Enviado en: 08/04/2006 07:13
Por: mockba
LA CHIMENEA SOLAR. ENERGIA SOLAR
( Publicado en Revista Creces, Abril 1999 )
FRENTE A LA NECESIDAD DE ENCONTRAR SUSTITUTOS A LAS FUENTES DE ENERGÍA FÓSIL, CONSTANTEMENTE SE ESTÁ PENSANDO EN LA ENERGÍA SOLAR. AHORA LA IDEA ES CALENTAR EL AIRE DEL DESIERTO Y DIRIGIRLO HACIA UNA GRAN CHIMENEA QUE EN SU INTERIOR TENDRÍA UNA TURBINA, LA QUE SE MOVERÍA POR EL DESPLAZAMIENTO DEL AIRE.
Ya se construyó un prototipo que ha tenido éxito en España. Ahora se piensa en algo mucho más definitivo que se construirá en Sud Africa. Se trata de un proyecto que consulta una plataforma circular de vidrio, con un diámetro de 7 kilómetros, y en su centro una chimenea de 1000 metros de altura. Desde muy lejos, aparecería como una gran vela en una palmatoria. Se trata de un proyecto ambicioso, destinado a generar 200 megawatts de electricidad, con un costo de 500 millones de dólares.
A muchos especialistas en energía no les gusta la idea de la chimenea solar porque estiman que producir electricidad mediante esta tecnología es demasiado caro. Sin embargo, otros piensan que si el costo inicial es alto, hay que tomar en cuenta que de allí en adelante sólo se utiliza la energía solar, prescindiendo del gasto de combustible fósil, con la que los costos se reducirían sustancialmente. Al mismo tiempo tendría la ventaja de que no produciría ninguna contaminación.
Para nosotros que tenemos el desierto con una gran insolación, la idea puede ser también atractiva.
El gestor de idea ha sido Jorg Schlaich, de la Universidad de Stuttgart, y cree firmemente que es una gran solución, especialmente para países en desarrollo. Su tecnología es simple y sólo requiere de vidrios y concreto, utilizando rocas y arena extraídas del mismo desierto, todo lo cual necesita de mano de obra local. Prácticamente no requiere mantención, y a diferencia de otras tecnologías que usan la energía solar, ésta puede incluso producir electricidad en la noche (ver recuadro).
LA IDEA NO ES NUEVA
Leonardo da Vinci, en el siglo XVIII ideó una maquinaria semejante, que parecía molino de viento, y que al prenderle fuego en su base, ascendería el aire ~. caliente por su interior, aprovechando esta fuerza para mover una hélice. De allí tomó la idea Schlaich, al tratar de aprovechar el calor del agua usada para enfriar una planta nuclear. Más tarde se le ocurrió que se podría calentar aire utilizando vidrios en un colector de luz solar circular, suspendido sobre el suelo.
Este se calentaría como en un Invernadero. En el centro del colector habría una chimenea que colectaría y levantaría el aire caliente, y éste en su paso, movería una turbina (ver figura).
El principio es que el aire caliente debajo del colector circular de vidrio, tiende a salir a través de la chimenea.
Para facilitar este movimiento, el colector el en su centro sería de vidrio doble e inclinado hacia arriba, tanto para evitar la pérdida de calor como para disminuir la fabricación del aire al entrar en la chimenea.
Ya hace algunos años, Schlaich consiguió apoyo para su idea del Ministerio de Ciencia y Tecnología de Alemania Occidental y de una empresa de electricidad española. Con ello se logró construir un prototipo, con un costo de 1.0 millones de dólares, cerca de la ciudad de Manzanares (a 150 kilómetros de Madrid), que produjo 50 kilowatts de electricidad.
En este caso ,la chimenea tenía 195 metros de altura y fue construida de planchas de acero, con tensores para mantenerla erguida. El colector solar tenía 250 metros de diámetro y descansaba en un marco de metal a dos metros del suelo.
Este prototipo funcionó muy bien y ha servido para ir corrigiendo el modelo y ver las condiciones óptimas de funcionamiento. Así se ha podido ver que su eficiencia dependía básicamente de dos factores: a.- de la altura de la chimenea, ya que mientras más alta, más se reduce la presión atmosférica sobre el aire en su salida, lo que crea una mayor diferencia de presión entre el ingreso y salida de la chimenea y b.- del diámetro del colector de calor. Ambos factores hay que optimizarlos con el objeto de disminuir los costos (es más barato elevar la torre, que extender la base de vidrio).
La experiencia recogida ha permitido a los investigadores desarrollar un programa de computación para analizar las mejores condiciones con el objeto de alcanzar una máxima eficiencia. Así se estableció el tamaño ideal de la planta total, el tamaño del colector, que debía tener 3.5 kilómetros de diámetro, y una chimenea sobre mil metros de altura. Todo ello con un costo de 500 millones de dólares.
Si esta inversión debiera pagarse en 20 años, Schlaich calcula que la electricidad costaría aproximadamente 7.6 peniques por kilowatt-hora, lo que es alga más caro que una planta que use carbón (6 peniques). Sin embargo, después de 20 años, el costo caería a 3,9 peniques por kilowatt-hora. También en este tiempo una planta de carbón disminuiría, pero en mucho menor proporción, ya que seguiría necesitando el combustible.
Tal vez la mayor ventaja de una planta de este tipo, a diferencia de una planta de carbón convencional, está en que no necesita agua, lo que sería muy útil en las zonas desérticas. Además de ello, tiene un bajo costo de mantención y podría funcionar por 100 años o más. Su construcción no requiere de altas tecnologías, por lo que no se necesitarían asesores extranjeros. Por otra parte, las materias primas que se requieren, son sólo cemento y vidrio. Las turbinas, al estar colocadas dentro de la chimenea, sufren menos que una turbina que aproveche el viento para producir energía.
CON TANTAS VENTAJAS ¿POR QUÉ NO SE PROCEDE?
