ENERGÍA SOLAR TÉRMICA DE BAJA TEMPERATURA

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(1)

Configuración de sistemas solares

térmicos de baja temperatura

Vicente Gallardo Rodríguez

ISOFOTON, S.A.

Gerente del Departamento de Energía Solar Térmica

ENERGÍA SOLAR TÉRMICA DE

BAJA TEMPERATURA

Jornada sobre la Ordenanza Solar

(2)

Energía solar térmica

ALTA TEMPERATURA

Concentrador

parabólico

Campo de heliostatos

Concentrador

Stirling

Disco

Stirling

(3)

BAJA TEMPERATURA

Energía solar térmica

BAJA TEMPERATURA

Heat Pipe

Captador Plano

CPC

Flujo Directo

Sidney

(4)

(

)

'

·

·

,

·

1

F

E

a

o

e

l

m

o

τ

α

η

ϑ

ϑ

η

η

=

=

(

)

(

)

'

·

·

,

·

·

2

2

1

F

E

a

E

a

o

e

l

m

e

l

m

o

τ

α

η

ϑ

ϑ

ϑ

ϑ

η

η

=

=

Ajuste lineal, en funci

Ajuste lineal, en funci

ó

ó

n de:

n de:

--

Temperatura media

Temperatura media

--

Temperatura de entrada

Temperatura de entrada

Ajuste cuadr

Ajuste cuadr

á

á

tico,

tico,

en funci

en funci

ó

ó

n de:

n de:

--

Temperatura media

Temperatura media

--

Temperatura de entrada

Temperatura de entrada

Curva de rendimiento instantáneo

(5)

El captador plano no selectivo

GAROL I

G

T

T

e

a

)

(

·

91

,

7

804

,

0

=

η

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 RENDIMIENTO INSTANTÁNEO

(6)

El captador plano selectivo

ISONOX II

G

T

T

e

a

)

(

·

50

,

4

76

,

0

=

η

(7)

Comparativa Curvas de Rendimiento

(8)
(9)

Colector selectivo ISONOX II

(10)

CARACTERÍSTICAS (II)

(11)

CARACTERÍSTICAS (y III)

(12)
(13)

Equipos compactos termosifón

Clasificación

Sistemas indirectos

Sistemas directos

(14)

Preparación de ACS: compactos

• Balance energético.

En e ro F e br er o Ma rz o Ab ri l Ma y o Ju n io J u lio Ag o s to Se p t. Oc t. No v . Di c . 0 50 100 150 200 250

K

C

A

L

x

1000

MESES

NECESIDADES Y AHORROS

AHORROS

NECESIDADES

- Madrid, 6 personas, 40 litros/persona·día, V=300 litros, M=240 litros,

curva de consumo adaptada a la producción

Meses

Enero

Febrero

Marzo

Abril

Mayo

Junio

Julio

Agosto

Septiemb.

Octubre

Noviemb.

Diciemb.

Anual

Ener. Nec. [Kcal·1000]:

130

114

194

181

180

209

207

216

217

164

117

126

2.054

Ahorros [Kcal·1000]:

99

107

175

180

175

196

207

216

195

126

100

103

1.879

Ahorros [%]:

76,4

94,3

90,3

99,6

97,4

93,7

100,0

100,0

89,7

77,3

85,5

81,5

91,5

(15)

Esquema de principio general

(16)

Instalaciones forzadas

Primario

Solar

Secundario

Solar

Agua

fría

Intercambiad

or

Secundario

Auxiliar

Primario

Auxiliar

Agua

caliente

Intercambiad

or

(17)

Preparación de ACS: forzada

• Balance energético.

En e ro Fe b re ro Ma rz o Ab ri l Ma y o Ju n io Ju lio Ag o s to Se p t. Oc t. No v . Di c . 0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000

K

C

A

L

x

1000

MESES

NECESIDADES Y AHORROS

AHORROS

NECESIDADES

Meses

Enero

Febrero

Marzo

Abril

Mayo

Junio

Julio

Agosto

Septiemb.

Octubre

Noviemb.

Diciemb.

Anual

Ener. Nec. [Kcal·1000]:

10.540

9.184

9.796

9.120

9.052

8.400

8.308

8.680

8.760

9.424

9.480

10.168

2.054

Ahorros [Kcal·1000]:

6.384

6.810

7.737

7.815

8.126

8.308

8.308

8.680

8.549

7.126

6.215

4.763

1.879

Ahorros [%]:

60,6

74,1

79,0

85,7

89,8

97,2

100,0

100,0

97,6

75,6

65,6

46,8

91,5

- Málaga, 125 personas, 80 litros/persona·día, V=M=10.000 litros,

demanda 100% anual

(18)

Esquema de principio general

(19)

Climatización de piscinas

• Esquema de

principio.

