ENERGIA SOLAR TERMICA
Summary
TLDREste video trata sobre la energía solar térmica, un tipo de energía renovable que transforma la energía del sol en calor. Se explican los diferentes métodos de captación, como la captación pasiva, que no requiere elementos mecánicos, y la captación activa. También se abordan las tecnologías de alta, media y baja temperatura, utilizadas para generar energía térmica y eléctrica, y cómo varían en función de la temperatura y el tipo de instalación, desde colectores hasta sistemas de generación más avanzados como los helióstatos y los discos parabólicos.
Takeaways
- ☀️ La energía solar térmica transforma la energía del sol en energía térmica, siendo una opción renovable y sostenible.
- 🏡 Puede aplicarse tanto en viviendas pequeñas como en grandes centrales eléctricas.
- 🌞 Existen dos tipos principales de captación térmica: pasiva y activa, que aprovechan la arquitectura y la radiación solar de manera eficiente.
- 📅 La captación pasiva depende de las estaciones del año para optimizar el aprovechamiento del sol, especialmente en invierno cuando se necesita más calefacción.
- 🔥 Las conversiones térmicas se clasifican en tres categorías: alta, media y baja temperatura, cada una con diferentes aplicaciones.
- 🏭 La energía de alta temperatura se utiliza en centrales termosolares que generan electricidad a temperaturas superiores a 500 grados Celsius.
- 💡 Los helióstatos y las torres receptores son componentes clave para concentrar la energía solar en sistemas de alta temperatura.
- 🔧 Los discos parabólicos son otro método de alta eficiencia para concentrar la energía solar y generar electricidad mediante motores Stirling.
- 🌡️ Las conversiones de media temperatura (100-300 grados Celsius) son útiles para procesos industriales, desalinización de agua y generación eléctrica a pequeña escala.
- 🔄 Los sistemas de captación solar suelen incluir movimientos automáticos para seguir la trayectoria del sol y maximizar la eficiencia energética.
Q & A
¿Qué es la energía solar térmica?
-La energía solar térmica es un tipo de energía que transforma la energía del sol en energía térmica. Es una forma de energía renovable, sostenible y respetuosa con el medio ambiente.
¿Dónde se puede aplicar la energía solar térmica?
-La energía solar térmica puede aplicarse en viviendas, desde instalaciones pequeñas hasta grandes centrales eléctricas.
¿Cuáles son los dos tipos de captación térmica mencionados en el guion?
-Los dos tipos de captación térmica mencionados son la captación pasiva y la captación activa.
¿Qué es la captación pasiva?
-La captación pasiva es un tipo de energía solar que no requiere elementos mecánicos para captar la energía del sol, sino que utiliza elementos arquitectónicos que permiten captar y almacenar la energía de forma natural.
¿Cómo afecta la estación del año a la captación pasiva de energía solar?
-En verano, la instalación solar absorbe menos energía porque el sol no incide directamente. En invierno, el sol incide más directamente, lo que mejora la captación y es útil para generar más energía térmica necesaria para calefacción.
¿Cuáles son los tres tipos de conversiones térmicas según la temperatura?
-Los tres tipos de conversiones térmicas son: alta temperatura, media temperatura y baja temperatura.
¿Qué es una central termosolar de alta temperatura?
-Es una instalación que utiliza energía solar térmica a temperaturas superiores a los 500 grados Celsius para generar electricidad. Incluye campos de helióstatos que reflejan la radiación solar hacia una torre central donde se produce la conversión térmica.
¿Qué son los discos parabólicos en la captación solar de alta temperatura?
-Los discos parabólicos son conjuntos de reflectores en forma de parábola que concentran la radiación solar en un punto central, donde un receptor convierte la energía térmica en electricidad o trabajo mecánico.
¿Para qué se utiliza la energía solar térmica de media temperatura?
-La energía solar térmica de media temperatura se utiliza para la producción de vapor de agua en procesos industriales, generación de energía eléctrica a pequeña escala, desalinización de agua de mar y refrigeración.
¿Cómo funcionan los colectores solares parabólicos en la captación de media temperatura?
-Los colectores solares parabólicos concentran la radiación solar en un punto de línea, donde un fluido térmico se calienta. Este fluido transfiere el calor a una caldera donde se genera vapor que impulsa una turbina conectada a un generador eléctrico.
