Energía Solar Térmica en general
Energía Solar para ACS y calefacción doméstica
Construcción de GemaSolar (España, Andalucía)
sábado, 30 de julio de 2016
viernes, 29 de julio de 2016
Sistemas Solares Termica con Circulacion Forzada
Instalaciones solares térmicas con
circulación forzada
En numerosas
ocasiones no es viable instalar equipos de energía
solar térmica para la obtención de agua caliente sanitaria por termosifón, dado que a menudo la ubicación de los captadores
solares está por encima del acumulador (por ejemplo, captadores en tejado y acumulador dentro de; vivienda, campos
de captadores, etc.).
En este tipo de
instalación el agua que circula entre los captadores y el acumulador no lo puede hacer por
convección natural dado que el agua más caliente (los captadores) ya se encuentra en su punto más alto y no hay
ninguna fuerza natural que la haga desplazar al agua fría que ya está en el
punto más bajo y es la más pesada.
Entonces habrá que
recurrir a un circulador electromecánico convencional, de los empleados en
circuitos de calefacción, con el fin de asegurar la circulación del fluido.
El circulador
(bomba) impulsa el fluido (generalmente desde la parte inferior del acumulador,
zona fría) en dirección hacia la parte inferior de los captadores solares.
Los sistemas
forzados son siempre indirectos, salvo las utilizaciones de climatización de
piscina donde se puede emplear el propio sistema de impulsión de filtrado del
agua del vaso.
Elementos básicos de un sistema solar con
circulación forzada
Las instalaciones
de energía
solar térmica con circulación forzada, disponen de los
siguientes elementos:
Captadores solares:
como que en estos montajes la circulación del fluido a través del captador es forzada, las pérdidas de carga no son una
limitación importante en cuanto a su valor.
De montaje permite
utilizar fuerza variantes en cuanto al acumulador, dado que el circulador hará
pasar el agua por intercambiador que incorpore o de un intercambiador externo
para las instalaciones con volúmenes de acumulación elevados.
Sistema de control de un sistema con
circulación forzada
En los equipos con
circulación forzada, hay que controlar la bomba de forma que sólo impulse el
agua en los momentos en que puede haber ganancia energética (momentos en que
haga Sol y, por tanto, la
temperatura del fluido de los captadores sea superior a la del acumulador). El aparato
encargado de hacer esto es el termostato diferencial que, continuamente,
compara las temperaturas del captador y del acumulador conectando o desconectando la
bomba en función de qué temperatura es superior.
Elementos de seguridad de un sistema con
circulación forzada
Para proteger
el captador de sobrepresiones es obligatorio instalar una
válvula de seguridad (VS), en cada grupo o hilera de captadores.
Por otra parte, el
circuito primario estará dotado de un grupo de seguridad que constará de, como
mínimo: un vaso de expansión (VE), una válvula de seguridad y un manómetro.
Asimismo, estas
instalaciones incorporarán sistemas de protección activa contra bajas
temperaturas (heladas) o contra altas temperaturas (sobrecalentamientos).
Grupo de circulación
El grupo de
circulación se situará generalmente en la parte inferior del acumulador (zona
fría), en dirección hacia la parte inferior de los captadores.Y dispondrá de los
siguientes elementos:
Circulador
electromecánico para circuitos cerrados, del tipo que se utiliza en circuitos
de calefacción.
Válvula
antirretorno, para evitar circulaciones inversas no controladas.
Regulador de
caudal, que permitirá ajustar el caudal del circuito.
Filtro, que
garantizará la durabilidad de los elementos del circuito.
En el siguiente video se puede visualizar parte de los tipos de energía solar térmica, donde se detalla de manera breve los dispositivos de cada uno de los probables dispositivos a utilizar, ya sean de disco parabólico, cilindro parabólicos y de torre receptora, explicando su principio de funcionamiento básico ejemplificado sencillamente.
A continuación se presenta el video de funcionamiento de una planta termoeléctrica solar Africana Energía es una planta solar termoeléctrica de 50 MW ubicada en el sur de Córdoba y promovida por las empresas Magtel, TSK y Grupo Ortiz.
Africana Energía supuso una inversión de 430 millones de euros
contando con una potencia nominal de 50 MW, que se prevé generará más de
180 millones de kilovatios hora, equivalente al consumo de 100.000
hogares.
Una de las grandes características de este proyecto es el grado de
innovación tecnológica aplicado.
Esta planta cuenta con un extenso campo de colectores que siguen el
movimiento solar, concentrando la radiación solar en un tubo receptor
localizado en el centro de los espejos cilindro-parabólicos. Un fluido
transmisor del calor recorre el receptor donde alcanza la temperatura
requerida para la producción de vapor, utilizado por una turbina
convencional para generar electricidad.
