Energia termica solar n3

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    La energa solar trmica o termosolar es aquella queaprovecha la energa de los rayos del sol para generarcalor de forma limpia y respetuosa con el medio

    ambiente. A diferencia de otras tecnologas, cuya energa hay que

    consumirla en el momento de su generacin, la solartrmica es una tecnologa renovable con capacidad dealmacenamiento, capaz de aportar electricidad a la redincluso en horas sin luz solar.

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    Agua caliente sanitaria

    Refrigeracin

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    s con diferencia la principal aplicacin de la energa solar trmica,debido a las ba!as temperaturas de preparacin y a la homogeneidad desu consumo a lo largo del a"o, lo que hace que las instalaciones deenerga solar trmica presenten buenos rendimientos para la produccin

    de agua caliente sanitaria y que tambin resulte interesante a niveleconmico a la hora de disminuir los costes energticos de unainstalacin. sto tambin es v#lido para otras actividades que presentenun consumo regular a lo largo del a"o de agua caliente a ba!atemperatura, como puede ser una lavandera, donde se puedenalimentar las lavadoras con agua caliente procedente de la instalacinsolar en lugar de realizar todo el calentamiento en las propias lavadoras,y tambin en cocinas, donde e$iste una demanda de agua caliente en

    los lavava!illas. n instalaciones destinadas a hoteles, restaurantes uhospitales hay que tener en cuenta a la hora de dise"ar la instalacin lasnormas relativas a la prevencin de la legionela. %sta indica que latemperatura del agua en el circuito de agua fra ha de ser inferior a &'()y en el circuito de agua caliente superior a *'(), pudiendo soportar estecircuito temperaturas de hasta +'().

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    l esquema de un sistema queutiliza un refrigerador deabsorcin es siempre el mismo,lo describimos para el caso m#ssimple.

    l refrigerador &- est# al centro,a la izquierda el circuito deaporte de calor -, en este casolos colectores solares. A laderecha el circuito derefrigeracin o distribucin defro /-, que a travs de unintercambiador de calor enfra el0uido deseado por e!emplo, elaire acondicionado de lavivienda-. 1or deba!o, el circuitode disipacin 2- en que ele$ceso de calor se rechaza atravs de otro intercambiador decalor.

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    La energa solar se puede acumular mediante / formasalternativas que son de uso relativamente distinto, entreestas alternativas tenemos3

    a-Acumulacin de energa en tanques de agua.b-Acumulacin en lecho de material encapsulado.

    c-Almacenamiento por medio de materiales por cambio defase.

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    l uso de tanques con agua para acumular energa trmicaes muy utilizado en sistemas solares para agua sanitaria.

    stos sistemas poseen las siguientes caractersticas3.4ado el alto calor espec5co del agua, estos sistemas

    permiten tener gran capacidad de almacenamiento en unamasa y volumen reducidos.

    &.s f#cil acoplarlos a colectores de agua m#s e5cientes y

    m#s costosos que los de aire-./.6u costo es reducido 4u7e y 8ec9man, :;'-.

    2.6i se busca calentar aire, se requiere de unintercambiador de calor agua

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    . l mismo acumulador traba!a como intercambiador de calor entreel 0uido y el medio de almacenamiento.

    &. l costo del material de almacenamiento y el contenedor sonba!os.

    /. La conductividad del lecho, cuando no hay 0u!o de aire, es muyba!a, lo que disminuye las perdidas del sistema dealmacenamiento =alogirou, &'':-.

    2. La perdida de carga a travs del lecho puede ser relativamenteba!a.

    *. 1resenta altos grados de estrati5cacin.>. 6on los sistemas de acumulacin m#s utilizados para sistemas

    solares de calefaccin 6ingh, &'':-.

    +. ?o se pueden llevar a cabo la carga y descarga de energasimult#neamente 8ehune9-.

