Ejercicio Feedback Nº1. Unidad Didáctica 5

[pic 1]

Ejercicio Feedback Nº1. Unidad Didáctica 5

Calcular el % de sustitución de energía convencional para el mes de febrero que se consigue con la instalación de un equipo compacto de 2 colectores que se utiliza todo el año. La ecuación de rendimiento de los colectores del equipo es:

η = 0,7883801-6,26311(tm-ta)/I

y su superficie de 2,17 m2. Con el equipo se pretende cubrir las necesidades de una familia de 4 personas ubicada en Málaga. Se estima un consumo medio de 40 litros/(persona•día). Suponer que la instalación se encuentra situada en un lugar con aire muy puro y limpio y que la energía disponible por m2 es el 85% de la energía aportada por m2 de superficie colectora (rendimiento del acumulador).

SOLUCION DEL EJERCICIO FEEDBACK:

Para calcular el porcentaje de sustitución de energía convencional para el mes de febrero según el ejercicio propuesto, debemos de:

• Saber la necesidad energética de esta familia para el mes de febrero (Qi):
  El consumo estimado 4×40×28=4480 l/mes.
  La temperatura media de agua de red en Málaga es 9° en febrero.
  La necesidad energética es (Qi=m×ce×Δt°)
  Qi=4480×1×4,18× (45-9) = 674150,4Kj Qi = 674,15Mj.

• Determinar la energía solar útil (Eu, i):

1. Energía solar incidente sobre 1m² de superficie horizontal H en un día medio del mes de febrero en Málaga según las tablas de radiación solar: Hi=12Mj/m²

1. Como la instalación se sitúa en un lugar con aire muy puro y limpio le aplicamos el factor de limpieza atmosférica (fat= 1,05) Ei=Hi×fat=12×1,05=12,6Mj/m².

1. El factor de corrección por inclinación (Ki) para esta instalación es:

-Latitud de Málaga: 36,7°→escogemos a latitud 37° como la más cercana.
-Inclinación óptima para uso todo el año: 36,7°+10°=46,7° → 45°.
-Teniendo en cuenta que es el mes de febrero nos da un valor de Ki=1,25 
Ei= (Hi×fat) ×fum=12,6×1,05×1,25=15,75Mj/m².dia

1. Por lo tanto el valor de Eu, i, multiplicando Ei por el factor umbral (fum=0,94), quedara en:
   Eu,i=15,75×0,94=14,805Mj/m².dia

• La energía útil es: 14,805Mj=14805000j
  Intensidad útil: I= Eu en julioshoras de sol útiles por 3600 = 14805000j32400s =456,95W/m²

• Determinar la intensidad media útil (I) y rendimiento de los captadores(η):

Número medio de horas de sol útiles en febrero: 9horas=9×3600=32400segundos

• La temperatura ambiente media según la tabla es de 15°.
  Según la ecuación del rendimiento facilitada por el fabricante, si pretendemos tener una temperatura de acumulación de 45°, y aplicando las correcciones adecuadas:
  η =0,94× 0,7883801-6,26311× (45-15456,95) =0,94×0,7883801-6,26311×0,0657=0,3295 → 0,33
  η = 33%

• Determinar la energía neta disponible para el consumo:
  -La energía captada al día por m²: Ea,i= ηi×Eu,i= 0,33×14,805= 4,886Mj/m²
  -El factor global de pérdidas: 0,85
  -La energía neta diaria disponible para el consumo: En,i= 0,85× 4,886 = 4,153Mj/m².dia
  -La energía neta disponible para el mes de febrero: 4,153×28=116,284Mj/m²
  -La contribución solar real de los captadores: E’n,i= En,i×S'c= 116,284×(2×2,17)= 504,672Mj

• Por lo que el porcentaje de sustitución para el mes de febrero será:
  C's,i= E'n,iQi ×100= 504,672674,15 ×100= 74,86% → aproximadamente 75%

Ejercicio feedback                  Página  de [pic 2]

...