Energía Solar Térmica: Funcionamiento y Componentes

- Las fuentes térmicas de origen solar se pueden dividir en 2 tecnologías

- Energía Solar Térmica: aprovechar la radiación solar mediante placas para calentar fluidos, para almacenarlos o consumirlos.

- Energía Solar Termoeléctrica: se basa en concentrar la radiación solar con colectores cilindros parabólicos en un foco por donde circula un fluido caloportador que describe un ciclo termodinámico y genera energía eléctrica.

Solar térmica calentar agua en casa

Solar termoeléctrica calentar un líquido que va por tuberías y produce energía

Funcionamiento de la Solar Térmica

Produce calor que se transfiere a algún glicol (anticongelante) en un circuito primario, en el cual calienta un secundario de agua caliente sanitaria, un acumulador o cualquier otro fluido.

Componentes de un Sistema de E.S.T.

- Captador solar por el pasa un conducto que baja el agua hasta el acumulador y vuelve a subirla para pasar por el mismo, este conducto es el circuito primario.

- Acumulador es donde se almacena el agua y por donde pasa el circuito primario, el cual llega con el fluido recién calentado en el captador y calienta el agua disponible en el acumulador. Al acumulador va unido un sistema auxiliar que apoya el captador en caso de que sea necesario.

- Control se encarga de gestionar el trasiego de fluido caloportador desde los captadores hasta el punto de acumulación.

• Cuando se instalan sistemas de más de 150ºC (media temperatura baja <150ºC)
• Se instalan generalmente colectores cilindro parabólicos.

Energía Solar Térmica

Es una generadora de electricidad a gran escala potencias 50-250MW. Su objetivo es captar y concentrar radiación solar, transformarla en térmica, transferirla a un fluido, para producir vapor de agua. Inyectar dicho vapor en una turbina y obtener energía mecánica de rotación acoplar un alternador a dicha turbina y producir electricidad.

Los 2 tipos más extendidos son

Centrales colectores cilindro parabólico

Centrales de lentes fresnel.

Los dos están basados en el ciclo Rankine que consta de la generación de vapor de agua a alta presión, al expandir dicho vapor mueve una turbina que genera electricidad, al salir de la turbina, el fluido pasa por un condensador que lo transforma a través en agua líquida.

Existen en la actualidad colectores que transfieren directamente la energía solar al… que pasa por su interior, el cual es inyectado a su vez en las estancias para calefactarlas. (Fácil de instalar y precisa menos mantenimiento)

Procedimiento

El aire fluido entra al colector, es calentado y movido por convección libre (diferencia de densidades) o gracias a un ventilador (convección forzada) alimentado eléctricamente. Panel fotovoltaico.

• Producir frío a través de la térmica

- La alimentación de agua caliente se lleva a cabo a temperaturas comprendidas entre 70-90ºC, la energía precisa para alcanzar tal temperatura proviene del campo de captadores cuando el sol no es suficiente para el aporte térmico necesario. Entonces una bomba de calor reversible o caldera.

Energía Solar Pasiva

Aprovechar el clima y las condiciones específicas del entorno con el objeto de conseguir una situación de óptima iluminación y confort térmico (frío o calor) de una vivienda

Energía Solar Activa

Se recurre a dispositivos eléctricos, electrónicos e incluso mecánicos.

Componentes

Regulador de control captura la diferencia de temperatura entre el fluido caloportador en los captadores y el depósito de acumulación.

Sonda mide un valor variable de control de estado del circuito (Tº)

Electrocirculador suministra presión al circuito (presión gravitatoria)

Actuador regula el funcionamiento de los dispositivos a los que están vinculados (abre o cierra válvulas, paro o marcha de bombas)

Sistemas Solares Térmicos de Baja Temperatura (35-150ºC) no acumulador (apoyo calefacción, climatización, refrigeración)

Sistema Solar Térmico de ½ (150-400ºC) objetivo industrial se logra por captadores, o cilindros parabólicos y reflectores lineales Fresnel. Aplicaciones vapor, aire caliente, aceites térmicos

Centrales Solares de Media Temperatura son capaces de producir varias decenas de MW. Generan energía eléctrica como las centrales convencionales:

1. Concentración focaliza y redirige la radiación solar sobre el receptor colectores cilindro – parabólico, de discos torre central.
2. Recepción la radiación recibida del concentrador es absorbida y convertida posteriormente en calorífica.
3. Almacenamiento y transporte almacena y transporta la energía térmica capturada y distribuirla a zonas donde serán transformadas en energía eléctrica
4. Conversión de potencia sispositibo eléctrico - termodinámicos que transforma la energía térmica en eléctrica.

Tanto la de media como alta temperatura generan electricidad gracias al empleo de un motor térmico (transforma el calor en energía mecánica)

Motores Estirling

Usados a escala de pocos KW

Puede funcionar con diversas fuentes de energía

• Algunos utilizan como fuente de calor energías renovables como energía solar o biomasa, también otros con gas o gasóleo
• Necesita calor desde la parte externa del dispositivo, el movimiento de los pistones actúa un alternador que genera electricidad. A su vez el agua que se utiliza para refrigerar el sistema utiliza el agua caliente que se obtiene del aparato
• Tiene la virtualidad de ser irreversible
• Si tiene energía de manera externa de generar calor y electricidad y si le doy electricidad puede producir frío o calor.