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Tipos de Energia

Energía Termosolar: Todo lo que necesitas saber

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La  energía termosolar es uno de los tipos de energía solar que existen. Este texto pretende abordar cuestiones esenciales  como el modo en  que la empleamos, las aplicaciones prácticas que obtenemos de su luz y calor y la forma en la que ha cambiado nuestras vidas.

¿Qué es la energía termosolar?

La energía termosolar engloba tanto a la energía solar térmica como a la energía termoeléctrica:

La energía solar termosolar es aquella referida al aprovechamiento de la energía que procede del Sol con el objetivo de transferirla a un medio portador de calor, que suele ser el aire o el agua. Sin embargo, no es el único tipo de energía proveniente del sol que existe, hay otros tres tipos de esta tecnología. Entre ellos se encuentra la tecnología fotovoltaica, la solar pasiva o la solar híbrida. De esta última puedes tener más información en https://tiposdeenergia.online/solar-hibrida/.

Hace ya muchos años que venimos oyendo hablar sobre la energía termosolar así como  viendo instalados paneles solares en las cubiertas de edificios, viviendas unifamiliares u otro tipo de construcciones. Esta energía se considera limpia y eficiente. El funcionamiento de una planta termoeléctrica se parece mucho al de una central térmica, con la diferencia de que en lugar de gas o carbón se utiliza la energía del Sol.

El funcionamiento de esta energía se basa en la concentración de calor en un determinado punto con el fin de generar vapor:

  • Una vez el calor se ha generado el modo de funcionar de una central de energía térmica originada por el Sol es muy similar al de una central nuclear o al de una central térmica
  • La diferencia entre una y otras radica únicamente en que, mientras que en una central térmica el calor que genera el vapor procede de la combustión de combustibles fósiles, entre los que sobresale el carbón, en una central nuclear el calor se obtiene a través de la fisión del núcleo de átomos de uranio

Conseguir la adquisición de hábitos de protección de medio ambiente por parte de los más pequeños de la casa es una inteligente manera de formar adultos concienciados  con la preservación del planeta. En esta línea, el conocimiento de distintos aspectos de la energía termosolar les puede resultar de lo más útil. Y como todas las energías, la termosolar tienes sus ventajas e inconvenientes.

Ventajas y desventajas de la energía termosolar

Entre las principales ventajas de la termosolar se encuentran:

  • Energía autónoma que procede de una fuente inagotable y gratuita
  • Reducción de la emisión de gases causantes del calentamiento global
  • Reflejo del ahorro del consumo eléctrico aproximadamente en un 50%
  • Otorgamiento de un valor adicional a la vivienda o comercio
  • Bajo costo en relación al gas y a la electricidad
  • Recuperación de su costo de instalación a medio plazo

Entre las principales desventajas de la termosolar se encuentran:

  • La instalación de una central termosolar puede tener una duración de varios meses
  • Su mejor aprovechamiento requerirá la instalación en un terreno extenso. Eso sí, tales terrenos son susceptibles de utilización para otros usos, como pueda ser la agricultura
  • La presencia del Sol no está garantizada y los cambios climáticos a veces resultan caprichosos
  • Cuando su uso es el de calentamiento de agua de uso doméstico, en aquellos períodos del año que tenemos más Sol es cuando menos necesitamos tal recurso

Imágenes de energía solar térmica

Placas solares

Tipos de centrales termosolares

En la actualidad existen tres grandes tipos de centrales termoeléctricas:

  • Central de torre. Son las que usan un conjunto de heliostatos o espejos orientables capaces de concentrar los rayos solares en un receptor que se sitúa en una torre. Se trata de una tecnología probada y que se considera tan eficaz como rentable a medio plazo
  • Central de disco parabólico. Son las que usan un espejo en forma de disco parabólico que es capaz de concentrar los rayos del Sol en un motor Stirling que se sitúa en el foco de la parábola, por lo que también recibe la denominación de central de disco-Stirling
  • Central de cilindro parabólico. Son las que usan espejos en forma de cilindros parabólicos y que cuentan con un eje por el que discurre una tubería en la que se concentran los rayos de Sol

