Energía Solar Térmica: Tipos, Aplicaciones, Ventajas y Desventajas

Captación Solar Térmica Pasiva

Método para utilizar mejor la energía solar. Existen dos tipos de construcciones que pueden utilizar este tipo de tecnología: los edificios de todo tipo destinados a viviendas, oficinas, etc., que necesiten calor o refrigeración, y los sistemas de desalinización que utilizan como fuente de energía el sol.

1. Edificación Bioclimática

Se denominan sistemas pasivos y se caracterizan porque captan, almacenan y distribuyen de forma natural la energía procedente del sol, sin la intervención de elementos mecánicos.

Principios de Funcionamiento

Se basa en las características y disposición de los materiales empleados en la construcción, formando parte inseparable de la estructura del edificio. Los sistemas solares pasivos forman parte de lo que se denomina arquitectura bioclimática, que es aquella que se adapta a las condiciones climáticas locales para reducir al mínimo el consumo energético de la edificación.

2. Desalinización del Agua del Mar

Desalinización del agua para obtener agua dulce.

Sistema muy simple: se calienta el agua con la energía del sol hasta que se evapora y se hace precipitar el vapor para que se forme agua dulce. Multitud de diseños e instalaciones que permiten realizar este proceso.

Energía Solar Térmica de Baja Temperatura

Es aquella que puede proporcionar agua caliente hasta una temperatura máxima de 80 °C. La energía solar térmica de baja temperatura es la idónea para cubrir un alto porcentaje de la demanda de agua caliente en los sectores residencial, industrial y de servicios.

Principios de Funcionamiento

Es muy simple, consiste en utilizar la energía procedente del sol que calienta las superficies sobre las que incide. Este calor, transferido a una superficie, puede ser recogido por un líquido al pasar por ella y calentarse. Este líquido lo utilizamos como medio de transporte del calor y, posteriormente, utilizaremos el calor recogido para los usos que creamos más convenientes.

Funcionamiento

1. Circuito primario compuesto por el colector solar, que es donde se produce el calentamiento del fluido térmico debido a la radiación del sol; la bomba de impulsión, para hacer circular el fluido; y un serpentín que forma parte del intercambiador de calor, que es el elemento donde el calor pasará del circuito primario al secundario.
2. El calor ganado por el fluido a través del colector se cede en el intercambiador térmico a un segundo circuito, denominado circuito secundario, con lo que calentamos el agua que circula por ese segundo circuito.
3. Una bomba de impulsión hace circular el agua del circuito secundario para ir absorbiendo el calor que suministra el circuito primario y así poder almacenar el agua caliente de este circuito secundario en un depósito.
4. El agua caliente almacenada en el depósito se utiliza cuando es necesario y se sustituye por agua fría procedente de la red.
5. A la salida del depósito, o en el mismo depósito, se encuentra la fuente energética auxiliar, que entra en funcionamiento cuando la temperatura del agua a la salida del depósito acumulador es inferior a la temperatura que requerimos.

Emplea elementos como el colector o módulo solar plano, que es un elemento que capta energía del sol, la convierte y la transmite a un fluido líquido, generalmente agua con un producto anticongelante.

Aplicaciones

• Producción de agua caliente sanitaria
• Calefacción de edificios
• Calentamiento de piscinas

Energía Solar Térmica de Media Temperatura

Destinada a aquellas aplicaciones que requieren temperaturas comprendidas entre 80 y 250 °C.

Principios de Funcionamiento

1. Colector solar donde se produce el calentamiento del fluido térmico debido a la radiación del sol. Compuesto por espejo parabólico de concentración y elemento captador.
2. Entrada de líquido caloportador frío en el colector.
3. Salida de líquido caloportador caliente del colector.
4. Sistema de orientación para seguir el movimiento del sol.
5. Bombas de circulación para mover el fluido caloportador del circuito primario y el agua del circuito secundario.
6. Caldera donde el agua, que circula por el circuito secundario, se convierte en vapor.
7. Intercambiador de calor, que actúa de caldera.
8. Turbina donde se utiliza la presión del vapor para generar movimiento que moverá un generador eléctrico.
9. Condensador de vapor, que lo enfría y lo convierte en agua.
10. Entradas de agua fría al condensador.

Ventajas e Inconvenientes de la Energía Solar Térmica

Ventajas

• Distribuida por todo el planeta
• Renovable e inagotable
• No es contaminante
• Para pequeñas instalaciones, su tecnología es sencilla y poco intensiva en capital
• Para pequeñas instalaciones, los costes de mantenimiento son muy bajos
• La energía solar es cada vez más abundante

Desventajas

• Grandes extensiones de terreno
• Nivel de producción depende de las condiciones atmosféricas
• Sometida a ciclos día-noche y estaciones verano-invierno
• No se puede almacenar de forma directa
• Su precio es todavía elevado

Ventajas e Inconvenientes del Uso de Bioetanol

Ventajas

• Fuente de combustible limpia y renovable
• Mejora del índice de octanos
• Mejora la biodegradabilidad de la gasolina
• Reduce la toxicidad de la gasolina
• Es un combustible fácil de producir y almacenar

Desventajas

• Menor poder calorífico que la gasolina
• Costes mayores de elaboración
• Necesidad de modificaciones dentro del motor
• Genera emisiones de óxido de nitrógeno y aldehído