Durante 10 años Schlaich ha estado tratando de vender su idea. Ya la India la había acogido para ser construida en el norte del país. Pero a última hora se arrepintieron por temor a sus vecinos pakistaníes, ya que la consideraban muy vulnerable al sabotaje. También otros países como Australia, Egipto y Marruecos han analizado el proyecto y lo están considerando. Recientemente parece que Sud Africa ha debido emprenderlo. La gran pregunta ¿es factible o no construir una chimenea de 1000 metros de alto? Nunca se ha llegado con ninguna construcción a esa altura, pero los ingenieros especialistas dicen que es factible, aunque caro. Según Schlaich, "una vez construida la primera, la demanda por otras será muy grande" (New Scientist, Marzo 6,1999, pág. 30).
BENEFICIOS ADICIONALES
Parece una contradicción que una planta solar pueda generar electricidad después que se ponga el sol. Sin embargo, la experiencia que se ganó en España con la planta piloto, muestra que esto es posible la radiación que pasa a través del colector solar no sólo el aire que está debajo de él, sino también el suelo. Este calor es el que se libera en la tarde cuando se ha puesto el sol.
En a medida que se entra el aire, a chimenea se hace más sensible a pequeñas elevaciones de la temperatura. También se descubrió que, cubriendo el suelo con materiales que absorban el calor, se consigue que se siga generando electricidad, aún cuando esté oscuro. Por otra parte también es posible pie que en el suelo se coloquen cañerías que hagan circular agua, con lo que se calentaría y almacenaría está en un estanque. El agua caliente volvería a utilizarse durante la noche, con lo que la planta funcionaría as 24 horas del día.
Re:Torres Solares
Enviado en: 08/04/2006 07:32
Por: mockba
Saludos...
La idea era aprovechar el hecho de que el aire caliente es más ligero que el aire para producir una corriente de aire constante, capaz de mover un generador eléctrico.
Todo el proyecto era como un embudo muy plano puesto boca abajo (Ver la imagen de arriba).
Abajo había una especie de invernadero, con techos de cristal, que calentaba el aire. En el centro había una gran chimenea por la que se subía el aire caliente. Dentro de la chimenea estaban los generadores.
Si la superficie de calentamiento era muy grande, el viento producido podía ser muy fuerte.
El proyecto se construyó en 1981/82, se hicieron diversos experimentos y estuvo funcionando hasta 1989 en la que se dieron por concluidos.
La torre era de 200 metros de alta y de 11 metros de diámetro. El colector (la parte de invernadero del embudo) era de 250 metros de diámetro.
La energía que producía entraba realmente a la red de distribución de Unión Fenosa.
A lo largo de su vida se probaron diversas turbinas, diversas formas de álabes, distintas estrategias de mantenimiento, se analizaron diversas materias para absorber mejor el calor, almacenar mejor,...
La idea había sido del profesor Jörg Schlaich de Stutgar que interesó lo suficiente al gobierno alemán como para financiar la construcción en España y llegar a acuerdos de colaboración con Unión Fenosa.
Se eligió La Mancha por varias razones: allí había molinos de viento y esto no es nada más que una versión moderna del molino de viento, el aire era seco y había mucho Sol.
La torre era de 200 metros de alta y proporcionaba 50 Kw y estuvo dando electricidad durante siete años (15 000 horas) tanto de día como de noche.
-Por el día lo entiendo, ¿pero por la noche?
Veamos, la torre se basa en tres viejas tecnologías:
-La primera es la del molino de viento: el aire mueve la turbina.
-La segunda es el efecto invernadero. El Sol calienta el invernadero que hay debajo de la chimenea. La forma del invernadero conduce el aire hacía arriba. Además, entro del invernadero se ponen grandes masas de sustancias que almacenen muy bien el calor. Una solución sencilla puede ser agua. Durante el día adquieren calor; por la noche lo liberan, calentando el aire y haciendo andar la turbina.
-La tercera es el efecto chimenea. La temperatura del aire decrece con la altura, aproximadamente 1 grado cada 100 metros. Por tanto, arriba el aire está frío y abajo caliente. La chimenea hace que el aire caliente suba y circule por ella.
Combinando todo ello se puede tener el generador funcionando las veinticuatro horas del día, como ocurrió en Manzanares.
El siguiente paso era hacer un proyecto real y en esa fase es donde están ahora. Han elegido para hacerlo Australia, en un lugar con características similares a La Mancha.
http://www.csostenible.net/castellano/castellano/news35cas.htm
Un video Render demostrativo de una de estas torres que estan proyectadas para Australia, que supuestamente produciran 200MW.
http://www.enviromission.com.au/project/video/video.htm
Saludos...
Re:Torres Solares
Enviado en: 08/04/2006 12:32
Por: kalevala
Sabes qué temperatura se alcanza en la parte invernadero, debajo de los cristales?
Se podría utilizar esa superficie para cultivar? o para otra cosa? Piscina?
Un saludo
Re:Torres Solares
Enviado en: 08/04/2006 13:30
Por: mockba
Saludos...
Tengo entendido que se puede lograr una temperatura hasta de unos 55 °C y hasta 70°C si se tienen los materiales de más alta calidad y si lo creo posible ya que he medido temperaturas de hasta 58 °C a escala pequeña con materiales caseros en un día de buen sol. Para saberlo más a ciencia cierta tendría que probar a una escala mayor.
En los modelos de animación por computadora muestran el invernadero lleno de plantas y al final de este unas inmensas turbinas, supongo que es posible convertir este espacio en un invernadero de cultivo si se calcula de manera adecuada.
En mi caso no tengo mucho espacio para probar esa opción, más bien buscaré la mayor termoconcentración posible para crear la corriente más óptima dentro de la torre (chimenea) y estoy investigando métodos de almacenamiento térmico utilizando agua para liberar calor en la ausencia de sol... De cualquier forma kalevala, si intentas algo no dudes en avisar. Gracias.
Suerte...
