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Guía didáctica de Energía Solar

HORNOS SOLARES

HORNOS SOLARES

GUÍA DIDÁCTICA DE ENERGÍA SOLAR

ÍNDICE

Características y tipos 3
Materiales 4
Orientación del horno 5
Concentración de la radiación y almacenamiento de calor 6
2

Descripción del funcionamiento 7
Experiencia 1 8
Experiencia 2 9
Experiencia 3 10

I Características y tipos

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I Superficie absorbedora
I Cubierta

I Aislamiento térmico
I Caja

Los hornos solares 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:

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Latemperatura 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.

I Materiales

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I Estructurales: garantizan la estabilidad estructural del conjunto (cartón, madera, plástico, cemento, etc.).
I Aislamiento: minimiza laspérdidas térmicas del conjunto (lana de vidrio, poliestireno expandido, papel de periódico…).

I Transparentes: permiten la creación del efecto invernadero en el interior 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…).

Los materiales empleados enla 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 se pueden alcanzar en su interior.
En un horno tenemos, básicamente, cuatro tipos de materiales:

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I Orientación del horno

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

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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.

I Concentraciónde la radiación y almacenamiento de calor

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Es habitual la utilización de reflectores simples o múltiples que permitan la concentración de la radiación solar en el interior de la caja.
I Masa térmica

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

I Descripción del funcionamiento

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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 deagua 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:

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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 la radiación 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.

I Experiencia 1

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