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E NERGÍA   S OLAR  T ÉRMICA Paloma Román  Gómez
1. EL SOL FUENTE DE ENERGÍA ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
FRECUENCIAS DE DISTINTOS TIPOS DE RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
VARIACIÓN DE LA ENERGÍA SOLAR ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
ENERGÍA EMITIDA POR EL SOL: CONSTANTE SOLAR ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
RADIACIÓN SOLAR QUE LLEGA AL EXTERIOR DE LA ATMÓSFERA  A LO LARGO DEL AÑO
COMPOSICIÓN DE LA ENERGÍA SOLAR ENERGÍA PROCEDENTE DEL SOL ANTES DE ATRAVESAR LA ATMÓSFERA Viene expresada por la constante solar Es  una mezcla de radiaciones de longitudes de onda  que varían entre 200 y 4000 nm Radiación u ltravioleta Radiación visible Radiación infrarroja KW DESPUÉS DE ATRAVESAR LA ATMÓSFERA Pierde intensidad  y modifica su distribución espectral Fenómenos de absorción, reflexión y difusión causados por la acción de los gases, vapor de agua y partículas que la forman Debido a El Ozono Absorbe casi toda la  radiación UV Absorbe parte de la  radiación IR Vapor de agua y CO 2 Otros factores Como Distribución espectral de la radiación solar Espesor de la atmósfera Situación geográfica del lugar Época del año etc.
LA ENERGÍA DEL SOL SOBRE LA SUPERFICIE TERRESTRE I ,[object Object],[object Object]
ATENUACIÓN ATMOSFÉRICA
LA ENERGÍA DEL SOL SOBRE LA SUPERFICIE TERRESTRE II
RADIACIÓN GLOBAL RADIACIÓN GLOBAL (Energía que recibe  la Tierra del Sol) Radiación solar directa  (reflejada) Atraviesa la atmósfera sin sufrir cambios Es direccional: con una orientación privilegiada Radiación fácilmente evaluable Radiación solar indirecta  (difusa o dispersa) Es dispersada   Los componentes de la  atmósfera El albedo (parte de la  radiación solar dispersada  por el suelo) Por No es enfocable por un sistema óptico Es enfocable por un sistema óptico No es direccional: sin una orientación privilegiada Radiación difícilmente evaluable Puede ser Puede ser
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA ENERGÍA DE LA RADIACIÓN SOLAR FACTORES CALCULABLES FACTORES PREDECIBLES CODICIONES CLIMATOLÓGICAS HORA DEL DÍA LATITUD DEL LUGAR ORIENTACIÓN DE LA  SUPERFICIE
El RECURSO SOLAR ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
MAPAS SOLARES ,[object Object],[object Object],[object Object]
OBTENCIÓN DE MAPAS SOLARES ,[object Object],Cálculo  experimental Cálculo  matemático Mediante Instrumentos Perioheliómetros Piranómetros Heliógrafos Miden la radiación global Miden la radiación directa Miden la duración de la Insolación (horas reales  de Sol) Q= Q 0  [ a+b ( S/S 0 )] Donde Q = Radiación media diaria en  Kw.*h / m ^  2  * día Mediante Q 0  = Radiación en el exterior de la  atmósfera. (cte. solar por el  coseno de la latitud del lugar) S = nº de horas de Sol registradas a, b = ctes. específicas del lugar  (medida experimental) S 0  = nº máximo posible de horas  de Sol
2. FORMAS DE CAPTACIÓN DE LA ENERGÍA SOLAR ,[object Object],[object Object],- DISPERSIÓN: Su densidad en las condiciones más favorables es baja (1Kw / m^2) Para obtener densidades de energía elevadas se necesitan: ,[object Object],[object Object],[object Object],- INTERMITENCIA: Es necesario almacenar la energía captada. ,[object Object]
2. FORMAS DE CAPTACIÓN  CAPTACIÓN TÉRMICA CAPTACIÓN FOTÓNICA  CAPTACIÓN PASIVA CAPTACIÓN ACTIVA Baja  Temperatura T< 90º C Arquitectura  solar Media  Temperatura T< 300º C Alta  Temperatura T< 800º C CAPTACIÓN FOTOQUÍMICA  CAPTACIÓN  FOTOVOLTAICA  BIOMASA  FOTOQUÍMICA
