Curso energia solar térmica

7/17/2019 Curso energia solar trmica

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CALENTADORES SOLARES DE AGUA

Curso de Energa Solar Trmica


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LA ENERGA SOLARTEMA 1 O!"ET#$OS

% Conocer como se &roduce la energa solar ' la (orma en )uellega a la *ierra

% De+nir los conce&*os de in*ensidad radian*e, irradiaci-n 'cons*an*e solar

% #den*i+car las dis*in*as (ormas de radiaci-n solar so.re unasu&er+cie/ direc*a, di(usa ' al.edo % Sa.er como se &uede &osicionar el Sol en cada ins*an*e con

res&ec*o a un o.ser0ador inm-0il si*uado en un &lanoori2on*al/ al*ura solar ' acimu*

% #den*i+car los &rocesos &rinci&ales de a&ro0ecamien*oar*i+ciales de la energa solar/ a.sorci-n *rmica direc*a 'con0ersi-n a energa elc*rica


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EL SOL

En el uni0erso a' una in+nidadde es*rellas, de las cu3les no0emos *odas ' la m3s cercanaes el sol De no ser &or esa&e)ue4a es*rella, *an cercanaa noso*ros no a.ra 0ida en

nues*ro &lane*a Al sol le de.emoslas es*aciones, las *rans(ormacionesenerg*icas necesarias &ara nues*ro.ienes*ar


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ESTRUCTURA DEL SOL

Los da*os m3s in*eresan*es del sol son los siguien*es/ su masa es566666 0eces la de la *ierra, la lu2 solar *arda 7 minu*os en llegara la *ierra, el sol genera su energa median*e reacciones nuclearesde (usi-n )ue se lle0an a ca.o en su n8cleo , los 3*omos deidrogeno se com.inan en*re s &ara (ormar un 3*omo de elioli.erando energa La generaci-n de energa &ro0iene de la

&rdida de masa del sol )ue se con0ier*e en energa de acuerdo ala ecuaci-n de Eins*ein 9E:M;C M#CA ?CONSTANTE SOLAR

Tem&era*uras del sol


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RAD#AC#ON SOLAREl sol des&rende

ra'os de di(eren*eslongi*udes de ondaRa'os in(rarro@os )uenos dan calor, *ienenlongi*ud de ondalarga Somosgol&eadosB conmenor (recuencia con(o*ones cuando lasondas de energasolar son largas Losra'os ul*ra0iole*asson m3s cor*os locual signi+ca )ue m3s(o*ones cocan so.rela *ierra con ma'or(recuencia

La energa del sol 0a desde el in*erior as*ala su&er+cie solar o (o*os(era ' desde all seirradia en *odas direcciones La energa )uese irradia llega a la *ierra a *ra0s deles&acio en cuan*os de energa llamados(o*ones La energa E de un (o*-n se e&resamedian*e la siguien*e E: ; 0

El sol irradia en *odas direcciones ' en unsegundo emi*e una energa de ; 16

=


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LA CONSTANTE SOLAR

A: =71 F 16=5

#: 155 HIm=

J: 57 F 16= : J# A

La cons*an*esolar es el 0alorde la in*ensidadradian*e )uellega a la *ierramedida @us*oso.re laa*m-s(era ' su

0alor medio esde 155 HIm

=

a radiaci-n solar *iene ligeras 0ariaciones a lo largo del a4o de.ido a )ueor.i*a de la *ierra alrededor del sol es el&*ica, en la siguien*e +gura se &uede

&reciar la 0ariaci-n a lo largo del a4o


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LA CONSTANTE SOLAR


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ESJECTRO SOLAR#RRAD#AC#ON E #RRAD#ANC#A

Se de+na la irradiaci-n Ecomo la can*idad de energa radian*e )uellega a una su&er+cie de*erminada en un *iem&o de*erminado Es decires la energa )ue incide so.re una su&er+cie La irradiancia #es laenerga )ue incide &or unidad de *iem&o ' de su&er+cie

