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1. RECURSO SOLAR
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1. RECURSO SOLAR
Estrella: Enana
Diámetro: 1.392.000 Km
Masa:2,2 x 10²⁶ Toneladas
Distancia “media“ a la tierra: 150 Millones de Km.
Calor producido por Fusión.
Se transforma el hidrógeno en helio.
Temperatura en la superficie aprox 6.000°K
El Sol
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1. RECURSO SOLAR
La Tierra sólo intercepta una dos mil millonésima ava
parte de la energía que el SOL, irradia en todas las
direcciones.
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1. RECURSO SOLAR
4
En el tope de la atmósfera la radiación solar llega con una intensidad que se denomina CONSTANTE SOLAR y que equivale a: 1.367 W/m2 promedio. Luego la energía que llega a la superficie de nuestro planeta es menor, cerca de un 1Kw/m2 (1.000 W/m2)
LA CONSTANTE SOLAR: Isc
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1. RECURSO SOLAR
El Sol se comporta como un cuerpo negro a 5.777°K
O3
O3
H2O
O2 H2O
H2O
H2O, CO2
H2O, CO2 H2O, CO2
0.2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 2.7
(m)
0
300
300
300
1200
1500
1800
2100
Irra
dia
nci
a es
pec
tral
(W·m
-2·
m-1
)
Irradiación solar fuera de la atmósfera
Irradiación solar al nivel del mar
Visible UV IR
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1. RECURSO SOLAR
Coordenadas
Latitud (paralelos)
Longitud (Meridianos)
Determinar las coordenadas con el Google Earth
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1. RECURSO SOLAR
Declinación (23,45º)
ÁNGULO DE DECLINACIÓN DE LA TIERRA
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1. RECURSO SOLAR
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Curso - Energía Solar Térmica - Avanzado 9
1. RECURSO SOLAR
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1. RECURSO SOLAR
RECORRIDO SOLAR
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1. RECURSO SOLAR
α(s) = Altura Solar
N
O
S
E (Durante la mañana)
ÁNGULO SOLARES BÁSICOS
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1. RECURSO SOLAR
ϒ(s) = Azimut Solar
N
O
S
E (Durante la mañana)
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1. RECURSO SOLAR
α(s) = Altura Solar
N
O
S
E ϒ(s) = Azimut Solar=0
(Durante el mediodía)
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1. RECURSO SOLAR
Potencia de una lámpara
P(t)
t
10 W
1 hs 2 hs 3 hs
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1. RECURSO SOLAR
P(t)
t
10 W
1 hs 2 hs 3 hs
¿Energía consumida por una lámpara?
20 Wh
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1. RECURSO SOLAR
1.000 W/m2/día 6.500 Wh/m2/día
a
b
c
cab
Área
2
IRRADIANCIA vs IRRADIACIÓN
Irradiancia Irradiación
• Irradiancia Solar = Flujo o Potencia solar =[W/m2]=Potencia/unidad de área
• Irradiación Solar = Energía solar = [Wh/m2] ó [MJ/m2]=Energía/unidad de área
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Energía Solar Térmica
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Energía Disponible en el Mundo
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Energía Solar Térmica
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Mapeo GIS Disco de Radiación Solar
Simulación Series Sintéticas
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
1
16
31
46
61
76
91
10
6
12
1
13
6
15
1
16
6
18
1
19
6
21
1
22
6
24
1
25
6
27
1
28
6
30
1
31
6
33
1
34
6
36
1
Radiación Extratmosferica kwh/m2/día
Radiacion Globlal kwh/m2/día
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Energía Solar Térmica
Ingeniero Cristian Wallace 28
La estación del año. La claridad de La atmósfera. La situación geográfica. Del ángulo de incidencia.
Por lo tanto, localmente la radiación depende de:
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1. RECURSO SOLAR
29
Mes (Kwh/m2/dia)
1 7,26
2 6,07
3 4,87
4 3,57
5 2,59
6 2,13
7 2,37
8 3,16
9 4,51
10 5,39
11 6,51
12 7,26
Total general 4,64
Para nuestra zona
RADIACION PROMEDIO DIA
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1. RECURSO SOLAR
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1. RECURSO SOLAR
3) En la Siguiente pantalla, seleccionar : “Data tables for a particular location”
Radiación NASA: Paso a Paso
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1. RECURSO SOLAR
Radiación solar incidente en superficie horizontal RETSCREEN
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2. RENDIMIENTO DE UN COLECTOR SOLAR
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1. RENDIMIENTO DE UN COLECTOR SOLAR
Eficiencia óptica y pérdidas Globales
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1. RENDIMIENTO DE UN COLECTOR SOLAR
•Conducción
– Transferencia de calor a través de un medio
•Convección
– La transferencia de calor ocurre entre una superficie y un fluido en movimiento cuando hay una diferencia de temperatura.