Africana Energía cuenta adicionalmente con un sistema de almacenamiento
térmico que le permite suministrar electricidad a la red incluso de
noche o en días nublados.
Entre las características principales presentes en la planta se encuentran:
- Potencia nominal: 49,9 MW
- Campo de colectores: 510.120 M2 de superficie
- 625 colectores, cada colector con una longitud aproximada de 150 m.
- Sistema de almacenamiento técnico: Sales fundidas
- Potencia aparente del alternador: 54,84 MVA
- Subestación eléctrica transformadora: 15/132 kV
- Centro de control, administración y mantenimiento.
- Terreno total de la planta: 272 Ha.
Sistemas Solares por Termosifon
Sistemas solares por termosifón
Estos equipos
presentan una circulación natural, basada en las corrientes de convección que
se forman en los fluidos a temperaturas diferentes.
Si calentamos un
depósito de agua por la parte inferior, cuando el agua del fondo se calienta,
pierde densidad y sube hacia la superficie donde se enfría. Entonces vuelve
hacia el fondo del recipiente y así se genera una corriente de circulación
natural.
Este es el
principio de funcionamiento de un equipo termosifón, en el que será
imprescindible que:
El captador solar (focos de calor) esté situado siempre a
un nivel inferior al del acumulador.
El circuito
primario sea lo más corto posible y con una pendiente continua que facilita la
circulación natural.
Funcionamiento del sistema de termosifón
Cuando llega
suficiente radiación solar, es decir, con valores superiores a 200 W /
m2, el fluido acumulado en los captadores aumenta de temperatura y circula a través del
circuito primarios hasta el acumulador. Entonces, cede esta calor, sin
mezclarse con el agua de consumo del interior.
El funcionamiento
en el circuito primario es por termosifón. La diferencia de temperatura
habitual a las bocas del captador (T2-T1) suele ser de 5 a 15ºC, en función del
nivel de insolación.
A medida que se
calienta, el agua del acumulador se estratifica por temperatura, es decir, la
parte alta
es ocupada por agua caliente y en la parte baja queda el agua más
fría. En acumuladores verticales, este diferencial de temperaturas puede llegar
a ser de 15ºC. En acumuladores horizontales, este diferencial baja a sólo
4-5ºC.
Elementos básicos
de un sistema de termosifón
Este tipo de
instalaciones presentan una configuración muy simple con pocos elementos.
Captadores solares:
en estos sistemas, la circulación del agua a través del captador no es forzada y, por tanto, conviene que la
pérdida de carga sea mínima, es decir, que los tubos que forman la parrilla del
captador, sean del máximo diámetro posible.
En cuanto al número
de captadores conectar, no se recomienda conectar más de 10
m2 de captadores, porque la pérdida de carga del circuito de
captación será demasiado alta y se reducirá considerablemente el rendimiento de
la instalación.
Acumulador: el
acumulador empleado en los equipos con funcionamiento por termosifón en
circuito indirecto suelen ser de tipo doble envolvente, porque son los que
presentan una superficie de intercambio más grande, con la mínima pérdida de
carga en el circuito.
La disposición del
depósito acumulador facilitará la circulación natural. En este caso, la mejor
configuración sería poder emplear acumuladores verticales para aprovechar la
estratificación de la temperatura, pero los condicionantes de integración
estética hacen que la mayoría de los equipos incorporen acumuladores
horizontales.
Otra cualidad a
considerar es que las tomas de agua, de los componentes del circuito primario,
sean de un diámetro similar al de la tubería de unión con el fin de evitar las
pérdidas de carga que representan las reducciones.
Es importante
también que la entrada de agua fría esté situada en la parte inferior del
tanque con el fin de evitar que esta enfríe la zona de agua caliente cuando se
produce la entrada de agua nueva.
Elementos de seguridad de un sistema solar
por termosifón
Para proteger el
circuito primario de sobrepresiones es obligatorio instalar una válvula de
seguridad (VS) que no tenga ningún elemento de seccionamiento o corte que aísle
hidráulicamente de la instalación.
Este es el único
elemento necesario de seguridad en las instalaciones que trabajen a presión
ambiente. En las instalaciones presurizadas o sobrepressionados es imprescindible
añadir un vaso de expansión (VE) y un manómetro.
Por las
características específicas de estas instalaciones, no resulta viable instalar
elementos activos de protección contra bajas temperaturas (heladas) o contra
altas temperaturas (sobrecalentamientos).
Suscribirse a:
Entradas (Atom)
