Introducción a las Energias Renovables : Energía Solar Térmica

Energías renovables – Energías que se pueden reutilizar. Son inagotables, algunos ejemplos son:

Energía Solar (fotovoltaica y térmica).
Energía eólica.
Energía hidráulica.
Energía de las Mareas.
Energía Geotérmica.

Energías alternativas – Son energías obtenidas desde materias primas no agotables. Se buscan para suplir las energías actuales en razón de su menor efecto contaminante y de su capacidad de renovarse. Algunos ejemplos son:

Energía hidráulica.
Energía de las Mareas.
Energía Geotérmica.
Energía Fusión (nuclear limpia). Dos átomos muy ligeros (hidrógeno) se unen y como residuo se obtiene helio.

Energía solar – Se puede dividir en:

Activa – A través de medios se aprovecha de forma controlable la energía.
Pasiva – Optimiza la construcción de los edificios para aprovechar la energía pero sin ningún elemento para captar energía. Por ejemplo estarían los invernaderos o los muros trombe.

Atendiendo a otro tipo de clasificación, la energía solar, también se puede dividir en:

Térmica:
Baja temperatura (hasta 150 ºC) - Se pasa un fluido por un elemento activo (panel) y este alcanza la temperatura. Todo colector se compone de una serie de tubos, a los que se conoce como parrilla, con unas aletas para que la superficie sea mayor, transmitiendo estas el calor a los tubos. Van integrados dentro de un cofre, que es la caja donde va integrado el sistema, a este último se le aplica una capa captadora (color negro) y un aislante para evitar fugas de calor. Además También van provistos de un cristal para conseguir el efecto invernadero. Este sistema se suele emplear para auxiliar a la caldera o como alternativa.

Colector de placa plana: Hay dos tipos:

Selectivo – Debido al tratamiento de la parte absorbedora, que suele ser bastante captadora y que prácticamente no se pierde nada de temperatura. Alcanzan hasta los 100 ºC.
No selectivo. Tratamiento no muy bueno. Hasta 80 ºC.

Tubo de vacío - Los hay de dos tipos:

Flujo directo – Son una serie de ampollas con unos tubos que pasan por dentro de la ampolla. Suelen alcanzar las temperaturas más altas, entre 120y 130 grados. Dentro de las ampollas se extrae el aire para obtener un mayor poder calorífico.
Heat Pipe – Es la tecnología más elevada en baja temperatura. La forma es similar al anterior tipo pero los fluidos no están en contacto, sino que son los elementos. Para conseguirlo se rellena la ampolla de un líquido refrigerante que cambia de estado rápidamente, es decir, al calentarse se vuelve gas y sube a la parte superior, mientras que la parte más enfriada se queda en la parte inferior. Tiene una serie de ventajas respecto a la de flujo directo como son que las ampollas son independientes, es decir si se rompe una, la instalación no para, tampoco pierde energía calorífica. Como principal desventaja destaca que sólo sirven para sitios poco calurosos y son caros.

Polipropileno – Son tubos soldados entre sí y unidos. Van al exterior, sin aislamiento, ni cofre, ni cristal. La única aplicación es para el calentamiento de piscinas ya que el rendimiento es bajo.

Media temperatura (Desde 150 ºC a 600 ºC) – Se consiguen con los C.P.C. (cilindro parabólico de concentración). Son una especie de media luna con unos espejos. En el medio llevan un tubito. La radiación refleja en los espejos e incide en ese tubo. Van girando según la posición del sol. Se pueden utilizar para calefacción y sólo son experimentales.

Alta temperatura (desde 600 ºC hasta los 1200 ºC) – Son campos de helióstatos. Son también experimentales, en España hay dos. Consiste en miles de espejos orientados al sol y reflejan hacia un punto determinado donde se encuentra un depósito de agua, este alcanza una temperatura muy elevada. Al ebullir el agua se puede conseguir electricidad.

Fotovoltaica:
Silicio monocristalino – A partir de una molécula de silicio se obtiene un lingote, este se va cortando hasta conseguir la figura deseada. Es el de mayor rendimiento, pero también el más caro. Tiene una potencia muy estable.
Silicio policristalino – Los recortes son aprovechados y refundidos. La apariencia es como de muchos cristalitos. Dentro de este tipo tendríamos los policristalinos de lámina delgada cuya utilidad suele ser para calculadoras, luces de jardín…
Arseniuro de galio – Son células muy pequeñas y muy costosas. Su rendimiento oscila entre un 23-25%.
Bifaciales – Captan por los dos lados de la célula.

Energía eólica
Suelen entregar entre 0’5 a 50 Kw. Lo más importante a tener en cuenta en esta tecnología es la situación del aerogenerador. Tiene que estar lo más alto posible. En invierno se consigue más energía por la densidad del aire. Puede ser de eje horizontal o de eje vertical (rendimiento menor pero con menor ocupación). Los aerogeneradores se pueden clasificar en función de la velocidad del viento. Con mucho viento todos los aerogeneradores se paran.