•Radiación
– Todas las superficies a cierta temperatura emiten energíaa en forma de ondas electromagnéticas
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1. RENDIMIENTO DE UN COLECTOR SOLAR
Factor de eficiencia óptica (adimensional)
Coeficiente Global de Pérdidas
(W/m2.K)
Temperatura de entrada al colector
(K)
Temperatura ambiente exterior
(K)
Irradiacion solar sobre plano del colector
(W/m2)
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1. RENDIMIENTO DE UN COLECTOR SOLAR
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Curso - Energía Solar Térmica - Avanzado 38
1. RENDIMIENTO DE UN COLECTOR SOLAR
Transmitancia de la cubierta transparente Absortancia de la
placa colectora
Radiación global incidente en el plano del colector (W/m2)
Área de la placa colectora (m2)
Convección + Radiación
Conducción a través de aislación térmica
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1. RENDIMIENTO DE UN COLECTOR SOLAR
Fuerza motriz que genera pérdidas de calor
Coeficiente Global de Pérdidas (incluye pérdidas
superior, base y lateral)
(La temperatura de la placa es muy difícil de
medir)
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Curso - Energía Solar Térmica - Avanzado 40
1. RENDIMIENTO DE UN COLECTOR SOLAR
𝐹𝑅es el Factor de Remoción o eficacia. Sería 𝐹𝑅 = 1 si el transporte de calor de la placa al fluido no tuviera resistencia y la temperatura de la placa y el fluido fueran iguales.
Coeficientes
característicos de los
colectores solares
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1. RENDIMIENTO DE UN COLECTOR SOLAR
Coeficientes característicos de los colectores
solares que se obtienen mediante ensayo
normalizado en laboratorio. Son informados
por el fabricante.
Típicamente entre 0,65 y 0,82
Típicamente entre 3y 8 W/m2.K (placa Plana)
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Curso - Energía Solar Térmica - Avanzado 42
1. RENDIMIENTO DE UN COLECTOR SOLAR
Cuanto más desfavorables son las condiciones de trabajo (mayor
salto de temperatura) o menor es la radiación solar, el rendimiento
disminuye,
Cuanto mayor es el factor de eficiencia óptica y menor el
coeficiente global de pérdidas, el rendimiento aumenta.
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Curso - Energía Solar Térmica - Avanzado 43
1. RENDIMIENTO DE UN COLECTOR SOLAR
Rendimiento para distintos valores de radiación
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Curso - Energía Solar Térmica - Avanzado 44
1. RENDIMIENTO DE UN COLECTOR SOLAR
Calcular la temperatura de estancamiento de los colectores temperatura exterior de 20ºC, radiación solar incidente de 700 W/m2. Cuando el rendimiento es 0
Captador 1: 0,75 – 7,5 · (Te – 20)/700 = 0 => Te = 90ºC Captador 2: 0,80 – 4,5 · (Te – 20)/700 = 0 => Te = 144ºC
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
0,00 0,03 0,06 0,09 0,11 0,14 0,17
Re
nd
imie
nto
η
(Te -Ta)/I
Colector - Rendimiento η
Rendimiento η1 Rendimiento η2
Punto de estancamiento
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1. RENDIMIENTO DE UN COLECTOR SOLAR
EJEMPLO: Calcular el rendimiento de los dos colectores temperatura exterior de 20ºC, temperatura de entrada al captador solar de 50ºC radiación solar incidente de 700 W/m2. Las condiciones de funcionamiento de los captadores vienen definidas por el punto del eje de abscisas siguiente:
(Te – TAMB)/IT = (50 – 20) / 700 = 0,043
Captador 1: η = 0,75 – 7,5 · (Te – TAMB)/I = 0,75 – 7,5 · 0,043 = 0,43
Captador 2: η = 0,80 – 4,5 · (Te – TAMB)/I = 0,80 – 4,5 · 0,043 = 0,61
Para obtener un mayor rendimiento, es importante que los captadores trabajen a la temperatura más baja posible, siempre en relación con la temperatura de
utilización.
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3. SISTEMA HIDRÁULICO
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3. SISTEMA HIDRÁULICO
Tuberías
Válvulas
Bombas de Circulación
Vasos de Expansión
Elementos Accesorios
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3. SISTEMA HIDRÁULICO
Instalación de ACS centralizada
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Curso - Energía Solar Térmica - Avanzado 53
3. SISTEMA HIDRÁULICO
Instalación de ACS descentralizada
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Curso - Energías Alternativas
Energía Solar Térmica
Ingeniero Cristian Wallace 54
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Curso - Energías Alternativas
Energía Solar Térmica
Ingeniero Cristian Wallace 55
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Curso - Energías Alternativas
Energía Solar Térmica
Ingeniero Cristian Wallace 56
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Curso - Energías Alternativas
Energía Solar Térmica
Ingeniero Cristian Wallace 57
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Curso - Energías Alternativas
Energía Solar Térmica
Ingeniero Cristian Wallace 58
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Curso - Energía Solar Térmica - Avanzado 59
3. SISTEMA HIDRÁULICO
Fluido Caloportador
Mezcla de agua con anticongelante en una proporción tal que elimine el riesgo de
congelación en las tuberías.
Circuito primario
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Curso - Energía Solar Térmica - Avanzado 60
3. SISTEMA HIDRÁULICO
Nomenclatura de los tramos de cañería
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Curso - Energía Solar Térmica - Avanzado 61
3. SISTEMA HIDRÁULICO