Re:Torres Solares
Enviado en: 18/04/2006 20:59
Por: miguel_XP
Hola mockba, interesantísimo sistema de producción energética. De tu último post deduzco que estas intentando construir una torre solar casera, en caso afirmativo estaría bien que posteases fotos y los resultados que obtengas.
Saludos.
Re:Torres Solares
Enviado en: 18/04/2006 21:55
Por: miguel_XP
Indagando sobre este tema he encontrado el siguiente documento http://www.fotovoltaica.com/chimenea.pdf
Hornos solares
Enviado en: 18/04/2006 23:59
Por: Alb
La tecnologia solar no es unicamente estos gigantes proyectos, ni los sofisticados paneles fotovoltaidos.
Hay otras tecnologias que posiblemente sean mas utiles y tengan mas futuro aunque no sean tan espectacular, como por ejemplo
los hornos solares para cocinar[*1] .
El empleo de este horno en los paises del tercer mundo con mucho sol y poca lecha lo estan promoviendo la ONG "People helping people"(PHP). Para obtener fondos para sostener este proyecto han creado la empresa "Solar Oven Society" que comercializa el horno en el primer mundo, donde hay concienciacion medioambiental, curiosidad o ganas de organizar una barbacoa original y ser la envidia de los vecinos.
La ventaja de este horno es que es muy barato. Se fabrica a partir de materiales reciclados, con un coste de 20$.
Aunque en el primer mundo los venden a 171$.
Mas informacion sobre los materiales empleados y su estrategia de marketing en
Evaluation of Recycled Plastic Feedstocks & Marketing Strategies for a Oven[*2]
Re:Torres Solares
Enviado en: 20/04/2006 14:26
Por: jprebo
No creo que sirvan de invernadero, puesto que de lo que se trata es de ir renovando constantemente el aire que hay bajo los plasticos o cristales, al contrario de un invernadero que lo que hace es conservarlo y evitar las heladas nocturnas, cosa que en los desiertos provocaria unas diferencias de temperatura entre el dia y la noche tan grandes que solo puedo decir "pobres plantas".
Como dice Alb, en referencia a las cocinas solares, si se usase este sistema solo en el 10% de las veces que cocinamos en un pais, se aprobecharia mucha mas energia renovable que con varias chimeneas, o al menos eso opino yo.
Un saludo a todos, he vuelto.
Re:Torres Solares
Enviado en: 21/04/2006 16:38
Por: miguel_XP
Estoy de acuerdo en que no es necesario macroproyectos para empezar a aprovechar la energía solar, pero si me dan a elegir entre una centrál eléctrica de carbón o gas natural y una torre solar de 200MW elegiré sin duda esta última.
Re:Torres Solares
Enviado en: 23/04/2006 18:46
Por: jprebo
Vaya tonteria se me acaba de ocurrir, dado que la superficie de la base de esta hipotetica chimenea, es de varios Km2, ¿por qué no colocar debajo indrustrias que desprenden mucha calor?, ejemplo fundiciones, incineradoras, pequeñas termoelectricas etc..., el calor se aprobecharia de dia y de noche., lo malo seria trabajar en ellas dado que la temperatura mbiente seria bestial, pero si se pueden intalar en sus alrededores y conducir el calor de las chimeneas hasta la chimenea central.
Hala, ya me he quedado a gusto por un rato.
Re:Torres Solares
Enviado en: 23/04/2006 20:38
Por: Alb
Hola jprebo
Veo que has vuelto con ganas de inventar ;)
Por desgracia la idea que se te a ocurrido no es practica.Estas empresas necesitan desprender ese calor para que puedan funcionar. Si las encierras en un lugar en el que la temperatura ambiente es mas elevada, tendran problemas para disipar ese calor.
Quizas recuerdes que hace un par de años, los franceses tubieron problemas de suministro electrico debido a la ola de calor. Cuanto mayor sea la temperatura ambiente, menos efectivas son las inmensas torres de refrigeranción que necesitan las centrales nucleares, y por tanto la potencia que pueden suministrar es menor.
O con un ejemplo domestico, es como si quisieras aprovechar el calor que desprende el intercambiador de calor trasero del frigorifico, introducciendolo en el horno. Conseguiras que el horno consuma un poco menos, pero a costa de que el frigorifico consuma mucho mas(suponiendo que llegara a funcionar)
Re:Torres Solares
Enviado en: 24/04/2006 01:40
Por: Z.Zar
¿El prototipo era el 200m de Manzanares, que se vino abajo al cabo de menos de una década por un golpe de viento?
No deberíamos comparar ese engendro fallido (gran éxito según la empresa, 7 años en funcionamiento) con los colosales molinos del Quijote, que algunos llevan cientos de años en pie y están hechos de madera y piedra y que algunos aún podrían funcionar con cuatro remiendos que costarían lo que medio metro de torre (240.000.000 de euros la torre, previsión inicial, supongo que externalidades aparte).
Tampoco nos debería preocupar lo que hagan los Australianos cuando tenemos aprobados otros ejemplos mucho más cercanos, como el de Fuente el Fresno, en Ciudad Real, y su hipotética futura torre de 750m.
Eso sí, la de Australia tenía que estar finalizada en 2005... Desde ese año que no se actualiza la
web[*3] . Pero bueno, que no desesperen, porque con los precios a que se está poniendo el crudo es más facil que encuentren inversores con tendencias suicidas.
De localizar (viven en Fuente el Fresno 1.200 personas y van y les montan algo para alimentar a 25.000 familias) y decrecer ni hablamos ¿no? No, mejor forzar un poquito más la máquina, ea...
Re:Torres Solares
Enviado en: 24/04/2006 15:06
Por: jprebo
[QUOTE BY= Alb] Hola jprebo
Veo que has vuelto con ganas de inventar ;)
Por desgracia la idea que se te a ocurrido no es practica.
[/QUOTE]
Hola Alb, es un placer volver a estar en internet despues de 7 meses sabaticos sin ordenador.
