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¿Qué es la Energía Solar Térmica?

Consiste en la conversión de la energía solar en energía térmica en una fuente de energía renovable y tolerante con el ambiente. Es de gran uso para la generación de electricidad en viviendas e industrias y para grandes centrales eléctricas.

Tipos de energía solar térmica

  • Alta temperatura: está conformada por aquellas centrales termosolares para la generación de electricidad, las cuales funcionan con temperaturas por encima de los 500° C.
  • Media temperatura: se trata del uso de dispositivos los cuales concentran la radiación solar para la obtención de temperaturas que oscilen de entre los 100° y los 300° C.
  • Baja temperatura: se da cuando se lleva a cabo para ser instalado en la vivienda.  En este aspecto se utiliza la energía térmica de manera directa. Para este tipo de energía se utilizan temperaturas menores que promedian los 65° C.

Definición de colectores solares.

Consiste en un tipo de panel solar térmica, también recibe el nombre de captador solar. Este tipo de dispositivo permite la conversión de la energía a solar a térmica para la generación de electricidad.

Tipos de paneles solares.

A continuación mencionamos cinco tipos de paneles solares de acuerdo  a su función:

  • El colector solar plano: a través de este este tipo de paneles, se obtienen hasta 60° C de temperatura térmica del sol a un costo muy bajo. Este tipo de dispositivo es empleado en plantas solares térmicas que usan bajas temperaturas.
  • Los colectores solares térmicos no vidriados: se utiliza comúnmente para calentar el agua de las piscinas. Para esta finalidad se utiliza temperatura en tono a los 30° C. se caracterizan además por ser un dispositivo muy económico en comparación a los captadores solares planos.
  • Los colectores solares de vacío: está conformado por tubos de metal los que recubre un tubo metálico el cual contiene un fluido de trabajo que funciona entre ambas cámaras cumpliendo la función de aislante. Este colector se caracteriza por tener un costo elevado aunque el rendimiento en la generación de electricidad es eficiente.
  • Colectores solares con sistemas de concentración de la radiación: es empleado para aquellas instalaciones que requieren el uso de dispositivo generadores de electricidad de alta temperatura. Con este tipo de colectores se emplean paneles solares de forma parabólica o semicilíndrica.
  • Captadores con sistemas de seguimiento del sol: este tipo de dispositivos se posiciona e inclinan de acuerdo como va variando la posición del sol durante el día, en cuanto a la captación de la radiación solar.

Central Térmosolar.

A través de la misma se produce la concentración de la radiación solar en un punto determinado para la generación de vapor. A su vez, por medio del vapor se activa una turbina  que está conectada finalmente con un generador eléctrico para la producción de electricidad. Por otra parte el rendimiento obtenido del mismo es bajo aunque su costo en relación a la utilización de combustibles fósiles es sumamente neutro.

Características de la energía solar térmica.

Para generar electricidad en una planta de energía solar térmica se requiere recolectar el calor de los rayos del sol a través de unos paneles solares para calentar el fluido existente dentro del dispositivo. Este mismo líquido al calentarse por el mismo calor se genera vapor el cual alimentará a un generado por medio del cual se producirá electricidad.

El sistema que forma parte de este tipo de plantas, funcionan con mucha similitud  a una central termoeléctrica, la única diferencia es que esta última requiere de la quema de combustibles fósiles para su funcionamiento. Como ya hemos mencionados la planta térmica solar funciona a partir del vapor generado por el calor que se acumula y activa un generador.

El desarrollo tecnológico además ha beneficiado la creación de nuevos sistema para generar electricidad y hasta calor. Por ejemplo, actualmente existen sistemas fotovoltaicos térmicos los cuales tienen la capacidad de recolectar el calor de dos formas: la primera a partir de la captura del calor en los módulos fotovoltaicos y por otro con el calentamiento del agua el cual se sustenta de manera directa con la electricidad producida por la energía fotovoltaica.

Ventajas y desventajas en el uso de la energía solar térmica.

Ventajas:

Es considerado una fuente de energía de carácter renovable.

Beneficia al consumidor con la reducción de los costos reflejados en el pago de la factura de electricidad.

Es un sistema además de bajos costos de mantenimiento.

Desventajas.

Al principio el costo por adquirir este tipo de sistema de energía térmica solar es costosa para el consumidor.

