Energia solar termica

Trabajo Final de Curso de experto en Mantenimiento Industrial

Gonzalo Escalera Aguilar Septiembre 2009

ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
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ÍNDICE

1. EL POTENCIAL REAL DE LA ENERGÍA SOLAR 2. FÍSICA DE LA CAPTACIÓN TÉRMICA 3. UN COLECTOR SOLAR SENCILLO: EL DE AIRE 4. EL PANEL SOLAR PARA LÍQUIDOS 5. DESCRIPCIÓN DE UN SISTEMA TÉRMICO DE E. SOLAR 6. DESCRIPCIÓN Y CÁLCULO DEINSTALACIONES SOLARES
o o

AGUA CALIENTE SANITARIA (ACS) CALEFACCIÓN

1. EL POTENCIAL REAL DE LA ENERGÍA SOLAR
3

A. ESTRUCTURA Y DATOS DEL SOL

El Sol como fuente de energía

1. EL POTENCIAL REAL DE LA ENERGÍA SOLAR
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A. ESTRUCTURA Y DATOS DEL SOL

CORONA CROMOSFERA FOTOSFERA

NÚCLEO

ZONA DE El Sol como fuente de RADIACIÓN energía ZONA DE CONVECCIÓN

1. EL POTENCIALREAL DE LA ENERGÍA SOLAR
5

B. RADIACIÓN SOLAR. INFLUENCIA DE LA ATMÓSFERA

Espectro solar al nivel del suelo

1. EL POTENCIAL REAL DE LA ENERGÍA SOLAR
6

C. USOS Y APLICACIONES DE LA ENERGÍA SOLAR

1. EL POTENCIAL REAL DE LA ENERGÍA SOLAR
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C. USOS Y APLICACIONES DE LA ENERGÍA SOLAR

Sistema compacto para ACS

Horno Solar

Cocina Solar

Ejemplos de Módulos FotovoltaicosProducción de Calor

2. FÍSICA DE LA CAPTACIÓN TÉRMICA
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A. RADIACIÓN DIRECTA, DIFUSA Y TOTAL

2. FÍSICA DE LA CAPTACIÓN TÉRMICA
9

A. RADIACIÓN DIRECTA, DIFUSA Y TOTAL

2. FÍSICA DE LA CAPTACIÓN TÉRMICA
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B. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DE LA RADIACIÓN SOLAR

2. FÍSICA DE LA CAPTACIÓN TÉRMICA
11

C. RADIACIÓN DE UN CUERPO NEGRO

Ley de Planck

2. FÍSICA DE LA CAPTACIÓNTÉRMICA
12

D. CONCEPTOS DE INTERÉS

α=

RADIACIÓN ABSORBIDA RADIACIÓN INCIDENTE

E=

RADIACIÓN EMITIDA POR EL CUERPO EN CUESTIÓN RADIACIÓN EMITIDA POR EL CUERPO NEGRO

S=

α
E

τ=

RADIACIÓN QUE HA ATRAVESADO LA SUPERFICIE TRANSPARENTE RADIACIÓN INCIDENTE

3. UN COLECTOR SOLAR SENCILLO: EL DE AIRE
13

A. EL EFECTO INVERNADERO

Efecto Invernadero

3. UN COLECTOR SOLARSENCILLO: EL DE AIRE
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B. COLECTOR SOLAR PLANO DE AIRE

P ( W ) ⋅ t = [ I ( W / m 2 ) ⋅ Su ( m 2 ) ⋅ α ⋅ τ ] ⋅ t = E perdida + E útil

4. EL PANEL SOLAR PARA LÍQUIDOS
15

COLECTOR SOLAR PARA LÍQUIDOS

E útil = F ⋅ Su ( m 2 ) ⋅ [ I ( W / m 2 ) ⋅ α ⋅ τ − U ( W / m 2 K ) ⋅ (Te / Ta ) ( K )] ⋅ t

5. DESCRIPCIÓN DE UN SISTEMA TÉRMICO
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PARTES FUNDAMENTALES DE UN SISTEMA TÉRMICOo

SISTEMA DE CAPTACIÓN
o

Formado por uno o varios captadores que transforman la radiación solar incidente en energía térmica que calienta, a su vez, el fluido de trabajo que contienen. Constituido por un depósito que almacena el agua caliente hasta que se precise su uso. Realiza la transferencia de energía térmica captada desde el circuito de captadores al agua caliente que se consume outiliza. Constituido por el circuito de captadores o primario (circuito cerrado) y el circuito de utilización o secundario. A este sistema pertenecen otros elementos como bombas, válvulas, purgadores, vasos de expansión, etc., de forma que el fluido caliente se conduce desde el sistema de captación hasta el sistema de acumulación y, desde éste, a la red de consumo. Encargado de asegurar el correctofuncionamiento de todo el conjunto, para proporcionar un adecuado servicio y aprovechar la máxima energía solar térmica posible. En el caso más sencillo, el control tiene dos funciones básicas: 1. Compara las temperaturas de la parte alta de los captadores y de la parte inferior del acumulador; si es suficiente, arranca la bomba de circulación, y si no lo es, la apaga. 2. Protege al tanque detemperaturas excesivas parando la bomba de circulación cuando se alcanza en la parte alta del acumulador la temperatura máxima prefijada. Sirve de apoyo y permite seguir teniendo agua caliente cuando las condiciones meteorológicas sean adversas o el consumo sea superior al previsto.

o o

SISTEMA DE ACUMULACIÓN
o

SISTEMA DE INTERCAMBIO
o

o

SISTEMA HIDRÁULICO
o

o

SISTEMA DE...