LA ENERGIA SOLAR TERMICA - ecrsolar.com

1 LA ENERGIA SOLAR TERMICA . Sistemas solares: Se denomina sistema SOLAR al que efect a una conversi n t rmica de la radiaci n SOLAR recibida y aplicada sobre una superficie captadora que se calienta, generando aire o flu do caliente. Generalmente se utilizan vidrieras, las cuales permiten el paso de la luz SOLAR , asegurando una buena penetraci n de la radiaci n y tambi n evitando p rdidas mayores. Los sistemas solares tienen la funci n de: Captaci n: Tienen una superficie captadora, lo que permite el paso de la radiaci n SOLAR , mediante una vidriera, hasta un elemento absorbente como un muro o una placa oscura. Acumulaci n: Se produce con un elemento absorbente ( colector, muro acumulador, acumulador de calor bater a, etc ), que acumula la energ a recibida, para luego suministrarla, seg n la demanda. Circulaci n: Es vital para lograr una adecuada distribuci n del calor captado, desde el elemento acumulador hasta el lugar de consumo.

2 Aislaci n: Es menester tener una buena aislaci n t rmica, para asi poder evitar la menor cantidad de p rdidas posibles en el sistema. Una buena aislaci n asegura una buena inercia t rmica. El bioclimatismo: Tiende a la integraci n de una construcci n o espacio diferenciado, en un determinado clima, intentando lograr un balance t rmico adecuado entre el interior y el exterior. Es decir, utiliza los elementos favorables del clima con el objeto de satisfacer los requerimientos del confort t rmico. El tecnologismo: Tiende a la industrializaci n y estandarizaci n de los elementos arquitect nicos. Entonces, podemos decir que los modelos bioclim ticos y los sitemas tecnol gicos, pueden integrarse en una l nea que va desde la mayor simplicidad, hasta la mayor sofisticaci n. Sistema SOLAR compuesto por colector SOLAR plano & acumulador de calor Esquema de clasificaci n de los sistemas solares: SOL ?

3 ESPACIO ? MASA. 1. VIDRIERA O GANANCIA DIRECTA. 2. INVERNADERO. SOL ? MASA ? ESPACIO. 3. MURO MACIZO SOLO. 4. VIDRIERA + MURO MACIZO LIQUIDO. 5. VIDRIERA + MURO MACIZO SOLIDO CON VENTILACION. 6. VIDRIERA + MURO MACIZO SOLIDO CON VENTILACION. 7. INVERNADERO + MURO MACIZO SIN VENTILACION. 8. INVERNADERO + MURO MACIZO CON VENTILACION. 9. INVERNADERO + MURO MACIZO LIQUIDO. SOL ? COLECTOR ? MASA ? ESPACIO. 10. COLECTOR DE AIRE + LECHO DE PIEDRAS ( sistema pasivo ). 11. COLECTOR DE AIRE + LECHO DE PIEDRAS ( sistema activo ). 12. INVERNADERO + LECHO DE PIEDRAS ( sistema activo ). 13. COLECTOR DE AGUA + ACUMULADOR DE CALOR ( sistema pasivo ). 14. COLECTOR DE AGUA + ACUMULADOR DE CALOR ( sistema activo ). SOL ? PANEL ? BATERIA. 15. PANEL FOTOVOLTAICO + BATERIA ( utilizaci n de electricidad ). En sintesis se puede resumir lo siguiente: MODELO BIOCLIMATICO. SOL ? ESPACIO ? MASA. ( DIRECTO ). SOL ? MASA ?

4 ESPACIO. ( INDIRECTO ). MODELO TECNOLOGICO. SOL ? COLECTOR ? MASA ? ESPACIO. ( INDIRECTO ). SOL ? PANEL ? BATERIA. ( INDIRECTO ). Los sistemas solares pueden ser pasivos y activos, directos o indirectos. Cuando el Sol penetra en el ambiente a calefaccionar es directo. En cambio, cuando se incorpora un muro acumulador o alg n elemento intermedio se lo considera indirecto. Vista exterior del edificio de Rocky Mountain Institute, en Colorado USA, el cual tiene un dise o bioclimatico y emplea tecnologismo. Los sistemas solares pueden dar distintas aplicaciones y conversiones: Conversi n T rmina: Colectores concentradores: Generan altas temperaturas, superiores a los 100 C. Se aplican en hornos industriales, refrigeraci n, bom _beo de l quidos, cocci n de alimentos, experimenta _ci n, etc. Colectores planos: Generan temperaturas de hasta 100 C. Se aplican para calentar aire y l quido. Secado de frutas, se_.

5 Millas y plantines, calefacci n de espacios, calentamiento de agua para piscinas y consumo, precalentamiento de calderas y termotanques, etc. Conversi n Qu mica: Transformador fotoqu mico: Para m todos org nicos e inorg nicos y trabajos de experimentaci n y nuevos desarrollos. Conversi n El ctrica: C lulas fotovoltaicas: Generan electricidad. Se aplican en iluminaci n, se alizaci n, balizaje, boyas, navegaci n, comunicaciones, electrificaci n de alambra_. dos, equipos de radios de transmisi n y recepci n, etc. Sistemas solares pasivos y activos: Sistema SOLAR pasivo: Es cuando el calor es transmitido a trav s de corrientes convectivas naturales, sin el uso de componentes mec nicos. Donde la captaci n, almacenamiento y la circulaci n o distribuci n funcionan solas, sin ning n tipo de ayuda exterior o equipos. Dentro de los sistemas solares pasivos encontramos: La ganancia directa: Esta da la mayor captaci n, es econ mico y simple, ya que la luz SOLAR atraviesa la vidriera o la superficie transparente, aportando calor al espacio.

