1236189037 Guia Didactica Hornos Solares

Guía didáctica de Energía Solar
HORNOS SOLARES

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HORNOS SOLARES

ÍNDICE

Características y tipos 3
Materiales 4
Orientación del horno 5
Concentración de la radiación y almacenamiento de calor 6
Descripción del funcionamiento 7
Experiencia 1 8
Experiencia 2 9
Experiencia 3 10

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I Características y tipos
Los hornossolares utilizan la conversión térmica de la radiación solar para cocinar alimentos o para producir agua destilada.

Normalmente, en un horno solar la superficie absorbedora es un recipiente que contiene los alimentos, estando el horno constituido por los siguientes elementos:
I Superficie absorbedora
I Cubierta
I Aislamiento térmico
I Caja

La temperatura alcanzada en el interior del recipiente(absorbedor) dependerá de la
cantidad de radiación solar que entre en el horno, así como del nivel de aislamiento
térmico que tenga.

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I Materiales
Los materiales empleados en la construcción de los hornos solares deben ser resistentes tanto a la humedad (durante la cocción de los alimentos se emite vapor de agua)
como a las temperaturas que sepueden alcanzar en su interior.
En un horno tenemos, básicamente, cuatro tipos de materiales:
I Estructurales: garantizan la estabilidad estructural del conjunto (cartón, madera, plástico, cemento, etc.).
I Aislamiento: minimiza las pérdidas térmicas del conjunto (lana de vidrio, poliestireno expandido, papel de periódico…).
I Transparentes: permiten la creación del efecto invernadero en elinterior de la caja
(vidrio, plástico para alta temperatura…).
I Reflectantes: minimizan las pérdidas térmicas en el interior del horno y pueden concentrar la radiación solar en el interior (papel aluminio…).

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I Orientación del horno
La orientación de la cubierta de manera perpendicular a la radiación solar maximiza la
cantidad de radiación solar queentra en la caja. Con todo, habrá que considerar que
las pérdidas térmicas del horno son proporcionales a su superficie exterior.

El horno solar expuesto al Sol debe tener el lado más largo en el sentido este-oeste,
de modo que pueda captar radiación solar durante un mayor período de tiempo.

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I Concentración de la radiación y almacenamiento decalor
Es habitual la utilización de reflectores simples o múltiples que permitan la concentración de la radiación solar en el interior de la caja.

El almacenamiento del calor en el horno puede realizarse a través de la utilización de
una masa térmica en el interior de la caja aislada. La existencia de esta masa térmica
implica un precalentamiento del horno antes de su utilización.

I Masa térmica6

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I Descripción del funcionamiento
El funcionamiento del horno solar puede calcularse, de forma simple, a través de la
comparación entre la radiación solar disponible en un período de tiempo y el aumento
de la temperatura de un volumen de agua en el interior de un recipiente de cocción.
El rendimiento del horno está dado por la relación:
m × Cp ×(Tf -Ti)
η = ––––––––––––––––
Ig × Acol × dt
Y la potencia del horno por la relación:
m × Cp × (Tf -Ti)
P = ––––––––––––––––
dt
donde:
m

representa la masa de agua en kg.

Cp

representa el calor específico a presión constante del agua, igual a 4185 (J/(kg·ºC)).

Tf

representa la temperatura final del agua, en ºC.

Ti

representa la temperatura inicial del agua, en ºC.

Ig

representa laradiación global en el plano del captador, en (W/m2), que para un
día con el cielo limpio, cerca del mediodía, presenta valores entre los 800 y los
1000 W/m2.

Acapt

representa el área del vidrio, en m2.

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I Experiencia 1
Con esta experiencia simple se pretende demostrar el efecto de la concentración de la
radiación solar en la cocción de alimentos...