LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA Y SUS APLICACIONES

La energía solar térmica se origina en la energía radiante producida en el Sol como resultado de reacciones nucleares de fusión, cuya disponibilidad en la superficie terrestre depende del día del año, la hora, la latitud y la orientación del dispositivo receptor. Las tecnologías que aprovechan la energía solar térmica se utilizan para cocinar alimentos, calentar agua y generar electricidad, entre otras aplicaciones. Existen varios factores externos que inciden en la utilización de esta fuente energética: trayectoria relativa del Sol, intensidad de la radiación solar, régimen de lluvias y nubosidad, temperatura y humedad del medio ambiente, régimen de vientos, contaminación ambiental, sombras específicas del lugar, entre otros. El sistema de acumulación de energía térmica se calcula para las variaciones entre el día y la noche, y para garantizar la autonomía del sistema con nubosidad por mal tiempo, de dos o tres días como máximo. La colocación más favorable de las superficies captadoras de la radiación solar será aquella que, en función de la aplicación a que se destine el sistema, capte la mayor cantidad de energía posible.

Destilador solar

El proceso de destilación consiste en el calentamiento de un líquido hasta que sus componentes más volátiles pasen a la fase de vapor, y el posterior enfriamiento de ese vapor para obtener los componentes separados en forma líquida por medio de la condensación. La estructura de un destilador sencillo, como el de la figura, se construye con dos aros de alambre galvanizado de 2 mm de grosor.

El aro mayor debe tener aproximadamente 30 cm de diámetro y unirse con el más pequeño mediante tres alambres de 25 cm de largo, de igual material. Esta estructura se cubre con un plástico fino transparente, que debe quedar holgado para que al colocar un pequeño peso en el centro del aro superior se forme un cono hacia abajo. La instalación se completa con la ubicación de esta estructura en un plato o recipiente de color negro en su interior. Con este destilador se puede obtener un vaso con agua potable en el transcurso de un día soleado.

Cocina solar

Son muchas las variantes de cocinas solares que se han utilizado: con concentración óptica (de foco lineal y puntual) y sin concentración (fijas y orientables). Las de foco lineal están formadas por un espejo de forma cilíndrico-parabólica que concentra la radiación solar en un tubo por donde pasa un fluido, cuyo calor propicia la cocción de los alimentos.

Las de concentración de foco puntual están formadas por un espejo paraboloide que concentra los rayos solares en un punto donde va situada la olla. Las cocinas con espejos concentradores de foco lineal o puntual utilizan la radiación directa, pero no aprovechan la radiación difusa. Las cocinas sin concentración son sencillas y están formadas por un cajón convenientemente aislado por el fondo y los lados, para que no pierdan el calor, y con una cubierta transparente compuesta por dos láminas de vidrio separadas entre sí. Su costo es muy variable y depende de los materiales usados y de su configuración.

Secador solar

Equipo o instalación que utiliza la radiación solar como fuente de energía para disminuir la humedad del producto o material que se desea secar, sin alterar su composición química. Los secadores, al

igual que los calentadores solares, utilizan el efecto invernadero como trampa de calor.

En dependencia de la forma en que es trasmitida la energía al producto, pueden clasificarse en secadores de radiación solar directa, de radiación infrarroja, de conducción de calor y de convección de calor; no obstante, en la mayoría de los secadores la transferencia de calor ocurre mediante la combinación de la conducción, la convección y la radiación. El secado solar se utiliza ampliamente en los procesos industriales, principalmente en la industria química, en la producción de materiales de la construcción y en la industria alimentaria. Singular importancia tiene el secado para la conservación de productos agropecuarios y marinos, como forrajes, plantas aromáticas y medicinales, frutas, viandas, semillas, carnes y pescado.

Calentador solar de agua

Aunque los sistemas para el aprovechamiento térmico de la energía solar difieren en sus equipos componentes, según sea su objetivo final (refrigeración, climatización, calentamiento de agua para uso doméstico, industrial o de servicios, etc.), hay un elemento integrante básico: el colector solar, que difiere en su diseño en dependencia del objetivo de la instalación.

Generalmente, los colectores se producen de dimensiones y capacidades normalizadas, y se emplean uno o varios de ellos en batería, según la demanda energética de cada instalación. El colector solar es el elemento encargado de recibir la radiación y transformarla en energía térmica, para después enviarla al siguiente paso del proceso, generalmente al consumo directo o a algún dispositivo acumulador. Los calentadores solares se clasifican en tres tipos principales: plano, acumulador (o compacto) y focal. Con el avance tecnológico se han desarrollado calentadores más eficientes y apropiados a rangos de temperaturas mayores que los requeridos para calentar agua para el aseo personal: los calentadores solares de tubos al vacío, entre los que se encuentran los de tubos termosifónicos, en U y calóricos.