ENERGÍA SOLAR€¦ · rodeada de un campo de 624 grandes espejos (helióstatos) del tamaño de un piso de 121 metros cuadrados cada uno que convergen los rayos del sol hacia la torre,

ARTEFACTOS DOMARTEFACTOS DOMÉÉSTICOSSTICOS

AA

ENERGENERGÍÍA SOLARA SOLARIDEAS PARA SU DESARROLLO

Y APLICACIÓN

Ing. RenIng. Renéé O. GalianoO. GalianoEmpresa Provincial de la EnergEmpresa Provincial de la Energíía de Santa Fea de Santa Fe

[email protected]@epe.santafe.gov.ar

22Ing. RenIng. Renéé O. GalianoO. Galiano

"The sun shines not on us, but in "The sun shines not on us, but in usus"""El Sol no brilla sobre nosotros, sino dentro de nosotros" ("El Sol no brilla sobre nosotros, sino dentro de nosotros" (JohnJohn Muir)Muir)

Fuente de vida.... y energFuente de vida.... y energíía!a!

EL SOLEL SOL

PARA VIVIR NECESITAMOS:PARA VIVIR NECESITAMOS:

AIRE, AGUA, ALIMENTOSAIRE, AGUA, ALIMENTOSYY……


Con el Sol las plantas Con el Sol las plantas

fabrican sus tejidos fabrican sus tejidos

vivosvivos

Los animales se Los animales se

nutren de plantas y de nutren de plantas y de

otros animalesotros animales

Nosotros hacemos lo Nosotros hacemos lo

mismomismo

Pero el Sol puede Pero el Sol puede

hacer mucho mhacer mucho máás,...s,...


EL SOL

P= 4 x 1023 kW/seg.Constante solar para la tierra:

1.353 kW/m2

VALORES MÁXIMOS RECIBIDOS:

~ 1200 WATTS/m2

P= 4 x 10P= 4 x 102323 kWkW/seg/seg.Constante solar para la tierraConstante solar para la tierra:

1.3531.353 kWkW/m/m22

VALORES MVALORES MÁÁXIMOS RECIBIDOS:XIMOS RECIBIDOS:

~~ 1200 WATTS/m1200 WATTS/m22


RadiaciRadiacióón Solar a Nivel Mundialn Solar a Nivel Mundial


A Nivel A Nivel

SUDAMSUDAMÉÉRICARICAA Nivel A Nivel

PAPAÍÍSS


SSolarolar

FotovoltaicaFotovoltaica

TTéérmica Directarmica Directa

TTéérmicas Indirectasrmicas Indirectas

Solar pasivaSolar pasiva



LA ENERGLA ENERGÍÍAA

SOLARSOLARTTÉÉRMICARMICA

INDIRECTAINDIRECTA

(O de Alta (O de Alta Temperatura)Temperatura)



helihelióóstatostato

Constructivamente, es necesario concentrarla radiación solar para que se puedanalcanzar temperaturaselevadas, de 300 º C hasta 1000 º C,

Central de TorreCentral de Torre


LaLa plantaplanta constaconsta dede unauna torretorre de 114 metros de de 114 metros de alturaalturarodeadarodeada de un campo de 624 de un campo de 624 grandesgrandes espejosespejos((helihelióóstatosstatos) del ) del tamatamaññoo de un de un pisopiso de 121 metros de 121 metros cuadradoscuadrados cadacada unouno queque convergenconvergen los los rayosrayos del sol del sol haciahacia lala torretorre,, dondedonde un receptor un receptor transformatransforma la la radiaciradiacióónn concentradaconcentrada enen energenergííaa ttéérmicarmica yyposteriormenteposteriormente en vapor de en vapor de aguaagua parapara alimentaralimentar unaunaturbinaturbina convencionalconvencional. La PS 10 . La PS 10 generargeneraráá 24,224,2 GWhGWh dedeenergenergííaa yy evitarevitaráá lala emisiemisióónn de 9.300 de 9.300 toneladastoneladas anualesanualesde CO2. de CO2.