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    . l cambio de fase debe estar acompa"ado por un altoefecto por calor latente y debe ser reversible en unn@mero largo de ciclos sin que el material de cambio

    de fase presente degradaciones.&. l cambio de fase debe ocurrir con sobre

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    l tipo de acumulador estudiado corresponde a uno que utilizacomo medio de acumulacin el calor sensible disponible en elagua encapsulada en botellas 1. ste tipo de acumuladorresulta interesante ya que comparte todas las venta!as

    presentes en los acumuladores de lecho de rocas. n adicin aestas venta!as, al ser agua el material de almacenamiento, secuenta con un calor espec5co mayor al de las rocas, por lotanto se tiene una mayor capacidad de almacenamiento en unamenor masa y volumen. n la abla /

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    )aptadores solares)ircuito primario

    Fntercambiador de calorAcumulador)ircuito secundario8ombasGaso de e$pansionuberias1anel de control

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    Los captadores solares son los elementos que capturan la radiacinsolar y la convierten en energa trmica, en calor. )omo captadoressolares se conocen los de placa plana, los de tubos de vaco y loscaptadores absorbedores sin proteccin ni aislamiento. Los sistemas decaptacin planes o de placa plana- con cubierta de vidrio son los

    comunes mayoritariamente en la produccin de agua caliente sanitariaA)6. l vidrio de!a pasar los rayos del 6ol, estos calientan unos tubosmet#licos que transmiten el calor al lquido de dentro. Los tubos son decolor oscuro, ya que las super5cies oscuras calientan m#s.

    l vidrio que cubre el captador no solo protege la instalacin sino quetambin permite conservar el calor produciendo un efecto invernaderoque me!ora el rendimiento del captador.

    st#n formados de una carcasa de aluminio cerrada y resistente aambientes marinos, un marco de aluminio elo$at, una !unta perimetrallibre de siliconas, aislante trmico respetuoso con el medio ambientede lana de roca, cubierta de vidrio solar de alta transparencia , y5nalmente por tubos soldados ultrasnicos.

    Los colectores solares se componen de los siguientes elementos3

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    )ubierta3 s transparente, puede estar presente o no. Heneralmentees de vidrio aunque tambin se utilizan de pl#stico ya que es menoscaro y mane!able, pero debe ser un pl#stico especial. 6u funcin esminimizar las prdidas por conveccin y radiacin y por eso debe

    tener una transmitancia solar lo m#s alta posible. )anal de aire3 s un espacio vaco o no- que separa la cubierta de

    la placa absorbente. 6u espesor se calcular# teniendo en cuentapara equilibrar las prdidas por conveccin y las altas temperaturasque se pueden producir si es demasiado estrecho.

    1laca absorbente3 La placa absorbente es el elemento que absorbela energa solar y la transmite al lquido que circula por las tuberas.

    La principal caracterstica de la placa es que tiene que tener unagran absorcin solar y una emisin trmica reducida. )omo losmateriales comunes no cumplen con este requisito, se utilizanmateriales combinados para obtener la me!or relacin absorcin Iemisin.

    ubos o conductos3 Los tubos est#n tocando a veces soldadas- laplaca absorbente para que el intercambio de energa sea lo m#s

    grande posible. 1or los tubos circula el lquido que se calentar# e ir#hacia el tanque de acumulacin. )apa aislante3 La 5nalidad de la capa aislante es recubrir el sistema

    para evitar y minimizar prdidas. 1ara que el aislamiento sea elme!or posible, el material aislante deber# tener una ba!aconductividad trmica.

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    4os colectores solares planos, instalados en un te!ado.

    l alma del sistema es una ver!a vertical de tubos met#licos, para

    simpli5car, que conducen el agua fra en paralelo, conectados poraba!o por un tubo horizontal en la toma de agua fra y por arribapor otro similar al retorno.

    La parrilla viene enca!ada en una cubierta, como la descrita m#s

    arriba, normalmente con doble vidrio para arriba y aislante pordetr#s.

    n algunos modelos, los tubos verticales est#n soldados a unaplaca met#lica para aprovechar la insolacin entre tubo y tubo.

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    1anel solar de tubos de vaco instalado sobre un te!ado.

    Jn sistema de paneles solares de tubos de vaco.

    Artculo principal3 1anel solar de tubos de vaco

    n este sistema los tubos met#licos del sistema precedente sesustituyen por tubos de vidrio, introducidos, de uno en uno, en otrotubo de vidrio entre los que se hace el vaco como aislamiento. Lasgrandes venta!as que presentan estos tipos de captadores son su altorendimiento :> K m#s e5cientes que las placas planas-Bcita

    requeridaD y que, en caso de que uno de los tubos se estropeara, nohay que cambiar todo el panel por uno nuevo, sino que solo hay quecambiar el tubo afectado. Adem#s son m#s baratos en su fabricacin,ya que los nuevos tubos son '' K cristal boro silicato y no utilizantubo de cobre, lo que reduce los costes anteriormente mencionados.

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    ste sistema aprovecha el cambio de fase de vapor a lquido dentro de cadatubo, para entregar energa a un segundo circuito de lquido de tran