lunes, 18 de julio de 2011
plástico oxo-biodegradable
Al agregar un compuetso al plástico se convierte en un elemento biodegradable al ser expuesto a la humedad y la radiación UV.
miércoles, 1 de junio de 2011
Almacenamiento térmico
Los depósitos de calor más utilizados se basan en la capacidad térmica (calorica) de varios materiales.
El agua es una de las sustancias que tienen mayor capacidad calorífica por unidad de volumen; por eso se emplea como medio para almacenar calor. Cuando se trata de almacenar el calor transportado por una corriente de aire caliente, los depósitos de rocas o grava (piedrin) tienen varias ventajas, porque el intercambio de calor se establece debido a la extensa superficie expuesta de las piedras o rocas, y el camino tortuoso que ha de recorrer el aire.
Otra forma de almacenamiento de calor es mediante el calor latente (necesario o liberado durante cambio de fase) de la cristalización de algunas sustancias. Las sustancias más frecuentemente utilizadas son ciertos hidratos de sales inorgánicas, de bajo punto de fusión (sales eutecticas).
La sal comúnmente usada, el sulfato de sodio Na2 SO4 10H2O (conocida también como Sal de Glauber), absorbe gran cantidad de calor cuando se funde a baja temperatura (pasa de estado sólido a líquido), y libera ese mismo calor cuando se vuelve a solidificar.
-----------------------------------------------
Material__ Densidad____ Capacidad Calorica
------------------------------------------------
___________ kg/m3_____ kcal/m3 °C.
Agua_______1000 _______ 1000
Concreto ____2254 _______ 518
Piedra _____2737 _______ 574
Ladrillo_____2254 _______ 450
Aire _______ 1.20 _______ 0 .29
-----------------------------------------------
Como un ejemplo, en el intervalo de temperatura de 27 a 38 °C, un metro cúbico de esta sal puede almacenar 95,000 kilo calorías. En comparación, misma cantidad de agua puede almacenar solamente 11080 kilocalorias y de roca sólida solo almacena 6412 kilo calorías de energía.
El agua es una de las sustancias que tienen mayor capacidad calorífica por unidad de volumen; por eso se emplea como medio para almacenar calor. Cuando se trata de almacenar el calor transportado por una corriente de aire caliente, los depósitos de rocas o grava (piedrin) tienen varias ventajas, porque el intercambio de calor se establece debido a la extensa superficie expuesta de las piedras o rocas, y el camino tortuoso que ha de recorrer el aire.
Otra forma de almacenamiento de calor es mediante el calor latente (necesario o liberado durante cambio de fase) de la cristalización de algunas sustancias. Las sustancias más frecuentemente utilizadas son ciertos hidratos de sales inorgánicas, de bajo punto de fusión (sales eutecticas).
La sal comúnmente usada, el sulfato de sodio Na2 SO4 10H2O (conocida también como Sal de Glauber), absorbe gran cantidad de calor cuando se funde a baja temperatura (pasa de estado sólido a líquido), y libera ese mismo calor cuando se vuelve a solidificar.
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Material__ Densidad____ Capacidad Calorica
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___________ kg/m3_____ kcal/m3 °C.
Agua_______1000 _______ 1000
Concreto ____2254 _______ 518
Piedra _____2737 _______ 574
Ladrillo_____2254 _______ 450
Aire _______ 1.20 _______ 0 .29
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Como un ejemplo, en el intervalo de temperatura de 27 a 38 °C, un metro cúbico de esta sal puede almacenar 95,000 kilo calorías. En comparación, misma cantidad de agua puede almacenar solamente 11080 kilocalorias y de roca sólida solo almacena 6412 kilo calorías de energía.
martes, 31 de marzo de 2009
botanicalls
BOTANIC + CALLS = BOTANICALLS
La planta incorpora un dispositivo medidor de la humedad de la tierra, ideado por miembros de la Universidad de Nueva York y denominado Botanicalls. Dicho aparato va enviando la información relativa a la humedad de la tierra a una cuenta del famoso servicio de microblogging Twitter. Un ejemplo de ésto es la planta llamada Pothos, que tiene esta cuenta Twitter asociada donde va actualizando su estado: porcentaje de agua actual, riego necesario o necesidad urgente de riego.
Se trata de un accesorio que permite que tu planta se comunique contigo por Internet. Veamoslo con mayor detalle.
