcha y pararlas. El accionamiento de los diferentes componentes de la instalación (válvulas motorizadas, bombas, etc.) se realiza a través de mecanismos de regulación.

Resultado de imagen de centralita solar térmico

f) Sistema de energía auxiliar: generalmente la viabilidad económica de la instalación solar exige que no se pueda satisfacer la demanda energética con aporte solar en todo momento. La energía producida por la instalación depende de las condiciones climatológicas y es por eso que se dispone de un sistema de producción de energía auxiliar. Estos equipos de apoyo complementan al sistema solar con la finalidad de garantizar en todo momento la continuidad del servicio de agua caliente.

Resultado de imagen de caldera gas

Las instalaciones solares térmicas tienen una gran similitud con las instalaciones térmicas convencionales.

De hecho, comparten todos sus componentes (tuberías, mecanismos de protección, tanques de acumulación, intercambiadores, grupos de bombeo, aislamiento) excepto uno: los colectores solares.

Este contenido fue extraído del Manual Técnico Comercial de Energía Solar Térmica y forma parte del e-learning Solar.

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