Energía solar térmica

Energía Solar térmicaENERGÍA SOLAR TÉRMICA

Paola Valencia M.ArquitectaMayo 2010

Diplomado UNAB

RADIACIÓN DEL MUNDO

¿Qué es la energía solar térmica?

La energía solar térmica consiste en el aprovechamiento de la energía del Sol para producir calor que puede aprovecharse para cocinar alimentos o para la producción de agua caliente destinada al consumo de agua doméstico, ya sea agua caliente sanitaria, calefacción. (Uso sanitario ó calefacción)

Existen dos tipos de instalaciones:

- Circuito abierto o directo- Circuito cerrado o indirecto

COMPONENTES DEL SISTEMA

COLECTOR SOLAR

- Plano- Tubos al vacío

- Heat pipe- tubos evacuados

- sistema cerrado- sistema cerrado

ESTANQUE DE ACUMULACIÓN

- Sin resistencia eléctrica- Con resistencia eléctrica

CONEXIÓN A SISTEMA AUXILIAR

- Piping y válvulas.- Conexión a calefont- Conexión a caldera

Tipos de sistemas

Según el tipo de instalación que se requiera el sistema solar se puede conjugar de dos formas:

Sistema en Termosifón

Se explica con las corrientes de convección naturales de los fluidos, en los que las partes calientes de los mismos tienden a ascender. A este fenómeno se le conoce también como sistema de circulación natural.(Termodinámica)Este es el sistema más económico y consiste en tener el estanque de acumulación arriba del colector. Tal como indica la imagen.

Uso más frecuente para ACS de 1 o 2 colectores.

Sistema Forzado

El o los estanques de acumulación están más abajo que el o los colectores solares, por lo tanto debe contar con un sistema de bombeo que recircule el agua.

Estos sistemas se utilizan normalmente en:

- Instalaciones de ACS de más de 2 colectores.- Instalaciones de Agua caliente para calefacción.- Instalaciones Industriales.

Instalación sistema Forzado en vivienda

Tipos de colectores

Colector solar plano

Colectores de Tubo al vacío

1.- Heat pipe

Estos tubos no alojan agua en su interior, el cual es cerrado, esta al vacio y tiene un tubo capilar con una mezcla de glicol, su punta se inserta al termo tanque en lo que se conoce como puerto de transmisión de calor, donde se realiza la transferencia de calor del heat pipe al agua, esta característica hace que esta unión se considere seca. El agua contenida dentro del termo tanque se calienta y se estratifica por efecto termosifón.

2.- De tubos evacuados

La radiación solar es transformada en calor útil por los tubos evacuados y transmitida al agua o al liquido anticongelante:

Existen dos alternativas,

Circuito abierto; que es la misma agua que circula la que se consumirá.

Circuito cerrado; que el líquido que circula es glicol y llena el estanque por el que pasa un serpentin con el agua para consumo.

El vacío en los tubos elimina las pérdidas de calor al ambiente.

PROYECCIONES DE LA IMPLEMENTACION DE AGUA CALIENTE SANITARIA A COLECTORES SOLARES EN VIVIENDAS SOCIALES EN CHILE

Porto Alegre, mayo 2010

MONTAJE Y CONEXIÓN A CALEFÓN

UBICACIÓN: COMUNA DE PAINE



Modificación PROGRAMA DE PROTECCIÓN DEL PATRIMONIO FAMILIAR (D. S. Nº255 - Abril de 2009)

A) TÍTULO I. EQUIPAMIENTO COMUNITARIO Y/O MEJORAMIENTO DEL ENTORNO:

A.4 ) OBRAS DE INNOVACIONES DE EFICIENCIA ENERGÉTICA: OBRAS QUE ABORDENPROYECTOS DE INNOVACIONES TECNOLÓGICAS QUE CONTRIBUYAN A MEJORAR LAEFICIENCIA ENERGÉTICA DEL ESPACIO PÚBLICO.

B) TÍTULO II. MEJORAMIENTO DE LA VIVIENDA:

B.5 ) OBRAS DE INNOVACIONES DE EFICIENCIA ENERGÉTICA: OBRAS QUE ABORDENPROYECTOS DE INNOVACIONES TECNOLÓGICAS QUE CONTRIBUYAN A MEJORAR LAEFICIENCIA ENERGÉTICA DE LA VIVIENDA .

