ENERGIAS NO CONVENCIONALES

INTRODUCCIÓN

La energía convencional y no convencional constituye una necesidad en el mundo moderno del cual el ser humano no puede prescindir, sin embargo existen varios problemas, tales como; la escasez, el costo, el agotamiento, la captación, la contaminación, por tal motivo se debe hacer un seguimiento de la evolución de cada uno de estos tipos de energía donde no sólo priorice su costo de instalación ni el precio por KHH, sino la oportunidad de tener la energía para un determinado fin.

1. FUENTES DE ENERGÍA NO CONVENCIONALES

Las energías no convencionales o también denominadas energías alternativas son denominadas de dicha manera porque van orientadas a plantearse como una opción alternativa a las energías convencionales o tradicionales.

Estas energías son las equivalentes a la denominación de energías renovables o energía verde, por su menor impacto medioambiental, pero otra definición más amplia las cataloga como las fuentes de energías que no aplican la quema de combustibles fósiles de ningún tipo.

(La energía nuclear se puede catalogar como energía alternativa pero no la incluiremos porque se aprovechan de un recurso finito y de que tiene grandes impactos ambientales en el medio).

1.1 La Energía Solar

Es la energía proveniente del sol y que es convertida a energía útil gracias a los avances tecnológicos en el campo provocado por el ser humano, son provocados para aumentar la temperatura de diversos objetos y también es útil para la producción de electricidad (como sus principales aplicaciones).

Cabe destacar que el sol arroja cuatro mil veces más energía que la que consumimos, por lo que su potencial es prácticamente ilimitado para la capacidad de aprovechamiento o rendimiento del mismo que tiene el ser humano.

No debemos olvidar que la intensidad con la que emite su energía el Sol no es la misma en todos los lugares del planeta por lo que debemos ser muy precisos a la hora de colocar maquinaria y herramientas para la construcción de “huertas solares” y para ser precisos debemos observar su ubicación a partir de los días de sol que posee esa ubicación y la potencia con la que irradia el sol. También debemos tener presente que es importante la orientación del dispositivo receptor.

La energía solar es la que se aprovecha directamente de la radiación solar.

Algunos datos de interés:

Potencia del Sol = 4•1026 W

Energía del Sol que llega a la Tierra = 5,5•1024 J/año

Intensidad de radiación que llega en las capas altas de la atmósfera = 1’38 kW/m2

Intensidad de la radiación que llega a la superficie terrestre ~ 900 W/m2

¿De qué depende la incidencia del Sol? La Incidencia del sol depende de la hora, La inclinación de la Tierra respecto del Sol, variable a lo largo del año, Condiciones meteorológicas y el Grado de contaminación

¿De qué formas podemos aprovechar la energía del Sol? Se puede aprovechar el calor (conversión térmica) y Aprovechando la luz (conversión fotovoltaica)

La energía solar presenta dos características que la diferencian de las fuentes energéticas convencionales:

Dispersión. Su densidad apenas alcanza 1 kW/m2, muy por debajo de otras densidades energéticas, lo que hace necesarias grandes superficies de captación o sistemas de concentración de los rayos solares.

Intermitencia. Hace necesario el uso de sistemas de almacenamiento de la energía captada

El primer paso para el aprovechamiento de la energía solar es su captación, aspecto dentro del que se pueden distinguir dos tipos de sistemas:

Pasivos. No necesitan ningún dispositivo para captar la energía solar, el aprovechamiento se logra aplicando distintos elementos arquitectónicos. Aquí, se introduce el concepto de arquitectura bioclimática con el diseño de edificaciones para aprovechar al máximo los recursos disponibles (sol, viento,…) reduciendo así, en lo posible, el consumo energético y minimizando el impacto ambiental.

Activos. Captan la radiación solar por medio de un elemento de determinadas características, llamado "colector"; según sea éste se puede llevar a cabo una conversión térmica aprovechando el calor contenido en la radiación solar (a baja, media o alta temperatura), o bien una conversión eléctrica, aprovechando la energía luminosa de la radiación solar para generar directamente energía eléctrica por medio del llamado "efecto fotovoltaico"

1.1.1Utilización pasiva de la energía solar.Un diseño pasivo es un sistema que capta la energía solar, la almacena y la distribuye de formanatural, sin mediación de elementos mecánicos. Sus principios están basados en las características delos materiales empleados y en la utilización de fenómenos naturales de circulación del aire. Loselementos básicos usados por la arquitectura solar pasiva son:

Acristalamiento. Capta la energía solar y retiene el calor igual que un invernadero

Masa térmica. Constituida por los elementos estructurales del edificio o por algún material acumulador específico (agua, tierra, piedras). Tiene como misión almacenar la energía captada.

