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Energía Solar para el Escuela de verano de Optica en CICESE

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Energía Solar para el Escuela de verano de Optica en CICESE

  1. 1. Óptica escula de verano Energia Solar presentado de: Dr. R. Evans, LEARS CICESE Thursday, August 5, 2010
  2. 2. LEARS laboratorio de energía alterna, renovable y sostenible DET óptica Thursday, August 5, 2010
  3. 3. Resumn Energía Sol Conversión Óptica Thursday, August 5, 2010
  4. 4. energía Thursday, August 5, 2010
  5. 5. Energía energía y entropía Vida es complexidad Cultura es información información es orden Segunda ley de termodinámica aislado sistema– entropía incrementa; menos orden Energía es necesario para la sociedad Thursday, August 5, 2010
  6. 6. Energía usos domestica comida transportación fabricación servicio construcción Thursday, August 5, 2010
  7. 7. Energía unidades: Energía 1 J=1Nm=1 kg (m/s)2 1 eV=1.60217653×10−19 J 1 ton TNT=4.2 x 109 J 1 BTU= 1 x 103 J 1 cal= 4 J kWh=3.6 x 106 J Thursday, August 5, 2010
  8. 8. Energía Unidades: trabajo 1 W = 1 J/s 1 BTU/s = 1 x 103 W 1 hp = 740 W una persona; 0.6 ton de AC = 3500 W Thursday, August 5, 2010
  9. 9. Energía trabajo ford formula 1 800 hp Bocho 54 hp Pancho 1.2 : 0.1 hp hasta 2.6 kW Thursday, August 5, 2010
  10. 10. Thursday, August 5, 2010
  11. 11. Thursday, August 5, 2010
  12. 12. Thursday, August 5, 2010
  13. 13. orden de magnitud • US consumo: 1020 J/año • 1012 J/año per capita • 4 x 109 J/año dieta humano • Global 4 x 1020 J/año * • Combustible fósil 1023 J • Energía Solar (US) 1023 J/año • Ensenada: 1.47 x 107 J/(m2 día) • gas 32 x 106 J/L * 1990 Thursday, August 5, 2010
  14. 14. Thursday, August 5, 2010
  15. 15. Plantas de generación de energía eléctrica en Baja California Combustóleo y gas Rosarito Rosarito (CFE) 1330 MW natural Mexicali Cerro Prieto I (CFE) Vapor geotérmico 180 MW Cerro Prieto II (CFE) Vapor geotérmico 220 MW Cerro Prieto III (CFE) Vapor geotérmico 220 MW Cerro Prieto IV (CFE) Vapor geotérmico 100 MW Termoeléctrica de Gas natural 600 MW Mexicali de CC (PI) Termoeléctrica la Gas natural 1150 MW Rosita de CC (PI) Ensenada Ciprés Diesel 54.86 MW Total 3564.86 MW Thursday, August 5, 2010
  16. 16. Thursday, August 5, 2010
  17. 17. Generación en México Thursday, August 5, 2010
  18. 18. Fuente de energía Potencial Geotérmica 1000 MW Solar 3.3-6.9 kWh/m2 Eólica 100-250 W/m2 Biomasa Desperdicios agrícola 3600 m3 NGE/día (Mexicali) Desperdicios sólidos urbanos 25-30 MWe + calor Algas marinas ∼75000 BOE/año Leña combustible insignificante ∼80 MWe (Mexicali) Micro-hidroeléctrica ∼20 MWe (Tecate) Mareas ∼1200 MWe (Golfo de Cortéz) Referencia: Huacuz ,IIE, 1995. Thursday, August 5, 2010
  19. 19. Thursday, August 5, 2010
  20. 20. el sol Thursday, August 5, 2010
  21. 21. sol fuente de fotones vacío campo magnético del tierra atmósfera Thursday, August 5, 2010
  22. 22. sol Thursday, August 5, 2010
  23. 23. Irradiancia solar Distancia sol-tierra órbita elíptica atmósfera latitud fecha actividad solar años Thursday, August 5, 2010
  24. 24. sol Thursday, August 5, 2010
  25. 25. sol Thursday, August 5, 2010
  26. 26. sol Thursday, August 5, 2010
  27. 27. sol Thursday, August 5, 2010
  28. 28. sol Thursday, August 5, 2010