Sanlúcar (Sevilla)



CILINDROCILINDRO--PARABPARABÓÓLICASLICAS


Central cilindroCentral cilindro--parabparabóólicalica


PARABPARABÓÓLICOSLICOS


comedor del templo de Tirupathi, en Andrah Pradesh / 18.000 comnenales-día108 reflectores parabólicos de tipo Scheffler


Algo realmente fuera de lo comAlgo realmente fuera de lo comúúnnManzanaresManzanares

MilduraMildura -- AustraliaAustralia


MILDURA - AUSTRALIA

3030ºº CC

20º C

70º C


…….COMENZAR.COMENZAR A UTILIZAR LA ENERGA UTILIZAR LA ENERGÍÍAASOLAR TSOLAR TÉÉRMICARMICA DIRECTADIRECTA

Pero QUÉ PODEMOS HACER NOSOTROS….?


Repasando…..

La luz solar está dividida en diversos campos, de los cualesse pueden diferenciar 4:

InfrarrojoInfrarrojoLuz visibleLuz visibleUltravioletaUltravioletaRayos x y radiaciones cRayos x y radiaciones cóósmicassmicas..

Las radiaciones solares tienen efecto:

TTéérmicormicoÓÓpticopticoQuQuíímicomicoFotoelFotoelééctricoctrico


ENTRE LAS DISTINTAS MANERAS QUE ENTRE LAS DISTINTAS MANERAS QUE TENEMOS DE APROVECHAR LA TENEMOS DE APROVECHAR LA

RADIACIRADIACIÓÓN SOLAR, UNA DE LAS MN SOLAR, UNA DE LAS MÁÁSSCOMUNES ES:COMUNES ES:

**El Calentamiento de fluidosEl Calentamiento de fluidosaa-- agua y lagua y lííquidos especialesquidos especiales

bb-- fluidos gaseososfluidos gaseosos


EL COLECTOR SOLAR PLANOEL COLECTOR SOLAR PLANO

• Buena capacidad de absorciBuena capacidad de absorcióón de la radiacin de la radiacióón solarn solar

•• El mejor aislamiento en sus partes no absorbentesEl mejor aislamiento en sus partes no absorbentes

•• Lograr el mayor Lograr el mayor Efecto InvernaderoEfecto Invernadero posibleposible


1.1.-- Marco de aluminio Marco de aluminio anodizadoanodizado..2.2.-- Cubierta de vidrio Cubierta de vidrio templado, bajo contenido templado, bajo contenido enen fierrofierro..3.3.-- PlacaPlaca absorbedoraabsorbedora..Enrejado con aletas de Enrejado con aletas de cobre.cobre.4.4.-- Cabezales de Cabezales de alimentacialimentacióón y descarga n y descarga de agua.de agua.5.5.-- Aislante, usualmente Aislante, usualmente poliestirenopoliestireno, o , o unicelunicel6.6.-- Caja del colector, Caja del colector, galvanizada.galvanizada.



LAS DOS PARTES FUNDAMENTALESDEL CALEFON SOLAR

EL TANQUE DE EL TANQUE DE ACUMULACIACUMULACIÓÓNN

ELEL COLECTOR SOLAR COLECTOR SOLAR PLANOPLANO

EL CALEFON SOLAR



CALENTAMIENTO INDIRECTO DEL AGUA



El Tubo Evacuado:Los tubos evacuados de los colectores están hechos de dos tubos de vidrio concéntricos, es decir, uno adentro del otro, con alto vacío entre los dos. El vidrio es de Boro-Silicato (también conocido como “tipo Pyrex”), un vidrio más resitente a los shocks térmicos y a los golpes, y por lo tanto adaptable a cualquier condición climática, incluso climas polares. Por ejemplo, su resistencia está ensayada para granizo de 35 mm.


Solar Térmica Directa

Calentamiento de aire




……COCINAR

CON

EL

SOL !


El agua contenida El agua contenida en el vaso esten el vaso estáá

hirviendo y no esthirviendo y no estáásobre una llama ni sobre una llama ni sobre un calentador sobre un calentador

elelééctricoctrico..

Qué hace hervir el agua?


El Sol calienta el agua del El Sol calienta el agua del vaso. El vaso estvaso. El vaso estáá en la en la posiciposicióón justa en el n justa en el focofocode un reflector con forma de un reflector con forma de plato.de plato.

