Energia Solar

iAulatecnología. Rosana Álvarez García

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Ejercicios energía solar
1.- Se dispone de una placa fotovoltaica de 60x30 cm, cuyo rendimiento es del 20%. Determinar la
cantidad de energía eléctrica (KWh) que generará, para acumular en una batería, si la placa ha
estado funcionando durante 8 horas, siendo el coeficiente de radiación de 0,9 cal/min.cm2. Se
admite que no hay pérdidas ni en eltransporte, ni en la carga de la batería.
Q=K·t·S
La placa fotovoltaica tiene una superficie de S = 60 · 30 cm2 = 1 800 cm2
Funciona durante 8 h = 8 · 60 s = 480 min
Q = K · t · S = 0,9 cal/min.cm2 · 480 min · 1 800 cm2 = 777 600 cal = 777,6 Kcal
El rendimiento es del 20% y por tanto la energía obtenida es:

10 3 cal 4,18 J 1 w ⋅ s 1 Kw
1h
777,6 · 0,2 Kcal = 155,52 Kcal ·
⋅
⋅
⋅3⋅
=0,18 Kwh
1 Kcal 1 cal 1 J 10 w 3 600 s
2.- Calcular la potencia útil entregada por un colector plano de 225 m2 suponiendo que la densidad
de radiación sea de 100 W/m2 y el rendimiento del colector del 60 %.
3.- Un panel fotovoltaico entrega una potencia útil de 75 000 W. Suponiendo que la densidad de
radiación sea de 1000 W/m2 y el rendimiento del panel del 50 %, calcular la superficie delpanel.
La potencia útil es de 75 000 w
El rendimiento del panel es del 50%, y por tanto la potencia total obtenida por este es:

η=

Pútil
P
75 000 w
= 15 · 104 w
⇒ Preal = útil =
Preal
η
0,5
Q=K·t·S

Q K ⋅ S ⋅t
P
15 ⋅10 4 w
P=
=
= K ⋅S ⇒ S =
=
= 150 m2
2
t
t
K 1 000 w / m

4.- La horas de radiación sobre una superficie terrestre de 500 000 Km2 son de 2 200 h/año.Suponiendo que la densidad de radiación media sea de 1 300 W/m2, calcular:
a) La potencia recibida por dicha superficie.
b) La energía, en Julios, recibida a lo largo de todo el año.

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5.- Calcula la superficie del panel fotovoltaico necesario para alimentar una estufa eléctrica de
1 500 W de potencia durante 2 horas. Suponer unadensidad de radiación de 1000 W/m2, un
aprovechamiento solar de 6 horas y un rendimiento del equipo del 20%.
6.- Se desea instalar un conjunto de paneles solares para abastecer una vivienda con un consumo
estimado de 525 KWh mensuales. Calcular la superficie de panel necesaria suponiendo una
constante de radiación de 1250 W/m2, un aprovechamiento solar diario de 5 horas y un rendimiento
dela instalación del 25 %.
7.- Determina la cantidad de calor que habrá entrado en una casa, durante el día del mes de julio,
suponiendo que dispone de una cristalera de 3 x 2 m, y no se han producido pérdidas ni reflexiones
en el vidrio. Nota: 10 h diarias de sol.
8.- Un colector solar plano que tiene una superficie de 4 m2 debe calentar agua para uso doméstico.
Sabiendo que el coeficiente deradiación solar K = 0,9 cal/min.cm2 y que el consumo de agua es
constante, a razón de 6 litros/minuto, determina el aumento de temperatura del agua si está
funcionando durante 2 horas. Se supone que inicialmente el agua está a 18 ºC y que no hay
pérdidas de calor.

Q = K · t · S = 0,9 cal/min.cm2 · 120 min · 4 · 104 cm2 = 4,32 · 106 cal = 4 320 Kcal
Consume agua a razón de 6 l/min, en doshoras el consumo de agua será:

2h·

60 min 6 l 1 Kg
⋅
⋅
= 720 Kg
1 h 1 min 1 l

Q = m · ce · ∆T = 720 · 103 g · 1 cal/g·ºC · (Tf – 18) ºC
4 320 · 103 cal = 720 · 103 g · 1 cal/g·ºC · (Tf – 18) ºC

4 320 ⋅10 3 cal
Tf =
+ 18 ºC = 6 ºC + 18 ºC = 24 ºC
720 ⋅10 3 g ⋅1cal / g º C
9.- Determinar, en m2, las dimensiones de una placa solar suponiendo que con ella se alimente un
frigorífico(de potencia 150 W) durante 4 horas. El coeficiente de radiación solar es
K = 0,7 cal/min·cm2 y el rendimiento energético de la placa el 25 %.
10- Calcular qué cantidad de calor habría que extraer cada hora, mediante aire acondicionado, de
un edificio de oficinas, si dispone de una superficie de 120 m2 de cristaleras. El valor de
K=0,6 cal/mim·cm2 y se supone que no se producen reflexiones...