Las ganas de inventar suben y bajan, como todo (menos el precio del petroleo y la vivienda claro), lo de las fabrica que desprenden calor es mas un comentario ironico tras trabajar en la fundición donde me paso 12 horas cada jornada, seria mas practico viendo los desorbitados precios de este tipo de construcciónes preguntarse si no seria mas viable economicamente hablando el crearlas en la ladera de una montaña, conducir la chimenea por la ladera hasta su cumbre y usar de colector el valle que esté a sus pies, solo hay que buscar una con insolación, altura e inclinación suficiente para hacerla, ademas se evita el riesgo de que la tire el viento, aquí en España tenemos los pirineos, sierra nevada y otras muchas zonas donde no seria dificil conseguir las condiciones apropiadas para obtener alturas entre los 200 y 400 metros o mas.
De todas formas, esas monstruosidades no considero que lleguen a tener gran impacto expansivo.
En realidad, creo que seria mas eficaz destinar ese dinero en concienciar a la gente en reducir el consumo energético y apoyando otras formas mas practicas de aprovechar el calor solar como son las instalaciones termicas para agua sanitaria, construcciones mas eficaces en ahorro energético y mas, mucho mas transporte publico y muchisimo mejor organizado de lo que están ahora y a un coste mucho mas reducido.
Un saludo.
Re:Torres Solares
Enviado en: 28/04/2006 01:20
Por: Amon_Ra
Leyendo los ultimos post de este hilo que me gusta pues es de termica al fin y al cabo.
Y al final sin descartar la produccion de electricidad o movimiento para crearla, no dejo de ver esas inmensas inversiones que se realizan para que como torre de Babel un dia con viento mas fuerte de lo normal acabe con dichas inversiones maximalistas y megalomaniacas de repeticion de un concepto tipico de la mentalidad y la proyeccion de la mentalidad industrialista y su lucha por el mantenimiento de un tipo de sociedad que hace años empezo ya a morir y no a durado ni un siglo.
Que comparado con culturas y civilizaciones antiguas sea de de ridiculez historica, parece que una mano divina quiera castigar a la sobervia de los hombres.
Cuando estos proyectos Faraonicos no duran ni diez años mientras las piramides llevan ya mas de 4000 y no es porque el calculo de estructuras sea una ciencia desconocida ni en una costruccion no se tengan en cuenta las fuerza de los vientos pero nos empeñamos en seguir dando energia al sistema para que no se pare.
Hace 4000 años las chimeneas solares ya las utilizaban los hombres pero no para producir electricidad y meterla en un hilo y ponerle un contador pasarle una factura y cortarsela a quien no pueda pagarla porque se quedo sin amo y es libre sin dinero ni trabajo.
Los Iranis de hoy o los Persas que ya utilizaban los generadores eolicos de eje vertical o Panemonas construian chimeneas solares para climatizar sus casas y aun se utilizan en las construcciones de esa parte del mundo.
La chimenea solar es una herramienta mas en el diseño de la arquitectura bioclimatica.
La utilizacion de diferencias de temperaturas entre sombras y zonas de alta insolacion con salidas y conduccion de el aire frio mas pesado a zonas de aire caliente mas altas apoyado con la aportacion de humedad en dicho flujo de aire utilizando el agua como elemento refrigerante u absorvedor de calor hace innecesario si el partner de diseño y conocimiento de las condiciones climaticas son las correctas el uso de artilugios electricos que comprimen gas y luego lo expanden para absorver calor.
Quien no dio un paseo en verano por el barrio gotico de Barcelona por el Carmen o Catedral de Valencia por el casco antiguo de Cordoba o de cualquier ciudad de calles estrechas con plazas pequeñas que les entra el sol que tienen fuentes y algun arbol que la altura de los edificios provoca sombra en las calles .
Esas diferencias de zonas soleadas y zonas en sombra con humedad producen corrientes humedas y frescas de ciudades para seres humanos es el urbanismo mediterraneo de toda la vida el que aprendio a vivir en este clima suave y calido en verano tiene ya mas de 3000años ,
El extraradio con sus grandes avenidas sus alturas de mas de 30 metros quien como mole lo colocaron porque las lineas de un deliniante con unas normas escritas para otro tipo de intereses le salen como marcan esas normas con el mismo criterio que colocariamos las jaulas de gallinas en una nave.
Que luego se moririan si tienen calor y comprariamos la electricidad para sacarlo a la torre de chimenea solar que el consorcio Aleman Español construyo para vendernos la electricidad que necesitan nuestras gallinas para no morir de calor.
Algunas gallinas se moririan si no pagan claro pero pondriamos otra en la jaula ensegida que pusiera huevos o pagara el recibo.
El Muro TROMBE la chimenea solar los patios interiores con fuentes la provocacion de diferencias termicas el juego de sombras y luces con plantas puede que os suene a chino todo esto pero creo que conoceis lo que se respira en ese ambiente.
Ese arte que no entiende de dividendos ni tasas de retorno del capital ni TRE ni EROI ni mandangas que hemos tenido que inventar para aclararnos en esta confusion del quiero y no puedo pequeño burges que se desespera por mantener su barraca llena de tubos que le traen de todo como si estuviera en un quirofano y teme la entrada del cirujano en forma de cobrador o factura.
Sistemas de distribucion de energia redes de servicios.
Cuantas chavolas cuantos barrios obreros tenian a los chiquillos aleccionados para que cuando llegara al barrio el empleado que leia los contadores todo el barrio lo supiera y quitaran las trampas de contador que tenian.
La electricidad esta muy bien me permite sin tubos al sistema estar en comunicacion con algol con bioargentino dario edwar desde el mediteraneo y aqui es de noche y alli sera de dia y el saber que tambien asi tendria electricidad si me empeñara en escribir a estas horas pero tampoco es necesrio los pajaros ya estan hace horas durmiendo y mis gatos tambien.
Los perros sigen ladrando porque huelen detras de la cerca la jabalina que se acerca con sus jabatos por la noche a comer del campo de trigo que le ponen los cazadores para que sobrevivan los pajaros conejos mañana me tocara quitar las huellas como las vean nos quedamos sin jabalis en la zona.
