S. L. Innovación y Cualificación - Replanteo de instalaciones solares térmicas. ENAE0208

1. El Sol es el causante de...

1 ... las precipitaciones.

2 ... las olas.

3 ... el viento.

4 Todas las opciones anteriores son correctas.

2. La radiación solar es bastante constante...

1 ... antes de llegar al suelo.

2 ... antes de llegar a la atmósfera.

3 ... después de atravesar la atmósfera.

4 ... ninguna de las respuestas anteriores es correcta.

3. La absorción de calor se hace mediante colectores térmicos o placas solares térmicas. Estos convierten....

1 ... entre un 40 % y un 60 % de la luz solar recibida.

2 ... entre un 40 % y un 70 % de la luz solar recibida.

3 ... entre un 30 % y un 60 % de la luz solar recibida.

4 ... entre un 30 % y un 50 % de la luz solar recibida.

4. Para aprovechar al máximo esa radiación solar, ¿cuál debe ser la orientación de los captadores?

1 Siempre hacia el sur.

2 Siempre hacia el norte.

3 Hacia el norte en el hemisferio norte y hacia el sur en el hemisferio sur.

4 Hacia el sur en el hemisferio norte y hacia el norte en el hemisferio sur.

5. Relaciona.

1 Azimut... (A)

2 Altura solar...(h)

1 ... es el ángulo que forman la proyección de los rayos solares sobre un plano tangente a la superficie terrestre y el sur geográfico, cuando el sol se encuentra exactamente sobre el sur geográfico (mediodía solar).

2 ... es el ángulo que forman los rayos solares con la horizontal cuando llegan a la superficie de la tierra.

6. Rellena los huecos:

Para el _______________de las instalaciones de energía solar térmica se sugiere el método de las curvas f (________________), que permite realizar el cálculo de la cobertura de un sistema solar, es decir, de su contribución a la aportación de calor total necesario para cubrir las cargas___________________, y de su _____________ medio en un largo período de tiempo.

7. Para el estudio de las sombras proyectadas sobre captadores debe tenerse en cuenta que el día más desfavorable es el...

1 ... solsticio de invierno.

2 ... solsticio de verano.

3 ... equinoccio de otoño.

4 ... equinoccio de primavera.

8. El diagrama de sombra es una representación gráfica del área sombreada por un objeto en el transcurso de las horas de la mañana.

1 Verdadero

2 Falso

9. El efecto invernadero es la base principal en el funcionamiento de los captadores solares.

1 Verdadero

2 Falso

Capítulo 2

Tipos de instalaciones solares térmicas de baja, media y alta temperatura

La intensidad de energía utilizable una vez que la radiación solar atraviesa la atmósfera es muy baja, y su utilización está condicionada por la temperatura a la cual se va a aprovechar. La energía solar térmica, según su utilización, se puede clasificar en baja, media o alta temperatura. En este capítulo, entre otras cosas, se verá el porqué de esta clasificación, los tipos de colectores y el funcionamiento global de las instalaciones.

Según la utilización que se vaya a hacer de la energía solar térmica, las instalaciones se clasificarán en los siguientes tipos: baja temperatura, media temperatura y alta temperatura.

La energía solar que acostumbramos a utilizar en hogares y suele instalarse en tejados de viviendas se denomina de baja temperatura. El sistema en el que se basa la captación solar es de gran utilidad y, a su vez, muy simple. También posee una multitud de aplicaciones para el hombre por los servicios que ofrece.

Denominamos sistemas de baja temperatura a todos aquellos en los que el fluido calentado no sobrepasa los 100 °C. En estas instalaciones se utiliza como receptor un captador fijo de placa plana o uno solar de vacío. Los usos más frecuentes de la energía solar de baja temperatura son: la calefacción de edificios, la climatización de piscinas, la producción de agua caliente sanitaria, etc.

Sabía que...

Con una sencilla instalación puede conseguirse agua caliente para uso doméstico que cubra por completo las necesidades de una familia durante todo el año.

Como se ha dicho anteriormente, el aprovechamiento térmico se realiza a través de colectores planos. Estos apenas poseen poder de concentración, y esto quiere decir que la relación entre la superficie externa y la superficie interior es aproximadamente la unidad.

Ejemplo de una instalación solar térmica unifamiliar

La tecnología de media temperatura se emplea para aquellas aplicaciones que requieren temperaturas más elevadas de trabajo que las de baja temperatura. Como indicamos en el apartado anterior, los captadores planos convencionales presentan rendimientos bajos cuando estamos generando menos de 100 °C. Si se pretende generar vapor entre 100 °C y 250 °C acudiremos a otros tipos de elementos de captación.

Para conseguir niveles tan altos de temperatura es indispensable utilizar sistemas que concentren las radiaciones solares a través de lentes o espejos parabólicos. En la actualidad, los captadores más desarrollados son los cilindros parabólicos, los cuales, para calentar el fluido hasta producir la vaporación que permite mover una turbina, utilizan espejos y así aumentan el potencial calorífico. Así, la energía térmica se transforma en energía mecánica.

En estas instalaciones se suele utilizar como fluido el aceite o soluciones salinas, ya que dichos materiales nos permiten trabajar a temperaturas más elevadas. También debemos tener en cuenta, que estos sistemas necesitan un continuo seguimiento del Sol, debido a que solamente aprovechan la radiación directa. Y por este motivo, en las tecnologías de media temperatura son bastante comunes los equipos de seguimiento en los ejes cardinales, norte-sur o este-oeste. Estos tipos de seguimiento no son los únicos, ya que podemos encontrarlos con posibilidad de giro en todos los sentidos, pero se complica mucho su fabricación, por lo que no suele ser una solución muy adecuada para este tipo de sistemas de captación.

En la actualidad, las instalaciones de media temperatura más usuales que se han realizado han sido en la producción de vapor para procesos industriales y en la producción de energía eléctrica en pequeñas centrales de 30 a 2000 kW.

Plantación solar de media temperatura

Sabía que...

Existen otras aplicaciones de la energía solar, como la desalinización o la refrigeración.

En este tipo de tecnología, la radiación solar puede servir para producir energía eléctrica a gran escala. Como se mencionó con anterioridad, esta electricidad se consigue convirtiendo el calor en energía mecánica y, posteriormente, en energía eléctrica. En estas instalaciones, también conocidas como termoeléctricas, se utilizan procesos tecnológicos parecidos a los utilizados en las instalaciones de media temperatura, pero con mayor capacidad para poder concentrar los rayos solares y así alcanzar temperaturas más elevadas. En este tipo de sistemas se llegan a superar los 2000 °C de temperatura debido a la colocación de un número elevado de espejos enfocados hacia el mismo punto con el fin de calentar un fluido hasta convertirlo en vapor. Esto hace que la presión sea bastante elevada y esta permite el accionamiento de una turbina que, a su vez, impulsará un generador eléctrico.