  29. 29. Thursday, August 5, 2010
  30. 30. sol Thursday, August 5, 2010
  31. 31. sol Thursday, August 5, 2010
  32. 32. sol Thursday, August 5, 2010
  33. 33. sol Thursday, August 5, 2010
  34. 34. sol Thursday, August 5, 2010
  35. 35. sol Thursday, August 5, 2010
  36. 36. sol Thursday, August 5, 2010
  37. 37. sol Thursday, August 5, 2010
  38. 38. sol Thursday, August 5, 2010
  39. 39. sol Thursday, August 5, 2010
  40. 40. sol Thursday, August 5, 2010
  41. 41. sol Thursday, August 5, 2010
  42. 42. sol Thursday, August 5, 2010
  43. 43. sol Thursday, August 5, 2010
  44. 44. sol Thursday, August 5, 2010
  45. 45. sol Thursday, August 5, 2010
  46. 46. sol Thursday, August 5, 2010
  47. 47. sol Thursday, August 5, 2010
  48. 48. sol Thursday, August 5, 2010
  49. 49. sol Thursday, August 5, 2010
  50. 50. sol ◦ 180 ◦ sin(d) = −cos (Ds − 1) sin(23.45 ) 182.6 Thursday, August 5, 2010
  51. 51. sol Thursday, August 5, 2010
  52. 52. sol Thursday, August 5, 2010
  53. 53. sol Thursday, August 5, 2010
  54. 54. N sol Thursday, August 5, 2010
  55. 55. N sol Thursday, August 5, 2010
  56. 56. N N sol Thursday, August 5, 2010
  57. 57. N N sol Thursday, August 5, 2010
  58. 58. N N sol Thursday, August 5, 2010
  59. 59. N N sol Thursday, August 5, 2010
  60. 60. sol solsticio de verano 80º 60º 55º 35º solsticio de invierno S Calefacción solar pasia para una casa en Ensenada B.C., México Thursday, August 5, 2010
  61. 61. sol Calefacción e iluminación solar pasiva para una oficina en Ensenada B.C., México solsticio de verano 80º 60º 55º 35º solsticio de invierno iluminación de oficina Calefacción de aire S Thursday, August 5, 2010
  62. 62. sol solsticio de verano 80º 60º 55º 35º hd lout solsticio de invierno lin hwin htot S ht •luz directo nula •iluminación máxima •vista sin obstrucción Thursday, August 5, 2010
  63. 63. sol ejemplo Thursday, August 5, 2010
  64. 64. Thursday, August 5, 2010
  65. 65. sol Thursday, August 5, 2010
  66. 66. sol Thursday, August 5, 2010
  67. 67. sol Thursday, August 5, 2010
  68. 68. sol Thursday, August 5, 2010
  69. 69. sol Thursday, August 5, 2010
  70. 70. sol Thursday, August 5, 2010
  71. 71. sol mes J/(m2*dia) kW h/(dia*m2) julio 2.55E+07 6.8 enero 3.89E+06 1.05 promedio 1.47E+07 3.96 Thursday, August 5, 2010
  72. 72. sol 14 MJ/m2 de día 3.8 kWh de m2 uso (mi casa) 130kWh cada dos mes 0.5 m2 @100% PV (25%)=2 m2 Thursday, August 5, 2010
  73. 73. conversión Thursday, August 5, 2010
  74. 74. conversión fotones uso directo foto-termal fotovoltaica Thursday, August 5, 2010
  75. 75. conversión foto-foto pigmentos absorción selectiva ventanas del auto “daylighting” Láser Thursday, August 5, 2010
  76. 76. conversión foto-foto pigmentos absorción selectiva ventanas del auto “daylighting” Láser Thursday, August 5, 2010
  77. 77. conversión foto-foto pigmentos absorción selectiva ventanas del auto “daylighting” Láser Thursday, August 5, 2010
  78. 78. conversión foto-foto pigmentos absorción selectiva ventanas del auto “daylighting” Láser Thursday, August 5, 2010
  79. 79. conversión foto-foto pigmentos absorción selectiva ventanas del auto “daylighting” Láser Thursday, August 5, 2010
  80. 80. conversión foto-foto pigmentos absorción selectiva ventanas del auto “daylighting” Láser Thursday, August 5, 2010
