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La energía solar térmica

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La energía solar térmica

Planta solar en España.

Foto cortesía Ion Tichy.

¿Qué es la energía solar térmica?

La palabra térmica proviene de la raíz griega “thermos” y significa calor. Esta energía es el aprovechamiento del calor del sol a través de su absorción por un material obscuro o de su concentración en un solo punto.

¿Cómo funciona?

Para generar la energía solar térmica, la luz del sol se capta para calentar materiales como agua, aire, sales y aceites utilizando colectores solares que pueden elevar la temperatura de estos materiales entre los 40° y 100° C con tecnología simple, o por encima de los 500° C utilizando tecnología más avanzada.

Instalación solar térmica

    Existen diferentes sistemas para producir la energía solar térmica. Una instalación básica consta de un captador para la radiación solar, un acumulador de fluidos y tuberías para el flujo del material.
  • Sistema de captación: Es compuesto por captadores solares conectados entre sí. Su función es atrapar la luz para posteriormente transformarla en energía térmica, aumentando la temperatura del fluido que circula por la instalación.

    El captador solar es una caja que consiste de una placa metálica negra, un vidrio y un circuito de tubos. La placa es fabricada comúnmente de cobre y se calienta con el sol. Los tubos se encuentran debajo del vidrio y circulan en forma de espiral, por un lado entra el fluido frío y por el otro sale el fluido caliente, el cual es calentado continuamente por la placa negra. El efecto que ocurre es muy similar al de los invernaderos; la luz del sol atraviesa un vidrio y calienta la placa. La función del vidrio es atrapar la radiación y no dejar escapar el calor que transmite la placa negra que está en el interior. El calor que despide la placa negra es mucho más fuerte que el que capta el vidrio, por lo tanto la placa negra calienta los tubos que conducen el fluido.

  • Sistema de acumulación: Almacena la energía térmica captada en un contenedor de acumulación de fluidos para poderse utilizar en el momento que sea necesario.

  • Sistema de distribución: Como indica su nombre, sirve para distribuir el fluido a su destino final y puede abarcar los controles, tuberías/conducciones, bombas y válvulas.

  • Sistema fototérmico de concentración: Sirve para alcanzar temperaturas demasiado altas con la radiación solar directa reflejada en un solo punto haciéndola aumentar hasta cientos de grados Celsius. El sistema fototérmico de concentración es utilizado para calentar aceites o sal fundida para impulsar motores especiales o turbinas de vapor; las turbinas convierten la energía solar a electricidad. Existen tres tecnologías diferentes para este sistema:

    1. Plantas de concentración mediante canal parabólico: La superficie que capta la energía térmica tiene forma de parabólica y ésta enfoca todo el calor en un solo punto, la cual calienta un tubo que lleva aceite y lo calienta hasta 400° C.

    2. Torre central: Consta de una torre que tiene instalado un receptor de radiación en lo alto de ella; la forma de captar la radiación es por medio de espejos móviles que siguen el movimiento del sol. El fluido que se maneja puede ser agua, sal o aire y es calentado entre los 500 y 1000° C.

    3. Plato parabólico: Es una combinación de los dos anteriores puesto que usa una superficie parabólica forrada de espejos que siguen el movimiento del sol y llega a una temperatura de entre 600 y 1,200° C.

Aplicaciones

  • Calefacción de agua doméstica: Un calentador de agua solar puede remplazar un calentador de gas o electricidad para abastecer las necesidades cotidianas del hogar. Calentamiento de agua de piscinas: Climatiza el agua de las piscinas y la mantiene a una temperatura agradable para las personas, sobre todo en lugares fríos o en invierno.

  • Potabilización de agua: La tecnología solar térmica sirve para potabilizar el agua superficial (de ríos, lagos, etc.), aguas subterráneas y agua de mar. Sin embargo se limita a dos niveles de contaminación: agua con contaminación microbiana ligera y agua con contaminación de sales disueltas.

  • Secado solar: La deshidratación de alimentos es una técnica de preservación puesto que los microorganismos que causan la pudrición de los alimentos no pueden desarrollarse ni crecer con ausencia de agua. La forma en que se hace el secado de alimentos es utilizando aire caliente a determinada temperatura, humedad y velocidad. Entre más seco y caliente sea el aire mayor será la velocidad de deshidratación.

  • Energía para impulsar motores de vapor: El motor de vapor es un tipo de generador que sirve para convertir la energía térmica a electricidad; la energía térmica debe de estar a muy alta temperatura para crear el vapor que hace funcionar la turbina.

Lee más: La energía solar fotovoltaica

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