TEMA: energia solar y sus sistemas
energia solar y sus sistemas hace 14 años 6 meses #24687
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Apoyando las teoría de nuestro amigo ahorrativo que esta aplicando sus conocimientos en este foro y que de hecho yo le doy las gracias voy a ampliar un poco mas el campo.
ENERGÍA SOLAR Y SUS SISTEMAS. Esta imagen está oculta a usuarios invitados. Por favor, inicie sesión para poder verla. Los captadores solares de tubos de vacio: Funcionan con tubos de vacío que pueden alcanzar mayor rendimiento que los colectores planos pues se reducen las pérdidas de calor que se producen por convención y conducción entre la superficie captadora y el cristal exterior a través del aire existente entre ellos. Algunas ventajas son: • Permite alcanzar altas temperaturas incluso en zonas de clima poco favorable. • Mejor captación en días nublados. • Mantenimiento sencillo debido a que los tubos pueden ser cambiados sin vaciar el circuito. • Mayor rendimiento con igual superficie respecto a paneles planos. • Estética muy atractiva. • Sustitución de tubos de forma rápida y sencilla. • Sencillez en su montaje, permitiendo reducir los gastos de mano de obra, ya que es posible montar el colector tubo por tubo sobre el tejado sin la necesidad de grúas. Tubos de vacío con mecanismo 'heat pipe': Consigue un rendimiento superior a los colectores de placa plana convencionales prácticamente sin pérdidas energéticas y permite la captación de energía en días nublados o a temperaturas bajo cero lo que lo hace también ideal para climas fríos y lluviosos típicos del Norte. Entre las características principales de los colectores de vacío con tubo de calor, cabe destacar las siguientes: 1- Sistema indirecto: El intercambio de calor se realiza, sin contacto directo entre el fluido caloportador y el agua de consumo. 2- Función diodo: La transferencia de calor se realiza siempre en un solo sentido, desde el absorbedor hacia el fluido calo-portador, y nunca al revés. 3- Limitación de temperatura: El ciclo de evaporación-condensación tiene lugar mientras no se alcance la temperatura crítica del fluido vaporizante, evitando así los riesgos de un aumento incontrolado de la temperatura en el interior de los tubos. Consiste en dos tubos concéntricos de borisilicato endurecido, entre los cuales se ha hecho el vacío, sobre la superficie exterior del tubo interno, lleva la capa absorbente altamente selectiva que atrapa la radiación incidente dejando escapar solamente un 5% de perdidas, gracias al excelente aislamiento que le proporciona el vacío, independientemente de la climatología exterior, transfiriendo este calor al tubo de calor que se encuentra en su interior, dentro de ese tubo de cobre se encuentra el fluido vaporizante (mezcla de alcohol y agua destilada), cuando se calienta este se evapora absorbiendo el calor latente de vaporización. Este vapor se desplaza hasta alcanzar la parte del tubo que se encuentra a menor temperatura, produciéndose allí su condensación y la consiguiente liberación del calor latente asociado a este cambio de estado. El líquido retorna debido a la acción de la gravedad y el ciclo de evaporación-condensación se repite. Una variante de este sistema es el Heat Pipe, en el que el fluido calo-portador es un fluido vaporizante encerrado en los tubos. La radiación solar provoca la evaporación del líquido, haciendo que éste suba al extremo superior del tubo, que al estar más frío hace que el vapor se condense, cede así su energía y regresa en estado líquido por gravedad al extremo inferior del tubo, iniciándose de nuevo el ciclo. La tecnología de tubos de vacío es más eficaz que la de placas solares planas, permitiendo con menos superficie lograr los mismos niveles de captación, siendo además más sencilla su instalación ya que permite que ésta se realice de tubo en tubo. Un equipo compacto con 24 tubos se puede encontrar por unos 1800 y 2000 €. Actualmente existen dos esquemas generales de tubos de vacío: los colectores de flujo directo, y los de flujo indirecto o heat-pipe como hemos recordado antes pero mejor detallado . Flujo directo: El tubo de vacío de flujo directo fue el primero en desarrollarse, y su funcionamiento es idéntico al de los colectores solares planos, en donde el fluido calo-portador circula por el tubo expuesto al sol, calentándose a lo largo del recorrido. Es el sistema más eficiente de