1 La energía solar Ángel García Diestro

2 1. El Sol como fuente de EnergíaEl Sol produce energía en forma de radiación electromágnética, que es la fuente básica para la vida en la Tierra, y tiene una potencia de 3,9·10^26 W Esta energía es producida por la energía desprendida en la fusión de elementos que tienen lugar en el núcleo del Sol A la Tierra llegan como valor medio un total de W/m^2, y a dicho valor se denomina Constante Solar.

3 1. El Sol como fuente de EnergíaA la hora de trabajar la Energía solar hay que tener en cuenta una terminología específica:

4 1. El Sol como fuente de EnergíaLa potencia radiante de 1367 W/m2 que llega al planeta Tierra no es la que finalmente llega a la superficie terrestre puesto que la atmosfera atenúa la radiación solar Integrando la curva correspondiente a la radiación que llega a la superficie terrestre, un día claro, al medio día, la irradiancia alcanza un valor máximo de 1000 W/m2

5 1. El Sol como fuente de EnergíaUn día nublado la irradiancia a mediodía puede estar en torno a los 100W/m2, mientras que un día soleado puede estar en torno a los 800W/m2. Día del año La irradiancia depende de: Hora Nubosidad Lugar

6 1. El Sol como fuente de EnergíaGEOMETRÍA SOLAR Posición del sol en cada momento Angulo diario Distancia de la Tierra al Sol Angulo de declinación

7 1. El Sol como fuente de EnergíaANALEMA POSICIÓN DEL SOL

8 1. El Sol como fuente de EnergíaCONCEPTO DE MASA DE AIRE (AM) En Madrid en el mejor de los casos se obtiene un AM=1,05 el 21 de junio

9 1. El Sol como fuente de Energía

10 2. Energía Solar Térmica de Baja TemperaturaPROPIEDADES DE LOS VIDRIOS TRANSMITANCIA A la hora de hablar de Energía Solar de Baja Temperatura hay que tener en cuenta dos conceptos fundamentales Intensidad transmitida TRANSMISIÓN DE CALOR Intensidad incidente CONDUCCIÓN CONVECCIÓN RADIACIÓN

11 2. Energía Solar Térmica de Baja TemperaturaDIRECTO INDIRECTO

12 2. Energía Solar Térmica de Baja TemperaturaCAPTADOR SOLAR PLANO Mayor Área MAYOR ENERGÍA CAPTADA Partes del Captador: Cubierta (vidrio) Absorbedor metálico (color negro) Aislante térmico Carcasa exterior Transforma la radiación solar en energía térmica mediante el aumento de temperatura del fluido que circula por el interior

13 2. Energía Solar Térmica de Baja TemperaturaFuncionamiento basado en el efecto invernadero

14 2. Energía Solar Térmica de Baja TemperaturaRENDIMIENTO DE LOS ABSORBEDORES Cociente entre la energía solar captada y la energía solar útil PERDIDAS ÓPTICAS PERDIDAS TÉRMICAS Depende de las propiedades de los cristales Depende de las diferencias de temperatura entre el interior del absorbedor y el exterior

15 2. Energía Solar Térmica de Baja TemperaturaCAPTADOR SOLAR DE VACÍO Son tubos que contienen un material absorbente y sobre los cuales se aplica vacío para evitar perdidas por convección La reducción de transmisión de calor es tal que mientras el absorbedor puede estar a 120ºC, la cubierta puede estar a 30ºC

16 2. Energía Solar Térmica de Baja TemperaturaACUMULADORES

17 2. Energía Solar Térmica de Baja TemperaturaACUMULADORES

18 2. Energía Solar Térmica de Baja TemperaturaINSTALACIONES Instalación por termosifón directa Instalación con circulación forzada

19 2. Energía Solar Térmica de Baja TemperaturaINSTALACIONES CON CIRCULACIÓN FORZADA

20 2. Energía Solar Térmica de Baja TemperaturaINSTALACIONES CON CIRCULACIÓN FORZADA MUCHO SOL POCO SOL NADA DE SOL

21 2. Energía Solar Térmica de Alta TemperaturaMAQUINA TÉRMICA Una máquina térmica toma energía en forma de calor (Qc) de un depósito caliente (a la temperatura Tc) y mediante procesos termodinámicos cíclicos obtiene una cantidad de trabajo (W) y cede calor (Qf) a un depósito frío (a una temperatura Tf). MÁXIMO RENDIMIENTO ALCANZABLE

22 2. Energía Solar Térmica de Alta Temperaturalentes CONCENTRADORES SOLARES espejos Se emplean para concentrar la radiación y alcanzar altas temperaturas. Para lograr esto se emplean espejos parabólicos, ya que estos, a diferencia de los espejos esféricos, concentran la radiación incidente siempre y cuando la radiación se encuentre paralela al eje óptico.

23 2. Energía Solar Térmica de Alta TemperaturaCONCENTRADORES SOLARES

24 2. Energía Solar Térmica de Alta TemperaturaFUNCIONAMIENTO DE UNA CENTRAL SOLAR CON ALMACENAMIENTO POR SALES FUNDIDAS

25 GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD A BAJA TEMPERATURAESTANQUES SOLARES Para generar electricidad a partir de calor de baja temperatura es necesario contar con una fuente de calor muy extensa puesto que el rendimiento de Carnot es muy bajo. Los estanques solares son grandes recipientes de agua que actúan como un captador solar y que tienen un adecuado gradiente salino, de forma que en el fondo se encuentra el agua más salada y en la superficie el agua menos salada, evitándose movimientos convectivos y actuando la parte superior como un gran aislante.