Outlines
🌞 Introducción a la Energía Solar Térmica
El primer párrafo presenta la energía solar térmica como una forma de energía renovable que convierte la energía del sol en energía térmica. Se destaca su aplicabilidad tanto en instalaciones pequeñas, como en viviendas, como en grandes centrales eléctricas. También se introducen los conceptos de captación térmica pasiva y activa, la arquitectura solar y la captación en diferentes rangos de temperatura (baja, media y alta). Se menciona brevemente la captación fotónica, como la fotovoltaica y la fotoquímica, para introducir la variedad de aplicaciones de la energía solar.
💡 Tipos de Captación de Energía Solar
El segundo párrafo profundiza en los tres tipos de conversiones térmicas de la energía solar: alta, media y baja temperatura. Se explica el funcionamiento de las centrales termosolares de alta temperatura, donde la energía solar se concentra para generar temperaturas superiores a 500 °C. Se describe cómo los helióstatos reflejan la radiación solar hacia una torre central, generando calor que se convierte en electricidad a través de turbinas. También se mencionan los discos parabólicos, que captan la energía solar en un receptor central, y el uso del motor Stirling como una forma eficiente de generación eléctrica.
🔥 Centrales de Alta Temperatura y Funcionamiento del Motor Stirling
En este párrafo se amplía la explicación sobre el uso de discos parabólicos y el motor Stirling en la generación de energía. Se destacan las características de estos sistemas, como su alta eficiencia y la conversión directa de calor en electricidad. Se menciona que, aunque son tecnologías costosas, permiten concentrar la energía en un punto focal para producir energía eléctrica sin necesidad de fluidos térmicos ni sistemas de control complejos. Se subraya que el motor Stirling tiene un rendimiento teórico alto, similar al de los motores de explosión tradicionales, y se describen sus componentes y funcionamiento básico.
🔄 Energía Solar de Media Temperatura y Procesos Industriales
El último párrafo explora las aplicaciones de la energía solar de media temperatura, que trabaja en un rango de 100 a 300 °C. Se detalla cómo se utiliza esta energía para producir vapor de agua en procesos industriales, generar electricidad a pequeña escala o desalinizar agua de mar. El texto explica la configuración de un sistema típico de media temperatura, con colectores solares, intercambiadores de calor y turbinas que convierten el calor en energía mecánica. También se menciona que los sistemas de media temperatura siguen la trayectoria del sol a lo largo del día, maximizando la captación de energía solar.
Mindmap
Keywords
💡Energía solar térmica
💡Captación pasiva
💡Captación activa
💡Alta temperatura
💡Helióstatos
💡Discos parabólicos
💡Motor Stirling
💡Media temperatura
💡Colector solar
💡Sistema de seguimiento solar
Highlights
La energía solar térmica transforma la energía del sol en energía térmica, siendo una fuente renovable, sostenible y respetuosa con el medio ambiente.
La energía solar térmica se puede aplicar tanto en viviendas con instalaciones pequeñas como en grandes centrales eléctricas.
Existen dos tipos principales de captación de energía solar térmica: captación pasiva y captación activa.
La captación pasiva de energía solar térmica no requiere elementos mecánicos, sino que utiliza elementos arquitectónicos para captar y almacenar energía.
La captación pasiva es eficiente en invierno, cuando el sol incide directamente sobre los elementos arquitectónicos, mejorando la generación de energía.
La energía solar térmica se divide en tres tipos según la temperatura: alta, media y baja.
La energía solar de alta temperatura se utiliza en centrales termosolares que requieren varios componentes como el campo de helióstatos y una torre receptora.
Los helióstatos captan la radiación solar y la dirigen hacia un receptor central, donde se genera calor para producir energía eléctrica.
Los discos parabólicos, utilizados para la captación de alta temperatura, concentran la energía solar en un punto para generar electricidad mediante un motor o turbina.
El motor Stirling es uno de los sistemas más eficientes para convertir la energía solar térmica en electricidad, con un rendimiento del 35%.
La energía solar de media temperatura se utiliza en la producción de vapor de agua para procesos industriales y a pequeña escala para desalinizar agua de mar.
El sistema de media temperatura incluye un colector solar que concentra la energía del sol en un punto, calentando un fluido térmico.
La turbina utiliza la presión del vapor generado por el calor para mover un generador eléctrico.
El sistema de media temperatura incluye un mecanismo que sigue la trayectoria del sol para maximizar la captación de energía.
El sistema Stirling no necesita fluidos térmicos ni turbinas complejas, lo que lo hace una opción más simple y eficiente para la producción de energía eléctrica.