La planta incorpora un dispositivo medidor de la humedad de la tierra, ideado por miembros de la Universidad de Nueva York y denominado Botanicalls. Dicho aparato va enviando la información relativa a la humedad de la tierra a una cuenta del famoso servicio de microblogging Twitter. Un ejemplo de ésto es la planta llamada Pothos, que tiene esta cuenta Twitter asociada donde va actualizando su estado: porcentaje de agua actual, riego necesario o necesidad urgente de riego.
lunes, 30 de marzo de 2009
ventana opaca translucida y luminosa
ventana opaca translucida y luminosa
Lo que ves en la imagen, es lo último de Sharp para los hogares digitales y aquellos preocupados por el ahorro de energía o al menos la búsqueda de alguna fuente lo más ecológica posible, como por ejemplo el sol.
El Sharp Lumiwall es un cristal con paneles solares en su interior de manera que durante el día almacena energía eléctrica (y se vuelve opaco) mientras que por la noche actúa como una fuente de luz difusa.
Este tipo de noticias la verdad es que me encanta comentarlas aquí
sábado, 28 de marzo de 2009
SOlar charger like sunflower
Start getting prepared for summer days today, because now we can have one more solar gadget to play with. This is Solar ChumAlong solar panel which is not a breakthrough of course. We have seen a lot of these things along summer seasons, liked them frankly speaking. Solar ChumAlong is a bit different however. It has borrowed some of its features from huge and expensive solar power stations and yet has missed some everyday needed stuff. So ChumAlong is a compromise for free of charge solar energy but not a great whole-rounder with 400 USD price tag.Solar ChumAlog has only one very strong feature to differentiate it from the other solar panels. Just like a sunflower, ChumAlong follows the sun as it moves along during the day. How important that is? Well, in a perfectly sunny day it can produce up to 50 percents more power than it would gather in static. Overall solar tracking system produces plus 30 percents to average figures. Making this possible made ChumAlong this expensive. Positioning requires a special Micro-controller Technology, worm gear axis shaft and optical sensors. And there we are, 400 USD for a portable solar panel. It is also easy to adjust and light to carry, but it has some drawbacks also. Solar ChumAlong is capable of producing 5 W only. And probably the worst thing is that the device doesn't come with a battery which you will obviously need, hence add at least another 30 USD for 12vdc battery expenses.
viernes, 27 de marzo de 2009
celdas solares
Celdas Solares
¿Qué son las celdas solares?
Las células o celdas solares son dispositivos que convierten energía solar en electricidad, ya sea directamente vía el efecto fotovoltaico, o indirectamente mediante la previa conversión de energía solar a calor o a energía química.
La forma más común de las celdas solares se basa en el efecto fotovoltaico, en el cual la luz que incide sobre un dispositivo semiconductor de dos capas produce una diferencia del fotovoltaje o del potencial entre las capas. Este voltaje es capaz de conducir una corriente a través de un circuito externo de modo de producir trabajo útil.
Los orígenes de celdas solares
Aunque las celdas solares eficientes han estado disponibles recién desde mediados de los años 50, la investigación científica del efecto fotovoltaico comenzó en 1839, cuando el científico francés, Henri Becquerel descubrió que una corriente eléctrica podría ser producida haciendo brillar una luz sobre ciertas soluciones químicas.
El efecto fue observado primero en un material sólido (el metal selenio) en 1877. Este material fue utilizado durante muchos años para los fotómetros, que requerían de cantidades muy pequeñas de energía. Una comprensión más profunda de los principios científicos, fue provista por Albert Einstein en 1905 y Schottky en 1930, la cual fue necesaria antes de que celdas solares eficientes pudieran ser confeccionadas. Una célula solar de silicio que convertía el 6% de la luz solar que incidía sobre ella en electricidad fue desarrollada por Chapin, Pearson y Fuller en 1954, y esta es la clase de célula que fue utilizada en usos especializados tales como satélites orbitales a partir de 1958.
Las celdas solares de silicio disponibles comercialmente en la actualidad tienen una eficiencia de conversión en electricidad de la luz solar que cae sobre ellas de cerca del 18%, a una fracción del precio de hace treinta años. En la actualidad existen una gran variedad de métodos para la producción práctica de celdas solares de silicio (amorfas, monocristalinas o policristalinas), del mismo modo que para las celdas solares hechas de otros materiales (seleniuro de cobre e indio, teluro de cadmio, arseniuro de galio, etc).
¿Cómo se hacen las celdas solares?
Las celdas solares de silicio se elaboran utilizando planchas (wafers) monocristalinas, planchas policristalinas o láminas delgadas
Las planchas monocristalinas (de aproximadamente 1/3 a 1/2 de milímetro espesor) se cortan de un gran lingote monocristalino que se ha desarrollado a aproximadamente 1400°C, este es un proceso muy costoso. El silicio debe ser de una pureza muy elevada y tener una estructura cristalina casi perfecta.
