Sistemas de energía solar
La diferencia entre los paneles solares térmicos y los fotovoltaicos es una cuestión de tecnología y aplicación. Tanto la energía solar térmica como la solar fotovoltaica dependen del sol para producir energía, pero ahí es donde sus caminos divergen. En pocas palabras, un sistema solar térmico aprovecha la luz solar para generar calor. Un sistema solar fotovoltaico utiliza la luz solar para generar electricidad. Ambos utilizan paneles solares, pero es fácil distinguir a simple vista entre la energía térmica y los paneles de energía solar.
¿Cómo funciona la energía solar térmica? Depende del panel. Este tipo se parece a los paneles fotovoltaicos, en que son placas planas y oscuras montadas en un tejado. Estas placas suelen denominarse “colectores solares térmicos” y son esencialmente intercambiadores de calor. Se componen de:
Además de los paneles o colectores, los sistemas solares térmicos también utilizan una bomba -que puede ser alimentada por sistemas solares fotovoltaicos- para mover el fluido por el ciclo, y un sistema de control para evitar que el líquido enfríe el depósito en los días fríos.
La eficiencia de los sistemas solares térmicos frente a los fotovoltaicos no está reñida. Los paneles solares fotovoltaicos no son ni de lejos tan eficientes como los térmicos, ya que convierten en electricidad alrededor del 20% de la luz solar captada. Compárese con los sistemas de energía solar térmica, que aprovechan el 70% de la energía captada. Pero cuando sirven para fines distintos, cualquier comparación es sólo un punto de interés.
Central termosolar
Aunque la mayoría de las formas de energía tienen al sol como fuente última (véase el recuadro), el término energía solar se utiliza generalmente para referirse a los métodos de captar la luz y convertirla directamente en una forma útil de energía. Tecnologías como:
Excepciones a la regla: la fisión nuclear (reacción en cadena moderada que divide isótopos radiactivos extraídos de la corteza terrestre), la energía mareomotriz (impulsada por la órbita y las fuerzas gravitatorias de la Luna), la geotérmica profunda (calor residual de la formación de la Tierra, más desintegración radiactiva) y la fusión nuclear (como en el Sol, pero todavía difícil de organizar en la Tierra).
Esta forma de energía a menudo se da por descontada, pero puede aportar una cantidad significativa de la demanda energética de un edificio bien diseñado en la temporada de calefacción. La luz del sol entra en un edificio a través de las ventanas y calienta el interior. En una casa media del Reino Unido, la ganancia solar pasiva contribuye en un 14% a la demanda de calefacción.
Hay que tener cuidado para evitar el sobrecalentamiento en verano por la presencia de demasiados cristales; medidas como los aleros voladizos y los brise-soleil pueden proporcionar sombra en los meses de verano (cuando el sol está alto en el cielo), al tiempo que dejan entrar la luz en el edificio en la temporada de calefacción (cuando el sol está más bajo en el cielo).
Energía solar térmica
ResumenEn las dos últimas décadas se ha prestado una gran atención a los sistemas térmicos fotovoltaicos debido a sus ventajas con respecto a las aplicaciones térmicas y fotovoltaicas. Este artículo pretende mostrar diferentes aspectos eléctricos y térmicos de los sistemas fotovoltaicos-térmicos y las investigaciones en la modificación del diseño del absorbedor, el desarrollo y las aplicaciones. A partir de los artículos de revisión anteriores, se ha llegado a la conclusión de que la energía térmica extraída del módulo fotovoltaico se puede utilizar de diferentes maneras y ayuda a lograr una mayor eficiencia. Además, también se exponen los tipos de sistemas fotovoltaicos-térmicos, como el colector de aire, el colector de agua y el sistema combinado, acoplados a la bomba de calor, y su aplicación en edificios. En este documento también se analizan ciertos aspectos del diseño, como las modificaciones en el canal de flujo mediante la adición de aletas, láminas metálicas delgadas, absorbedor de rollo y medios porosos, y el efecto de estas modificaciones en la eficiencia del sistema híbrido. Además, el uso de las últimas tecnologías, como nanofluidos, generadores termoeléctricos y materiales de cambio de fase, mejora el rendimiento global del sistema. También se analiza el papel de las técnicas de soft-computing en la previsión del impacto de diversos parámetros en el sistema fotovoltaico-térmico.
Energía solar térmica frente a energía solar fotovoltaica
La incertidumbre en la medición de la temperatura del emisor se calculó a partir de la variación de la resistencia del bulbo medida a cada temperatura del emisor y la incertidumbre en la dependencia de la temperatura de la resistencia a partir de la expresión bibliográfica que se utilizó, que es un error relativo del 0,1% en la resistencia en función de la temperatura55. El cuadrado medio de estos dos resultados arrojó incertidumbres en la medición de la temperatura de menos de 4 °C, lo que tuvo un impacto insignificante en la incertidumbre del modelo.
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