clase solar termica

1. ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
Profesor (a): Elybe Hernandez

2.  Conceptualización de la energía solar térmica
 Tipos de sistemas térmicos
o Sistemas de calentamiento solar de agua ó aire
o Sistemas de calefacción
o Sistemas de refrigeración
 Métodos de colección solar y conversión térmica
 Componentes de los sistemas térmico
 Tipos de colectores solares y características.
 Almacenamiento y transporte de energía térmica.
 Tipos de almacenamiento de energía térmica.
UNIDAD IV

4. Radiación Solar Directa
• Es la radiación que incide sobre los
objetivos iluminados por el sol sin
haber interactuado con nada y sin
cambiar de dirección (es la más
importante en un día soleado)

5. Radiación Difusa
• Es una radiación que incide indirectamente,
como reflejo de la radiación solar que es
absorbida por el polvo y por el aire (es la
radiación típica de los días nublados). La
difusión se produce al desviarse los rayos
solares, debido a las partículas sólidas y las
moléculas, como el vapor de agua, que
existen en la atmósfera.

6. Radiación reflejada o albedo
• Es la radiación procedente de la
reflexión de la radiación directa en los
elementos del entorno (es importante
cerca del mar y en las zonas de
nieve).

7. Factores que intervienen para
estimar el potencial solar
• Las condiciones climatológicas, que
influyen en el grado de nubosidad, la
turbidez atmosférica, viento
predominante.
• Época del año
• La latitud del lugar
• Orientación de la superficie receptora

8. Mapa estimativo de la radicación
solar en el mundo

9. Radiación solar en el mundo
• La radiación es superior en
las zonas ecuatoriales y
tropicales.
• La radiación es inferir en las zonas
polares
• El plano que contiene la órbita de la
tierra alrededor del sol se llama plano
de la eclíptica
• EL eje polar sobre el que gira la
Tierra, está inclinado respecto al
plano de la eclíptica 23.45°.

10. Radiación solar en el mundo

11. Radiación solar en el mundo

12. Radiación Solar en el mundo

13. Latitud

14. Equipos de Medición de la
Radiación Solar
• Piranómetros: Miden la radiación global
(directa + difusa).
• Piroheliómetros (directa)

15. Coordenadas Solares

16. Posición trigonométrica del sol
• Angulo acimutal o acimut: Es el ángulo formado por la
proyección sobre la superficie horizontal del lugar, de la
recta Sol-Tierra con respecto a la recta Norte-Sur
terrestre.
• Angulo cenital: Es el ángulo que forma la línea Sol-
Tierra con la vertical del lugar.
• Altura solar: Es el ángulo formado por la recta Sol-
Tierra, respecto al plano que contiene a la superficie
del lugar.
• Angulo de inclinación de la superficie captadora:
Definido como el ángulo que forma el plano que
contiene a la superficie captadora con el plano
horizontal.
• Acimut del Panel: Angulo de desviación del plano
que contiene a la superficie captadora, respecto
a la recta Norte-Sur terrestre.

17. Ángulos captador

18. Estimación de sombras
• Se deben de colocar los sistemas en
un lugar carente de sombras.
• Se pueden estimar las sombras, si se
hacen los cálculos para el día del
solsticio de invierno en el hemisferio
norte, que es cuando la trayectoria
del sol es más baja, y las longitudes
de las sombras son más altas.

19. Estimación de sombras

20. Elementos que pueden causar
sombras
• Edificios Colindantes
• Árboles
• Tendidos o conducciones aéreas
• Montañas
• Sombras del propio edificio
– Chimeneas, pararrayos, antenas
parabólicas, estructuras de tejado
– (LA PRINCIPAL ACCIÓN ES MOVERSE
PARA EVITAR TODO LO POSIBLE LAS
SOMBRAS)

21. Tecnologías para aprovechar la
energía solar térmica

22. Tecnologías para aprovechar
la energía solar térmica
• Tecnología de conversión térmica, que
absorbe la energía del sol y la
transforma en calor. Mediante esta
tecnología es posible también obtener
electricidad mediante transformación
del calor en una máquina
termodinámica.
• Tecnología de conversión eléctrica,
que permita la transformación
directa de la energía solar en
energía eléctrica.

23. Energía solar pasiva
(Arquitectura bioclimática)

24. Energía solar activa
• Baja
Temperatura
(T<90°)
• Media
Temperatura
(90°<T<400°)
• Alta
Temperatura
(T>400°)

25. Formas de Aprovechamiento Térmico

26. Tecnología solar térmica
de baja temperatura
• Calentamiento de agua por debajo de
su punto de ebullición (agua caliente
sanitaria), se presentan como
subsistemas de captación,
acumulación, intercambiador y
subsistemas auxiliares.

27. Paneles solares térmicos

28. Colectores Planos
• Los colectores planos, captan la energía
solar, transformándola en energía térmica
e impidiendo su salida al exterior (efecto
invernadero), se componen de:
– Cubierta frontal transparente
– Placa captadora o superficie absorbente
– Un circuito hidráulico por donde circula el
fluido que ha de transferir el calor captado
por la placa.
– Dispositivos de aislamiento térmico
– Carcasa exterior protectora

29. Partes de un colector

30. Eficiencia de un captador

31. Esquema conceptual de un sistema
captador solar térmico de baja
temperatura

32. Costos

33. Tecnología Solar Térmica de
Media Temperatura

34. Tecnología Media
Temperatura
• La tecnología solar térmica suele tener dos
aplicaciones diferentes:
– La producción de calor en procesos industriales,
por ejemplo vapor a temperaturas superiores a los
150°C
– La generación de electricidad mediante la
conexión del fluido caliente (hasta 400°C) utilizado
por los colectores a un sistema convencional de
producción de electricidad a partir de un ciclo
térmico.

35. Proceso de producción de
electricidad a partir de la
energía solar

36. Subsistemas empleados por
esta tecnología
• Subsistema de captación
• Subsistema intercambiador de
tanques de aceite
• Subsistema de evaporación de gases
• Subsistema de aplicación

37. Esquema conceptual de un sistema
captador solar térmico de media
temperatura

38. Sistema de seguimiento

39. Sistema de seguimiento

40. Comentarios
importantes
• Los captadores aprovechan la
radiación solar directa, pero
desaprovechan la difusa, por lo
tanto no resultan apropiado en
zonas con cierta nubosidad.
• Es la tecnología más madura
de la solar termoeléctrica.
• La potencia de las centrales de 80
MW a 200 MW

41. Esquema de una planta
solar termoeléctrica de
aceite (HTF)

42. Tecnología solar de alta
temperatura

43. Tecnologías de alta temperatura

44. Discos Parabólicos

45. Centrales de Torre

46. Vista de una central de torre