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El sol: era, es y será la solución para nuestros problemas energéticos.
Nuestra primera meta consiste en el desarrollo de la investigación en el sector térmico solar y fotovoltaico.
Pero... ahora ¿Dónde está el sol?
Mira la figura debajo y ¡localiza qué parte del mundo puede gozar del sol en este mismo instante!
Sistemas fotovoltaicos:
Los sistemas fotovoltaicos son adecuados para un número considerable de aplicaciones y en particular:
ELECTRICIDAD RURAL. Para las casas aisladas, refugios de montaña, lugares de veraneo.
ENERGÍA EN PUEBLOS PEQUEÑOS. Para pueblos aislados, islas, centros sociales, escuelas.
ILUMINACIÓN. Iluminación en carretera, iluminación
de cruces aislados, pueblitos campesinos y zonas militares.
SANIDAD. Hospitales, equipamientos hospitalarios, clínicas y unidades médicas móviles.
BOMBAS HIDRÁULICAS. Sistemas de agua potable para los pueblos,
sistemas de regadura, purificación y aislamiento del agua.
PROTECCIÓN ORDINARIA. Oleoductos, gaseoductos, acueductos.
REFRIGERACIÓN. Uso doméstico y conservación de los alimentos y de las vacunas.
REGISTRO DE DATOS. Estaciones metereológicas, unidades de
registro de emisiones y fuentes contaminantes, indicadores de nivel de
agua métricos, sistemas de alarma por el peligro de aludes,
terremotos e incendios.
SEÑALES Y ADVERTENCIAS. Plataformas offshore, faros para los
señales navales, boyas, cruces ferroviarios, cabinas
telefónicas en las autopistas, sistemas de alarma de incendio,
iluminación para aeropuertos y helipuertos.
TELECOMUNICACIONES. Repetidores de radio y televisión,
radiotelefonía, receptores de satélite, estación
radar, estaciones de radio móviles.
Sistemas solares para agua caliente y calefacción:
Hoy en día, la mayoría de las
viviendas y del mercado occidentales utilizan el gas natural, la
electricidad o aceites para calentar el agua. La cantidad de
energía requerida para calentar el agua útil para
satisfecer nuestras necesidades no es irrisoria. Según el
Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE), hoy la
calefacción del agua computa más del 14% de la media del
consumo energético de una familia, y casi el 4% del consumo
total de energía en los Estados Unidos. Aumentando los gastos de
la electricidad y del gas natural, el coste para calentar el agua sigue
subiendo.
Las tecnologías solares para la calefacción del agua
(SHW) representan un método simple, de confianza y barato de
utilización de la energía solar para las necesidades
energéticas de las viviendas y del mercado. Como ya se ha dicho,
los sistemas SHW conectan la energía procedente del sol para
calentar el aire o un fluido. El aire o el fluido trasladan el calor
solar directamente o bien indirectamente a tu provisión de agua.
Aunque tales sistemas son utilizados desde hace siglos, con el progreso
de las tecnologías actuales, las tecnologías SHW pueden
ser eficientes y fiables en cualquiera condición
climática. Los sistemas son proyectados de manera adecuada para
cada clima y para las distintas zonas geográficas de los lugares.
Además los sistemas SHW reducen considerablemente nuestra curva
nacional de la demanda para la energía sacada del empleo de los
combustibles fósiles. Una vez instalado un sistema SHW, una
familia típica logra converger del 50% al 80% de las necesidades
en el uso de agua caliente. En los países calurosos y soleados
como las Hawaii, un sistema SHW está en condición de
converger hasta el 100% de las necesidades familiares en el uso del
agua caliente. Reducida la demanda de combustibles fósiles,
mejorará el medio ambiente gracias a la reducción de la
contaminación del aire, del agua y también de los gases
nocivos que causan el efecto invernadero. Aunque la instalación
de estos sistemas no es muy barata, ésta es amortizada con el
uso continuo de los mismos los cuales, a diferencia de los
combustibles fósiles – muy dispendiosos- utilizan
una fuente gratuita: el sol.
Actualmente hay muchas unidades SHW (300.000) en todos los Estados
Unidos (excluidas las piscinas). Mientras que el número de
instalaciones sigue creciendo cada año, existe todavía un
mercado enorme que no ha sido afectado por un gran potencial para
reducir de un modo significativo el empleo de la energía
nacional.
Fundamentos para la calefacción solar del agua (SHW):
El tipo más popular de colector solar
para la calefacción del agua es el panel en plano horizontal
uniforme (otros tipos incluyen los tubos de evacuación,
colectores integrales por almacenamiento y concentración del
agua). Un panel en plano horizontal uniforme es un colector aislado,
resistente a la intemperie, con una plancha absorbente, tuberías
de agua y una envoltura transparente. La envoltura transparente deja
filtrar la energía solar que es asimilada por la plancha
absorbente y por los caños hidráulicos. El calor
generado viene trasladado al fluido del circuito a través de los
caños.