captación solar. Heat-Pipe: heat-pipe es una evolución del tubo de flujo directo que trata de eliminar el problema del sobrecalentamiento, presente en los climas más calurosos. En este sistema, se utiliza un fluido que se evapora al calentarse, ascendiendo hasta un intercambiador ubicado en el extremo superior del tubo. Una vez allí, se enfría y vuelve a condensarse, transfiriendo el calor al fluido principal. Este sistema presenta una ventaja en los veranos de los climas cálidos, pues una vez evaporado todo el fluido del tubo, éste absorbe mucho menos calor, por lo que es más difícil que los tubos se deterioren o estallen. También presenta la ventaja de perder menos calor durante la noche, pues la trasferencia de calor, a diferencia de los tubos de flujo directo, sólo se produce en una dirección. Colectores planos protegidos: Son los más utilizados por tener la relación coste-producción de calor más favorable. En ellos, el captador se ubica en una caja rectangular, cuyas dimensiones habituales oscilan entre los 80 y 120cm de ancho, los 150 y 200cm de alto, y los 5 y 10cm de grosor (si bién existen modelos más grandes). La cara de expuesta al sol está cubierta por un vidrio muy fino, mientras que las cinco caras restantes son opacas y están aisladas térmica mente. Dentro de la caja, expuesta al sol, se sitúa una placa metálica. Esta placa está unida o soldada a una serie de conductos por los que fluye un calo-portador (generalmente agua, glicol, o una mezcla de ambos). A dicha placa se le aplica un tratamiento selectivo para que aumente su absorción de calor, o simplemente se la pinta de negro. Colectores planos no protegidos: Son una variante económica de los anteriores donde se elimina el vidrio protector, dejando la placa expuesta directamente al ambiente exterior. Carecen también de aislamiento perimetral. Dada la inmediatez y simplicidad de este tipo de paneles, existen multitud de subvariantes tanto en formas como en materiales: conceptual mente, una simple manguera enrollada y pintada de negro es, en esencia, un colector solar plano no protegido. Debido a su limitada eficiencia, necesitan una superficie más grande para conseguir las prestaciones deseadas, pero lo compensan con su bajo coste. Aplicaciones: Preparación de agua caliente para usos sanitarios. Calefacción. Climatización de piscinas. Dependiendo de la estación del año, tanto en viviendas unifamiliares como en edificios, las instalaciones de energía solar térmica proporcionan habitualmente entre el 30% y el 100% del agua caliente demandada, con medias anuales en torno al 40-50%, por lo que necesitan el apoyo de sistemas convencionales de producción de agua caliente. Utilizados para calefacción sólo son indicados para sistemas de baja temperatura, como el suelo radiante, donde se emplean para precalentar el agua de la caldera. Según los diferentes estudios que se consulten, la reducción del consumo obtenida se estima entre un 25-45%, aunque en la práctica no suele ser económicamente rentable dimensionar la instalación para reducciones de consumo mayores a un 30%. El problema con el uso para calefacción es que los días en que las necesidades de calefacción son mayores, la captación y el rendimiento de los colectores son menores. Mientras que cuando los paneles son más eficientes, las necesidades de calefacción son menores. Para calefactar espacios se puede también hacer circular aire a través de paneles especialmente diseñados para ello, proporcionando calefacción directa sin los riesgos operativos que presenta el agua (aunque con menos eficiencia debido a la menor capacidad calo-portadora del aire). El uso de paneles solares térmicos es particularmente adecuado para la climatización de piscinas, pues la baja temperatura de trabajo requerida permite incluso tipologías de colectores sin vidrio protector, lo que abarata enormemente tanto los costes como el impacto ambiental de la instalación. Además, no necesitan acumulador puesto que es la propia agua de la piscina la que actúa como tal. Está en desarrollo el empleo de colectores para refrigeración con máquinas de absorción, pues al contrario que en calefacción, la mayor demanda de refrigeración coincide con el mejor rendimiento de los colectores. Características de las instalaciones solares de calefacción por aire en comparación de las de agua. La primera y principal diferencia entre ambos sistemas radica en la