El plato tiene un perfil El plato tiene un perfil con la forma de una con la forma de una curva llamada curva llamada parparáábolabola.

Las superficies reflectoras parabólicas tienen la propiedad de concentrar la radiación


La radiaciLa radiacióón llega desde el n llega desde el Sol y la superficie Sol y la superficie reflectora del plato la reflectora del plato la concentra en una concentra en una pequepequeñña regia regióón llamadan llamadafocofoco

La radiaciLa radiacióónninfrarroja es infrarroja es

absorbida por el absorbida por el agua situada en el agua situada en el

foco, y esto hace que foco, y esto hace que su temperatura su temperatura

comience a comience a aumentar hasta el aumentar hasta el punto de ebullicipunto de ebullicióónn


SURGE ASÍ

LA

COCINASOLAR

PARABÓLICA REFLECTANTE(LLAMADAS TAMBIÉN

DE“CONCENTRACIÓN”)


LAS HAY MUY SIMPLESLAS HAY MUY SIMPLES……..

TIPO PANEL DE TIPO PANEL DE CARTCARTÓÓNN


TIPO EMBUDOSTIPO EMBUDOS


Desde muy Desde muy ingeniosos y ingeniosos y sencillossencillos……....

UnUn fuentfuentóónnplpláásticostico ……....


HASTA MUY EFECTIVOS, CON COMPLEJOS HASTA MUY EFECTIVOS, CON COMPLEJOS MECANISMOS DE SEGUIMIENTO SOLARMECANISMOS DE SEGUIMIENTO SOLAR

TIPOTIPOSCHEFFLERSCHEFFLER



BÁSICAMENTE….. Consiste en un paraboloide de Consiste en un paraboloide de

superficie pulida a espejo, superficie pulida a espejo,

que actque actúúa como resultado de la a como resultado de la

concentraciconcentracióón de los rayos solares en n de los rayos solares en

un foco.un foco.


Si construyéramos un reflector de 1 m de diámetro (075 m2 útiles de reflexión), podríamos obtener..



Del diseDel diseñño,o,resultarresultaráá unaunamayor o menor mayor o menor distancia focaldistancia focal……..


Hay para todos los gustosHay para todos los gustos……

4949Ing. RenIng. Renéé O. GalianoO. GalianoGRANADA 2005GRANADA 2005


ProducciProduccióón Localn Local

SSíí, se pueden , se pueden fabricar en el pafabricar en el paííss


4..2582.0486.374Mt. Stronlo, Australia, 35º S

4.2862.0757.188Buenos Aires, Argentina, 35º S

5.0863.6356.293Mesina, Sudáfrica, 22º S

2.3874.720488Londres, Inglaterra, 52º N

3.1466.184624Seattle, Washington, 47º N

3.3095.3981.220Madison, Wisconsi, 43º N

4.5027.1061.655Fresno, California, 37º N

5.5257.4083.274El Paso, Texas, 32º N

5.2625.4254.177San Juan, Puerto Rico, 18º N

Promedio anualJunio

Kilocal/m2

Diciembre

Kilocal/m2Localidad y sus latitudes

LA RADIACIÓN EN KILOCALORÍAS


La Eficiencia Energética de la Cocina Solar

••Tomamos como ejemplo una cocina SK 14, reflector cTomamos como ejemplo una cocina SK 14, reflector cóóncavo de 140 ncavo de 140 cmcm de dide diáámetro.metro.

••La Apertura Solar es la superficie de la parLa Apertura Solar es la superficie de la paráábolabola (A)(A) es de 1,5 m2.es de 1,5 m2.

••El rendimiento neto es del orden del 50% (El rendimiento neto es del orden del 50% (nn= 0,5).= 0,5).

••Tomamos una energTomamos una energíía efectiva a efectiva (E)(E) de 2000 kWh/m2/ade 2000 kWh/m2/añño (Santa o (Santa Fe).Fe).

••La EnergLa Energíía efectiva (a efectiva (EfEf) de la cocina es: ) de la cocina es: E x A x nE x A x n

2000 x 1.5 x 0,5 =2000 x 1.5 x 0,5 = 15001500 kWhkWh/a/añño.o.

••Un kilo de leUn kilo de leñña ra ráápida posee una energpida posee una energíía efectiva de 0.21 a efectiva de 0.21 kWhkWh/kg./kg.