# :E

S *- E :# S *

can*idad de energa de.ida a la radiaci-n direc*a )ue &uede ca&*ar una su&er+

e es*a e&ues*a a los ra'os solares de&ende del 3ngulo eis*en*e en*re la&er+cie ' los ra'os del sol Cuando dico 3ngulo es*a a K6 su 0alor ser3 m3ie ir3 reduciendo al disminuir es*e Es*o &roduce )ue se reci.a muco m3s enermedio da )ue en las &rimera o 8l*imas oras del da 'a )ue en es*os 8l*imos cra'o solar ro2a la su&er+cie *erres*re ' el 3ngulo de incidencia es mu' grande


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La in*ensidad de la lu2 del sol )ue

llegaa la su&er+cie *erres*re9irradiancia< disminu'e cuando elsol se ale@a de la &osici-n 0er*ical92eni*


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Ra'os del sol

El eco de )ue las regiones

ale@adas al Ecuador reci.anmenos calor )ue las )uees*3n cercanas al mismo sede.e a la inclinaci-n de losra'os solares *al ' comomues*ra la +gura


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ESJECTRO SOLARLA RAD#AC#>N SOLAR ATRA$#ESA LA ATMOSERA

155 HIm=Es&

acioeC*erior

A*m

os(era

La a*mos(era es un

o.s*3culo a laradiaci-n solar En la&ar*e su&erior de lasnu.es a' unaim&or*an*e reei-nde la energa solar '

'a en la a*mos(eraa' una a.sorci-nim&or*an*e deenerga &or lo cuala8n en das mu'des&e@ados rara 0e2

se llegan a o.*ener0alores ma'ores a1666 HIm en lasu&er+cie de la*ierra La *ra'ec*oriade la energa solarno es rec*a al llegar

=


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ESJECTRO SOLARCOMJONENTES DE LA RAD#AC#ON SOLAR

La radiaci-n elec*romagn*ica )ue emi*e el sol llega a la *ierra en *resdi(eren*es (orma &rinci&almen*e a sa.er/

1%Radiaci-n direc*a/ Los ra'os inciden direc*amen*e sin su(rirdes0iaci-n so.re el colec*or solar=% Radiaci-n di(usa/ Los ra'os )ue en su camino &ara llegar a los&aneles al a*ra0esar la a*mos(era se dis&ersan En das nu.lados es*aes la 8nica (orma de energa )ue llega al colec*or solar5% Radiaci-n al.edo / Ra'os ree@ados &or los cuer&os, cuan*o m3s

claro sea el color de los cuer&os, ma'or ser3 el al.edo


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ESJECTRO SOLARRESUMEN


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JARMETROS DE LA JOS#C#>N SOL%T#ERRALAS ESTAC#ONES DEL APO

Sa.emos )ue el sol sale &or el es*e ' se &one &or el oes*e ele03ndosem3s o menos en el cielo, de&endiendo de la &oca del a4o en la )uenos encon*remos


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La siguien*e +gura mues*ra las &osiciones de la *ierra en sus &un*ose*remos 9sols*icio de 0erano e in0ierno


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En el sols*icio de 0erano *enemos el da m3s largo ' es el =1 de @unio,mien*ras )ue el de menor duraci-n es el == de diciem.re Lases*aciones )uedan delimi*adas &or lo e)uinoccios ' los sols*icios


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JARMETROS DE LA JOS#C#>N SOL%T#ERRAJOS#C#ONAM#ENTO SOLAR

Jara sa.er )ue &osici-n *ieneel sol en cada ins*an*e conres&ec*o a un o.ser0ador)ue se encuen*ra inm-0il enun &lano ori2on*al

u*ili2aremos la al*ura solar 'el a2imu* solar A

La al*ura solar 9< es el 3ngulo )ue(orman los ra'os solares con lasu&er+cie ori2on*al El 3ngulo ceni*al o

dis*ancia ceni*al es el )ue (orma el ra'ocon la 0er*icalEl a2imu* solar 9A< es el 3ngulo de girodel sol medido so.re el &lano ori2on*almedian*e la &ro'ecci-n del ra'o so.redico &lano ' *omando como origen el

nor*e El a2imu* es nega*i0o cuando es*aen el lado es*e 9 &or la ma4ana<


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JARMETROS DE LA JOS#C#>N SOL%T#ERRAJOS#C#ONAM#ENTO SOLAR

La +gura mues*ra la al*ura m3ima )ue alcan2a el sol enlos e)uinoccios ' sols*icios, es*o es im&or*an*econsiderarlo &ara de*erminar la u.icaci-n -&*ima del

calen*ador como se 0era &os*eriormen*e


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Q COMO AJRO$ECAR LA ENERGA SOLARLA NATURALEA EN JR#MER LUGAR

La radiaci-n solar es la

&rinci&al (uen*eenerg*ica de *odas lasenergas conocidas,incluidas las asociadas alos &rocesos 0i*ales


