Nuevos mercados de energía solar térmica: Climatización solar
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- Isabel Córdoba Cáceres
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1 Nuevos mercados de energía solar térmica: Climatización solar Carmen Granados Casals Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial Área de Energías Renovables
2 Estado actual de los sistemas de climatización Drástico incremento de consumo energético para climatización en los sectores doméstico, de servicios e industrial Medidas de ahorro y eficiencia energética Uso de otras fuentes: energías renovables Reducción de emisiones de contaminantes altamente nocivos para el medio ambiente La humanidad no puede prescindir de la refrigeración, pero deberá utilizarla mediante refrigerantes ecológicos y con tecnologías limpias y seguras, basadas en el uso de las energías renovables. Cumbre de Río de Janeiro
3 Estado actual de los sistemas de climatización Sistema convencional de compresión mecánica Refrigerantes compuestos con CFC, HCFC Muy nocivos para el medio ambiente Fuerte consumo de electricidad en horas pico y en centrales térmicas convencionales con rendimientos menores que 38% Incremento de producción de CO 2 Sistemas de climatización solar Refrigerantes sin daños al medio ambiente: agua, amoniaco... No consumo eléctrico: reducción de emisiones de CO 2 Sur de Europa con altos niveles de radiación: Coinciden curva oferta-demanda
4 Cargas térmicas y radiación solar kwh / m Enero Febrero Marzo Abril mayo junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre kwh Radiación global mensual Carga frigorífica mensual kw :00 2:00 4:00 6:00 kw frigorificos 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 Irradiancia solar 20:00 22: w/m2
5 Sistemas de absorción. Esquema de principio
6 Esquema de un sistema de refrigeración solar
7 Sistema de captación Sistema de captación: Temperaturas ºC Tubos de vacío: sistemas heat pipe y circulación directa CPC Planos de alta eficiencia: selectivos, de vacío, barreras anticonvectivas... Posibilidad de uso de captadores cilindro- parabólicos: desarrollo de sistemas de seguimiento Ta = 30 ºC Tm = 95 ºC Rend I = 800 W/m Tm-Te/I CP HP CTV CPC
8 Sistema de captación kwh/m2 mensuales e f m a m j j a s o n d Colector plano 11,2 18,9 34,8 43,4 38,5 41,9 48,6 49,7 39,9 32,3 20,7 9,2 Colector de tubo de vacío 33,1 45,4 67,9 76, ,5 84,1 83,6 70,7 63,3 44,7 27,9 Radiación solar global a 30º de inclinación y 0º Sur Colector plano Colector de tubo de vacío Radiación solar global a 30º de inclinación y 0º Sur
9 Sistemas de absorción con energía solar térmica Tipo Aplicación Características Observaciones Bromuro de litio/agua Aire acondicionado Simple efecto: 90º y COP 0,7 Doble efecto: 160º y COP 1,2 Condensadas por agua. Torre de refrigeración Algunas marcas comerciales para sistemas de pequeña potencia Agua/Amonia co Producción frío por debajo de 0ºC Simple efecto: 120º y COP 0,5 Pueden ser condensadas por aire No marcas comerciales Doble efecto: 200º y COP 0,9
10 Condicionantes para el desarrollo de los sistemas de climatización solar Atributos físicos intrínsecos: Suministro energético no constante: sistema auxiliar por gas Grandes superficies Durabilidad de las instalaciones Costes de inversión inicial, explotación y mantenimiento Financiación pública
11 Transferencia Viabilidad comercial y práctica Referencia Clase de edificio Localización Hotel Belroy Hotel Benidorm Sanitas Oficinas Madrid Carlos III Universidad Madrid El arenosillo INTA Experimental Huelva IAER Experimental Sevilla Wiessmann Oficinas Madrid Cartif Oficinas Valladolid Recinto Ferial Feria de muestras Irún FEUGA Universidad Santiago de Compostela Parc Central Valles Centro de aprendizaje Sabadell Aeropuerto Palma Aeropuerto Mallorca Rovira y Virgili Universidad Tarragona Boecillo Oficinas Valladolid Alcampo supermercado Granada
12 Ejemplo de instalación de climatización solar. Aeropuerto de Palma de Mallorca Premisas: Apoyo al sistema de climatización general : 2000 kw de potencia de frío Sistema híbrido solar-gas - Caldera de condensación 900 kw Disponibilidad de espacio para campo de captación Condicionante: No uso de sistemas con torre de refrigeración
13 Ejemplo de instalación de climatización solar. Aeropuerto de Palma de Mallorca Solución: Máquina de Bromuro de Litio-agua de 250 kw de producción frigorífica Sistema de condensación por agua: 650 kw Baterías recuperadoras de aire de extracciones de aseos y salas. Aire ºC Apoyo: Agua de condensación de climatizadores Almacenado en depósitos / Intercambiador de placas Campo de captación de 700 m2 con colectores planos selectivos y litros de acumulación
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