Pero como la gasolina esta cara cada dia hay menos cazadores
y los jabalis se acercan es buena señal que los perros ladren.
A la jabalina ya cambio su cueva abandono la de invierno y busco la que se hizo el año pasado de verano ella tambien conoce las chimeneas solares su camada lo demuestra no os parece tiene 6 jabatos.
Eso si ella no sabe nada de el galimatias ese que nos gastamos nosotros pero sabe criar sus jabatos sin miedo al cirujano o cobrador solo a mis perros y a los tiros.
Re:Torres Solares
Enviado en: 28/04/2006 16:25
Por: jprebo
Amon Ra, me quito el sombrero ante semejante y sentida forma de expresar un pensamiento.
Gracias por tan grata lectura.
Re:Torres Solares
Enviado en: 12/06/2006 23:42
Por: eduardo37
Pregunto: No sería posible construir tambien la chimenea de materiales plásticos livianos ( como se piensa hacer con el invernadero) y suspender la turbina en la punta de la chimenea por medio de globos estáticos de helio ???
Lo pregunto porque tengo entendido que la suspensión de un objeto a gran altura por medio del helio es muy económica, y si se necesita sostener algo a 1000 o 1500 mts de altura no se si lo mas conveniente es pensar en una torre. Ademas una chimenea inflable se mantendría inflada con el mismo aire caliente. Lo único que habría que mantener suspendido es el generador en el extremo superior de la chimenea.
Un grave problema puede ser el viento, pero supongo que tiene que haber métodos como para tener amarrado el sistema.
Bueno, por si alguno me quiere crucificar, le aclaro que solo es una pregunta, y que no soy especialista en el tema. Aparte he leído ocurrencias mucho mas descabeladas. Saludos a todos.
Re:Torres Solares
Enviado en: 13/06/2006 09:36
Por: PPP
No, Eduardo, no te quiere descabellar nadie. Por inventar que no quede. Yo me lo paso bomba con muchas ocurrencias y ésta de los globos de helio para sujetar chimeneas, es de lo más curioso que he oído en mi vida. Te animo a que te calcules las dimensiones de los globos o dirigibles, las fábricas de helio necesarias (lee algo sobre la complejidad de la extracción del helio del aire) y luego estudia un poco los cálculos de los tensores para aguantar "la pedrada" de las rtensiones de esas moles (torre más los gigaglobos suspedidos, más los motores, que no se por qué te empeñas en colocar en la parte superior, si pueden estar también en la inferior) y los costes de mantenimiento y relleno de los globos. Y lo mismo te sale que los tensores son del orden de magnitud de la construcción de la chimenea. Pero sobre todo, en vez de pensar en soluciones cada vez más complejas, para lo que todo el mundo es libre, te animo a que pienses lo que abulta, lo que cuesta y lo que dura y en qué se van a consumir los 200 MW que producirá una torre gigantesca equivalente a la de Australia (1 Km de atura y varios Km2 de superficie de cristales o plásticos): ¿para usarla en cepillos de dientes eléctricos? ¿En ascensores de los rascacielos de los 4 rascacielos de la antigua ciudad deportiva del Real Madrid? ¿En coches eléctricos para irse a tomar unas cervecitas a El Molar? ¿O en ordenatas para que tu y yo hagamos elucubraciones sobre torres flotantes de plástico sujetas por glovbos de helio?
Saludos
Re:Torres Solares
Enviado en: 13/06/2006 12:11
Por: escéptico
[QUOTE BY= PPP]
....
Pero sobre todo, en vez de pensar en soluciones cada vez más complejas, para lo que todo el mundo es libre, te animo a que pienses lo que abulta, lo que cuesta y lo que dura y en qué se van a consumir los 200 MW que producirá una torre gigantesca equivalente a la de Australia (1 Km de atura y varios Km2 de superficie de cristales o plásticos): ¿para usarla en cepillos de dientes eléctricos? ¿En ascensores de los rascacielos de los 4 rascacielos de la antigua ciudad deportiva del Real Madrid? ¿En coches eléctricos para irse a tomar unas cervecitas a El Molar? ¿O en ordenatas para que tu y yo hagamos elucubraciones sobre torres flotantes de plástico sujetas por glovbos de helio?
Saludos[/QUOTE]
O para hacer funcionar un equipo de diálisis.
O para que funcione una incubadora.
O para que a una familiar mía le hagan una mamografía, y le detecten a tiempo un tumor.
Esas cosillas que permiten seguir con una vida normal, a personas que en un mundo no industrializado habrían muerto.
Nada básico para el desarrollo del conjunto de la sociedad, pero vital para muchos individuos singulares.
Sin duda, algunos "des-desarrollistas" lo verán como un mal menor, un sacrificio útil, para que el conjunto de la sociedad pueda volver a una vida más natural.
Yo no soy de esa opinión. Opino que somos afortunados de vivir en el siglo en que vivimos, y de la zona geoeconómica que nos ha tocado vivir.
Y que los problemas de los que no disfrutan de estas ventajas, no se deben igualar a la baja (reduciendo nuestra calidad de vida), sino al alza (aumentando la suya).
Y que para eso, debemos seguir con este sistema, y buscar alternativas a la principal fuente de energía que hemos explotado durante el siglo pasado.
Y que la torre solar sólo es un sumando más en la ecuación. Insuficiente por sí sola, pero posiblemente útil como solución acumulativa y regional (en zonas de gran disponibilidad de superficie, mucha insolación, y baja densidad de población).
Re:Torres Solares
Enviado en: 13/06/2006 12:38
Por: Daniel
Precisamente lo malo del escenario actual de crecimiento sin freno (porque sí, porque si no la bicicleta no se aguanta derecha si se para) es que los usos de la energía que describe Pedro compite con los que tú apuntas. Pero es que además son precisamente esos servicios los que los 2.000 millones de pobres energéticos que hay en el mundo tienen dificultad para obtener, y a los que creo que tienen derecho. Y si no hay la suficiente energía limpia y renovable para hacerlo, los que tienen que renunciar a usos prescindibles de la energía son los que más gastan.