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JROCESOS DE AJRO$ECAM#ENTO ART##C#ALESEs*os &rocesos *ra*an de a&ro0ecar al

m3imo la energa &ara o.*ener o*ra (ormade energa )ue &odamos u*ili2ar Lacon0ersi-n es direc*a s la acemos en unasola e*a&a, el &asar de un (o*-n de lu2 solara la (orma +nal )ue noso*ros &odamosu*ili2ar Ser3 indirec*a cuando el &aso lo

agamos en dos o m3s &asosLa energa solar se &uede *rans(ormar enenerga *rmica ' elc*rica de una (ormadirec*a, siendo los &rocesos ac*uales masim&or*an*esA.sorci-n *rmica direc*a La

radiaci-n solar calien*a el cuer&oso.re el )ue incide ' la can*idad de

energa )ue es*e cede 0a ade&ender de la in*ensidad 'ca&acidad de a.sorci-n del cuer&oen cues*i-n Jara la ca&*aci-ndirec*a de la energa solar sere)uieren dis&osi*i0os ar*i+cialesllamados colec*ores solares Laenerga una 0e2 recogida se em&leaen &rocesos *rmicos u*ili2ado &ara

calen*ar un gas o l)uido )ue luegose dis*ri.u'e

Con0ersi-n a energa elc*rica a'dos *i&os de in*eracci-n Celdas(o*oelc*ricas ' el e(ec*o(o*o0ol*aico


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EL COLECTOR SOLAR 1TEMA = O!"ET#$OS

%De+nir lo )ue es un colec*or solar de &laca &lan ' cu3l es su &rinci&io de(uncionamien*o

%#den*i+car las &ar*es (undamen*ales de un colec*or solar de &laca &lana/a.sor0edor, cu.ier*a *rans&aren*e, aislamien*o ' carcasa

%#ndicar cu3les son los ma*eriales id-neos como cu.ier*a de un colec*or

solar ' las carac*ers*icas )ue de.e cum&lir %Se4alar cuales son los &rinci&ales *ra*amien*os )ue se &ueden reali2ar a

una cu.ier*a &ara me@orar sus &ro&iedades -&*icas %De+nir cual es la (unci-n del a.sor0edor ' sus &rinci&ales carac*ers*icas %Conocer cu3les son las &rinci&ales carac*ers*icas )ue de.e cum&lir un

.uen aislamien*o *rmico de un colec*or %Se4alar cual es la misi-n de la carcasa de un colec*or ' los &rinci&ales&ar3me*ros )ue de+nen su garan*a de duraci-n

%Anali2ar un colec*or solar de &laca &lana o.*eniendo su cur0a derendimien*o ins*an*3neo


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EL COLECTOR SOLAR 1Q UE ES UN COLECTOR SOLAR

Un colec*or solar es un dis&osi*i0oencargado de ca&*ar la radiaci-nsolar ' con0er*ir su energa enenerga calor+ca

Un cuer&o e&ues*o al solreci.e un u@o energ*ico E,con el )ue se calien*a A su0e2, se &roducen &rdidas*rmicas &or radiaci-n,con0ecci-n ' conducci-n, lascuales crecen al acerlo la*em&era*ura del cuer&o


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EL COLECTOR SOLAR 1REND#M#ENTO DE UN COLECTOR SOLAR

a.r3 un ins*an*e en )ue las &rdidas *rmicas E& sean iguales a lasganancias de.idas al u@o )ue incide, llegando a la llamada*em&era*ura de e)uili.rio * &or lo *an*o *endremos/ E : E&

E& 9energa &erdidaR#CO/ EECTO #N$ERNADERO

1% Cu.ier*a *rans&aren*e 9usualmen*e0idrio

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