  81. 81. conversión fotovoltaica transición de electrón absorción de fotón Thursday, August 5, 2010
  82. 82. conversión fotovoltaica Carga de la batería Seguimiento solar: posición concertadores Thursday, August 5, 2010
  83. 83. conversión Carga de la batería Thursday, August 5, 2010
  84. 84. conversión Carga de la batería Thursday, August 5, 2010
  85. 85. conversión Carga de la batería Thursday, August 5, 2010
  86. 86. Seguimiento solar: posición Thursday, August 5, 2010
  87. 87. conversión Foto-térmico Thursday, August 5, 2010
  88. 88. conversión Foto-térmico conducción Thursday, August 5, 2010
  89. 89. conversión Foto-térmico conducción radiación Thursday, August 5, 2010
  90. 90. conversión Foto-térmico conducción radiación convección Thursday, August 5, 2010
  91. 91. conversión Foto-térmico ∂T conducción q = −kA ∂x radiación convección Thursday, August 5, 2010
  92. 92. conversión Foto-térmico ∂T conducción q = −kA ∂x 4 4 radiación q = σA(T1 − T2 ) convección Thursday, August 5, 2010
  93. 93. conversión Foto-térmico ∂T conducción q = −kA ∂x 4 4 radiación q = σA(T1 − T2 ) convección q = hA(T1 − T2 ) Thursday, August 5, 2010
  94. 94. conversión equilibrio térmica Thursday, August 5, 2010
  95. 95. conversión equilibrio térmica 4 σT = S Thursday, August 5, 2010
  96. 96. conversión equilibrio térmica 4 σT = S 2 S = 1.0kW/m Thursday, August 5, 2010
  97. 97. conversión equilibrio térmica 4 σT = S 2 S = 1.0kW/m −8 W σ = 5.67 × 10 m2 K 4 Thursday, August 5, 2010
  98. 98. conversión equilibrio térmica 4 σT = S 2 S = 1.0kW/m −8 W σ = 5.67 × 10 m2 K 4 ◦ T = 364K = 91.27 C Thursday, August 5, 2010
  99. 99. conversión Calentón Solar en pisaron Thursday, August 5, 2010
  100. 100. conversión Thursday, August 5, 2010
  101. 101. conversión ful for olar SOURCE: JUDY PEARSON pes , or made well, good Figure 1 Panel Cooker The “Cookit” panel cooker is simple but effective Thursday, August 5, 2010
  102. 102. A Parabolic designs, illustrated in fig- conversión ure 3, have a dish reflector with a As you can see from these examples, parabolic shape that reflects sunlight solar cooker designers have been h ly Figure 3 Parabolic Cooker Parabolic solar cookers produce concen- trated heat COOKING WITH THE SUN! P.2 Thursday, August 5, 2010
  103. 103. conversión RENEWABLE ENERGY into a focal region THE INFINITE POWER OF TEXAS vessel, usually dar placed. Dependin reflector, very hig be reached. Such large solar collecti fore high power; b SOURCE: JUDY PEARSON do not have an in chamber, so they to a conventional Some cooker desi Figure 2 Box cooker Box cookers are excellent for slow high concentratio cooking cooker with an in chamber. Such de Thursday, August 5, 2010 centrator ovens, c
  104. 104. El Paso solar pond 70 kW Organic Rankin cycle Thursday, August 5, 2010
  105. 105. El Paso solar pond 70 kW Organic Rankin cycle Isreal; Ormat, 150 kW Organic Rankin cycle Thursday, August 5, 2010
  106. 106. conversión Thursday, August 5, 2010
  107. 107. conversión Thursday, August 5, 2010
  108. 108. conversión Thursday, August 5, 2010
  109. 109. conversión .''+%+()9+$9($#*+$)9)%$0+)+:*(#0.+9 +-)'(#)%*+%#)*,)-#!% !#$%'(#)%*+%#)*,)-#!% ./0)*+%#)*,)-#!% #1/23%*+%#)*,)-#!% Thursday, August 5, 2010
  110. 110. conversión Motor Stirling Convertador termal- mechanica alta eficiencia Dificil a fabricar Alta pression Thursday, August 5, 2010