••Le energLe energíía de la cocina , equivale a 9524 a de la cocina , equivale a 9524 kgkg/a/añño de leo de leñña.a.

••Si tenemos en cuenta que 1 Si tenemos en cuenta que 1 kgkg de lede leñña quemada equivale a 1.83 a quemada equivale a 1.83 kgkgde CO2de CO2: el resultado es que habremos ahorrado 17429 : el resultado es que habremos ahorrado 17429 kgkg dedeCO2 por aCO2 por aññoo……....

NUESTRA ATMNUESTRA ATMÓÓSFERA, AGRADECIDA!!!SFERA, AGRADECIDA!!!


El Horno SolarEl Horno Solar

El primer horno El primer horno

solar fue inventada solar fue inventada

en 1767 por en 1767 por HoraceHorace

dede SaussureSaussure, un , un

naturalista suizo naturalista suizo


Auguste Mouchot en 1861


FUE PASANDO EL FUE PASANDO EL TIEMPOTIEMPO……

HASTA LLEGAR A HASTA LLEGAR A NUESTROS DNUESTROS DÍÍASAS


HORNO SOLAR Tipo CajaHORNO SOLAR Tipo Caja


Conceptos generales mConceptos generales máás relevantes para el dises relevantes para el diseñño de un HSHo de un HSH

1. Materiales necesarios

2. Diseño y proporciones

3. Realización de la cocina solar

Horno solar: cubierta, ventana y reflector


Principio del horno solarPrincipio del horno solar

Termomasa

Cubierta Acristalada

Cuerpo Aislante


Almacenando el Calor

RADIACIONCONDUCCIONCONVECCION

Masa térmica Aislación


Hornos de cubiertaHornos de cubierta

InclinadaInclinada


captando los rayos solarescaptando los rayos solares


Lateral de Lateral de maderamaderaresistenteresistente

Varillas que refuerzan la Varillas que refuerzan la estructura. Espesor estructura. Espesor equivalente (o levemente equivalente (o levemente menor) al espesor del menor) al espesor del aislanteaislante

Marco de boca Marco de boca de madera de madera reforzada.reforzada.

(Hace de cierre (Hace de cierre del aislante). del aislante).

SerSeráá apoyo de apoyo de la tapa doble la tapa doble

cristal.cristal.EncolarEncolar

Fondo Encolado y Fondo Encolado y atornillado a los atornillado a los lateraleslaterales

TelgoporTelgopor recortado y encastrado entre los refuerzos recortado y encastrado entre los refuerzos del fondo (es conveniente cerrarlo con una tapa del fondo (es conveniente cerrarlo con una tapa superior de madera liviana superior de madera liviana ––hoja de terciado o hoja de terciado o chapadurchapadur-- o una lo una láámina de aluminio de manualidades)mina de aluminio de manualidades)

TornillosTornillos dedemaderamadera

Curso de construcción


Burlete de goma ancha y alta densidad donde debe asentar el marco de la puerta

Tabla liviana o caja hecha de terciado con telgopor en el interior. Es importante para un mejor cierre de la tapa, y evitar pérdidas al exterior. El horno es más eficiente si se la recubre con material reflectante.

Material reflectante en los laterales. En este caso

recubierto sobre el telgopor con una lámina de Isolant (membrana

para aislante bajo techo que posee una cara

aluminizada y la otra en poliuretano expandido)

Curso de construcción


HORNO EN CASAHORNO EN CASA



PROPORCION DEL HORNO PROPORCION DEL HORNO SOLARSOLAR



ALDEA RURAL ESCOLAR Arroyo EL GUSANO


HORNOSHORNOS


HORNOS


RESULTADOSRESULTADOS




Venado Tuerto 2008

ASADES 2008


DeshidratadorDeshidratadorsolarsolar


EconEconóómico: tipo estantemico: tipo estante


Damascos secos

Secado Solar en el Cajón del Maipo


SECADOR SOLAR PARA ALDEAS

RURALES

AIRENATURAL

SalidaAire

1.10m

1.00m

0.30m

0.54m

COLECTOR

CAJON – TORRE DE SECADO

BANDEJAS MOVILES

AIRE CALIENTE

CUBIERTATRANSPARENTE



DiseDiseñño llamativoo llamativo


Por último, un artefacto muy útil en zonas con escasez de agua potable: EL DESTILADOR SOLAREL DESTILADOR SOLAR


En la construcción de cualquier artefacto de esta naturaleza, es importantetener en cuenta el factor costo-beneficio.