Las aplicaciones más importantes de los sistemas solares pasivos son la calefacción y la refrigeración. La refrigeración surge más bien como una necesidad de utilizar los sistemas de calefacción de forma continuada durante todo el año.

La integración de colectores de aire, la utilización de paredes internas como muros acumuladores de calor y la aplicación de ventiladores, aumenta la eficacia de los sistemas pasivos, y se les conoce como "híbridos", ya que utilizan ciertos sistemas mecánicos activos.

En los últimos años se han mejorado mucho los sistemas pasivos que permiten un considerable ahorro energético.

1.1.2 Utilización activa de la energía solar.

1.1.2.1Conversión térmica.Se basa en la absorción del calor del Sol. Si el cuerpo es negro, la absorción es máxima y elcuerpo se calienta... y si es blanco refleja las radiaciones y el cuerpo no experimenta variación de temperatura.La conversión térmica puede ser de tres tipos: de baja, media y alta temperatura.

Conversión térmica de baja y media temperatura.Se utilizan colectores, que absorben el calor del Sol y lo transmiten a un fluido (suele ser agua).

Conversión térmica de baja temperatura.Esta tecnología comprende el calentamiento de agua por debajo de su punto de ebullición. El conjunto de elementos para el suministro de agua caliente se conoce como "sistema solar activo de baja temperatura", distinguiéndose los siguientes subsistemas:

Subsistema colector. Capta la energía solar y está formado por los colectores llamados también "placas solares", "captadores" o "paneles”. Son planos, en forma de caja metálica, en la que se disponen una serie de tubos, pintados de color negro, por los que circula agua. El interior del colector está pintado, de color negro mate. Así se logra máxima absorción. En la parte superior se dispone de un cristal que permite el paso de los rayos y hace de aislante térmico, induciendo un efecto invernadero artificial.

Subsistema de almacenamiento. Depósitos que almacenan el agua caliente procedente de los paneles

Subsistema de distribución. Instalación de tuberías y accesorios que permite transportar el agua caliente desde el colector hasta los depósitos de almacenamiento y desde aquí a los puntos de consumo es de destacar que los equipos solares de baja temperatura no garantizan la totalidad de las necesidades energéticas, por lo que necesitan de un equipo convencional de apoyo (calentadores eléctricos o a gas, etc.) que suplan la carencia de energía solar, fundamentalmente debido a las condiciones climatológicas.

Conversión térmica a media temperatura. Para obtener temperaturas superiores a los 100°C se debe concentrar la radiación solar, para loque se pueden utilizar lentes o espejos. Canalizando la radiación hacia un punto o una superficie llamado"foco", éste eleva su temperatura muy por encima de la alcanzada en los colectores planos (200 a 500ºC).

Aunque la superficie que recibe los rayos concentrados puede tener cualquier forma dependiendo de la técnica usada, en la actualidad la solución más favorable para una concentración de tipo medio (temperaturas menores de 300 °C) es el "colector cilindro-parabólico". Este colector consiste en un espejo cilindro-parabólico que refleja la radiación recibida sobre un tubo de vidrio dispuesto en la línea focal. Dentro del tubo se vidrio están el absolvedor y el fluido portador del calor.

Para que se puedan concentrar los rayos solares, estos colectores se montan igual que los planos, es decir, mirando al Sur (si estamos en el hemisferio norte) y con una inclinación igual a la latitud del lugar. Además necesitan un dispositivo que vaya haciendo girar los espejos a lo largo del día, sincronizado con el movimiento aparente del Sol.

Los colectores cilindro-parabólicos, aparte de poder operar a temperaturas superiores a las de los planos, tienen la ventaja de requerir depósitos de acumulación más pequeños y de tener menores superficies de absorción y menores pérdidas de calor. No obstante, son más caros. Aunque los colectores cilindro-parabólicos son aplicables en la misma gama de necesidades que los paneles planos, al poder desarrollar temperaturas considerablemente superiores tienen interesantes

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