Las planchas policristalinas son realizadas por un proceso de moldeo en el cual el silicio fundido es vertido en un molde y se lo deja asentar. Entonces se rebana en planchas. Como las planchas policristalinas son hechas por moldeo son apreciablemente más baratas de producir, pero no tan eficiente como las celdas monocristalinas. El rendimiento más bajo es debido a las imperfecciones en la estructura cristalina resultando del proceso de moldeo.
En los dos procesos anteriormente mencionados, casi la mitad del silicio se pierde como polvo durante el cortado.
El silicio amorfo, una de las tecnologías de lámina delgada, es creado depositando silicio sobre un substrato de vidrio de un gas reactivo tal como silano (SiH4). El silicio amorfo es una de grupo de tecnologías de lámina delgada. Este tipo de célula solar se puede aplicar como película a substratos del bajo costo tales como cristal o plástico. Otras tecnologías de lámina delgada incluyen lámina delgada de silicio multicristalino, las celdas de seleniuro de cobre e indio/sulfuro de cadmio, las celdas de teluro de cadmio/sulfuro del cadmio y las celdas del arseniuro de galio. Las celdas de lámina delgada tienen muchas ventajas incluyendo una deposición y un ensamblado más fácil, la capacidad de ser depositadas en substratos o materiales de construcción baratos, la facilidad de la producción en masa, y la gran conveniencia para aplicaciones grandes.
En la producción de celdas solares al silicio se le introducen átomos de impurezas (dopado) para crear una región tipo p y una región tipo n de modo de producir una unión p-n. El dopado se puede hacer por difusión a alta temperatura, donde las planchas se colocan en un horno con el dopante introducido en forma de vapor. Hay muchos otros métodos de dopar el silicio. En la fabricación de algunos dispositivos de lámina delgada la introducción de dopantes puede ocurrir durante la deposición de las láminas o de las capas.
Un átomo del silicio tiene 4 electrones de valencia (aquellos más débilmente unidos), que enlazan a los átomos adyacentes. Substituyendo un átomo del silicio por un átomo que tenga 3 o 5 electrones de la valencia producirá un espacio sin un electrón (un agujero) o un electrón extra que pueda moverse más libremente que los otros, ésta es la base del doping. En el doping tipo p, la creación de agujeros, es alcanzada mediante la incorporación en el silicio de átomos con 3 electrones de valencia, generalmente se utiliza boro. En el dopaje de tipo n, la creación de electrones adicionales es alcanzada incorporando un átomo con 5 electrones de valencia, generalmente fósforo.
Una vez que se crea una unión p-n, se hacen los contactos eléctricos al frente y en la parte posterior de la célula evaporando o pintando con metal la plancha. La parte posterior de la plancha se puede cubrir totalmente por el metal, pero el frente de la misma tiene que tener solamente un patrón en forma de rejilla o de líneas finas de metal, de otra manera el metal bloquearía al sol del silicio y no habría ninguna respuesta a los fotones de la luz incidente.
¿Cómo funcionan las celdas solares?
Para entender la operación de una célula fotovoltaica, necesitamos considerar la naturaleza del material y la naturaleza de la luz del sol. Las celdas solares están formadas por dos tipos de material, generalmente silicio tipo p y silicio tipo n. La luz de ciertas longitudes de onda puede ionizar los átomos en el silicio y el campo interno producido por la unión que separa algunas de las cargas positivas ("agujeros") de las cargas negativas (electrones) dentro del dispositivo fotovoltaico. Los agujeros se mueven hacia la capa positiva o capa de tipo p y los electrones hacia la negativa o capa tipo n. Aunque estas cargas opuestas se atraen mutuamente, la mayoría de ellas solamente se pueden recombinar pasando a través de un circuito externo fuera del material debido a la barrera de energía potencial interno. Por lo tanto si se hace un circuito se puede producir una corriente a partir de las celdas iluminadas, puesto que los electrones libres tienen que pasar a través del circuito para recombinarse con los agujeros positivos.
Efecto fotovoltaico en una célula solar
La cantidad de energía que entrega un dispositivo fotovoltaico esta determinado por:
» El tipo y el área del material
» La intensidad de la luz del sol
» La longitud de onda de la luz del sol
Por ejemplo, las celdas solares de silicio monocristalino actualmente no pueden convertir más el de 25% de la energía solar en electricidad, porque la radiación en la región infrarroja del espectro electromagnético no tiene suficiente energía como para separar las cargas positivas y negativas en el material.