(20)

Climatización de piscinas

• Balance energético.

En e ro F e br er o Ma rz o Ab ri l Ma y o Ju n io J u lio A gos to S ept . Oc t. No v . Di c . 0 200 400 600 800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 2.000 KC AL x 1 0 0 0 MESES

NECESIDADES Y AHORROS

AHORROS NECESIDADES

- Piscina de La Paz, 1.250 m2, 2.000 m3

Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Sept. Oct. Nov. Dic. 0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 18.000 KC AL x 1 0 0 0 MESES

NECESIDADES Y AHORROS

AHORROS NECESIDADES

Meses

Enero

Febrero

Marzo

Abril

Mayo

Junio

Julio

Agosto

Sept.

Oct.

Nov.

Dic.

Anual

Ener. Nec. [Kcal·1000]:

8.276

7.539

8.417

9.338

12.278

15.100

16.604

14.976

12.175

8.952

6.727

6.881

127.262

Ahorros [Kcal·1000]:

8.276

7.539

7.872

5.762

4.076

2.126

3.035

5.492

8.041

8.952

6.727

6.881

74.778

Ahorros [%]:

100,0

100,0

93,5

61,7

33,2

14,1

18,3

36,7

66,0

100,0

100,0

100,0

58,8

(21)

Esquema de principio general

(22)

Calefacción por suelo radiante

• Balance energético.

En e ro Fe b re ro Ma rz o Ab ri l Ma y o J uni o J u lio Ag o s to Se p t. Oc t. No v . Di c . 0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000

K

C

A

L

x

1000

MESES

NECESIDADES Y AHORROS

AHORROS NECESIDADES

Meses Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiemb. Octubre Noviemb. Diciemb. Anual Ener. Nec. [Kcal·1000]: 6616,51 5215,59 4210,50 2735,86 1022,55 0,00 0,00 0,00 0,00 1203,00 3725,42 6195,46 30924,89 Ahorros [Kcal·1000]: 3110,61 3353,76 3353,67 2735,86 1022,55 0,00 0,00 0,00 0,00 1203,00 2696,20 2112,44 19588,10 Ahorros [%]: 47,01 64,30 79,65 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 72,37 34,10 63,34

(23)

Esquema de principio general

(24)

Aplicaciones industriales

• Balance energético.

Meses Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiemb. Octubre Noviemb. Diciemb. Anual Ener. Nec. [Kcal·1000]: 3599,77 3077,22 3042,66 2198,02 1607,04 331,78 0,00 0,00 0,00 1114,21 3027,46 3621,20 21619,35 Ahorros [Kcal·1000]: 621,21 611,18 858,66 853,08 801,65 325,55 0,00 0,00 0,00 646,05 621,17 545,49 5884,03 Ahorros [%]: 17,26 19,86 28,22 38,81 49,88 98,12 100,00 100,00 100,00 57,98 20,52 15,06 27,22

-Baños árabes en Marruecos, 36 m2, 5 colectores,

temperatura ambiente 30 C

Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Sept. Oct. Nov. Dic. 0 500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000

K

C

A

L

x

1000

MESES

NECESIDADES Y AHORROS

AHORROS NECESIDADES

(25)

Esquema de principio general

(26)

Estructuras metálicas

• Integradas en

cubierta

(27)

Bomba circuladora

• Simple

• Doble

(28)

Intercambiador

• Tipología

- Doble envolvente

- Serpentín

(29)

Acumulador

• Acero inoxidable vs.

vitrificado

• Disposición vertical

• Elementos que

incorpora:

- Llaves de corte

- Manguitos dieléctricos

- Termómetros y manómetros

- Sondas de temperatura

- Válvula de seguridad

- Protección catódica

· Ánodo de magnesio

· Correx Up

Doble envolvente

(30)

Sistema de control

• Sencillo

(31)

Sistemas de seguridad: disipación

• Altas temperaturas:

- Instalación parada

- Alto nivel de radiación

• Soluciones:

- Tapado de captadores

- Disipación de calor

(32)

Sistemas de control: legionella

• Choque térmico

• Tratamiento químico

Figure

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References