2.1. CAPTACIÓN SOLAR TÉRMICA PASIVA: ARQUITECTURA SOLAR  ,[object Object],[object Object],[object Object]
2.1.1. ELEMENTOS BÁSICOS EN LA  ARQUITECTURA SOLAR  ,[object Object],-  Masa Térmica:  Su función es almacenar la energía.  Está formada por elementos estructurales  y volúmenes de la casa destinados al  almacenamiento.  Están rellenos de algún material acumulador  (piedras, agua, etc.) ,[object Object],[object Object],[object Object]
2.1.3. APLICACIONES DE LA ARQUITECTURA SOLAR  ,[object Object]
2.1.4. ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA  ,[object Object]
2.2. CONVERSIÓN TÉRMICA ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
CONCENTRAR LA RADIACIÓN SOLAR ,[object Object],[object Object]
SISTEMA IDEAL DE CONCECENTRACIÓN
SISTEMAS REALES DE CONCECENTRACIÓN
2.2.1.  CONVERSIÓN TÉRMICA DE BAJA TEMPERATURA
CONVERSIÓN TÉRMICA DE BAJA TEMPERATURA ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
COMPONENTES  ,[object Object],COLECTOR SISTEMA DE ALMACENAMIENTO SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN SISTEMA DE MEDIDA Y CONTROL Su finalidad es la captación de la energía solar   Su finalidad es  almacenar el agua caliente que viene de los paneles para su uso posterior. Su finalidad es  transportar el agua caliente desde el colector al acumulador y de allí a los puntos de consumo Su finalidad es  poner en funcionamiento los distintos circuitos y los instrumentos de medida
COLECTOR  ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
COLECTOR: PARTES Elemento encargado de captar la energía contenida en la radiación solar y transferirla al fluido a calentar.
RENDIMIENTO EN FUNCIÓN DEL REVESTIMIENTO DE LA SUPERFICIE DE CAPTACIÓN
SISTEMA DE ALMACENAMIENTO ,[object Object]
SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN ,[object Object],[object Object]
TIPOS DE SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN ,[object Object],INSTALACIONES DE CIRCUITO CERRADO INSTALACIONES DE CIRCUITO ABIERTO El agua que atraviesa los colectores es usada directamente para consumo   Con dos circuitos   Con un circuito   Primario Colectores  y  la bomba de impulsión Secundario Intercambiador térmico, depósito de acumulación y bomba del circuito secundario Formado por Formado por
FUNCIONAMIENTO DE UNA INSTALACIÓN DE CIRCUITO CERRADO ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
FUNCIONAMIENTO DE UNA INSTALACIÓN DE CIRCUITO CERRADO ,[object Object],[object Object],[object Object]
APLICACIONES DE LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA DE BAJA TEMPERATURA ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
2.2.2. CONVERSIÓN TÉRMICA DE MEDIA TEMPERATURA
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA DE MEDIA TEMPERATURA ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
ESQUEMA DE UNA INSTALACIÓN SOLAR  DE MEDIA TEMPERATURA ,[object Object],2. Entrada de líquido caloportador frío en el colector (liquido que va a captar el calor recibido en el colector para transportarlo a otros puntos de la instalación). 3. Salida de líquido caloportador caliente del colector. 4. Sistema de orientación para seguir el movimiento del sol.
ESQUEMA DE UNA INSTALACIÓN SOLAR  DE MEDIA TEMPERATURA ,[object Object],[object Object],[object Object],8. Turbina donde se utiliza la presión del vapor para generar movimiento mecánico que moverá un generador eléctrico.  9. Condensador de vapor, que lo enfría y lo convierte en agua.  10. Entradas de agua fría al condensador.