Las celdas solares de silicio policristalino en la actualidad tienen una eficiencia de menos del 20% y las celdas amorfas de silicio tienen actualmente una eficiencia cerca del 10%, debido a pérdidas de energía internas más altas que las del silicio monocristalino.
Una típica célula fotovoltaica de silicio monocristalino de 100 cm2 producirá cerca de 1.5 vatios de energía a 0.5 voltios de Corriente Continua y 3 amperios bajo la luz del sol en pleno verano (el 1000Wm-2). La energía de salida de la célula es casi directamente proporcional a la intensidad de la luz del sol. (Por ejemplo, si la intensidad de la luz del sol se divide por la mitad la energía de salida también será disminuida a la mitad).
Una característica importante de las celdas fotovoltaicas es que el voltaje de la célula no depende de su tamaño, y sigue siendo bastante constante con el cambio de la intensidad de luz. La corriente en un dispositivo, sin embargo, es casi directamente proporcional a la intensidad de la luz y al tamaño. Para comparar diversas celdas se las clasifica por densidad de corriente, o amperios por centímetro cuadrado del área de la célula.
La potencia entregada por una célula solar se puede aumentar con bastante eficacia empleando un mecanismo de seguimiento para mantener el dispositivo fotovoltaico directamente frente al sol, o concentrando la luz del sol usando lentes o espejos. Sin embargo, hay límites a este proceso, debido a la complejidad de los mecanismos, y de la necesidad de refrescar las celdas. La corriente es relativamente estable a altas temperaturas, pero el voltaje se reduce, conduciendo a una caída de potencia a causa del aumento de la temperatura de la célula.
Otros tipos de materiales fotovoltaicos que tienen potencial comercial incluyen el diselenide de cobre e indio (CuInSe2) y teluo de cadmio (CdTe) y silicio amorfo como materia prima.
¿Qué son las celdas solares?
Las células o celdas solares son dispositivos que convierten energía solar en electricidad, ya sea directamente vía el efecto fotovoltaico, o indirectamente mediante la previa conversión de energía solar a calor o a energía química.
La forma más común de las celdas solares se basa en el efecto fotovoltaico, en el cual la luz que incide sobre un dispositivo semiconductor de dos capas produce una diferencia del fotovoltaje o del potencial entre las capas. Este voltaje es capaz de conducir una corriente a través de un circuito externo de modo de producir trabajo útil.Los orígenes de celdas solares
Aunque las celdas solares eficientes han estado disponibles recién desde mediados de los años 50, la investigación científica del efecto fotovoltaico comenzó en 1839, cuando el científico francés, Henri Becquerel descubrió que una corriente eléctrica podría ser producida haciendo brillar una luz sobre ciertas soluciones químicas.
El efecto fue observado primero en un material sólido (el metal selenio) en 1877. Este material fue utilizado durante muchos años para los fotómetros, que requerían de cantidades muy pequeñas de energía. Una comprensión más profunda de los principios científicos, fue provista por Albert Einstein en 1905 y Schottky en 1930, la cual fue necesaria antes de que celdas solares eficientes pudieran ser confeccionadas. Una célula solar de silicio que convertía el 6% de la luz solar que incidía sobre ella en electricidad fue desarrollada por Chapin, Pearson y Fuller en 1954, y esta es la clase de célula que fue utilizada en usos especializados tales como satélites orbitales a partir de 1958.Las celdas solares de silicio disponibles comercialmente en la actualidad tienen una eficiencia de conversión en electricidad de la luz solar que cae sobre ellas de cerca del 18%, a una fracción del precio de hace treinta años. En la actualidad existen una gran variedad de métodos para la producción práctica de celdas solares de silicio (amorfas, monocristalinas o policristalinas), del mismo modo que para las celdas solares hechas de otros materiales (seleniuro de cobre e indio, teluro de cadmio, arseniuro de galio, etc).
¿Cómo se hacen las celdas solares?
Las celdas solares de silicio se elaboran utilizando planchas (wafers) monocristalinas, planchas policristalinas o láminas delgadas
Las planchas monocristalinas (de aproximadamente 1/3 a 1/2 de milímetro espesor) se cortan de un gran lingote monocristalino que se ha desarrollado a aproximadamente 1400°C, este es un proceso muy costoso. El silicio debe ser de una pureza muy elevada y tener una estructura cristalina casi perfecta.Las planchas policristalinas son realizadas por un proceso de moldeo en el cual el silicio fundido es vertido en un molde y se lo deja asentar. Entonces se rebana en planchas. Como las planchas policristalinas son hechas por moldeo son apreciablemente más baratas de producir, pero no tan eficiente como las celdas monocristalinas. El rendimiento más bajo es debido a las imperfecciones en la estructura cristalina resultando del proceso de moldeo.