De allí se deberá evaluar cuales son los materiales más convenientes a utilizar, en función del uso que tendrá el artefacto

Por lo tanto, es muy interesante la aplicación de materiales reciclados o pasibles de ser reutilizados.


EN DEFINITIVA,

ESTE TIPO DE USOS IMPLICA:

•EVITAR O REDUCIR EL CONSUMO DE COMBUSTIBLES FÓSILES

•CONTRIBUIR A LA DISMINUCIÓN DEL CALENTAMIENTO GLOBAL

•CAMBIAR LAS PAUTAS CULTURALES EN POS DE UN USO RACIONAL DE LA ENERGÍA


FIN


BIBLIOGRAFIALibrosLibros

-- LL’’ENERGIAENERGIA FOTOVOLTAICA. ENELFOTOVOLTAICA. ENEL-- Italia 1994Italia 1994

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Renovables)Renovables)

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EnergEnergíías Renovables y Ambienteas Renovables y Ambiente-- ASADES)ASADES)


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EL DRAMA DE LA DESERTIZACIÓN

“los agrocombustiblestambién son culpables”

No es que haya que oponerse al completo, sobre todo a los de segunda generación,pero hay que ser muy cautos y hacer bien las cuentas

José Santamarta, responsable en España del

Instituto World Watch

“¡Pongan sangre en su motor! La tragedia de los necrocarburantes”

Dominique Guillet, 24 de Marzo de 2007


COSTOS (sin instalación)

Sistema tradicional de colectores planos

1 colector y un tanque (sistema termosifónico- max. 150 l/día):

De $ 1.500 a $3.000 (dependiendo calidad constructiva)

Tanque de 150 litros $ 2.100



Sistema de tubos evacuados


COSTOS

Horno Solar de Caja (construcción artesanal)

Aprox. $ 500 ( tipo familiar para 5 porciones)

Potencia aproximada: 300 W

Cocina Parabólica (industria nacional)

Aprox. $ 1. 200 ( tipo familiar para 5 porcions)

(potencia aproximada: 600 W)

Alemania,Grecia y Austria participan del 75,3 % del total

de la superficie instalada.

La superficie total instalada de colectores solares térmicos en el mundo se muestra en

la siguiente tabla:

100% 100% 125.000125.000102.5001 102.5001 82.250 82.250 73.000 73.000 Total Total Mundo Mundo

4%4%n.dn.d..n.dn.d..3.500 3.500 3.110 3.110 IsraelIsrael

6%6%8.090 8.090 7.730 7.730 7.360 7.360 7.045 7.045 JapJapóónn

76% 76% 95.000 95.000 87.000 87.000 80.500 80.500 75.000 75.000 ChinaChina

11,2% 11,2% 14.000 14.000 12.300 12.300 9.870 9.870 8.760 8.760 EuropaEuropa

0,3% 0,3% 341 341 271 271 205 205 159 159 EspaEspaññaa

0,3% 0,3% 399 399 349 349 304 304 259 259 ItaliaItalia

1,5% 1,5% 1.922 1.922 1.725 1.725 1.572 1.572 1.402 1.402 Austria Austria

2,2% 2,2% 2.779 2.779 2.619 2.619 2.467 2.467 2.292 2.292 Grecia Grecia

3,9% 3,9% 4.898 4.898 4.148 4.148 3.608 3.608 2.708 2.708 Alemania Alemania

Cuota % Cuota % 2003 2003 2002 2002 2001 2001 2000 2000 PaPaííses ses

Fuente: ESTIF (European Solar Termal Industry Federation)

EL AGUA CALIENTE SOLAR : Europa y el MundoEL AGUA CALIENTE SOLAR : Europa y el Mundo

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ENERGÍA SOLAR€¦ · rodeada de un campo de 624 grandes espejos (helióstatos) del tamaño de un piso de 121 metros cuadrados cada uno que convergen los rayos del sol hacia la torre,