  111. 111. conversión Sandia Nation Labs stirling engine Thursday, August 5, 2010
  112. 112. conversión Thursday, August 5, 2010
  113. 113. Óptica Thursday, August 5, 2010
  114. 114. ópticia Concentración Óptica Thursday, August 5, 2010
  115. 115. ópticia Concentración Óptica Thursday, August 5, 2010
  116. 116. Thursday, August 5, 2010
  117. 117. Scheffler Reflector; off-axis parábola Thursday, August 5, 2010
  118. 118. Thursday, August 5, 2010
  119. 119. Thursday, August 5, 2010
  120. 120. Thursday, August 5, 2010
  121. 121. Thursday, August 5, 2010
  122. 122. Thursday, August 5, 2010
  123. 123. Thursday, August 5, 2010
  124. 124. Thursday, August 5, 2010
  125. 125. Thursday, August 5, 2010
  126. 126. θ Thursday, August 5, 2010
  127. 127. θ θ Thursday, August 5, 2010
  128. 128. θ θ Thursday, August 5, 2010
  129. 129. ∆θ 2 ∆θ θ Thursday, August 5, 2010
  130. 130. ∆θ 2 ∆θ θ Thursday, August 5, 2010
  131. 131. ∆θ 2 ∆θ ∆θ 2 θ Thursday, August 5, 2010
  132. 132. Thursday, August 5, 2010
  133. 133. motor motor Thursday, August 5, 2010
  134. 134. motor control motor Thursday, August 5, 2010
  135. 135. motor control motor =$1,000 USD/1-2 m2 Thursday, August 5, 2010
  136. 136. amo motor control motor Thursday, August 5, 2010
  137. 137. amo motor control motor Thursday, August 5, 2010
  138. 138. esclavo esclavo amo motor control motor Thursday, August 5, 2010
  139. 139. esclavo esclavo esclavo esclavo amo m con m Thursday, August 5, 2010
  140. 140. esclavo esclavo esclavo esclavo amo m con m esclavo esclavo esclavo esclavo amo m con m esclavo esclavo esclavo esclavo amo m con m Thursday, August 5, 2010
  141. 141. Thursday, August 5, 2010
  142. 142. Thursday, August 5, 2010
  143. 143. Thursday, August 5, 2010
  144. 144. Thursday, August 5, 2010
  145. 145. Thursday, August 5, 2010
  146. 146. Thursday, August 5, 2010
  147. 147. Thursday, August 5, 2010
  148. 148. Thursday, August 5, 2010
  149. 149. Thursday, August 5, 2010
  150. 150. Thursday, August 5, 2010
  151. 151. Thursday, August 5, 2010
  152. 152. Thursday, August 5, 2010
  153. 153. Thursday, August 5, 2010
  154. 154. Thursday, August 5, 2010
  155. 155. Thursday, August 5, 2010
  156. 156. Amo PV Sensor óptica Espacio Experimental Thursday, August 5, 2010
  157. 157. Amo Esclavos PV Sensor óptica Espacio Experimental Thursday, August 5, 2010
  158. 158. Thursday, August 5, 2010
  159. 159. Thursday, August 5, 2010
  160. 160. Sistema heliostático Thursday, August 5, 2010
  161. 161. Banco de pruebas Sistema heliostático Thursday, August 5, 2010
  162. 162. Banco de pruebas Sistema Almacenaje térmica heliostático Thursday, August 5, 2010
  163. 163. Thursday, August 5, 2010
  164. 164. Thursday, August 5, 2010
  165. 165. Thursday, August 5, 2010
  166. 166. Thursday, August 5, 2010
  167. 167. temas todavía Anidólica concentración (nonimaging) Concentración con dispersión dependiente de la frecuencia reflexión emisividad difracción Thursday, August 5, 2010
  168. 168. servicio comunidad comercial moral Thursday, August 5, 2010
  169. 169. Gracias Rodger Evans revans@cicese.mx sunnycanuck@gmail.com FA 326 sunnycanuck.blogspot.com/ twitter: sunnycanuck Thursday, August 5, 2010

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