sustancia que hace de fluido transportador de calor y sus diferentes propiedades físicas El agua presenta ciertas ventajas en cuanto a su capacidad para transportar calor. Ya que puede llevar hasta 5 veces más calor por unidad de masas que el aire ( Su calor especifico es de 1 cal/gr frente a la del aire que es de 0.24 cal/gr) Por otro lado la densidad del agua es también mayor que la del aire siendo de 1000 kg/ m3 frente a los 1,225 kg /m3 ( valor para aire seco a nivel del mar a temperatura de 15 grados a presión atmosférica estándar). De acuerdo con estos datos, significa que necesitaremos aproximadamente 3 400 veces más volumen de aire que de agua para transportar la misma cantidad de calor. Sin embargo el aire presenta determinadas ventajas con respecto al agua para las instalaciones de calefacción por energía solar. Por un lado es inmune al congelamiento y a la ebullición por lo que se hacen innecesarios determinados dispositivos y estrategias que se adoptan en las instalaciones de agua para evitar sus nocivos efectos. Además, al trabajar en circuito abierto con la atmósfera, no existen problemas de fugas. Las instalaciones solares por aire son más sencillas y simples que las de agua. Dado que la finalidad última de la calefacción es calentar el aire resulta mucho más sencillo que el fluido que se hace pasar por los colectores solares sea directamente el aire que se quiera calentar por lo que sólo se hace necesario los colectores, los conductos y un aerocirculador. Las instalaciones de calefacción por agua requieren en cambio de otros muchos elementos. Dado que la instalación esta expuesta a sufrir de bajas temperaturas nocturnas, se hará necesario un circuito primario con agua y anticongelante que evite la congelación en los colectores y la ruina de éstos. Al tener un elemento tóxico como es el anticongelante se hace necesario instalar un circuito secundario, con su respectivo intercambiador de calor, que comunique con el depósito acumulador de agua. Las instalaciones de calefacción solar por agua caliente sólo son efectivas en combinación con suelo radiante, con lo que se requiere una instalación compleja que ha de ser tenida en cuenta en el momento de la construcción del edificio. En cambio las instalaciones de calefacción por aire son posibles de realizar en edificios ya construidos. La calefacción, al requerir importantes cantidades de energía, obliga a la instalación de un número significativo de colectores. En las instalaciones de agua estas grandes áreas captadoras plantean importantes problemas al llegar el verano, ya que la energía que se capta es mucho mayor que en invierno, y la demanda nula, con lo que contaremos con un gran excedente de calor que si no es convenientemente tratado, puede arruinar la instalación. Esto no ocurre con los colectores de aire ya que son inmunes al exceso de calor. Si la única finalidad de una instalación de energía solar por agua es la calefacción, entonces resulta más interesante hacerla de calentamiento de aire. En cambio sí es interesante realizar una instalación de agua que englobe obtención de agua caliente sanitaria, apoyo a calefacción en invierno y que en verano emplee el gran exceso de producción de agua caliente en la climatización de una piscina. Elementos que componen las instalaciones de calefacción solar de aire. Los colectores: Exteriormente no es posible distinguir un colector de aire de uno de agua ya que ambos están montados sobre caja y cuentan con un vidrio para provocar el efecto invernadero. Es en el absorbedor donde se encuentran las mayores diferencias. En los colectores solares de aire el absorbedor presenta una forma rugosa y carece de la clásica parrilla de conductos de los colectores de agua. El aire circula libremente por la superficie del absorbedor recogiendo el calor que éste transforma. Por otro lado partiendo de que los conductos de aire son más grandes que las tuberías de agua debido a la distinta naturaleza en la fluidez de ambos elementos, la entrada y la salida del colector son también más grandes en los colectores de aire que en los de agua. Al ser una aplicación poco difundida hasta ahora, no existe un modelo estandarizado de colector solar de aire, realizando cada fabricante su propio modelo. Por la misma razón, no existen pruebas oficiales que midan el rendimiento de estos colectores, existiendo diversas concepciones en cuanto a su