Este tipo de sistemas tiene una limitante importante. Motivado  a que los rayos del sol muchas veces no llegan de manera constante a la tierra, obligando al consumidor a tener que precisar lugar, hora del día y época del año y condiciones climáticas para aprovechar el calor del sol para que el sistema genere electricidad.

Se requiere la colocación de paneles solares con la capacidad suficiente para aprovechar al máximo el calor producido por el sol, motivase a que muchas veces el astro rey no llega a cualquier área con la misma intensidad y en  el momento muchas veces necesario.

Debemos considerar además que es una opción de generación de electricidad de carácter limitado,  con poca capacidad para contaminar el agua y el aire. Esto es debido a que el material utilizado para la fabricación de las células fotovoltaicas es el silicio el cual al agotarse se convierte en desecho contaminante que pueden afectar al medio ambiente.

 ¿Cómo trabaja un sistema solar térmico.

La instalación de un sistema solar térmico está conformado por varios sistemas, a continuación los nombramos:

  • Sistema de captación de la radiación solar: este sistema está conformado por captadores también denominados panales solares los cuales cumplen la función de captar el sol y convertirlo en energía térmica con el incremento de la temperatura.

A su vez dentro de este este sistema, podemos encontrar diversos tipos de captadores solares, a continuación los nombramos:

  • Captador solar térmico no vidriado: sus costos de instalación es sumamente bajo y cumple su función a un sistema de captación del sol para producir electricidad.
  • Captador solar plano: este sistema es ideal para la climatización de piscinas o para la calefacción en el hogar, se caracteriza además por su bajo costo de mantenimiento.
  • Captadores solares de vacío: está conformado por un tubo de vidrio, en donde hay una atmosfera de vacío que cubre a su vez un tubo metálico el cual contiene un líquido o fluido formando entre ambos tubos una cámara que cumple la función de aislante. A través de este tipo de captadores se puede alcanzar temperaturas máximas de 100° C para el aprovechamiento de la radiación solar, aunque el costo de instalación y mantenimiento de este tipo de equipo es elevado para quien esté interesado en instalarlo.
  •  Captadores solares con sistemas de concentración de radiación: es de mucha utilidad en aquellos lugares en donde se requiere este tipo de instalaciones con la capacidad de generar altas temperaturas. Este tipo de paneles solares tienen una forma semicilíndrica  la cual permite alcanzar una temperatura máxima de hasta 400°C para aprovechar la radiación solar.
    • Sistema de acumulación de energía solar: este sistema se basa en el almacenamiento de energía calórica en un depósito en donde es acumulado para su posterior uso. El agua que se obtiene originara de la captación solar es dirigida hasta el lugar en donde va hacer utilizada. Este tipo de sistema es ideal para el calentamiento del agua de la piscina, para ser utilizado en instalaciones sanitarias o para la calefacción de los hogares.
  • Conclusiones:

Cabe señalar que la energía solar que llega a nuestro planeta procedente del sol es mucho mayor a la que consumimos y aprovechamos con las tecnologías actuales proporcionada por los panales solares y otros medios de captación de la radiación solar. Es decir si pudiéramos aprovechar al máximo toda esta energía no necesitaríamos de la explotación de otras fuentes de energía como los fósiles.

Por otra parte, para aprovechar la cantidad generada por la radiación solar con la utilización de celdas fotovoltaicas, es necesario tomar en cuenta aspectos tales como: la intensidad de los rayos solares, el tiempo de duración de la radiación solar y el ángulo de incidencia de los mismos.

La tecnología desarrollada  a través de los colectores solares térmicos, ya sean fabricado en una placa o de tubo de vacío o de propileno, facilitan una mayor captación de la radiación solar para su aprovechamiento en diversos usos, ya sea para la calefacción, calentamiento de piscinas o generación eléctrica, solo incide en los mismos los costos de instalación y mantenimiento.

Hay diversas formas de aprovechar la energía que irradia la luz solar. Por un lado tenemos la energía térmica solar directa y la otra opción es la energía fotovoltaica,  ambas alternativas con ventajas y desventajas en cuanto  a su uso pero son aún una alternativa importante para la disminución de la explotación y consumo de combustibles fósiles dañinos para el medio ambiente.

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