Preguntas y respuestas sobre la energía solar pdf
ImprimirEsta sección se centra en los fundamentos de la transferencia de calor por radiación, la naturaleza de la energía solar como radiación electromagnética y las interacciones de la radiación solar con diversos materiales. La transferencia de calor por radiación suele tratarse sólo brevemente en cualquier curso de transferencia de calor. Sin embargo, en los sistemas de conversión de energía solar, en los que el flujo total de energía es a menudo órdenes de magnitud menores que en los sistemas convencionales de transferencia de calor, la contribución del mecanismo de transferencia de calor por radiación es significativa. La conducción y la convección también desempeñan un papel importante en el rendimiento de determinados sistemas de conversión de energía solar.
La transferencia de calor por radiación depende de la longitud de onda específica de la radiación. La distribución de las longitudes de onda de una fuente de radiación de cuerpo negro, como el sol, se describe mediante la Ley de Planck (Ecuación 3.4.1 Duffie & Beckman, 2013). Esta ecuación puede integrarse para un rango de longitudes de onda de interés para encontrar la energía total para diferentes escenarios. Los resultados de esta integración se dan en varias formas simplificadas, que son convenientes para el uso práctico. Dos expresiones importantes derivadas de la ley de Planck son la ley de desplazamiento de Wien (Ecuación 3.4.2 Duffie & Beckman, 2013) y la ecuación de Stefan-Boltzmann (Ecuación 3.5.1 Duffie & Beckman, 2013). Observa con detenimiento esas expresiones y entiende para qué se utilizan.
Preguntas de investigación sobre la energía solar
La energía solar térmica genera energía de forma indirecta aprovechando la energía radiante del sol para calentar un fluido, ya sea para generar calor o electricidad. Para producir electricidad, el vapor producido por el calentamiento del fluido se utiliza para alimentar generadores. Esto es diferente de los paneles solares fotovoltaicos, que convierten directamente la radiación del sol en electricidad.
La energía solar térmica genera energía indirectamente, aprovechando la energía radiante del sol para calentar el fluido, ya sea para generar calor o electricidad. Para producir electricidad, el vapor producido por el calentamiento del fluido se utiliza para alimentar generadores. 1 Esto es diferente de los paneles solares fotovoltaicos, que convierten directamente la radiación solar en electricidad. 2
Hay dos tipos principales de sistemas solares térmicos para la producción de energía: activos y pasivos. Los sistemas activos requieren piezas móviles, como ventiladores o bombas, para hacer circular los fluidos portadores de calor. Los sistemas pasivos no tienen componentes mecánicos y dependen únicamente de las características del diseño para captar el calor (por ejemplo, los invernaderos). Las tecnologías también se agrupan por temperatura: baja, media o alta3.
Problemas y soluciones de la energía solar pdf
Casi todo el uso de la energía en el mundo tiene que ver con el calor, desde la fabricación de acero hasta la refrigeración de alimentos. La descarbonización profunda sin avances en la ciencia e ingeniería térmica parece inconcebible. Tres líderes en este campo destacan cinco temas importantes que hay que explorar.
La energía solar y la eólica son una parte importante para resolver el problema del cambio climático, pero estas tecnologías renovables por sí solas probablemente nunca proporcionarán la energía necesaria para muchos procesos industriales, como la fabricación de acero.
El análisis subraya la urgente necesidad de investigar y desarrollar avances tecnológicos térmicos que podrían reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en al menos una gigatonelada, lo que supone alrededor del 3% de las emisiones anuales de GEI relacionadas con la energía en todo el mundo.
“Como especie, nos estamos poniendo en peligro con las infraestructuras que hemos erigido para mejorar nuestra calidad de vida”, dijo el coautor Asegun Henry, profesor asociado de ingeniería mecánica en el MIT. “Hay unos pocos casos en la historia en los que científicos e ingenieros se han unido y han logrado algo muy notable en plazos muy cortos. Esta debe ser una de esas veces”.
Planteamiento del problema de la energía solar
Para quien busque una forma sostenible de proporcionar calefacción o refrigeración a edificios o procesos de baja temperatura, la energía solar térmica es una buena opción. Averigüe más sobre los colectores solares, su uso y sus campos de aplicación.
Los colectores solares se utilizan para captar la energía solar y utilizarla para calentar un fluido portador, que se conduce a un almacén térmico. La energía solar térmica puede utilizarse para calentar el agua y como apoyo a la calefacción de los hogares. Comercialmente, se utiliza para producir calor de proceso o energía de refrigeración o para apoyar los procesos de secado en la industria, la agricultura y la silvicultura.
La energía solar térmica es una tecnología extremadamente fiable y respetuosa con el clima. Sin embargo, su desarrollo en el mercado depende de la evolución del precio de la electricidad y el gas y de las posibilidades de financiación.
El corazón del proceso de generación de calor es el colector. La instalación, generalmente montada en los tejados, absorbe la energía térmica proporcionada por la luz solar, que a su vez se utiliza para calentar un agente térmico, normalmente un fluido. A través de un sistema de tuberías, el fluido calentado puede circular por el edificio en cuestión y utilizarse para la calefacción de espacios, la generación de agua caliente u otros fines que requieran energía térmica.