ENERGÍA SOLAR TÉRMICA MATERIA FAE

Transcripción

1 ENERGÍA SOLAR TÉRMICA MATERIA FAE

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3 Radiación Solar Directa Es la radiación que incide sobre los objetivos iluminados por el sol sin haber interactuado con nada y sin cambiar de dirección (es la más importante en un día soleado)

4 Radiación Difusa Es una radiación que incide indirectamente, como reflejo de la radiación solar que es absorbida por el polvo y por el aire (es la radiación típica de los días nublados). La difusión se produce al desviarse los rayos solares, debido a las partículas sólidas y las moléculas, como el vapor de agua, que existen en la atmósfera.

5 Radiación reflejada o albedo Es la radiación procedente de la reflexión de la radiación directa en los elementos del entorno (es importante cerca del mar y en las zonas de nieve).

6 Factores que intervienen para estimar el potencial solar Las condiciones climatológicas, que influyen en el grado de nubosidad, la turbidez atmosférica, viento predominante. Época del año La latitud del lugar Orientación de la superficie receptora

7 Mapa estimativo de la radicación solar en el mundo

8 Radiación solar en el mundo La radiación es superior en las zonas ecuatoriales y tropicales. La radiación es inferir en las zonas polares El plano que contiene la órbita de la tierra alrededor del sol se llama plano de la eclíptica EL eje polar sobre el que gira la Tierra, está inclinado respecto al plano de la eclíptica

9 Radiación solar en el mundo

10 Radiación solar en el mundo

11 Radiación Solar en el mundo

12 Latitud

13 Equipos de Medición de la Radiación Solar Piranómetros: Miden la radiación global (directa + difusa). Piroheliómetros (directa)

14 Coordenadas Solares

15 Posición trigonométrica del sol Angulo acimutal o acimut: Es el ángulo formado por la proyección sobre la superficie horizontal del lugar, de la recta Sol-Tierra con respecto a la recta Norte-Sur terrestre. Angulo cenital: Es el ángulo que forma la línea Sol-Tierra con la vertical del lugar. Altura solar: Es el ángulo formado por la recta Sol-Tierra, respecto al plano que contiene a la superficie del lugar. Angulo de inclinación de la superficie captadora: Definido como el ángulo que forma el plano que contiene a la superficie captadora con el plano horizontal. Acimut del Panel: Angulo de desviación del plano que contiene a la superficie captadora, respecto a la recta Norte-Sur terrestre.

16 Ángulos captador

17 Estimación de sombras Se deben de colocar los sistemas en un lugar carente de sombras. Se pueden estimar las sombras, si se hacen los cálculos para el día del solsticio de invierno en el hemisferio norte, que es cuando la trayectoria del sol es más baja, y las longitudes de las sombras son más altas.

18 Estimación de sombras

19 Elementos que pueden causar sombras Edificios Colindantes Árboles Tendidos o conducciones aéreas Montañas Sombras del propio edificio Chimeneas, pararrayos, antenas parabólicas, estructuras de tejado (LA PRINCIPAL ACCIÓN ES MOVERSE PARA EVITAR TODO LO POSIBLE LAS SOMBRAS)

20 Tecnologías para aprovechar la energía solar térmica

21 Tecnologías para aprovechar la energía solar térmica Tecnología de conversión térmica, que absorbe la energía del sol y la transforma en calor. Mediante esta tecnología es posible también obtener electricidad mediante transformación del calor en una máquina termodinámica. Tecnología de conversión eléctrica, que permita la transformación directa de la energía solar en energía eléctrica.

22 Energía solar pasiva (Arquitectura bioclimática)

23 Energía solar activa Baja Temperatura (T<90 ) Media Temperatura (90 <T<400 ) Alta Temperatura (T>400 )

24 Formas de Aprovechamiento Térmico

25 Tecnología solar térmica de baja temperatura Calentamiento de agua por debajo de su punto de ebullición (agua caliente sanitaria), se presentan como subsistemas de captación, acumulación, intercambiador y subsistemas auxiliares.

26 Paneles solares térmicos

27 Colectores Planos Los colectores planos, captan la energía solar, transformándola en energía térmica e impidiendo su salida al exterior (efecto invernadero), se componen de: Cubierta frontal transparente Placa captadora o superficie absorbente Un circuito hidráulico por donde circula el fluido que ha de transferir el calor captado por la placa. Dispositivos de aislamiento térmico Carcasa exterior protectora

28 Partes de un colector

29 Eficiencia de un captador

30 Esquema conceptual de un sistema captador solar térmico de baja temperatura

31 Costos

32 Tecnología Solar Térmica de Media Temperatura

33 Tecnología Media Temperatura La tecnología solar térmica suele tener dos aplicaciones diferentes: La producción de calor en procesos industriales, por ejemplo vapor a temperaturas superiores a los 150 C La generación de electricidad mediante la conexión del fluido caliente (hasta 400 C) utilizado por los colectores a un sistema convencional de producción de electricidad a partir de un ciclo térmico.

34 Proceso de producción de electricidad a partir de la energía solar

35 Subsistemas empleados por esta tecnología Subsistema de captación Subsistema intercambiador de tanques de aceite Subsistema de evaporación de gases Subsistema de aplicación

36 Esquema conceptual de un sistema captador solar térmico de media temperatura

37 Sistema de seguimiento

38 Sistema de seguimiento

39 Comentarios importantes Los captadores aprovechan la radiación solar directa, pero desaprovechan la difusa, por lo tanto no resultan apropiado en zonas con cierta nubosidad. Es la tecnología más madura de la solar termoeléctrica. La potencia de las centrales de 80 MW a 200 MW

40 Esquema de una planta solar termoeléctrica de aceite (HTF)

41 Tecnología solar de alta temperatura

42 Tecnologías de alta temperatura

43 Discos Parabólicos

44 Centrales de Torre

45 Vista de una central de torre

46 Conclusiones Además de la latitud y la climatología, la radiación solar captada depende de la inclinación y orientación del plano de captación. Para la captación de la radiación difusa máxima, la mejor posición del plano es la horizontal. Para la captación de la radiación solar directa, el plano de captación debería estar siempre enfrente de los rayos directos del sol. Es necesario un mecanismo de seguimiento La potencia de los rayos es baja a las primera horas de la mañana y ultimas de la tarde.