En los dos procesos anteriormente mencionados, casi la mitad del silicio se pierde como polvo durante el cortado.
El silicio amorfo, una de las tecnologías de lámina delgada, es creado depositando silicio sobre un substrato de vidrio de un gas reactivo tal como silano (SiH4). El silicio amorfo es una de grupo de tecnologías de lámina delgada. Este tipo de célula solar se puede aplicar como película a substratos del bajo costo tales como cristal o plástico. Otras tecnologías de lámina delgada incluyen lámina delgada de silicio multicristalino, las celdas de seleniuro de cobre e indio/sulfuro de cadmio, las celdas de teluro de cadmio/sulfuro del cadmio y las celdas del arseniuro de galio. Las celdas de lámina delgada tienen muchas ventajas incluyendo una deposición y un ensamblado más fácil, la capacidad de ser depositadas en substratos o materiales de construcción baratos, la facilidad de la producción en masa, y la gran conveniencia para aplicaciones grandes.
En la producción de celdas solares al silicio se le introducen átomos de impurezas (dopado) para crear una región tipo p y una región tipo n de modo de producir una unión p-n. El dopado se puede hacer por difusión a alta temperatura, donde las planchas se colocan en un horno con el dopante introducido en forma de vapor. Hay muchos otros métodos de dopar el silicio. En la fabricación de algunos dispositivos de lámina delgada la introducción de dopantes puede ocurrir durante la deposición de las láminas o de las capas.
Un átomo del silicio tiene 4 electrones de valencia (aquellos más débilmente unidos), que enlazan a los átomos adyacentes. Substituyendo un átomo del silicio por un átomo que tenga 3 o 5 electrones de la valencia producirá un espacio sin un electrón (un agujero) o un electrón extra que pueda moverse más libremente que los otros, ésta es la base del doping. En el doping tipo p, la creación de agujeros, es alcanzada mediante la incorporación en el silicio de átomos con 3 electrones de valencia, generalmente se utiliza boro. En el dopaje de tipo n, la creación de electrones adicionales es alcanzada incorporando un átomo con 5 electrones de valencia, generalmente fósforo.Una vez que se crea una unión p-n, se hacen los contactos eléctricos al frente y en la parte posterior de la célula evaporando o pintando con metal la plancha. La parte posterior de la plancha se puede cubrir totalmente por el metal, pero el frente de la misma tiene que tener solamente un patrón en forma de rejilla o de líneas finas de metal, de otra manera el metal bloquearía al sol del silicio y no habría ninguna respuesta a los fotones de la luz incidente.
¿Cómo funcionan las celdas solares?
Para entender la operación de una célula fotovoltaica, necesitamos considerar la naturaleza del material y la naturaleza de la luz del sol. Las celdas solares están formadas por dos tipos de material, generalmente silicio tipo p y silicio tipo n. La luz de ciertas longitudes de onda puede ionizar los átomos en el silicio y el campo interno producido por la unión que separa algunas de las cargas positivas ("agujeros") de las cargas negativas (electrones) dentro del dispositivo fotovoltaico. Los agujeros se mueven hacia la capa positiva o capa de tipo p y los electrones hacia la negativa o capa tipo n. Aunque estas cargas opuestas se atraen mutuamente, la mayoría de ellas solamente se pueden recombinar pasando a través de un circuito externo fuera del material debido a la barrera de energía potencial interno. Por lo tanto si se hace un circuito se puede producir una corriente a partir de las celdas iluminadas, puesto que los electrones libres tienen que pasar a través del circuito para recombinarse con los agujeros positivos.
Efecto fotovoltaico en una célula solar
La cantidad de energía que entrega un dispositivo fotovoltaico esta determinado por:
» El tipo y el área del material
» La intensidad de la luz del sol
» La longitud de onda de la luz del sol
Por ejemplo, las celdas solares de silicio monocristalino actualmente no pueden convertir más el de 25% de la energía solar en electricidad, porque la radiación en la región infrarroja del espectro electromagnético no tiene suficiente energía como para separar las cargas positivas y negativas en el material.
Las celdas solares de silicio policristalino en la actualidad tienen una eficiencia de menos del 20% y las celdas amorfas de silicio tienen actualmente una eficiencia cerca del 10%, debido a pérdidas de energía internas más altas que las del silicio monocristalino.