Aplicaciones y componentes de una instalación termosolar

Entre las distintas aplicaciones que permite la energía solar térmica se encuentra la posibilidad de generar energía eléctrica. La actual tecnología permite el calentamiento de agua mediante la radiación solar hasta lograr producir vapor y, con posterioridad, obtener energía. A pesar de que el principio de funcionamiento es muy parecido existen principalmente dos aplicaciones de la energía solar térmica:

  • Energía solar térmica que se usa en viviendas particulares y pequeñas instalaciones
  • Grandes centrales de energía solar térmica

Para hacernos una idea, el porcentaje de consumo energético de agua caliente sanitaria de un hogar o un hospital corresponde a un 20%. Este dato motiva que sea uno de los sistemas en los que debamos poner especial ahínco en la  reducción de  costes, propiciando tanto el ahorro energético como la disminución de gases de CO2.

Por tanto, hay diferentes formas de producir este tipo de energía mediante instalaciones de energía termosolar. Los elementos básicos de los que se compone una instalación de este tipo son:

  • Paneles o captadores solares. Permiten captar la radiación solar, calentando el fluido caloportador que por ellos circula.
  • Circuito hidráulico. Como es lógico, se precisa un circuito por el que transportar el agua que se calienta en los captadores
  • Intercambiador de calor. La cesión del calor transportado en la instalación solar térmica se produce mediante un intercambiador de calor
  • Acumulación. La energía originada por el Sol térmica no es consumida en su totalidad de modo instantáneo, pues depende de la demanda que exista en cada momento. Para no desaprovecharla precisamos un sistema de acumulación del agua caliente de consumo, que pueda suministrarla según se vaya demandando
  • Energía auxiliar convencional. Cuando existan elevadas demandas de consumo o en períodos de baja radiación térmica, vamos a necesitar un sistema de apoyo que sirva para calentar el agua, con independencia del sistema solar, que se denomina generador auxiliar
  • Bombas de circulación. Se precisan para mover los caudales de fluido necesarios, aparte de vencer las pérdidas de carga de los circuitos

Central de torre, central de disco parabólico, central de cilindro parabólico

Experimentos de energía termosolar

Ahora os vamos a sugerir la realización de un  interesante y divertido experimento doméstico de energía termosolar que podréis realizar desde casa  (adoptando siempre las debidas medidas de precaución).

Pérdida del calor radiante

El objetivo de este experimento reside en probar el efecto de dos factores en la pérdida de calor: el color del recipiente y el material que lo rodea.

Hay que partir de la base de que para la realización de este experimento se usa agua hirviendo, por lo que no puede ser llevado a cabo por niños sin la debida supervisión de un adulto.

Materiales necesarios:

  • 2 latas de aluminio
  • Pintura blanca y negra
  • 2 termómetros
  • Una tetera o cafetera en la que hervir agua

Pasos a seguir:

  1. Pinta una lata de color blanco y la otra de color negro
  2. Llena cada lata con agua hirviendo
  3. Registra la temperatura de cada lata en intervalos de un minuto durante 10 minutos. Lo ideal es que lleves los registros en una tabla

¿Qué va a pasar?

Sorprendentemente, del mismo modo que una superficie oscura o negra absorbe más rápidamente el calor, también lo pierde con mayor rapidez.

¿Cuál es la razón?

  • Cuando un objeto está más caliente que el resto de los que lo rodean va a perder energía en forma de radiación infrarroja
  • Las superficies negras u oscuras son las que presentan mejor radiación de color, del mismo modo son las que mejor absorben el calor
  • En resumen, las superficies negras u oscuras son aquellas por las que la energía pasa con mayor facilidad, bien sea hacia fuera o hacia adentro

¿Se puede hacer algo más?

  • Los resultados del experimento pueden graficarse en una hoja de Excel con el fin de comparar mejor la pérdida de calor entre ambas superficies
  • El experimento podría variarse envolviendo una de las latas con un material aislante y realizándolo de nuevo. Esto nos permitiría comparar el efecto de un recipiente aislado frente al de otro no aislado y combinarlos con los resultados arrojados por el primer experimento
Otros posts de interés:
  • Puedes saber más de la energía solar aquí.

 

Vídeo sobre qué es la energía termosolar:

Fuentes y Referencias

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Energía Termosolar: Todo lo que necesitas saber
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