Funcionamiento ,[object Object],[object Object],3. El fluido ya calentado es conducido a un almacén térmico, pasando de ahí al condensador de vapor  4. El vapor alimenta el turboalternador, que genera energía. Tras su paso por el transformador, estará lista para ser distribuida a la red.
[object Object],COMPONENTES DE UNA INSTALACIÓN : Los Colectores Es donde  se produce el calentamiento del fluido térmico debido a la  radiación del sol.  Está compuesto por: - El concentrador (capaz de concentrar toda la energía que  le llega  del sol en un punto o una línea)  - El elemento captador
[object Object],COMPONENTES DE UNA INSTALACIÓN : Tipos de Colectores De Concentración De Vacío Refracción Reflexión Reflectores lineales de  Fresnel Espejos Cilíndrico-parabólicos Planos Circulares
E. S. T. DE MEDIA TEMPERATURA: El Colector solar  de vacío ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
E. S. T. DE MEDIA TEMPERATURA: El Colector solar de concentración ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
E. S. T. DE MEDIA TEMPERATURA: Colector de concentración por refracción ,[object Object],[object Object]
E. S. T. DE MEDIA TEMPERATURA: Colector de concentración por reflexión ,[object Object],[object Object],[object Object]
Estructura de un colector cilíndrico-parabólico I ,[object Object]
Estructura de un colector cilíndrico-parabólico II ,[object Object]
COMPONENTES DE UNA INSTALACIÓN : Sistemas de seguimiento del Sol ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
COMPONENTES DE UNA INSTALACIÓN : Sistemas típico de seguimiento del Sol
COMPONENTES DE UNA INSTALACIÓN : Otros elementos ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA DE   MEDIA TEMPERATURA: APLICACIONES ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
2.2.3.  CONVERSIÓN TÉRMICA DE ALTA TEMPERATURA
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA DE ALTA TEMPERATURA ,[object Object],[object Object]
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA DE ALTA TEMPERATURA: Principios de Funcionamiento ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA DE ALTA TEMPERATURA: Sistema de receptor central ,[object Object],[object Object]
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA DE ALTA TEMPERATURA: Componentes del Sistema de receptor central ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA DE ALTA TEMPERATURA (SRC): Helióstato ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA DE ALTA TEMPERATURA (SRC): La Torre y el Receptor ,[object Object],[object Object],[object Object]
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA DE ALTA TEMPERATURA (SRC): Central solar térmica
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA DE ALTA TEMPERATURA: Sistema de  discos parabólicos ,[object Object],[object Object],[object Object]
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA DE ALTA TEMPERATURA (SDP): Sistema de  concentración ,[object Object],PRIMERO:  Calentar un fluido y producir vapor para generar energía eléctrica, a partir de este momento, el proceso de utilización del calor transferido al fluido caloportador o térmico es similar al de la energía solar de media temperatura.  SEGUNDO:   Utilizar la energía, es como fuente de calor para un horno. Este sistema tiene la enorme ventaja de que no existen posibles contaminaciones del material que se funde, por lo que es utilizado en algunos procesos especiales de fabricación.  TERCERO:  Concentrar el calor sobre el foco caliente de un motor Stirling y producir directamente energía eléctrica mediante este motor.
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA DE ALTA TEMPERATURA (SDP): Motor Stirling ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA DE ALTA TEMPERATURA (SDP): Motor Stirling

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Energía Solar Térmica

  • 1. E NERGÍA S OLAR T ÉRMICA Paloma Román Gómez
  • 2.
  • 3.
  • 4.
  • 5.
  • 6.