6 La vidriera puede tener vidrio simple, doble o bien Super Window , con control de las aportaciones solares. En el vidrio simple la transmisi n de la radiaci n SOLAR es mayor que en el doble vidrio, aunque ste ltimo tiene menores p rdidas, es de mayor costo y puede evitar los problemas de condensaci n superficial y en contrapartida el vidrio simple, puede tener problemas de condensaci n superficial, posee mayores p rdidas y es m s econ mico. Invernaderos: Tambi n responde al concepto de aporte directo. Es una superficie vidriada la cual capta los rayos solares, generando un efecto invernadero. Se lo puede combinar con un muro acumulador, optimizando m s el o los ambientes a calefaccionar. Es recomendable hacer un estudio o un dise o bioambiental antes de construir ste tipo de sistema ya que puede generarse un efecto contraproducente, sobrecalentando el espacio. Es por ello que se recomiendan artilugios como cortinas protectoras para evitar dicho problema.

7 Instalaci n de cortinas para protecci n SOLAR en invernadero. Muro acumulador de l quido: El calor almacenado est contenido en el l quido, el cual puede estar en toneles met licos de color negro, los cuales al calentarse generan calor por convecci n, alimentando de calor por radiaci n al ambiente. Los bidones pueden estar colocados detr s de la vidriera en forma horizontal (. forma m s recomendable ) o bien en forma vertical. En lugares donde la temperatura es muy extrema, los barriles son llenados con una mezcla de agua y glicol, para evitar el congelamiento. Tambi n se debe prever una protecci n SOLAR para evitar sobrecalentamiento en el verano. Se estima un volumen de unos 300 litros por cada m de superficie. Muro acumulador sin ventilaci n: Es un muro de macizo de gran masa t rmica, pintado de color oscuro, generalmente negro. Los rayos solares inciden sobre l y ste absorbe el calor, almacen ndolo y aport ndolo en forma constante.

8 Posee una buena inercia t rmica. El rendimiento estar dado por el tipo de material elegido para su construcci n. Muro acumulador con ventilaci n: Tambi n llamado muro Trombe. Es similar al anterior, pero posee orificios o registros de ventilaci n, los cuales permiten una termocirculaci n, pasando el aire fr o por los registros inferiores y las corrientes convectivas calientes por los registros superiores. Este muro macizo trabaja en combinaci n con una superficie vidriada y una c mara de aire por donde circula las corrientes convectivas, de los registros inferiores a los exteriores. Es importante prever una protecci n SOLAR para los meses de mucha intensidad de radiaci n SOLAR . Sistema SOLAR activo: La transmisi n del calor se realiza por medio de componentes mec nicos. Donde la captaci n, el almacenamiento y la circulaci n o distribuci n funcionan con ayuda exterior o equipos. Dentro de los sistemas solares activos encontramos: Invernaderos m s lecho de piedras: Tambi n responde al concepto de aporte directo, pero se le suma un lecho de piedras, logrando la transferencia de calor por una o m s bombas.

9 El calor es almacenado en el lecho o cama de piedras y circula por conductos entre el invernadero y el lecho, para ser distribuido por otros ambientes. Lecho de piedras m s colector: El lecho de piedras puede ser combinado con un colector plano, donde el aire es calentado y luego impulsado por un componente mec nico, al lecho, el cual posee dos conductos, uno superior con la entrada de aire caliente y otro inferior con aire fr o. El aporte de calefacci n es dado desde registros conectados al ambiente a calefaccionar. COLECTOR SO LAR PARA. CALENTAMIENTO DE AIRE INVERNADERO ESTAR COMEDOR. LECHO DE. PIEDRAS. En el esquema se puede ver un invernadero combinado con un muro acumulador, un lecho de piedras y un colector SOLAR plano para el calentamiento de aire; concectados a componentes mec nicos, comprendiendo un sistema SOLAR activo. Tambi n se pueden apreciar ambos modelos: el bioclimatico y el tecnol gico con combinaciones posibles como el aporte SOLAR , el colector, la masa y el espacio.

10 Colectores solares: Un colector SOLAR tiene por objetivo absorber la radiaci n SOLAR . Estos pueden calentar aire y en la mayor a de los casos l quidos. Existen varios tipos de colectores solares: como los planos y los concentradores. Equipos solares port tiles: Horno y concentrador SOLAR para cocci n de alimentos. Colectores concentradores: Generan calor a alta temperatura y se utilizan como hornos industriales, refrigeraci n, experimentaci n t rmica, bombeo de l quidos, calentador de comidas y generaci n de energ a mec nica y el ctrica. Concentrador SOLAR para calentar alimentos. Los hay de diferentes tipos como los siguientes: Concentrador heliost tico: Trabaja como un gran espejo c ncavo que refleja hacia un foco, el cual tiene un gran tanque de agua que es calentada, por la reflexi n de espejos planos estrat gicamente ubicados para reflejar la radiaci n SOLAR hacia el foco. Estos generan alt simas temperaturas y un ejemplo de ello son las aves que evitan pasar entre el foco o torre receptora y los espejos planos, para no ser quemadas.