Calentador solar
Páginas: 41 (10223 palabras)
Publicado: 30 de septiembre de 2010
Energía Solar Térmica. Diseño y Cálculo de Instalaciones
S. Gallardo y R. Miró
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MONTEVIDEO, 24 DE OCTUBRE DE 2008
La radiación solar. El espectro solar
• La radiación solar está constituida por conjuntos de ondas electromagnéticas con diferentes frecuencias y, por tanto, con distintas energías. La representación de la energía de la radiación en función de la longitud de onda, o de lafrecuencia, se denomina espectro. 2
MONTEVIDEO, 24 DE OCTUBRE DE 2008
La radiación solar. El espectro solar • Desde el punto de vista de la transformación de la energía solar en otro tipo
de energía, únicamente es importante la radiación que se encuentra en el intervalo visible, parte de la radiación ultravioleta y parte de la infrarroja (entre 300 nm y 1500 nm), ya que en este intervalodel espectro la cantidad de radiación es suficientemente grande para ser captada y aprovechada, y la energía de dicha radiación es capaz de interaccionar con los materiales que se utilizan en los colectores.
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MONTEVIDEO, 24 DE OCTUBRE DE 2008
•
Constante solar, irradiancia e La constante solar esirradiación la cantidad de energía recibida en forma de radiación solar por unidad de tiempoy unidad de superficie, medida en
la parte externa de la atmósfera en un plano perpendicular a los rayos. Los resultados de su medición por satélites indican un valor promedio de 1366 W/m². La intensidad de energía real disponible en la superficie terrestre es menor que la constante solar debido a la absorción y a la dispersión de la radiación que origina la interacción de los fotones con laatmósfera. La irradiancia solar es la potencia radiante incidente por unidad de superficie sobre un plano dado. También se expresa en W/m2. Mientras que la irradiación es la energía incidente por unidad de superficie sobre un plano dado, obtenida por integración de la irradiancia durante un intervalo de tiempo dado, normalmente una hora o un día. Se expresa en MJ/m2 o kWh/m2. 4
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MONTEVIDEO,24 DE OCTUBRE DE 2008
Radiación directa y difusa
• Por término medio, únicamente el 53% de la radiación que incide sobre la capa externa de la atmósfera (exosfera) consigue alcanzar la superficie terrestre (radiación global). La radiación directa es la que tiene una trayectoria sin interrupciones. Esta componente de la radiación no ha sufrido variación direccional desde el Sol. Se puededistinguir porque es la que proyecta las sombras sobre los cuerpos en los que incide. La radiación difusa es la que procede del resto de la bóveda celeste y se produce como consecuencia de fenómenos de reflexión y refracción de la radiación por los componentes atmosféricos. 5
MONTEVIDEO, 24 DE OCTUBRE DE 2008
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La energía aprovechable
• Cuando la radiación solar atraviesa la atmósferasufre una atenuación considerable, debido a los procesos de interacción que tienen lugar entre la propia radiación y los elementos constituyentes del medio atmosférico. Las principales causas de tal debilitamiento o pérdida de intensidad de la radiación son:
– – – La absorción por los gases y vapores de la atmósfera. La dispersión molecular por parte de estos gases y vapores. El debilitamientodebido a la presencia de partículas.
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Estas absorciones y dispersiones van a estar condicionadas por factores como:
– – – La elevación del lugar, es decir, la masa de aire a atravesar. Zona geográfica del lugar (latitud). Condicionantes meteorológicos como la nubosidad, la niebla, etc.
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MONTEVIDEO, 24 DE OCTUBRE DE 2008
El plan de energías renovables 20052010. Aplicación a laenergía solar térmica • En la actualidad está vigente el Plan de Energías Renovables (PER)
2005-2010, persiguiendo un doble objeto:
– – Por un lado elevar el porcentaje de energía primaria proveniente de fuentes renovables (hasta el 12% en 2010) y por otro reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, especialmente el CO2.
