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Energía solar térmica

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Energía solar térmica
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  Energía solar térmica Definiremos la energía solar térmica  o energía termosolar   como el aprovechamiento de la energía del Sol para generar calor mediante el uso de colectores o paneles solares térmicos. Esta energía solar se encarga de calentar el agua u otro tipo de fluidos a temperaturas que podrán oscilar entre 40º y 0º! node"iendo superar los #0º.Esta agua caliente se podrá usar posteriormente para cocinar o para la producci$nde agua caliente destinada al consumo de agua doméstico %&'S(! ya sea agua caliente sanitaria! calefacci$n! o para producci$n de energía mecánica y a partir deella! de energía eléctrica. &ctualmente tam"ién tenemos la posi"ilidad de alimentar una máquina de refrigeraci$n por a"sorci$n! que empleará esta energía solar térmica en lugar de electricidad para producir frío como lo haría un aparato de aire acondicionado tradicional. Sistema solar térmico para uso domestico )*( 'olector.+( Deposito de almacenamiento.,( 'aldera.4( Estaci$n solar.( 'onsumo del agua %ducha(.El funcionamiento de la captaci$n de energía solar térmica se "asa en lo siguiente)el primer paso es captar los rayos solares mediante colectores o paneles solares! después a través de este panel solar hacemos pasar agua u otro fluido de características similares! de esta manera una parte del calor a"sor"ido por el panel solar es transferido al agua y de esta forma ya puede ser directamente usada o almacenada para que hagamos uso de el cuando lo necesitemos.  -ecnologías y aplicaciones as aplicaciones de la energía solar térmica a"arcan desde elsimple calentamiento de agua pota"le! pasando por los llamados sistemas com"i %com"inados( que se utili/an adicionalmente para la calefacci$n de edificios! hasta sistemas termosolares de refrigeraci$n y producci$n de calor de proceso. as dos primeras aplicaciones se utili/an principalmente en viviendas.os sectores de las pequeas y grandes instalaciones siguen presentando un desarrollo muy desigual en el sector de laenergía termosolar. 1ientras que las pequeasinstalaciones ya se producen de forma estandari/ada! lasgrandes instalaciones todavía muestran un nivel deestandari/aci$n muy "a2o y! por lo general! son planificadasy e2ecutadas de forma individuali/ada. &ctualmente serequiere una mayor investigaci$n en el sector de lasinstalaciones termosolares de refrigeraci$n y los sistemas de producci$n de calor de proceso. Tipos de sistemas E3isten los siguientes tipos de sistemas) Esta instalación termosolar de un bloque de apartamentos de alquiler de Berlín/Alemania suministra calor solar a los inquilinos de forma ecológica y sin afectar los gastos de calefacción.Fuente: BS!Solar/"pmann instalaciones termo solares para el calentamiento de agua potable en viviendas unifamiliares:1) colector2) acumulador3) caldera4) central solar con regulador solar integrado   Sistemas para el calentamiento de agua potable Estos sistemas suelen planificarse de manera que pueden calentar completamente el agua corriente en el período de verano. En el período de invierno! el agua se calienta principalmente gracias a un generador de calor %caldera! que generalmente funciona con gas! petr$leo! madera o con una "om"a de calor(! asistido por la instalaci$n termosolar en los días soleados. De esta manera! la instalaci$n termosolar cu"re durante todo el ao apro3. 0 por ciento de la energía térmica necesaria para calentar el agua corriente. En este caso! la superficie colectora requerida depende de las condiciones climáticas locales. Sistemas combi a superficie de los colectores solares de los sistemas com"i es mayor. Estas instalaciones suministran adicionalmente la calefacci$n del edificio en la primavera y en el otoo. &quí la superficie colectora necesaria tam"ién depende de las condiciones climáticas locales y de la demanda del consumidor. 