Puesto que la energía solar es acumulada, suele ser utilizada
por medio de un sistema indirecto de bombeo SWH. Un sistema indirecto
de bombas calienta unos fluidos (normalmente una mezcla
antirefrigerante atóxica de propileno glicol en agua) a
través de los colectores; una vez calentados, los fluidos son
encanalados en una cisterna. Los intecambiadores de calor trasladan el
calor procedente del fluido a las cisternas de reserva de agua de las
familias.
Luego el agua en las cisternas de reserva es calentada, cuando el
fluido pasa por un intercambiador de calor situado dentro de los
depósitos. El fluido atirefrigerante es utilizado para prevenir
la congelación de las tuberías de los colectores y para
permitir el mayor desplazamiento de calor posible, desde los colectores
hacia los depósitos. Muchos proyectos de sistemas indirectos
contemplan que el intercambiador de calor se encuentre al exterior.
Ésta es la mejor solución para los climas más
fríos.
El sistema con retorno de drenaje es otro sistema utilizado para los
climas más fríos. En este sistema el agua es drenada a
través de tuberías apropiadas insertadas en los
colectores hasta un depósito que recoge el agua y la emplea cada
vez que las bombas estén apagadas. Removiendo toda el agua de
los colectores y de las tuberías, cuando el sistema no absorba
calor provee a producir unas operaciones tanto como para evitar la
congelación de los colectores y de las tuberías.
Para los climas más calientes, los sistemas utilizados
más frecuentemente son los directos. En los sistemas directos el
agua potable fluye por los colectores solares y llega a los
depósitos apropiados. En otros términos, el agua que se
emplea en las viviendas es la misma que fluye por los colectores
solares. Estos sistemas han incorporado varias estrategias de control
de las operaciones para los sistemas de bombeo del circuito, que pueden
incluir el fotovoltaico o controles diferenciales.
Incluso los sistemas pasivos son utilizados para los climas más
calientes. La única característica de estos sistemas es
la falta de uso de bombas u otros componentes eléctricos: de tal
manera aseguran fiabilidad y sencillez notables. Los sistemas pasivos
más comunes son los radiadores y los sistemas de almacenamiento
de colectores integrados. Los sistemas indirectos de radiadores pueden
ser utilizados incluso en los climas más fríos.
Los sistemas de calefacción solar del agua cuestan alrededor de
$ 2000-5000, incluida la instalación. El precio cambia
según el tipo y el tamaño del sistema. Algunas leyes
estatales y unos organismos locales ofrecen reembolsos u otros
incentivos financieros para ayudar a bajar el precio de estos sistemas.
Gracias a inspecciones puntuales, un sistema puede durar 20-30
años con manutención y gastos mínimos.
Calefacción solar de agua en las piscinas:
Con objeto de mantener las temperaturas
constantes en las piscinas durante las distintas estaciones, los
propietarios y el mercado podrían tener intención de
invertir en sitemas SHW. Las calefacciones convencionales de gas
natural y eléctricas son optimales para la calefacción en
las piscinas, sin embargo pueden ser muy caras e ineficientes. Si las
confrontamos con los sistemas SHW, éstos tienen un precio mucho
más competitivo, ya que en primer lugar el carburante utilizado
es gratuito, luego los gastos operativos son muy bajos. Un sistema
solar típico para la calefacción en las piscinas cubre un
alcance que va de $ 2000 a $ 4000, según la facilidad de
instalación, de ajuste para la seguridad y de un posible acceso
a una financiación.
Merece la pena invertir en esta clase de calefacción si se
amortiza el coste en 2-4 años, considerado que la energía
utilizada es gratuita. Además los sistemas para calentar las
piscinas son muy fiables y generalmente gozan de manutención
gratuita.
Los sistemas de calefacción solar son disponibles para piscinas
enterradas y no. Estos sistemas son eficientes porque las piscinas
requieren una fuente de calor a baja temperatura, que pueden abastecer
fácilmente a través de un colector solar apropiado. Todos
los sistemas SHW para las piscinas incluyen un colector solar, un
filtro, una bomba y una plataforma de control a válvulas. El
agua de los tanques es bombeada a través del filtro,
después fluye por el colector solar donde es calentada antes de
volver a los tanques.
Muchos sistemas tienen válvulas con sensores manuales o
automáticos que pueden encauzar el agua a través de los
colectores o a través de unos by-pass en los colectores mismos
cuando sus temperatura es similar a la temperatura del agua. En algunos
climas cálidos, la refrigeración del mecanismo se puede
efectuar dejando pasar el agua de los depósitos a través
de los colectores durante las horas nocturnas.
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