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Clase 5

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Energía solar

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Clase 5

  1. 1. Energía térmica y fotovoltaicaEnergía térmica y fotovoltaica
  2. 2. Formas de aprovechamiento de la EnergíaFormas de aprovechamiento de la Energía SolarSolar
  3. 3. Energía SolarEnergía Solar La energía solar es aquella producida en el Sol como resultado de reacciones nucleares de fusión. Llega a la Tierra a través del espacio en cuantos de energía llamados fotones, que interactúan con la atmósfera y la superficie terrestres. La intensidad de energía solar disponible en un punto determinado de la Tierra depende del día del año, de la hora y de la latitud. Además, la cantidad de energía solar que puede recogerse depende de la orientación del dispositivo receptor.
  4. 4. Espectro solarEspectro solar
  5. 5. Energía TérmicaEnergía Térmica La energía térmica proveniente de la luz solar se expresa de dos maneras en la naturaleza: uno es la temperatura, considerada como la intensidad de la energía expresada en grados (centígrados, Fahrenheit, Kelvin) y otra es la cantidad de calor, medido en calorías, contenido por un cuerpo; las calorías de un material por ejemplo un alimento, indican la cantidad de energía química que este posee almacenada.
  6. 6. La recogida directa de energía solar requiere dispositivos artificiales llamados colectores solares, diseñados para recoger energía.
  7. 7. La energía, una vez recogida, se emplea en procesos térmicos o fotovoltaicos. ◦ En los procesos térmicos, la energía solar se utiliza para calentar un gas o un líquido que luego se almacena o se distribuye. ◦ En los procesos fotovoltaicos, la energía solar se convierte en energía eléctrica sin ningún dispositivo mecánico intermedio. Los colectores solares pueden ser de dos tipos principales: los de placa plana y los de concentración.
  8. 8. Colectores de placa planaColectores de placa plana En los procesos térmicos los colectores de placa plana interceptan la radiación solar en una placa de absorción por la que pasa el llamado fluido portador. Éste, en estado líquido o gaseoso, se calienta al atravesar los canales por transferencia de calor desde la placa de absorción.
  9. 9. La energía transferida por el fluido portador, dividida entre la energía solar que incide sobre el colector y expresada en porcentaje, se llama eficiencia instantánea del colector. Los colectores de placa plana tienen, en general, una o más placas cobertoras transparentes para intentar minimizar las pérdidas de calor de la placa de absorción en un esfuerzo para maximizar la eficiencia.
  10. 10. Los colectores de placa plana se han usado de forma eficaz para calentar agua y para calefacción. Los sistemas típicos para casa-habitación emplean colectores fijos, montados sobre el tejado. En general, para sistemas que se usan durante todo el año, como los que producen agua caliente.
  11. 11. Algunos ejemplosAlgunos ejemplos
  12. 12. Colectores de concentraciónColectores de concentración Para aplicaciones como el aire acondicionado y la generación central de energía y de calor para cubrir las grandes necesidades industriales, los colectores de placa plana no suministran, en términos generales, fluidos con temperaturas bastante elevadas como para ser eficaces.
  13. 13. Hornos solaresHornos solares Los hornos solares son una aplicación importante de los concentradores de alta temperatura. El mayor, situado en Odeillo, en la parte francesa de los Pirineos, tiene 9.600 reflectores con una superficie total de unos 1.900 m2 para producir temperaturas de hasta 4.000 °C. Estos hornos son ideales para investigaciones.
  14. 14. Enfriamiento solarEnfriamiento solar Se puede producir frío con el uso de energía solar como fuente de calor en un ciclo de enfriamiento por absorción. Uno de los componentes de los sistemas estándar de enfriamiento por absorción, llamado generador, necesita una fuente de calor. En general, se requieren temperaturas superiores a 150 °C para que los dispositivos de absorción trabajen con eficacia, los colectores de concentración son más apropiados que los de placa plana.
  15. 15. Energía Solar-FotovoltaicaEnergía Solar-Fotovoltaica  El sistema de generación de energía solar, se desarrolla a través de tecnología de punta, con paneles fotovoltaicos, siendo éstos los que generan energía eléctrica bajo la acción del flujo luminoso permanente de los rayos solares.  Los paneles se disponen en forma tal, que obtengan la mayor cantidad de luminosidad durante gran parte del día;  la radiación obtenida se concentra en las células fotovoltaicas, que son obleas de aproximadamente 400 micras, las que procesan la radiación, generando energía eléctrica limpia, sin impacto sobre el medio ambiente, como son otras formas de generación de electricidad.
  16. 16. Electricidad fotovoltaicaElectricidad fotovoltaica Las células solares hechas con obleas finas de silicio, arseniuro de galio u otro material semiconductor en estado cristalino, convierten la radiación en electricidad de forma directa. Ahora se dispone de células con eficiencias de conversión superiores al 30%.
  17. 17. Energía fotovoltaicaEnergía fotovoltaica
  18. 18. Un proyecto futurista propuesto para producir energía a gran escala propone situar módulos solares en órbita alrededor de la Tierra. En ellos la energía concentrada de la luz solar se convertiría en microondas que se emitirían hacia antenas terrestres para su conversión en energía eléctrica.

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