Una típica célula fotovoltaica de silicio monocristalino de 100 cm2 producirá cerca de 1.5 vatios de energía a 0.5 voltios de Corriente Continua y 3 amperios bajo la luz del sol en pleno verano (el 1000Wm-2). La energía de salida de la célula es casi directamente proporcional a la intensidad de la luz del sol. (Por ejemplo, si la intensidad de la luz del sol se divide por la mitad la energía de salida también será disminuida a la mitad).
Una característica importante de las celdas fotovoltaicas es que el voltaje de la célula no depende de su tamaño, y sigue siendo bastante constante con el cambio de la intensidad de luz. La corriente en un dispositivo, sin embargo, es casi directamente proporcional a la intensidad de la luz y al tamaño. Para comparar diversas celdas se las clasifica por densidad de corriente, o amperios por centímetro cuadrado del área de la célula.
La potencia entregada por una célula solar se puede aumentar con bastante eficacia empleando un mecanismo de seguimiento para mantener el dispositivo fotovoltaico directamente frente al sol, o concentrando la luz del sol usando lentes o espejos. Sin embargo, hay límites a este proceso, debido a la complejidad de los mecanismos, y de la necesidad de refrescar las celdas. La corriente es relativamente estable a altas temperaturas, pero el voltaje se reduce, conduciendo a una caída de potencia a causa del aumento de la temperatura de la célula.
Otros tipos de materiales fotovoltaicos que tienen potencial comercial incluyen el diselenide de cobre e indio (CuInSe2) y teluo de cadmio (CdTe) y silicio amorfo como materia prima.
miércoles, 25 de marzo de 2009
Usos posibles de la energía solar.
Usos posibles de la energía solar.
En una lista parcial de posibles usos de la energía solar, figuran:
» Calefacción domestica
» Refrigeración
» Calentamiento de agua
» Destilación
» Generación de energía
» Fotosíntesis
» Hornos solares
» Cocinas
» Evaporación
» Acondicionamiento de aire
» Control de heladas
» Secado
Se han ensayado todos los usos citados de la energía solar en escala de laboratorio, pero no se han llevado a la escala industrial. En muchos casos, el costo de la realización de estas operaciones con energía solar no pueden competir con el costo cuando se usan otras fuentes de energía por la gran inversión inicial que es necesaria para que funcionen con energía solar y por ello la mayor parte de los estudios de los problemas de utilización de esta energía esta relacionado con problemas económicos.
Las instalaciones solares pueden considerarse clasificadas por tres tipos de aplicación. Primero, hornos solares, usados como medio de laboratorio para obtener altas temperaturas en diversos estudios y propuestos para usos semi industriales. En segundo lugar los usos potenciales de disposiciones solares sencillas, como cocinas, refrigerantes y bombas de irrigación en regiones no industrializadas, con radiación segura y en donde los actuales recursos de energía no son satisfactorios o resulten caros. Un tercer grupo de aplicación de energía solar podrá competir en el futuro económicamente con otras fuentes de energía en algunas zonas de países industrializados, como los EE.UU., si los adelantos técnicos en este campo o los cambios en el costo de la energía de otras fuentes llegan a alterar su costo relativo.
Los problemas con que se tropieza para recoger la energía solar, almacenarla y usar la energía resultante, son los mismos para numerosos usos potenciales de esta fuente de energía y se estudian uno por uno en lo que sigue. la discusión acerca de los usos posibles se estudia mas adelante.
Aplicaciones de la energía solar
En lo que sigue se discuten mas detalladamente los principios expuestos en relación con las diferentes aplicaciones de la energía solar para calefacción, enfriamiento y refrigeración de recintos, evaporación y destilación, generación de energía, hornos solares y diferentes usos.
Calefacción solar como medio de bienestar
La calefacción solar tiene interés principalmente por dos razones; en primer lugar, la calefacción para bienestar importa en los EE.UU. aproximadamente un tercio de las demandas totales de energía para calefacción, y en segundo lugar, las módicas temperaturas empleadas para calefaccionar recintos permiten uso de colectores de plancha plana que funcionan a temperaturas relativamente bajas y con rendimiento razonablemente bueno. Los estudios de calefacción domestica indican que el colector de plancha plana orientado en la posición indicada e incluido en la estructura del edificio como parte integrante de ella, es el tipo de colector para esta aplicación. El almacenamiento de calor por transiciones de fase en productos químicos, por calentamiento de lechos de guijarros, con colectores de aire o mediante tanques de agua con colectores calentadores de agua.