Transcripts
bienvenidos a energías renovables en
esta unidad veremos la energía solar
térmica este tipo de energía transforma
la energía del sol en energía térmica y
se trata de una forma de energía
renovable sostenible y muy respetuoso
con el medio ambiente es una forma de
generar energía que puede aplicarse en
viviendas desde instalaciones pequeñas
hasta grandes centrales eléctricas y la
fuente principal de recepción entonces
sería la energía solar y hablaremos en
esta unidad sobre la captación térmica
de tipo captación pasiva y activa la de
arquitectura solar y la de baja media y
alta temperatura y mencionamos también
que existe otro tipo de captación que es
la fotónica que puede ser por una
captación fotovoltaica química
fotoquímica el avión masa
e inicialmente hablamos vamos en este
esquema
en la captación térmica y la captación
pasiva la captación pasiva se trata
entonces de un tipo de energía que no
requiere ningún elemento mecánico como
para poder captar la energía solar sino
que es mediante elementos
arquitectónicos se puede captar y
almacenar de forma natural la energía
procedente del sol entonces de acuerdo a
las canciones del año se pueden instalar
esto por el techo de la casa por ejemplo
digamos aquí que en verano se requiere
se absorben la menor temperatura porque
el sol va dirigido no precisamente sobre
esta instalación sin embargo en invierno
vemos aquí que el sol va directamente
reflectada sobre este tipo de elementos
arquitectónicos entonces obviamente que
la generación de energía será mejor
entonces se debe tener en cuenta las
estaciones del año de donde vamos a
obtener una mejor energía solar en este
caso en invierno porque porque en el
hogar se requiere
mayor energía térmica en este caso para
poder utilizar la calefacción o calentar
agua etcétera entonces aquí hablamos de
una captación pasiva que se aplica para
calefacción o para refrigeración es
también
y luego estas energías solares térmicas
existen tres tipos de conversiones
térmicas la de alta temperatura
la de media temperatura y la de baja
temperatura inicialmente vamos a
observar aquí en este cuadro que vemos
aquí en este eje las temperaturas que
van desde cero hasta los dos mil 800
grados celsios y aquí sería el tipo de
recepción o sea de cómo se puede
concentrar a través de qué tipo de
instalaciones vemos aquí que aquí
tenemos el colector primario que sería
para una temperatura bastante mínima
luego va aumentando la temperatura y el
tipo de instalaciones va variando de
acuerdo a eso vemos el cilindro
parabólico aquí ya vemos una central
torre los discos parabólicos y por
último el horno solar que es el que
capta mayor cantidad de temperatura
bueno inicialmente entonces vamos a
hablar de la de alta temperatura aquí ya
hablamos de centrales termosolares es
decir que tiene que haber varias
instalaciones en un sitio que requiere
también de un lugar específico para
poder instalarlo y aquí la generación de
electricidad
se trabaja con una temperatura por
encima de los 500 grados celsius
bueno y cómo funciona cuáles son los
componentes de este tipo de recepción
central
bueno vemos aquí que hay un campo de
helióstatos todo lo que está aquí está
al lado en el suelo se harían en los
datos que están formados entonces de esa
manera y también tiene que haber una
torre una torre
en dónde está el receptor el sistema de
control y luces los sistemas de equipos
auxiliares entonces básicamente así es
como funciona hay un campo de
helióstatos los que están instalados en
el piso la radiación solar se verá
directamente sobre estos campos y estos
campos serían los que van a reflejar
sobre la torre en donde hay una
recepción de todo eso y esto va a
generar calor y estas turbinas van a ir
esté comunicándose a través de un
condensador y este generador es el que
va a estar instalado a una red eléctrica
entonces se puede ver mejor aquí con
esta imagen aquí están
este sería el campo de helióstatos la
luz solar va ir directamente sobre este
estrato y esto va a reflejar
esta luz va a reflejar
hacia una torre y aquí se va a
concentrar esta radiación y va a una
caldera y este fluido va a conducirse en
este calor a través de una bomba y en un
generador de vapor y a un condensador
una turbina un generador y un
transformador de energía que esto va a
ir conectado al tendido eléctrico porque
de esta manera trabajan estos
conversores de energía de alta
temperatura
[Música]
bueno y el helio está todos aquellos que
están instalados que serían los
componentes más característicos junto
con el receptor entonces tienen la
función de captar la radiación de
energía solar y va a dirigirla hacia un
receptor que está compuesta entonces de
una superficie reflectante y una
estructura de soporte que tiene también
movimientos y mecanismos de movimientos
y que van a control que va a representar
el 60 por ciento del coste de la parte
solar
bueno y hay otro tipo de recepción de
