Energias Renovables

ECalentador Solar
Un calentador solar es un aparato que utiliza el calor del sol para calentar alguna sustancia, como puede ser agua, aceite, salmuera, glicol o incluso aire. Su uso más común es para calentar agua para uso en albercas o servicios sanitarios, tanto en ambientes domésticos como hoteles. Son sencillos y resistentes, pueden tener una vida útil de hasta 20 años sin mayormantenimiento.
En muchos climas un calentador solar puede disminuir el consumo energético utilizado para calentar agua. Tal disminución puede llegar a ser de hasta 50%-75% o inclusive 100% si se sustituye completamente, eliminando el consumo de gas o electricidad
Los calentadores tienen una elevada eficiencia para captar la energía solar. Dependiendo de la tecnología y materiales implementados, puedenllegar a alcanzar eficiencias del 70% u 80%.
Radiación Solar
Otro concepto importante es el de radiación solar, La energía solar, como recurso energético terrestre, está constituida simplemente por la porción de luz que emite el Sol y que es interceptada por la Tierra.

La intensidad de energía real disponible en la superficie terrestre es menor que la constante solar, siendo alrededor de 1000W/m2, debido a la absorción y a la dispersión de la radiación que origina la interacción de los fotones con la atmósfera. Esta porción de energía se conoce como radiación directa.

Otra parte de la energía solar que llega a la superficie de la tierra se denomina radiación difusa que es aquella energía solar reflejada por la atmósfera terrestre, en especial por las nubes.

FUNDAMENTO TEORICOBalance de Energía en el Calentador Solar
El balance de energía tiene como objetivo determinar el calor útil transmitido al agua para establecer la eficiencia del calentador solar. El calor útil qútil, empleado para calentar el agua del depósito de almacenamiento, es una parte de la radiación global incidente sobre el colector solar HTAe; la otra parte es calor disipado al ambiente:

i)por el colector solar qcs,
ii) ii) por el depósito de almacenamiento qda y
iii) iii) por las conexiones qcx

Este balance de energía se expresa analíticamente como:
(1)
El calor útil introducido en la ecuación 1 está representado por el flujo de agua m´ en el calentador y las temperaturas de entrada y salida del depósito de almacenamiento Tfe, Tfs.

(2)
La eficiencia del calentadorse define, entonces, como el porcentaje de la radiación solar global incidente sobre la superficie efectiva del colector y que es aprovechado como calor útil.

(3)
Balance de Energía en el Colector Solar
La radiación global que incide sobre el colector solar HTAe, disminuye su valor como resultado de las características propias de reflexión y absorción de la cubierta del colector; de ahíque, este valor, es corregido por un factor (τα).
Parte de esta radiación, HTAe (τα), es empleada como calor para calentar el agua qcal; la parte restante constituye el almacenamiento de energía en el colector mismo dU/dt, que usualmente es despreciable; así como, las pérdidas de calor hacia el ambiente por conducción, convección y re-radiación qpe.

Se tiene lo siguiente:

(4)
(5)

Y seobtiene:
(6), (7)
Para la determinación del calor de calentamiento del agua en el colector solar es necesario determinar las pérdidas de calor en el colector mediante la siguiente ecuación:

(8)
Donde:
UL= Coeficiente total de transferencia de calor
ACS= Área del Colector Solar
Tp= Temperatura promedio de la placa de absorción
Ta= Temperatura ambiental

El coeficiente total detransferencia de calor UL se determina a partir de la temperatura promedio de la placa de absorción, la cual a su vez, requiere la determinación de la temperatura del tubo y del agua a lo largo de todo el tubo y del factor de remoción de calor.

Calentador solar con tanque de alimentación y termo-tanque abierto (no sellado)
A continuación se muestran las ventajas que nos llevaron a elegir el tipo de...