El tamaño del colector y el número de unidades de almacenamiento se determinan por la carga de calefacción del edificio, el análisis del tiempo solar y los costos de combustible. Un simple análisis indica el almacenamiento de calor suficiente que se requiere para satisfacer las demandas caloríficas del edificio durante el periodo nublado mas largo previsto, basado en el registro de datos meteorológicos, si la carga de calefacción ha de provenir totalmente de la energía solar. En el norte de los EE.UU., por ser los ciclos del tiempo muy variables, no es económicamente práctico confiar en la energía solar para toda la carga de calefacción; los análisis indican que deben utilizarse fuentes de calor auxiliares. Estudios detallados del tiempo solar y de los factores económicos, realizados por Hottel y sus colaboradores en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, indican que en Cambridge el sistema de calefacción solar más económico es el que proporciona dos tercios de la carga de calefacción.
Enfriamiento y refrigeración.
El uso de energía solar para enfriamiento de recintos o acondicionamiento de aire tiene atractivo porque hay una buena relación entre el suministro de energía y la demanda de enfriamiento y por la posibilidad de usar una parte de todo el sistema de calentamiento solar para el acondicionamiento del aire. Se han propuesto varios sistemas básicos para el acondicionamiento de aire por energía solar, entre ellos los sistemas de deshumectacion y de enfriamiento por absorción de calentados por el sol.
Un esquema de deshumectador activado por el sol, en el cual como desecante se usa trietilenglicol, es el que la figura 4. El aire que ha de circular en el espacio acondicionado se deshumedece en una cámara de rociado donde se pone en contacto con el trietilenglicol concentrado y frío.
La solución de glicol absorbe humedad del aire y vuelve a circular por cambiadores temidos adecuados hasta una cámara de rociado y despojo donde se pone en contacto con el aire calentado por el sol y se seca para volver a circular hacia el absorbedor de la corriente de aire que circula hacia la casa y se devuelve a la atmósfera en el aire calentado por el sol que atraviesa la cámara de despojo. Puede usarse un refrigerante de evaporación para enfriar el aire seco. Este tipo de unidad seria útil e regiones de humedad relativamente alta.
Se ha propuesto el uso de un sistema de refrigeración mecánico en el que trabajo de compresión se hace por un motor que funciona por la energía del sol, y en el cual el acondicionamiento del aire o del refrigerante seria de diseño convencional. Estos sistemas tiene el inconveniente de que se necesita conversión de energía calórica a mecánica. Otro método es el uso de calor en los refrigerantes de tipo de absorción. La figura 5 es un diagrama de un ciclo posible para refrigeración por absorción de un sistema de tipo solar. La energía del sol se usa para calentar un fluido que circula por un generador o rehervidor de la unidad de refrigeración por absorción. La unidad de absorción funciona de modo corriente, como en acondicionador de aire por gas de Servel, con las modificaciones necesarias en el diseño según el nivel de temperatura de que se puede disponer con los colectores que se usan. También seria posible usar el colector solar como rehervidor o generador y evitar de este modo el uso de un fluido intermedio para la transferencia de calor y de u cambiador térmico.
En una lista parcial de posibles usos de la energía solar, figuran:
» Calefacción domestica
» Refrigeración
» Calentamiento de agua
» Destilación
» Generación de energía
» Fotosíntesis
» Hornos solares
» Cocinas
» Evaporación
» Acondicionamiento de aire
» Control de heladas
» Secado
Se han ensayado todos los usos citados de la energía solar en escala de laboratorio, pero no se han llevado a la escala industrial. En muchos casos, el costo de la realización de estas operaciones con energía solar no pueden competir con el costo cuando se usan otras fuentes de energía por la gran inversión inicial que es necesaria para que funcionen con energía solar y por ello la mayor parte de los estudios de los problemas de utilización de esta energía esta relacionado con problemas económicos.
Las instalaciones solares pueden considerarse clasificadas por tres tipos de aplicación. Primero, hornos solares, usados como medio de laboratorio para obtener altas temperaturas en diversos estudios y propuestos para usos semi industriales. En segundo lugar los usos potenciales de disposiciones solares sencillas, como cocinas, refrigerantes y bombas de irrigación en regiones no industrializadas, con radiación segura y en donde los actuales recursos de energía no son satisfactorios o resulten caros. Un tercer grupo de aplicación de energía solar podrá competir en el futuro económicamente con otras fuentes de energía en algunas zonas de países industrializados, como los EE.UU., si los adelantos técnicos en este campo o los cambios en el costo de la energía de otras fuentes llegan a alterar su costo relativo.