TIPO DE PROYECTO AHORRO P/ FAMILIA(UF)

SUBSIDIO(UF)

TOTAL (UF)

I. MEJORAMIENTO ENTORNO

1 13 14

II. MEJORAMIENTO VIVIVENDA

3 55 58

2.- INSTRUMENTOS DE FINANCIAMIENTO ESTATALPARA VIVIENDA EXISTENTE



3.- INSTRUMENTOS DE FINANCIAMIENTO ESTATAL :

PARA VIVIENDA NUEVA

3.1.- LEY N º 20365Establece beneficios tributarios a sistemas solares térmicos en viviendas nuevas. PUBLICACIÓN OFICIAL 20-08-09

Cobertura de 100 % de Instalación hasta viviendas de UF 2000y reducción proporcional hasta viviendas de UF 4000Entrada en vigencia una vez que se oficialice su reglamentación.



Hoy el promedio de consumo de gas licuado para agua caliente, por tipo de familia que vive en una vivienda social chilena, corresponde a 30 lts/mes.

Teniendo presente que hoy existen alrededor de 1.200.000 viviendas sociales en chile y que el ahorro que genera un “sistema solar térmico para agua caliente sanitaria” en la región metropolitana es de 70%, hacemos la siguiente proyección:

PROYECCIONES: AHORRO Y EMISIÓN DE CO2



Consumo anual de gas licuado en vivienda social =

Esto equivale a =

Si 1 kg/gas licuado domiciliario vale U$ 1,7 =

Considerando un 70% de ahorro energético anual, se ahorran=

PROYECCIONES: AHORRO Y EMISIÓN DE CO2

30 kg/Mes x 12 m x 1.200.000 flia.= 432.000 ton

432.000 ton =1.326.240 ton anuales de CO2.

el gasto anual es de U$ 734.400.000 .

U$ 514.080.000 anuales.

CO2 928.368 ton

anuales.

GEOTERMIA

Una instalación geotérmica consiste, básicamente en:

1.- Una red de captación de energía, 2.- Una bomba de calor, que realiza la transferencia de energía entre el terreno y la edificación, 3.- Una red de distribución de esa energía (suelo radiante, radiadores, fan-coils...).

Métodos de extracción de energía del subsuelo:

Sondas verticales: son tuberías de polietileno instaladas mediante perforaciones entre 30 y 100 metros de profundidad. Es el sistema más costoso de instalar debido a la necesidad de maquinaria especializada para realizar los sondeos, pero se obtiene un rendimiento muy elevado.

Captadores horizontales: son varios circuitos de tuberías de polietileno enterradas de forma similar a un circuito de suelo radiante a 1,5 metros de profundidad. Es necesario disponer de una superficie de terreno libre de sombras de aproximadamente 1,5 veces la superficie a calefactar de la vivienda. La instalación es sencilla y económica, pero depende más de la radiación solar.

Pozo de agua: también llamado sondeo abierto, pues es necesario realizar dos perforaciones en el terreno: mediante una tubería de polietileno y una bomba de aspiración se extrae agua de la capa freática, se hace pasar por la bomba de calor, y otra tubería devuelve ese agua de nuevo al acuífero. Proporciona un gran rendimiento, pero tiene en contra la dificultad, en ocasiones, de llegar a la capa freática.

BOMBAS DE CALOR

Funcionamiento

Equipo que se basa en sacar energía de una fuente y entregarlo a otra, una bomba de calor emplea un fluido refrigerante con un bajo bajo punto de ebullición.

El fluido refrigerante, requiere energía para evaporarse (1), y extrae esa energía de su alrededor en forma de calor latente.

El fluido refrigerante a baja temperatura y en estado gaseoso pasa por un compresor (2), el que eleva su presión aumentando así su energía interna (3).

Éste, al pasar por el intercambiador de calor llamado condensador, cede calor al foco caliente porque está aún más caliente que éste, donde cambia su estado a líquido (4).

Después se hace pasar por una válvula de expansión (5), donde recupera la presión inicial y se enfría bruscamente.

Luego pasa por otro intercambiador de calor, el evaporador (1), donde absorbe calor del foco frío, puesto que está más frío que dicho foco. El fluido, que se ha evaporado, regresa al compresor, cerrándose el ciclo.

La válvula inversora de ciclo o válvula inversora de cuatro vías se encuentra a la salida del compresor y, según la temperatura del medio a climatizar, invierte el flujo del refrigerante.

Tipos de Bombas

BOMBA DE CALOR AIRE-AIRE: Son las más utilizadas, principalmente en climatización. (COP 2-3)

BOMBA DE CALOR AIRE-AGUA: Se utilizan para producir agua fría para refrigeración o agua caliente para calefacción y agua sanitaria. (COP 2-3)

BOMBA DE CALOR AGUA-AGUA: Permiten aprovechar la energía contenida en el agua de los ríos, mares, aguas residuales, etc.

También se utiliza para geotermia. (COP -4)

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