Re:Torres Solares
Enviado en: 13/06/2006 19:40
Por: eduardo37
Bueno gracias por tu opinión, de todos modos soy de la idea de que son cosas distintas la generación de energía eléctrica (maxime si es obtenida en forma medianamente amistosa con el medio ambiente) de la cuestión del tema del uso al que tu te refieres.
Creo que es necesario generar energía, y que su demanda irá en aumento casi inevitablente, por lo tanto esa creo que es la variable mas dificil de ajustar, si bien es cierto que se pueden tomar medidas para racionalizar su uso. Pero como considero inevitable q se demande mas energía, creo importante tambien pensar como la generaremos.
Re:Torres Solares
Enviado en: 13/06/2006 20:07
Por: PPP
Esa es la cuestión: que algunos pensais que es inevitable que se demande cada vez más energía y sólo se os ocurre pensar en satisfacer la demanda infinitamente creciente.
Otros creemos que, como la vida misma, hay un momento de ascensión y pujanza, luego un cenit y luego una inexorable caída, que es la de la vejez, la de las cosas que se agotan en la naturaleza, para que surjan otras nuevas.
Todo depende, por ello, en cómo uno quiera vivir la inevitable vejez. Unos seguirán haciéndose estiramientos de piel, cirugía estética hasta quedar acartonados y darse todo tipo de tratamientos en busdca de la eterna juventud, creytendo que esto no se acaba, que no hay límites (algo muy priopio de esta sociedad: la falta de límites).
Otros solo aspiramos a una vejez medianamente digna, con las arrugas en su sitio, una pérdida gradual de vigor y de capacidad intelectual, con las neuronas muriendo cada vez más y sin negar nuestra propia finitud.
Y como vemos que los ancianos demandan menos energía que los adultos, creemos y entendemos que se puede vivir en una sociedad que se comporte como las personas maduras conscientes de su propia finitud y limitación y que tienda a consumir menos, bien sea porque la naturaleza les pone (nos pone) en nuestro sitio, tarde o temprano, o bien sea, porque decidimos acompañar la demanda de la naturaleza obedeciendo y en sincronía con ella, en vez de intentar seguir consumiendo cada vez más.
Es que cada vez lo veo más sencillo y elemental y me sigue sorprendiendo que haya gente que considere el crecimiento infinito inevitable, absolutamente inevitable ("no limits", dice alguna multinacional del calzado deportivo; muy significativo) y se dedique a crear corporaciones dermoestéticas sociales para seguir creciendo siempre y demandando siempre cada vez más, sobre todo, energía.
Saludos
Re:Torres Solares
Enviado en: 13/06/2006 21:08
Por: eduardo37
Si no es necesario colocar la turbina en la punta de la chimenea, la única función de la chimenea es conducir el aire caliente hacia las alturas donde el aire es menos denso. Con mas razón entonces la chimenea podría ser inflable, ya que sería el mismo aire caliente el que la mantendría erguida, sobre todo si su base es de diámetro mayor a la boca. En ese caso no sería necesario el helio, pero de todas formas tengo entendido q es mediante el helio que se logra mantener suspendido objetos de la forma mas económica posible. 1m3 de helio= 1kg de carga.
Re:Torres Solares
Enviado en: 13/06/2006 21:38
Por: eduardo37
Elucubrando con las torres solares, flotantes y el aire caliente no había leído tu respuesta. Pues bueno yo como en el caso de las chimeneas creo q el consumo puede mantenerse erguido por mucho tiempo, o no, no lo sé. Pero tampoco creo q este escrito en ningun lado que estemos en la cuspide del desarrollo y que de aquí en más todo será a menos. A lo mejor solo estamos en la infancia de nuestra civilización y todavía hay mucho terreno para seguir creciendo. Que se este agotando el petróleo no quiere decir que se este agotando la vida, y como yo vivo en un país "en vías de desarrollo" segun la caracterización impuesta desde los mismo paises supuestamente desarrollados, aspiro a obtener un consumo para mi y para mis congéneres, tanto material como energético muy superior al actual. Y estoy seguro que la energía que necesitamos no va a ser cedida gratuitamente "por los que más tienen". Y en la misma situación estan unos cuantos millones que todavía ni siquiera hemos llegado a la infancia de lo que podemos lograr. Por lo tanto creo válido seguir pensando desde estos lares, como obtendremos lo que nos falta...
Re:Torres Solares
Enviado en: 13/06/2006 21:50
Por: Amon_Ra
Eduardo no dudo que el helio sea el que mas peso levante.
No se el tiempo que conoceras la web y lo que habras leido en ella y se puede entender cualquir idea unas logicas y otras solamente fantasticas para eso se monto el hilo de inventos del TBO.
Cuando vi la idea de los globos que por cierto en plan ludico monte un hilo sobre la utilizacion de globos con energia solar(ludicamente claro)
Pero esta de sostener la tuberia que va del mar al mulhacen se parece a una de comunicar el mar muerto con el mediterraneo y sacar energia de su desnivel.
Es tan dificil pensar un poco que lo que pasa no es solo que se acabe el petroleo sino que el Titanic que navegamos ya le esta entrando agua en la sala de maquinas y perdemos velocidad previamente a undirse.
I a un pasajero se le ocurre que lo podiamos levantar con globos para seguir flotando.
noticia pasada y superleida[*4] ">aquí[/url]
Cada vez me recuerda mas muchas cosas de la web el niño que esta en la playa empeñado en llenar el agujerito que hizo en el suelo y va y viene llena el cubito lo descarga se vacia lo vuelve a llenar y cada vez se desespera masporque nunca se llena.
O el provervio aquel que dice que el dinero es igual que el agua salada cuanto mas bebes mas sed tienes se podria aplicar a la energia tambien piensalo.