Los problemas con que se tropieza para recoger la energía solar, almacenarla y usar la energía resultante, son los mismos para numerosos usos potenciales de esta fuente de energía y se estudian uno por uno en lo que sigue. la discusión acerca de los usos posibles se estudia mas adelante.
Aplicaciones de la energía solar
En lo que sigue se discuten mas detalladamente los principios expuestos en relación con las diferentes aplicaciones de la energía solar para calefacción, enfriamiento y refrigeración de recintos, evaporación y destilación, generación de energía, hornos solares y diferentes usos.
Calefacción solar como medio de bienestar
La calefacción solar tiene interés principalmente por dos razones; en primer lugar, la calefacción para bienestar importa en los EE.UU. aproximadamente un tercio de las demandas totales de energía para calefacción, y en segundo lugar, las módicas temperaturas empleadas para calefaccionar recintos permiten uso de colectores de plancha plana que funcionan a temperaturas relativamente bajas y con rendimiento razonablemente bueno. Los estudios de calefacción domestica indican que el colector de plancha plana orientado en la posición indicada e incluido en la estructura del edificio como parte integrante de ella, es el tipo de colector para esta aplicación. El almacenamiento de calor por transiciones de fase en productos químicos, por calentamiento de lechos de guijarros, con colectores de aire o mediante tanques de agua con colectores calentadores de agua.
El tamaño del colector y el número de unidades de almacenamiento se determinan por la carga de calefacción del edificio, el análisis del tiempo solar y los costos de combustible. Un simple análisis indica el almacenamiento de calor suficiente que se requiere para satisfacer las demandas caloríficas del edificio durante el periodo nublado mas largo previsto, basado en el registro de datos meteorológicos, si la carga de calefacción ha de provenir totalmente de la energía solar. En el norte de los EE.UU., por ser los ciclos del tiempo muy variables, no es económicamente práctico confiar en la energía solar para toda la carga de calefacción; los análisis indican que deben utilizarse fuentes de calor auxiliares. Estudios detallados del tiempo solar y de los factores económicos, realizados por Hottel y sus colaboradores en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, indican que en Cambridge el sistema de calefacción solar más económico es el que proporciona dos tercios de la carga de calefacción.
Enfriamiento y refrigeración.
El uso de energía solar para enfriamiento de recintos o acondicionamiento de aire tiene atractivo porque hay una buena relación entre el suministro de energía y la demanda de enfriamiento y por la posibilidad de usar una parte de todo el sistema de calentamiento solar para el acondicionamiento del aire. Se han propuesto varios sistemas básicos para el acondicionamiento de aire por energía solar, entre ellos los sistemas de deshumectacion y de enfriamiento por absorción de calentados por el sol.
Un esquema de deshumectador activado por el sol, en el cual como desecante se usa trietilenglicol, es el que la figura 4. El aire que ha de circular en el espacio acondicionado se deshumedece en una cámara de rociado donde se pone en contacto con el trietilenglicol concentrado y frío.
La solución de glicol absorbe humedad del aire y vuelve a circular por cambiadores temidos adecuados hasta una cámara de rociado y despojo donde se pone en contacto con el aire calentado por el sol y se seca para volver a circular hacia el absorbedor de la corriente de aire que circula hacia la casa y se devuelve a la atmósfera en el aire calentado por el sol que atraviesa la cámara de despojo. Puede usarse un refrigerante de evaporación para enfriar el aire seco. Este tipo de unidad seria útil e regiones de humedad relativamente alta.
Se ha propuesto el uso de un sistema de refrigeración mecánico en el que trabajo de compresión se hace por un motor que funciona por la energía del sol, y en el cual el acondicionamiento del aire o del refrigerante seria de diseño convencional. Estos sistemas tiene el inconveniente de que se necesita conversión de energía calórica a mecánica. Otro método es el uso de calor en los refrigerantes de tipo de absorción. La figura 5 es un diagrama de un ciclo posible para refrigeración por absorción de un sistema de tipo solar. La energía del sol se usa para calentar un fluido que circula por un generador o rehervidor de la unidad de refrigeración por absorción. La unidad de absorción funciona de modo corriente, como en acondicionador de aire por gas de Servel, con las modificaciones necesarias en el diseño según el nivel de temperatura de que se puede disponer con los colectores que se usan. También seria posible usar el colector solar como rehervidor o generador y evitar de este modo el uso de un fluido intermedio para la transferencia de calor y de u cambiador térmico.
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