  • 7. RADIACIÓN SOLAR QUE LLEGA AL EXTERIOR DE LA ATMÓSFERA A LO LARGO DEL AÑO
  • 8. COMPOSICIÓN DE LA ENERGÍA SOLAR ENERGÍA PROCEDENTE DEL SOL ANTES DE ATRAVESAR LA ATMÓSFERA Viene expresada por la constante solar Es una mezcla de radiaciones de longitudes de onda que varían entre 200 y 4000 nm Radiación u ltravioleta Radiación visible Radiación infrarroja KW DESPUÉS DE ATRAVESAR LA ATMÓSFERA Pierde intensidad y modifica su distribución espectral Fenómenos de absorción, reflexión y difusión causados por la acción de los gases, vapor de agua y partículas que la forman Debido a El Ozono Absorbe casi toda la radiación UV Absorbe parte de la radiación IR Vapor de agua y CO 2 Otros factores Como Distribución espectral de la radiación solar Espesor de la atmósfera Situación geográfica del lugar Época del año etc.
  • 9.
  • 11. LA ENERGÍA DEL SOL SOBRE LA SUPERFICIE TERRESTRE II
  • 12. RADIACIÓN GLOBAL RADIACIÓN GLOBAL (Energía que recibe la Tierra del Sol) Radiación solar directa (reflejada) Atraviesa la atmósfera sin sufrir cambios Es direccional: con una orientación privilegiada Radiación fácilmente evaluable Radiación solar indirecta (difusa o dispersa) Es dispersada Los componentes de la atmósfera El albedo (parte de la radiación solar dispersada por el suelo) Por No es enfocable por un sistema óptico Es enfocable por un sistema óptico No es direccional: sin una orientación privilegiada Radiación difícilmente evaluable Puede ser Puede ser
  • 13. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA ENERGÍA DE LA RADIACIÓN SOLAR FACTORES CALCULABLES FACTORES PREDECIBLES CODICIONES CLIMATOLÓGICAS HORA DEL DÍA LATITUD DEL LUGAR ORIENTACIÓN DE LA SUPERFICIE
  • 14.
  • 15.
  • 16.
  • 17.
  • 18. 2. FORMAS DE CAPTACIÓN CAPTACIÓN TÉRMICA CAPTACIÓN FOTÓNICA CAPTACIÓN PASIVA CAPTACIÓN ACTIVA Baja Temperatura T< 90º C Arquitectura solar Media Temperatura T< 300º C Alta Temperatura T< 800º C CAPTACIÓN FOTOQUÍMICA CAPTACIÓN FOTOVOLTAICA BIOMASA FOTOQUÍMICA
  • 19.
  • 20.
  • 21.
  • 22.
  • 23.
  • 24.
  • 25. SISTEMA IDEAL DE CONCECENTRACIÓN
  • 26. SISTEMAS REALES DE CONCECENTRACIÓN
  • 27. 2.2.1. CONVERSIÓN TÉRMICA DE BAJA TEMPERATURA
  • 28.
  • 29.
  • 30.
  • 31. COLECTOR: PARTES Elemento encargado de captar la energía contenida en la radiación solar y transferirla al fluido a calentar.
  • 32. RENDIMIENTO EN FUNCIÓN DEL REVESTIMIENTO DE LA SUPERFICIE DE CAPTACIÓN
  • 33.
  • 34.
  • 35.
  • 36.
  • 37.
  • 38.
  • 39. 2.2.2. CONVERSIÓN TÉRMICA DE MEDIA TEMPERATURA
  • 40.
  • 41.
  • 42.
  • 43.
  • 44.
  • 45.
  • 46.
  • 47.
  • 48.
  • 49.
  • 50.
  • 51.
  • 52.
  • 53. COMPONENTES DE UNA INSTALACIÓN : Sistemas típico de seguimiento del Sol
  • 54.
  • 55.
  • 56. 2.2.3. CONVERSIÓN TÉRMICA DE ALTA TEMPERATURA
  • 57.
  • 58.
  • 59.
  • 60.
  • 61.
  • 62.
  • 63. ENERGÍA SOLAR TÉRMICA DE ALTA TEMPERATURA (SRC): Central solar térmica
  • 64.
  • 65.
  • 66.
  • 67. ENERGÍA SOLAR TÉRMICA DE ALTA TEMPERATURA (SDP): Motor Stirling