Re:Torres Solares
Enviado en: 14/06/2006 00:17
Por: eduardo37
Ja, ja ja, esta bien, solo fue una ocurrencia, pero tampoco le encuentro sentido entonces a construir una torre de 1000 mts de altura de CEMENTO y ACERO para que pase aire caliente en su interior, para canalizar el aire !!
Aunque supongo que alguna forma de aprovechar la fuerza ascencional del aire calentado por el sol tiene que haber ??
Re:Torres Solares
Enviado en: 14/06/2006 20:30
Por: eduardo37
Por cierto que estuve haciendo algunos calculos y me dan los siguiente: a 1 kg de material (tela, polietilenos, etc) por m2, para una circunsferencia de 150 mts, o sea un diámetro mayor a 40 mts , para la chimenea, son 150 kg por metro de altura. 1000 mts de altura son 150 tn. requieren 150000 m3 de helio o sea un espacio de 100 x10x15, lo cual es el tamaño de un dirijible modesto. Si la chimenea se hiciera con una doble pared de modo de contener el helio en sus paredes no debería tener más de 1,50 mts de ancho, con lo cual puede sostener 1,5 kg, por mts de pared. Del peso olvidaros ya que la torre sencillamente no pesaría nada.
Igualmente no estoy proponiendo nada, pero me parece bastante interesante la posibilidad de usar el aire caliente que se genera espontaneamente por la acción del sol para generar energía.
Este aire de todas formas va a ascender igual, aunque no lo "embalsemos" y no lo aprovechemos, por lo cual el temor a generar desequilibrios atmosféricos me parece irreal.
El tema es que me parece absurdo elevar una estructura de concreto de cientos de miles de tn con la única función de canalizar el aire hasta una altura suficiente. Me parece el Talón de Aquiles de las torres solares, maxime teniendo en cuenta q el aire no esta a grandes presiones y temperaturas. Seguramente el maximo esfuerzo que sufrirá la torre será el de sostener su propio peso, soportar los vientos y mantenerse erguida. Por lo tanto si no es mas ligera que el aire, no convendría reducir su peso al mínimo, por ejemplo hacer una estructura metálica ligera recubierta por materiales flexibles y livianos ??
Re:Torres Solares
Enviado en: 01/09/2006 00:56
Por: eduardo37
creo que este apartado todavìa no està cerrado, no??
Porque ahora sí, al fin creo tener la respuesta a la pregunta que me había planteado hace dos meses.
A mí la idea de hacer tubos inflables de helio,de pongamos 100 mts de diàmetro x 300 de alto me parece realizable,no sé si sea factible técnica y económicamente. Pero por cierto que ese tubo flotaría, como flotan los zeppelines. Luego uno lo aferra por uno de sus extremos y tiene una chimenea. Une varios de estos mòdulos y tiene la altura deseada. 3 módulos 900 mts, 10=3000 mts.
Pero viene una tormenta y se lleva todo !
Hay dos soluciones posibles, o la torre se inclina, se acuesta en el suelo hasta que pase la tormenta o la segunda posibilidad es hacer la torre liviana, pero no más liviana que el aire.
Estuve leyendo que están recalculando la altura de las torres para hacerlas de alrededor de 300 mts de altura. No podrían conseguir inversores para una torre de 1000 mts de altura de concreto. Tamaño despilfarro !!
La solución podría ser hacer la estructura metálica de la torre como sostén (más económico que hacerla de concreto) y la chimenea en sí, hacerla de lona o polietileno pero que se pueda arriar, como las velas de los veleros. O sea que ante la proximidad de una tormenta o viento fuerte pueda se arriada y luego desplegada nuevamente mediante un sistema de poleas.
creo que el mecanismo es muy simple y económico. buen tiempo se iza la chimenea, mal tiempo se la arría.
Incluso calculo que para no tener que arriar una chimenea de 1000 mts sería conveniente dividirla en varios tramos, p.or ejemplo de 200 mts.
La estructura metálica de acero solo debe ser lo suficientemente firme como para soportar su propio peso, los tensores y la chimenea de lona.
Sería suficiente ya que la única función del tubo es producir succión en su base y conducir el aire caliente hasta alturas más frías, y por lejos me parece que la chimeneas sí son una opción, si no nos deliramos con megaestructuras gigantescas de concreto.
Por otra parte estamos desperdiciando toda la energía producida por el calentamiento solar sobre el aire. Creo que en realidad el invernadero no calienta nada, solo embalsa el aire que el sol calienta naturalmente.
Es más, si la torre tuviera una altura suficiente no sería necesario el invernadero ya que la torre succionaría directamente el aire más caliente de la superficie.
Re:Torres Solares
Enviado en: 01/09/2006 08:31
Por: mockba
Después de haber leido y entendido lo suficiente de física y tecnologías de aporvechamiento de energía, me convenzo que un proyecto tan simple de energía solar como éste de la torre solar no es tan bueno, de hecho es malo... tiene un aprovechamiento energético tan bajo que debería considerarse dudoso.
He pensado en algunas opciones cosas acerca de este proyecto... por ejemplo, la justificación para la instalación de kilómetros cuadrados de vidrio a manera de invernadero es con el fín de calentar la cantidad suficiente de aire para crear una corriente que pueda mover una hélice, pero creo que hay mejores opciones. Por ejemplo; si de lo que se tarta es de aprovechar la energía solar, se puede usar una zona dentro de un área destinada para la planta de producción de energía exclusiva para termoconcentración que active motores Stirling o celdas fotovoltáicas para comprimir aire en volumen suficiente dentro de un ducto de conducción hacia la torre donde podría ir instalada la turbina o grupo de turbinas que aprovhechen el flujo de aire caliente. A lo todo largo del ducto de conducción se pueden instalar concentradores térmicos solares para colectar una gran cantidad de anergía térmica y así elevar drásticamente la temperatura y presión del aire dentro y crear las condiciones térmicas mas apropiadas para generar una corriente de aire dentro de una torre que ya no dependa tanto de la altura, sino de su infraestrcutura de concentración de aire y temperatura en tierra.
