Colectores Solares Térmicos - Contenido Educativo PDF

INNOVACIÓN EDUCATIVA CON INTELIGENCIA ARTIFICIAL CONTENIDO EDUCATIVO Waldy Aníbal Riveros Saavedra COLECTORES SOLARES TÉRMICOS Son dispositivos que captan la energía solar y la transforman a energí...

INNOVACIÓN EDUCATIVA CON INTELIGENCIA ARTIFICIAL CONTENIDO EDUCATIVO Waldy Aníbal Riveros Saavedra COLECTORES SOLARES TÉRMICOS Son dispositivos que captan la energía solar y la transforman a energía térmica para el calentamiento de fluidos como el agua, aceite y otros. Los tipos principales son los siguientes:  Colectores planos; los más comunes, económicos y se utilizan para calentar agua caliente sanitaria, agua de piscinas y sistemas de calefacción.  Colectores de tubo de vacío; que consisten en tubos de vidrio con un vacío interno que disminuye las pérdidas de calor y tienen un mayor rendimiento en condiciones de baja irradiación solar.  Colectores de concentración; que utilizan lentes o espejos para concentrar la luz solar sobre un área pequeña y se utilizan en aplicaciones térmicas industriales, y en centrales termoeléctricas con fluido térmico o con sales fundidas, como sustancias de transferencia de calor. Ventajas de los colectores solares térmicos  Utilizan una fuente de energía limpia y abundante, muy disponible en nuestro país.  Reducen la dependencia de combustibles fósiles, especialmente en países que no lo producen como Paraguay.  Reducen el consumo eléctrico de la red convencional y por tanto disminuye las probabilidades de recarga de la infraestructura de transmisión eléctrica.  Reducen el consumo eléctrico y por ende obtienen un ahorro monetario al disminuir el valor de las facturas de la ANDE.  Presentan un bajo mantenimiento una vez instalados.  Diversifican la matriz energética nacional. Consideraciones básicas sobre colectores solares térmicos  La instalación orientada hacia el Ecuador es relevante para maximizar la captación.  La orientación angular, continua, diaria, mensual y anual del colector, determina una mayor o menor captación energética.  La inversión inicial depende de la aplicación, ya que los colectores pueden instalarse con pocos o muchos equipos auxiliares.  El costo de los colectores solares de media temperatura, para centrales termoeléctricas son elevados y debe analizarse su viabilidad financiera de acuerdo a las tarifas de las empresas distribuidoras de energía eléctrica. Compontes principales de un sistema completo de captación solar de baja temperatura Un sistema típico incluye los componentes principales siguientes:  Colectores solares: transforman la irradiación solar (Wh/m2) en energía térmica.  Tanque de almacenamiento: almacena el agua caliente para su uso posterior.  Bomba de circulación: mueve el fluido térmico entre los colectores y el tanque.  Válvula de control: regula el flujo del fluido.  Intercambiador de calor: transfiere el calor del fluido térmico (que puede ser también agua) al agua del tanque de almacenamiento.  Sistema de control: monitorea y regula el funcionamiento del sistema. Descripción del Conexionado Los colectores solares se conectan a la parte superior del tanque de almacenamiento mediante tuberías. El agua fría entra en los colectores por la parte inferior y el agua caliente sale por la parte superior. La bomba se conecta entre los colectores y el tanque para bombear el fluido térmico, y esta se activa mediante un controlador que detecta la temperatura del agua en los colectores. La válvula de control, ubicada en la línea de retorno del colector al tanque, regula el flujo del fluido térmico. El intercambiador de calor se conecta en el circuito del tanque para transferir el calor del fluido térmico al agua del tanque sin mezclar los fluidos. El sistema de control compuesto por termostatos y controladores automáticos optimiza el sistema y mejora la eficiencia. Las tuberías deben aislarse para minimizar las pérdidas de calor y el mantenimiento debe realizarse regularmente para asegurar que no haya fugas ni obstrucciones. Para comprender mejor los detalles relacionados a colectores solares térmicos de baja temperatura se acompaña del siguiente video instructivo: https://www.youtube.com/watch?v=EF6I-tcCH1U&t=436s Evaluación del contenido Preguntas sobre colectores solares térmicos  ¿Para qué se utilizan los colectores solares térmicos?  ¿Cuáles son los tipos principales de colectores solares térmicos?  ¿Qué factores influyen en la eficiencia de un colector solar?  ¿Qué ventajas y desventajas tienen los colectores de concentración?  ¿Qué desafíos enfrenta el desarrollo e implementación de los colectores a gran escala? Verdadero a Falso 1. V F Los colectores planos son los más eficientes en condiciones de baja luz solar. ……………………………………………………………………………………………….. 2. V F Los colectores de concentración se utilizan principalmente en aplicaciones industriales................................................................................................................................................... 3. V F El agua fría entra en los colectores solares por la parte superior. ……………………………………………………………………………………………….. 4. V F La válvula de control regula la temperatura del agua en el tanque. ……………………………………………………………………………………………….. 5. V F El intercambiador de calor mezcla el fluido térmico con el agua del tanque. ………………………………………………………………………………………………… Selección múltiple 1. Los colectores de tubo de vacío: a) Son los más económicos. b) Son menos eficientes en condiciones de baja luz solar. c) Tienen un mayor rendimiento térmico debido al vacío interno. d) Se utilizan principalmente para calentar piscinas. 2. Los colectores solares de concentración se utilizan principalmente en: a) Viviendas unifamiliares. b) Aplicaciones térmicas industriales. c) Calentamiento de agua sanitaria. d) Sistemas de calefacción por suelo radiante. 3. La ventaja de los colectores solares planos es: a) Mayor eficiencia en condiciones de baja luz solar. b) Mayor vida útil. c) Menor costo. d) Mayor capacidad de concentración de la luz solar. 4. El equipo que transfiere el calor del fluido térmico al agua a ser utilizada es: a) Colector solar b) Bomba de circulación c) Válvula de control d) Intercambiador de calor 5. La válvula de control se encarga de: a) Calentar el agua b) Regular el flujo del fluido térmico c) Almacenar energía solar d) Proteger el sistema de sobrepresión