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Área Eficiencia Energética Energética y Construcción Sustentable

Energía Solar Fotovoltaica y Térmica en edificaciones SESIÓN 1 FRANCISCO VIADA ARETXABALA 8 de agosto de 2014

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Energía solar térmica •

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Introducción Introducción a la energía solar térmica Aplicaciones Tipos de sistemas solares Tipos de colectores solares térmicos Eficiencia de un panel solar térmico Componentes básicos de sistemas solares térmicos colectores

Energía Solar Fotovoltaica y Térmica en edificaciones

Introducción •

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Sol fuente inagotable de energía. Gratis Nuestra Limpia


Introducción •

Chile: rico en radiación solar


Aplicaciones •

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Calefacción Temperado de piscinas Calentamiento de fluidos uso industrial/minero Calentamiento de agua caliente sanitaria


Calefacción solar

Limitaciones - Menor radiación en invierno - Temperatura del agua de retorno muy alta en instalaciones en Chile


Temperado de piscinas

Características - Funciona solo en meses de mayor radiación (oct-mar) - Eleva la temperatura hasta 5 C


Calentamiento de fluidos industriales/mineros

Ejemplos - Lavado de botellas industria del vino, bebidas - Calentamiento de electrolito en minería del cobre


Calentamiento agua caliente sanitaria

Características - Puede generar hasta el 100% del agua caliente en una vivienda. - En Santiago hasta un 70% Energía Solar Fotovoltaica y Térmica en edificaciones

Sistema solar térmico – TIPOS

- SISTEMA SOLAR POR TERMOSIFÓN:  CIRCULACIÓN DEL AGUA POR DIFERENCIA DE DENSIDAD  NO DEPENDE DE LA ELECTRICDAD  PEQUEÑOS SISTEMAS, VIVIENDAS UNIFAMILIARES  MENOR EFICIENCIA - SISTEMA SOLAR FORZADO:  CIRCULACIÓN DEL AGUA POR BOMBA CIRCULADORA  DEPENDE DE LA ELECTRICIDAD  CUALQUIER TAMAÑO DE INSTALACIÓN, UNIFAMILIARES Y MULTIFAMILIARES  MAYOR EFICIENCIA


Sistema solar térmico – COMPONENTES

 

   

COLECTORES CIRCUITO PRIMARIO Y SECUNDARIO:  BOMBA  ESTANQUE DE EXPANSIÓN  TUBERÍAS  AISLACIÓN  VÁLVULA DE SEGURIDAD  FLUIDO CALOPORTADOR SISTEMA DE ACUMULACIÓN SISTEMA DE CONTROL SISTEMA DE TRANSFERENCIA SISTEMA AUXILIAR


Sistema solar térmico – Componentes Sistema por termosifón Acumulación solar La energía se almacena hasta el momento de su consumo.

Colector solar/campo de colectores Capta la radiación solar y la trasfiere al fluido caloportador

Sistema Auxiliar Aporta la energía que el sistema solar no entregó

Sistema de trasferencia La energía del circuito primario se traspasa al circuito secundario sin mezclar las aguas


Circuito hidráulico primario El circuito primario transporta la energía térmica al depósito acumulador.

Sistema solar térmico – Componentes Sistema forzado Sistema Auxiliar Aporta la energía que el sistema solar no entregó

Colector solar/campo de colectores Capta la radiación solar y la trasfiere al fluido caloportador Sistema de Control Regula el funcionamiento de bomba circuladora

Acumulación solar La energía se almacena hasta el momento de su consumo.

Circuito hidráulico primario El circuito primario transporta la energía térmica al depósito acumulador.


Sistema de trasferencia La energía del circuito primario se traspasa al circuito secundario sin mezclar las aguas

Tipos de colectores solares térmicos •

Para fluido a baja temperatura –

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Manta solar (un- glazed) 30 a 40ºC Colector plano: hasta 80 ºC Colector tubo al vacío: hasta 80 ºC (lugares frios)

Para fluido a alta temperatura –

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Colector tubo al vacío: hasta 200 ºC Colectores de concentración: hasta 300ºC


Manta solar (Un glazed)

Características -

Material plástico Manta flexible- liviana- económica- fácil instalación. Sin protección al viento (no lleva vidrio) Aplicaciones de baja temperatura, agua hasta 40ºC Temperado piscina Lavado de botellas


Colector solar plano

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Características Caja hermética, vidriada en su lado de exposición al sol Aislación posterior Aplicaciones de baja y media temperatura, agua hasta 80ºC Ideal para calentamiento de agua sanitaria Precalentamiento de agua industrial: 10 a 80ªC.


Colector de tubo al vacío

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Características Colector formado por varios tubos de vidrio sellados al vacío Vacío no conduce calor, bajas pérdidas Aplicaciones de media y alta temperatura, agua hasta 200ºC Ideal para climas extremos (fríos y baja radiación) Calentamiento de agua : 80 a 200ªC.


Colector parabólico o de concentración

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Características Los rayos del sol son concentrados por la parábola en una tubería Por la tubería circula fluido con alto grado de evaporación (aceite) Aplicaciones de alta temperatura, fluido sobre 200ºC Uso en centrales con turbinas a vapor


CARACTERISTICAS TECNICAS DE LOS COLECTORES

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EFICIENCIA PERDIDAS SUPERPICIE DE CAPTACIÓN TEMPERATURA DE ESTANCAMIENTO FLUJO RECOMENDADO


CERTIFICADO DE UN COLECTOR


COMPORTAMIENTO DE COLECTORES SOLARES

K1 y k2 = a1 y a2 = perdidas


COMPORTAMIENTO DE COLECTORES SOLARES Typical collector efficiencies 1,00 0,80 ] [ y c n e i c i f f E

0,60 0,40 0,20 0,00 0

10

20

30

40

50

60

70

80

Tm-Ta [K] tubo al vacio

panel plano


Un-glazed piscina

90

100

CONCLUSIÓN EN GRAN PARTE DE CHILE, DESDE PUERTO MONTT AL NORTE LOS PANELES SOLARES PLANOS SON LOS MÁS ADECUADOS.


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