5sualmente! el porcenta2e de la demanda total de calor del edificio que se cu"re mediante energía termosolar es de +0 a ,0 por ciento! dependiendo del aislamiento de la casa y de la calefacci$n necesaria. Sin em"argo! e3isten casas solares especiales que cu"ren más del 0 por ciento e incluso hasta un *00 por ciento de la demanda total de calor con calor solar. Sistemas termosolares de refrigeración as centrales termosolares tam"ién pueden utili/arse para la refrigeraci$n de edificios %climati/aci$n( o en procesos industriales %refrigeraci$n(. En este caso! el proceso de enfriamiento es provocado por evaporaci$n y condensaci$n. Se hace una distinci$n entre sistemas a"iertos y cerrados. En los sistemas a"iertos se utili/an materiales de sorci$n s$lidos y líquidos6 los sistemas cerrados incorporan la máquina de refrigeraci$n por adsorci$n y la máquina de refrigeraci$n por a"sorci$n. os sistemas más utili/ados son los sistemas cerrados! como máquinas de refrigeraci$n por adsorci$n y a"sorci$n! así como procesos de refrigeraci$n y deshumidificaci$n a"iertos! como la climati/aci$n "asada en la sorci$n. #nstalación de prueba para colectores cilindro!parabólicos para calor solar de proceso.Foto: B$"/%ber&'user   Sistemas de producción de calor de proceso El rendimiento energético de los sistemas termosolares de producci$n de calor de proceso puede ser! en parte! 7considera"lemente superior al de los sistemas estándar. El potencial de los sistemas termosolares en el sector de calor de proceso es enorme) &lrededor de ,0 por ciento de la demanda de calor industrial está en un rango de temperatura por de"a2o de *00 8'. En este caso! se puede alimentar calor solar a nivel de suministro %red industrial de agua caliente o de vapor( o a nivel de proceso. os colectores de calor de proceso se dividen en colectores sin concentraci$n con una pérdida de calor mínima! colectores de ligera concentraci$n sin seguimiento y colectores enfocados con seguimiento. Dependiendo del tipo de colector! la energía solar se puede utili/ar para calentar el agua o el aire con la que después se alimentan los procesos. Tipos de colectores Se pueden utili/ar diferentes tipos de colectores solares) Absorbedores sin acristalar  Este es el tipo más simple de colectores solares. 'onsta de esterillas de plástico negras que suelen utili/arse para calentar el agua de las piscinas y reducir así los costes operativos de las mismas. Son más renta"les que las calderas que utili/an com"usti"les f$siles y alcan/an temperaturas entre ,0 y 40 8'. Colectores planos El dispositivo de a"sorci$n solar metálico está instalado en una ca2a y reduce la pérdida de calor por medio de un aislamiento térmico y un cristal. os colectores planos funcionan! generalmente! a temperaturas entre 0 y 90 8'. Colectores de aire os colectores solares de aire son un tipo especial de colectores planos. El aire es calentado y utili/ado normalmente directamente para calentar edificios sin necesidad de un almacenamiento temporal de calor. El aire caliente se puede utili/ar tam"ién para el secado de productos agrícolas. El uso de un intercam"iador de calor de agua7aire permite asimismo calentar agua! por e2emplo para la producci$n de agua pota"le caliente. Colectores de tubo de vacío 'on los colectores de tu"o de vacío se alcan/an temperaturas y rendimientos energéticos a:n más elevados! ya que la pérdida de calor se reduce enormemente de"ido a la fuerte presi$n negativa dentro de los tu"os de vidrio. 5n colector se compone de varios tu"os de vacío. ;racias al monta2e rotativo de cada tu"o! la placa a"sor"edora plana situada en el tu"o de vidrio puede orientarse hacia el sol de manera $ptima. <or esta ra/$n! los colectores de tu"o de vacío pueden ser  instalados casi hori/ontalmente en te2ados planos. 'ada tu"o forma un sistema cerrado en sí que transmite el calor al agua mediante un circuito térmico resistente a las heladas. (uanto me)or aislado est* el colector+ mayor es la temperatura del calor generado. ,a figura representa las cur-as de rendimiento de los distintos tipos de colectores con una irradiación de  /m0+ así como los 1mbitos de aplicación resultantes.Fuente: 2,3. 2isponibilidad y almacenamiento <ara poder aprovechar el calor solar a gran escala! es necesario construir redes de calefacci$n locales y ur"anas y conectarlas de"idamente a acumuladores de calor de gran tamao. 5n sistema de colectores solares para el calentamiento de agua corriente en viviendas unifamiliares necesita un acumulador de ,0 litros6 en cam"io! los sistemas com"i requieren un acumulador de apro3. =0 litros por metro cuadrado de superficie colectora. Si el calor solar se va a utili/ar a través de una red de calefacci$n ur"ana! se necesitará un acumulador de dimensiones gigantescas para que pueda suministrar calor a todas las /onas residenciales y para que el calor almacenado en verano esté disponi"le tam"ién en los meses más fríos. El calor se puede almacenar! por e2emplo! en capas su"terráneas de circulaci$n y almacenamiento del agua %acuíferos(.
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