C LCULO DE UNA INSTALACI N SOLAR T RMICA Y FOTOVOLTAICA

TÍTULO: CÁLCULO DE UNA INSTALACIÓN SOLAR TÉRMICA Y FOTOVOLTAICA.
Autor: Cecilia Augustin1
Institución: Universidad De Cienfuegos “Carlos Rafael Rodríguez”
Tutores: Dr. Leonel Martínez Díaz2; MSc. Vladimir Sousa Santos3
1

Diplomante de Ingeniería Mecánica en el curso (2009-2010)

2

Ingeniero Termoenergético; Profesor Titular del Dpto.de Mecánica; Universidad de Cienfuegos. (lmartinez@ucf.edu.cu)

3

Ingeniero Electricista; Profesor Asistente del Dpto.de Mecánica; Universidad de Cienfuegos. (vsousa@ucf.edu.cu)

Fecha de presentación: mayo 2010
Fecha de aceptación: julio 2010
Fecha de publicación: agosto 2010
RESUMEN
El trabajo aborda el cálculo de una instalación solar térmica y fotovoltaica para electrificar y suministrar
agua caliente, en un aula especializada del parque de FuentesRenovables de Energía de la Universidad de
Cienfuegos, con el objetivo de promover la cultura en el uso de las energías limpias, y facilitar el proceso
de enseñanza-aprendizaje de alumnos de pregrado y postgrado. Para esto, se aplica una metodología de
cálculo para la selección de la instalación fotovoltaica y del colector solar, así como de sus partes
principales. Como resultado se decidió lainstalación de nueve paneles fotovoltaicos PV-modul P90LS y un
sistema termosifón compuesto por un colector cilíndrico solar al vacío. El proyecto es analizado desde el
punto de vista económico- ambiental, demostrándose que no implicará un ahorro, sin embargo, se
justifica la inversión por los beneficios académicos y científicos que traerá consigo su aplicación.
INTRODUCCIÓN
El consumo mundial deenergía se ha multiplicado por 25 desde el siglo pasado siendo el promedio del
consumo de electricidad per cápita diez veces mayor en los países industrializados que en el mundo
subdesarrollado [8]. La generación de energía eléctrica sigue dependiendo en gran medida de la quema
de combustibles fósiles, que son sumamente contaminantes. En los últimos tiempos, se ha evidenciado
un incremento en laconcienciade la necesidad dedisminuir lacontaminación del medio ambiente. En este
sentido ha habido un incremento del uso de la energía renovable, con la percepción de ser una respuesta
inmediata para solucionar los problemas de la energía y su contaminación.

Entre los tipos de energía

renovable la solar es muy prominente, esta es aprovechada a través del uso de celdas fotovoltaicas y

Revista REIMEEvol. 1 No. 2 | Universidad de Cienfuegos Carlos Rafael Rodríguez | mayo-agosto 2010

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colectores para producir energía eléctrica y calefacción de agua respectivamente, en procesos industriales
o en sistemas integrados de domicilios.
En este sentido, la educación energético-ambiental constituyejuega un papel importante en la promoción y
uso de estas fuentes. En las universidades cubanas yespecialmente la Universidad“Carlos Rafael
Rodríguez”, se desarrollan cursos donde se dictan contenidos sobre las diferentes fuentes renovables de
energía y se ha iniciado además, la construcción de un parque de Fuentes Renovables de Energía(FRE),
instalándose algunas máquinas

que hacen uso de la energía hidráulica, sin embargo, aún no hay

equipamiento que muestre las bondades del sol como FRE. En estetrabajo se realiza elcálculo de una
instalación solar térmica y fotovoltaica, para electrificar y suministrar agua caliente aun aula especializada
del parque FRE de la Universidad de Cienfuegos, con el objetivo de promover la cultura en el uso de las
energías limpias, y facilitar de esta forma, el proceso de enseñanza-aprendizaje de alumnos de pregrado y
postgrado.
DESARROLLO
1. Descripción delproyecto de instalación del sistema solar fotovoltaico y térmico.
1.1.

Instalación fotovoltaica.

La instalación que se propone está basada en el diseño de un sistema solar fotovoltaico, cuyo diagrama de
bloques es el que se muestra en la figura 1.1. [5]

Figura1.1. Diagrama del proceso fotovoltaico
En primer lugar la luz solar incide en los paneles o módulos fotovoltaicos formados por un...