rendimiento. Mientras algunos le otorgan valores de hasta el 90 % otros afirman que su rendimiento es en un 10 % inferior a los colectores de agua para cualquier temperatura e intensidad de la radiación. Gran parte del resultado en el rendimiento depende del caudal de aire que le suministre cada diseñador. Hasta que no existan unas pruebas específicas para los colectores de aire de igual modo de los que existen para los colectores de agua, no se podrá realizar una correcta comparación entre ambos modelos. Existen distintos tipos de colectores en función de la forma en que está dispuesto el absorbedor y los vidrios, entre los que podemos destacar: Colector simple de circulación delantera.- La placa absorbedora se encuentra al fondo de la caja, sobre el aislante y la circulación del aire se realiza entre el vidrio y la placa. Es en principio el modelo que menor rendimiento tendría. Colector de placa intermedia: En este modelo la placa se encuentra situada en medio de la caja, realizándose la circulación de ida por detrás y la de retorno por delante del absorbedor o viceversa. Colector de placa intermedia con doble vidrio- Modelo sugerido por algunos fabricantes en el que el absorbedor aparece agujereado circulando el aire libremente entre los espacios por delante y por detrás del absorbedor. Se asegura que para lograr eficiencia es necesario dotarle de un doble cristal y que se mantenga una cámara aire estanco entre ellos. Colector de circulación trasera: - En ellos el absorbedor se dispone también en una altura intermedia dentro de la caja, con la diferencia de que la circulación se realiza exclusivamente por detrás de ella existiendo en el espacio entre el absorbedor y el vidrio una cámara de aire estanco. Como se comentó para el modelo anterior, según algunos fabricantes, para que los colectores de aire sean eficientes, es necesario dotarlos de una cámara de aire estanca. Colector de aire sin vidrio: - Estos son simplemente una plancha de metal negro mate toda ella calada con pequeños agujeros colocada sobre un muro. El aire calentado por éste es absorbido por un aerocirculador y llevado al interior del edificio. Es un modelo también encuadrable dentro de la arquitectura solar pasiva. --- Aerocirculador y conductos de aire: Los aerocirculadores y los conductos de aire son los mismos que los empleados en ventilación, Es conveniente que los conductos aparezcan aislados térmicamente para evitar pérdidas de calor, sobretodo en los tramos externos al edificio. Para su correcto dimensionado es recomendado contar con gente capacitada para ello. Elementos automatizados de control: Es importante disponer de elementos que paren o activen la instalación en función de la presencia o ausencia de la radiación solar sobre los colectores y de la temperatura del aire en el interior del edificio. De esta manera se evita hacer funcionar el aerocirculador en momentos que no hay Sol o seguir forzando aire caliente en momentos en que la temperatura en el interior del edificio y en los elementos acumuladores ya es la requerida. Los elementos de regulación son similares a los empleados en las instalaciones térmicas de agua y aire convencionales y constan básicamente de unos sensores térmicos adecuadamente dispuestos en colectores, acumuladores e interior del edificio y de un termostato diferencial que activa o paraliza el aerogenerador en función de la información recibida desde los sensores. DIMENSIONADO ÓPTIMO Y GESTIÓN DE LAS INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS PARA A.C.S www.ceymar.es/documentos/dimensionado_y_...solares_termicas.pdf BUENO CREO QUE ESTA COMPLETÍSIMO EL POST Y NO VIENE MALAMENTE PEGARLE UN REPACITO PARA ESTUDIAR LAS VARIANTES Y ALTERNATIVAS DE LOS SISTEMAS SOLARES. UN SALUDO FAMILIA ELECLIMA
Adjuntos:
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Re: energia solar y sus sistemas hace 14 años 6 meses #24692
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EL DIA QUE TE ACUESTES SIN HABER APRENDIDO ALGO HABRAS PERDIDO UN DIA
NO LOS DESAPROVECHES SON MENOS DE LO QUE PARECEN |
Re: energia solar y sus sistemas hace 14 años 6 meses #24695
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Re: energia solar y sus sistemas hace 14 años 6 meses #24697
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Re: energia solar y sus sistemas hace 14 años 6 meses #24700
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