Sistema solar térmico

Sistema solar térmico (SST): Proyecto estructural

¿Qué es un sistema solar térmico?

Sistema solar térmico (SST), corresponde a un conjunto de equipo y componentes que realiza un tipo de trabajo de agua o aire, siendo este un tipo de energía renovable, sostenible y respetuoso para el medio ambiente. Este tipo de generador de energía se utiliga en viviendas, instalaciones pequeñas y también en grandes centrales de energía solar termina.

Entre los diferentes usos que se les da a esta fuente de energía renovable exite la posibilidad de generar electricidad con una central termosolar. Este tipo de tecnología permite calentar agua mediante la radiación solar, produciendo vapor y posteriormente energía eléctrica, dejando en claro que sus rendimiento no elevado comparado con otros sistemas de generación de energia eléctrica.

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Funcionamiento.

Para este tipo de instalaciones existen dos aplicaciones principales de la energia solar térmica. La centrales termosolares concentra la radiación solar, al punto de generar vapor, el cual acciona una turbina de vapor conectada a un generador eléctrico, el generador eléctrico es el encargado de transformar la energia mecánica en electricidad y es la encargada de la calefacción y frio solar, en donde la energia solar térmica es utilizada para apoyar el sistema de calefacción (generalmente calderas), consiste entre el 20% y 50% de la demanda energética de la calefacción. Para ello, la instalación debe contar con un intercambiador de plata (funcionando de forma similar a baño maría, ya que es un circuito de caldera cerrado) y un regulador.

El segundo sistema de emosion de calor (radiadores, suelo radiante,zocalo radiante, muro radiante, etc) es el mas conveniente utilizar es el de baja temperatura (<=65°C), de esta manera el sistema solar de calefacción tiene un mejor rendimiento, ya que durante el verano se puede cubrir las placas, con el fin de realizar protección y evitar que las placas se estropeen por altas temperaturas o bien se puede utilizar para aire acondicionado frio.

Los colectores de energia solar térmica son los encargados de captar la energia térmica de la radiación solar, lo colectores solares se clasifican como colectores de baja, media y alta termperatura dependiendo de su forma de trabajar.

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Tipo de colectores

• Colectores de baja temperatura:

El tipo de conversión térmica de baja termparetura es inferior a 80°C. siendo su temperatura de trabajo un promedio entre 40° y 60°C, este tipo coversion es adecuado para cubrir un alto porcentaje de la demanda de agua caliente de los sectores residenciales, semi indusriales y de servicios públicos, esto ya que precisa de una tecnologái sencilla y una inversión inicial reducida, que puede ser saldada en pocos años por ser el tipo de coversion térmica mas barata.

El principio de funcionamiento consiste en entregar calor incidido por el sol, transfiriendo el calor a la superficie que contiene liquido a calentar,y emplear sus diferentes usos.

Componentes:

        - Colector: su finalidad es la captación de energia solar

        - Sistema de almacenamiento: su finalidad es almacenar el agua caliente que proveine de los panesles acumuladoes

        - Sistema de distribución: Transporta el agua caliente desde el primer colector a los putos de consumo

        - Sistema de control: Punto encargado del funcionamiento de los distintos circuitos e instrumentos.

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• Colectores de media temperatura: La energia solar térmica de media temperatura va enfocada en aplicarse en zonas que requieran temperaturas entre los 80° y 250 °C, tales como:

        - Produccion de vapores para pocesos industriales

        - Desalineacion de agua de mar

        - Refrigeracion medianta energia solar

        - Produccion de energia eléctrica a pequeña escala. [pic 6]

La colección solar de media temperatura capta la energia solar, concentrando esto en el receptor central o tubo absorbedor, calentando el liquido que se encuentra el interior a unos 300°C aprox., una vez ya calentado es conducido a un almacen térmico, pasando de ahí a un condensador de vapor, dicho vapor alimenta un turboalternador, que genera energia para pasar por un transformador que entregar esta energia para poder ser distribuida en la red.

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• Calores de alta temperatura: Trabajan a alta temperatura, es la que va destinada a aplicaciones que requieran temperatudas del agua superiores a los 300°C, su principal aplicación es la generación de vapos para la producción de electricidad a gran escala, esto ya que su funcionamiento requiere mayor concentración de la radiación solar. Realiza un seguimiento de las posición solar en dos ejer para hacer incidir la radiación mediante reflexión sobre un área reducida, en la cual se encuentra el receptor (logrando conseguir temperaturas de mas de 4.000°c).

Sus sistemas de concentración son:

        - Sistemas de receptor central: grandes campos de espejos planos con seguimiento del solo en dos ejes (heliostatos)

        - Sistema parabólico: espejos parabólicos  

Se caracterizan por que este sistema esta compuesto por un grupo individual de concentradores llamados heliostatos que dirigen la radiación solar, que es concentrada en un receptor central, normalmente ubicado a un altura superior a una torre, pudiendo alcanzar una elevación de concentración logrando operar siempre a más de 1000°C.

Componentes principales de un sistema de recepción central:

        - Sistema colector (heliostatos).

        - Torre.

        - Receptor.

        - Sistema de control.

        - Sistemas y equipos auxiliares.

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Proyecto estructural:

Para poder certificar un proyecto estructural de SST es necesario considerar los siguientes puntos:

• Un estudio de comprobación de resistencia de elementos existentes.
• Proyecto de refuerzo de la techumbre y estructura existente.
• Proyecto de estructura independiente.
• Proyecto de estructura base del equipo para acoplamiento a otra.
• Proyecto específico de estructura de soporte de los equipos.

Los proyectos de SST deberán presentar un informe de evaluaciones de la estructura de techumbre existente, para determinar si requiere o no de refuerzo.

En el caso de requerirlos, se debe presentar un proyecto de cálculo estructural, firmado por un profesional competente, para el cálculo y diseño de los refuerzos estructurales de la techumbre. Asimismo, se debe presentar una memoria de cálculo de la estructura de soporte del colector, el acumulador y la descripción del tipo de proyección utilizada contra la acción de agentes ambientales, en particular contra el efecto de la radiación solar y acción combinada del aire y agua.

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