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Energía solar térmica

La energía solar térmica es la energía creada al convertir la energía solar en calor. Los sistemas de generación de energía solar térmica (electricidad) recolectan y concentran la luz solar para producir el calor de alta temperatura necesario para generar electricidad.

Hay dos formas comunes de recolectar energía del sol. Una es usar un colector solar térmico para recolectar el calor del sol y la otra es usar un conjunto fotovoltaico (PV) que convierte la energía del sol en electricidad.

¿Cual es mejor Energía solar térmica o fotovoltaica?

En el caso de la energía solar térmica, la eficiencia de conversión es mucho mayor que la energía fotovoltaica. Puede extraer hasta un 70% de la energía del sol con un colector solar, que se logra haciendo circular un fluido a través de un colector de panel solar y capturando el aumento de calor que ocurre naturalmente cuando el sol brilla sobre el colector.

Por otro lado, un colector fotovoltaico solo convertirá en promedio alrededor del 12% de la luz solar en energía eléctrica.

Aplicaciones de la calefacción solar

El uso de la energía solar para calentar el  agua en los hogares podría ahorrar una importante cantidad de energía al año, lo que significa menores facturas para los propietarios y menos emisiones de la red eléctrica tradicional basada en hidrocarburos.

Los sistemas de calefacción solar aprovechan algunos principios básicos sobre cómo la energía solar se convierte en energía solar térmica y el comportamiento físico del calor. El primer principio que debe comprender acerca de la calefacción solar en el hogar es cómo la energía solar se captura y se convierte en calor.

Colector de energía solar: Un colector solar captura la energía radiante del Sol y la convierte en calor.

Todos los sistemas de energía solar térmica tienen colectores de energía solar con dos componentes principales: Los reflectores (espejos) que capturan y enfocan la luz solar en un receptor.

En la mayoría de los tipos de sistemas: Un fluido de transferencia de calor se calienta y circula en el receptor y se usa para producir vapor. El vapor se convierte en energía mecánica en una turbina, que alimenta a un generador para producir electricidad.

Ahora que comprendimos los conceptos básicos sobre la energía solar térmica, eche un vistazo a las diferentes aplicaciones de calefacción solar que puede utilizar en un hogar:

La energía solar térmica es una de las formas más rentables de energía verde. Los sistemas de energía solar térmica son una forma de satisfacer las necesidades de calefacción al capturar la energía térmica del sol para aplicaciones de calefacción como edificios, agua caliente o piscinas.

¿Cómo un colector solar convierte la energía solar en calor?

Convierte la energía solar en calor Aprovechando un proceso conocido como efecto invernadero:

  1. La idea básica es que la energía solar pase a través de una capa de vidrio esmaltado donde es absorbida por el material subyacente.
  2. La energía solar excita las moléculas en el material subyacente dando como resultado el calor.
  3. El acristalamiento del vidrio evita que el calor se escape, capturando así efectivamente el calor.
  4. Una vez que se captura ese calor, podemos darle un buen uso!

Pero para usarlo, primero debes comprender algunos de los principios básicos del calor …

Principios básicos del calor

¿Que es el calor? El calor es simplemente una forma de energía asociada con el movimiento de las moléculas.

Cuando las ondas electromagnéticas provenientes del Sol chocan contra un objeto, excitan las moléculas de ese objeto haciendo que se muevan. Este movimiento molecular es el calor.

El calor siempre se mueve de temperaturas más altas a más bajas hasta que las temperaturas son iguales. Esto se conoce como transferencia de calor. Si coloca dos objetos uno al lado del otro, el objeto más cálido se enfriará a medida que su calor se transfiera al objeto más frío. El objeto más frío a su vez se calentará.

Esta transferencia de calor es impulsada por la diferencia en las temperaturas de los objetos. La tasa de transferencia de calor es proporcional a la diferencia de temperatura. Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura entre los objetos, más rápido se moverá el calor.

Tipos de sistemas solares térmicos

Hay dos tipos principales de sistemas solares térmicos para la producción de energía: activos y pasivos.

  • Los sistemas activos requieren partes móviles como ventiladores o bombas para hacer circular los fluidos que transportan calor.
  • Los sistemas pasivos no tienen componentes mecánicos y dependen de las características de diseño solo para capturar el calor (por ejemplo, los invernaderos). Las tecnologías también se agrupan por temperatura: baja, media o alta.

Las aplicaciones de baja temperatura (<100 ° C): Generalmente utilizan energía solar térmica para agua caliente o calefacción de espacios. Los sistemas activos a menudo consisten en un colector de placa plana montado en el techo a través del cual circula el líquido.

  • El colector absorbe el calor del sol y el líquido lo lleva al destino deseado, por ejemplo, una piscina o un sistema de calefacción para el hogar.
  • Los sistemas de calefacción pasivos implican prácticas de diseño de edificios inteligentes, que reducen la necesidad de sistemas de calefacción o enfriamiento al capturar o reflejar mejor la energía solar.

Las aplicaciones de temperatura media (100-250 ° C): no son comunes. Un ejemplo sería un horno solar, que utiliza un reflector de forma especial para enfocar los rayos del sol en una olla central. Se podrían usar sistemas similares para procesos industriales, pero no se usan ampliamente.

Los sistemas térmicos solares de alta temperatura (250 ° C>): Utilizan grupos de espejos para concentrar la energía solar en un colector central.

Estos sistemas de energía solar concentrada (CSP, por sus siglas en inglés) pueden alcanzar temperaturas lo suficientemente altas para producir vapor, que luego hace girar una turbina e impulsa un generador para producir electricidad.

Desarrollos recientes

Los desarrollos en la tecnología solar térmica han hecho que estos sistemas sean más confiables y más eficientes y, por lo tanto, una opción más práctica para los futuros usuarios. Los colectores de tubos de evacuación pueden satisfacer grandes demandas de calefacción y son utilizados por clientes que buscan alternativas más sostenibles y económicas.

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