Ciencias de la Tierra y Medioambientales

El planeta Tierra

Recursos: Energía solar térmica

Consiste en aprovechar el calor que proporciona la luz solar

 

Este calor puede servir para:

  • Agua caliente sanitaria
  • Agua caliente para calefacción
  • Cocinado de alimentos
  • Destilación de agua
  • Energía mecánica y con ella energía eléctrica
  • Refrigeración

 

Colectores de energía solar térmica

Se suele distinguir por la temperatura que alcanzan

Los de baja temperatura son los más sencillos
Son colectores planos con diverso grado de complejidad. Captan el calor del sol mediante compuests absorbentes que puede ser una simple pintura negra
- En los más sencillos el agua corre por tuberías bajo esta cubierta sin aislamiento
- Los más complejos son acristalados para ganar calor por efecto invernadero y aislados por los que circula agua.
- En un grado de complejidad mayor hay diversos líquidos a diferentes presiones con intercambiadores de calor con el fin de aumentar la eficiencia y evitar problemas de heladas y precipitación de sales.

Los de alta temperatura concentran la radiación solar mediante espejos
Pueden calentar un tubo lineal por donde circula el líquido calentado o bien calentar un punto

Los de muy alta temperatura son también llamados hornos solares
Son los más complejos tienen espejos parabólicos móviles y calientan fruidos diferentes del agua a cientos de grados.

 

 

Uso doméstico

El uso más generalizado consiste en utilizar colectores solares planos para calentar agua.
Este agua se utiliza para calefacción o agua corriente

Tubos oscuros cubiertos de material plástico o video que produzca efecto invernadero
Un fluído (agua, aceite, aire) trasporta el calor al interior de la vivienda
Rinden agua caliente hasta 90ºC lo que reduce el consumo energético de los hogares

 

Existen otros posibles usos variados como

Calefactores para piscinas

Se utilizan colectores planos que pueden ser incluso sin cubierta
Calientan el agua de piscinas para au,entar su uso
Interesante en piscinas cubiertas

Cocina solar

Consiste en un colector parabólico que enfoca los rayos solares al recipiente donde se va a cocinar
Son útiles es lugares con falta de otras fuentes de energía.
Disminuye el uso de madera y la contaminación

Destilación de agua


Uso agrícola

Invernaderos utilizados desde hace mucho tiempo.

Material transparente a la luz pero que no deja escapar la radiación infrarroja

Muy diversos en dimensiones y materales empleados

También se utilizan calor procedente del sol para:

  • Secado de muchos productos agrícolas como grano, frutas, flores...
    Se realiza por flujo de aire caliente

  • Destilación de agua para uso agrícola

Ventajas de los invernaderos

Aumento de la producción agrícola
Nueva localización de cultivos
Mayor independencia de la estacionalidad

Inconvenientes

Reciclado de materiales
Precio de materiales empleados


Uso industrial

Tiene un uso muy variado. Destacan

Calor para procesos industriales

Son de tipo muy variado. En general requieren sistemas de baja o media temperatura

  • Evaporación de agua en minería
  • Calentamiento de aire para secado de productos industrilares
  • Seado de madera

Generación de electricidad

Se requieren temperaturas elevadas, generalemente por encinma de los 500ºC para que sea eficiente la producción eléctrica mediante turbinas de vapor o de gas
Por ello se necesita concentrar la luz solar mediante diverso procesos.

El calor generado puede ser almacenarse siendo un medio eficiente y sencillo de almacenamiento de energía. Mucho más barato que en forma de electricidad
El método más empleado es el de sal fundida en grandes depósitos aislados. También se puede almacenar en vapor presurizado (poco tiempo) o en grafito

 

 


Electricidad termosolar

 

 

 

 

Conducto parabólico en línea

Espejos parabólicos calientan un tubo cuyo fluido puede alcanzar 500ºC
El tubo puede estar aislado al vacío para evitar pérdidas por convección
Están orientados en dirección N-S y pienen mecanismos para seguir el sol

Los fluidos más empleados son sal fundida, aceite y vapor a presión

 

Central termosolar parabólica

Torres

Espejos moviles reflejan la luz solar y la dirigen hacia un punto en una torre.
logran temperaturas muy altas
Calienta sal fundida a unos 540 ºC
La sal sa almacena caliente en la base y puede ser bombeada a una turbina eléctrica

Tiene la ventaja general más temperatura lo que significa mayor rendimineto en generación y más barato el almacenamiento y de no necesitar superficies planas

Tiene el inconveniente de que cada espejo debe tener un mecanismo que lo enfoque a la torre fija

Central termosolar de torre

Disco

Gran receptor parabólico movil que concentra la luz en un foco.
El foco lleva acoplado un motor Stirling que puede producir electricidad

Inconvenientes mantenimiento, peso del motor y que deben ser dirigidas

Ventajas de las centrales termosolares

Usan energía renovable
No contaminate una vez instalada
Mayor producción en periodos de mayor consumo; de día
Cierta independencia de hora del día si se utilizan acumuladores de calor

Inconvenientes

Espacio utilizado
Impacto paisajístico
uso de agua como refrigerante en problema en zonas desérticas


Estado actual y futuro previsible

Rentable en sitios con gran iradiación solar
Utilización actual sobre todo en uso doméstico
En crecimiento

Más importante en china. Luego Japón Tuquía Alemania y porcentualemente en países como Israel o chipre

En la unión europea no muy iportante. Sobre todo Alemania, Austria Grecia y España



Vínculos
Energía solar térmica Manuales de enrgías renovables - Ministerio de Industria y Energía - España
   

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