• •
Nos vamos a centrar en la energía solar térmica de...
S. Gallardo y R. Miró
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MONTEVIDEO, 24 DE OCTUBRE DE 2008
La radiación solar. El espectro solar
• La radiación solar está constituida por conjuntos de ondas electromagnéticas con diferentes frecuencias y, por tanto, con distintas energías. La representación de la energía de la radiación en función de la longitud de onda, o de lafrecuencia, se denomina espectro. 2
MONTEVIDEO, 24 DE OCTUBRE DE 2008
La radiación solar. El espectro solar • Desde el punto de vista de la transformación de la energía solar en otro tipo
de energía, únicamente es importante la radiación que se encuentra en el intervalo visible, parte de la radiación ultravioleta y parte de la infrarroja (entre 300 nm y 1500 nm), ya que en este intervalodel espectro la cantidad de radiación es suficientemente grande para ser captada y aprovechada, y la energía de dicha radiación es capaz de interaccionar con los materiales que se utilizan en los colectores.
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MONTEVIDEO, 24 DE OCTUBRE DE 2008
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Constante solar, irradiancia e La constante solar esirradiación la cantidad de energía recibida en forma de radiación solar por unidad de tiempoy unidad de superficie, medida en
la parte externa de la atmósfera en un plano perpendicular a los rayos. Los resultados de su medición por satélites indican un valor promedio de 1366 W/m². La intensidad de energía real disponible en la superficie terrestre es menor que la constante solar debido a la absorción y a la dispersión de la radiación que origina la interacción de los fotones con laatmósfera. La irradiancia solar es la potencia radiante incidente por unidad de superficie sobre un plano dado. También se expresa en W/m2. Mientras que la irradiación es la energía incidente por unidad de superficie sobre un plano dado, obtenida por integración de la irradiancia durante un intervalo de tiempo dado, normalmente una hora o un día. Se expresa en MJ/m2 o kWh/m2. 4
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MONTEVIDEO,24 DE OCTUBRE DE 2008
Radiación directa y difusa
• Por término medio, únicamente el 53% de la radiación que incide sobre la capa externa de la atmósfera (exosfera) consigue alcanzar la superficie terrestre (radiación global). La radiación directa es la que tiene una trayectoria sin interrupciones. Esta componente de la radiación no ha sufrido variación direccional desde el Sol. Se puededistinguir porque es la que proyecta las sombras sobre los cuerpos en los que incide. La radiación difusa es la que procede del resto de la bóveda celeste y se produce como consecuencia de fenómenos de reflexión y refracción de la radiación por los componentes atmosféricos. 5
MONTEVIDEO, 24 DE OCTUBRE DE 2008
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La energía aprovechable
• Cuando la radiación solar atraviesa la atmósferasufre una atenuación considerable, debido a los procesos de interacción que tienen lugar entre la propia radiación y los elementos constituyentes del medio atmosférico. Las principales causas de tal debilitamiento o pérdida de intensidad de la radiación son:
– – – La absorción por los gases y vapores de la atmósfera. La dispersión molecular por parte de estos gases y vapores. El debilitamientodebido a la presencia de partículas.
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Estas absorciones y dispersiones van a estar condicionadas por factores como:
– – – La elevación del lugar, es decir, la masa de aire a atravesar. Zona geográfica del lugar (latitud). Condicionantes meteorológicos como la nubosidad, la niebla, etc.
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MONTEVIDEO, 24 DE OCTUBRE DE 2008
El plan de energías renovables 20052010. Aplicación a laenergía solar térmica • En la actualidad está vigente el Plan de Energías Renovables (PER)
2005-2010, persiguiendo un doble objeto:
– – Por un lado elevar el porcentaje de energía primaria proveniente de fuentes renovables (hasta el 12% en 2010) y por otro reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, especialmente el CO2.
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Nos vamos a centrar en la energía solar térmica de...
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