altas temperaturas que sé que pueden ser
a través de estos discos parabólicos que
son básicamente están compuestas por un
conjunto de reflectores o sea con una
forma para polo ye que tiene un receptor
situado en el foco
de aquí sería más o menos en el centro y
entonces hay un sistema de generación
eléctrica bastante compacto a través de
un motor o una turbina y también tiene
un alternador y suele formar un bloque
para poder hacer la recepción entonces
la radiación solar va concentrada en
esta maneta parabólica en esta obra
boloy de que incide sobre el receptor
donde se convierte esa energía térmica
que permite generar entonces
electricidad trabajo mecánico en el
sistema del generador
bueno estos discos parabólicos se
caracterizan por un alto rendimiento y
además de eso uno
debemos hablar siempre de costes que es
una tecnología bastante cara
además que los tres sistemas de
concentración para utilizar la energía
concentrada en el foco de la partícula
primeramente
calentar un fluído y producir vapor para
generar energía eléctrica y entonces
aquí este calor transferido al fluido es
bastante similar a una energía solar de
media temperatura
bueno y luego utilizar la energía que es
como fuente de calor para un horno este
sistema tiene la enorme ventaja de que
no existen posibles contaminantes del
material que se funda por lo que he
utilizado en algunos procesos especiales
fabricaciones y terceros y concentrar el
calor sobre el foco caliente de un motor
stirling y producir directamente energía
eléctrica mediante este motor
y aquí vemos el motor stirling que se
utiliza para producción energía
eléctrica de un sistema muy sencillo y
además de ello que no necesita de
fluidos térmicos y turbina ni sistema de
control bastante complejo entonces este
tipo de motor es un motor de fuego de
calor el calor y se produce fuera de los
cilindros del motor y se basa en un
funcionamiento de expansión de
comprensión del gas debido al
calentamiento y enfriamiento sucesivos
se va a aprovechar esta expansión se
utiliza un cilindro 3 para desplazar el
gas que se utiliza en quilino
volumétrico situaron a ambos
lugares de la cámara con este
rendimiento es muy elevado siendo el más
alto de todos los motores que se pueden
alcanzar un 35 por ciento teóricamente
hablando y es similar a cualquier otro
tipo de motor de explosión clásico
y aquí vemos estos
este ejemplo de los motores
stirling con altran las horas
y aquí estarían los concentradores de
energía y los receptores y el motor que
va a transferir esta energía que lo va a
convertir
luego están las en media temperatura la
de media temperatura se utilizan como
para obtener
energía y esto recepcionan el calor
aproximadamente entre los 100 y 300
grados celsius se utiliza para la
producción de vapor de agua para los
procesos industriales para la producción
la energía eléctrica a pequeña escala
por ejemplo también puede ser para
desalinizar el agua de mar
también para la refrigeración
bueno cómo funciona esto el esquema
sería de esta manera aquí tenemos un
colector solar aquí la figura 1 donde se
produce el calentamiento de un fluido
térmico debido a la radiación del sol
y está compuesto por el espejo
parabólico de concentración que es capaz
de concentrar toda la energía que llega
del sol en un punto de línea y el
elemento captor luego aquí en la parte 2
tenemos el calentador pues a la entrada
del líquido
que sería el caldo portador frío en el
colector el líquido se va a captar y el
calor recibido el colector para
transportar los otros puntos de la
instalación y aquí sería la salida del
líquido caliente de este colector y aquí
en el 4o se haría el sistema orientación
para seguir el movimiento del sol
también existen las formas de
circulación en este circuito donde se
puede ver que se mueve aquí el fluido de
este circuito proveniente y aquí el 6
sería la caldera donde el agua que
circula en el circuito secundario se
convierte en vapor y aquí en el 7
estaríamos en el intercambiador
tendríamos aquí el intercambiador de
calor que es todo como caldera y en el 8
tenemos la turbina en donde se utiliza
la presión del vapor para generar un
movimiento mecánico que moverá el
generador eléctrico que se mueve a
través del vapor de agua que se produce
del calor generado aquí y el condensador
de vapor lo enfría y lo convierte en
agua y aquí
es en donde puedo entrar la el agua fría
en el condensador
[Música]
y aquí este tipo de instalaciones tienen
movimientos o sea sus los equipos
instalados tienen un movimiento en donde
va a haber un el que que va a seguir la
energía de solos a la trayectoria del
sol toma aquí entonces de mañana puede
estar en esta posición
y obviamente que para captar la energía
del sol y estaban moviéndose de acuerdo
a la trayectoria del sol y por la tarde
vamos a tener otra posición
de este sistema de instalación
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