Saludos...
Re:Torres Solares
Enviado en: 01/09/2006 19:47
Por: eduardo37
sí, el aprovechamiento de la energía solar con el invernadero es del 0,5 %.
yo también estuve pensando que se podría hacer para elevar el rendimiento del invernadero y asi disponer de más aire caliente.
se me ocurrió que tal como propusieron ustedes en otro apartado se podría usar piedras negras para conservar mayor cantidad de calor proveniente de la radiación solar. No sería tan costoso tapizar el suelo del invernadero con piedras negras.
Otra opción que se me ocurrió es concentrar la radiación solar sobre un piletón con agua mediante espejos o lupas y hacer que el vapor de agua, caliente el aire interior del invernadero.
Acá anteriormente también sugirieron la idea de colectar el calor proveniente de industrias de la zona y verterlo en el invernadero. a mi me parece factible ya que el invernadero en sí tendría tiraje, y en realidad sería un paso intermedio antes de dejar escapar estos gases caliente a una altura considerable.
La chimenea es importante porque permite que produzca succión el aire que se va elevando, es como un pequeño sistema de baja presión.
Ahora a mi lo que me parece maravilloso de las chimeneas solares es que en realidad aprovechan un proceso que naturalmente se da en la atmosfera, la ascensión de aire caliente. Con el invernadero y la chimenea lo único que hacemos es embalsarlo y obligarlo a mover una turbina.
Aunque no hagamos el aire caliente ascenderá igual.
Re:Torres Solares
Enviado en: 02/09/2006 17:18
Por: eduardo37
me rectifico, lo de las piedras no es buena idea.
Lo mejor sería cubrir el suelo con un material aislante para que la tierra no absorba el calor. Sobre el aislante poner una superficie espejada que refleje el calor solar.
El aire al desplazarse por el interior del invernadero se irá calentando y así mejoramos el rendimiento de la torre.
todo el proceso es térmico-solar, pero podemos aprovechar todas las fuentes de calor cercanas para calentar aire e inyectarlo en el interior del invernadero.
Si hay alguna turbina cerca liberando gases calientes los podemos dirijir hacia el interior del invernadero.
tambien se podrían implementar generadores térmicos accionados por energía eólica e inyectar el calor en el interior del invernadero.
La idea es que el invernadero se transforme en un gran horno solar, para calentar aire, que acciona las turbinas y que se eleva generando succión a la vez, que le otorge una dirección a la expansión del aire.
También creo que si la zona no posee vientos que superen los 90 o 100 km por hora no sería necesario que la torre fuese abatible.
Se puede hacer una estructura metálica, por ejemplo con solo 3 tubos de acero de 1000 mts de altura bordeando la circunsferencia de la torre, se adosan anilos metálicos horizontales cada 100 mts para conservar la circunsferencia, y en el interior se adosa la chimenea que puede ser de lona.
Luego se la mantiene todo tensionado con cables y alambres.
Creo que podría cumplir el mismo objetivo que la proyectada de concreto a un costo sensiblemente menor
Re:Torres Solares
Enviado en: 02/09/2006 19:40
Por: Jaime...z
[QUOTE BY= eduardo37]tambien se podrían implementar generadores térmicos accionados por energía eólica e inyectar el calor en el interior del invernadero.[/QUOTE]
Que ganas de complicarte la vida. Si pones generadores eólicos, acoplandole generadores eléctricos consigues un rendimiento bastante decente. ¿Pero el rendimiento de la torre es del 0.5%? ¿Entonces para que invertir energía ahí, si la derrocha casi toda? Aunque aumentara el rendimiento al 1%, o al 2%, o al 3%, son rendimiento ridículos que se superan con facilidad con sistemas mas simples.
Re:Torres Solares
Enviado en: 03/09/2006 04:18
Por: eduardo37
No, yo no dije generadores eólicos que generen electricidad para a su vez generar calor. Se puede usar los generadores eòlicos para generar directamente calor e inyectarlo al interior del invernadero.
Por otra parte con el sistema de espejos reflejantes se puede aumentar mucho la eficiencia del invernadero.
Por ejemplo la superficie del invernadero podría estar recubierta de semiesferas cóncavas espejadas que reflejaran la luz sobre un punto en el techo del invernadero en el cual estaría ubicada otra semiesfera convexa más pequeña que volviera a reflejar la luz sobre el piso. De esta forma, al igual que en los hornos solares se podría aprovechar una fracción mucho más importante de la radiación solar para calentar el aire del invernadero.
La importancia de la torre es que nos permite movilizar gigantescas cantidades de aire para generar electricidad y no depende de los vientos, ya que en realidad es un sistema que genera vientos, e imita a los sistemas atmosféricos de baja presión.
Por otra parte funciona como una gigantesca turbina solar.
Creo que es ideal para zonas con muchas horas de exposición solar, como las zonas comprendidas entre los trópicos.
Re:Torres Solares
Enviado en: 03/09/2006 08:55
Por: Jaime...z
Te había entendido bien, eduardo.
En un aerogenerador de los grandes, no creo que el generador eléctrico llegue al 50% del coste total del aerogenerador. Si generamos calor directamente con la energía eólica, ahorramos menos del 50% de costes, pero perdemos un porcentaje muchísimo mayor en rendimiento.
Se podría aumentar bastante el rendimiento de la torre solar, pero sería aumentando los costes. Las únicas optimizaciones que veo útiles son poner aislante en el suelo, y poner una superficie negra que absorva el calor. Poner espejos en los laterales aumenta el coste casi como si aumentaramos la superficie lateral de la torre.
Re:Torres Solares
Enviado en: 03/09/2006 15:55
Por: eduardo37
Sí lo de los generadore eólicos para generar calor a mi tampoco me parece, más bien lo pensé como una forma de aumentar la temperatura del invernadero, pero creo que no será necesario. A los espejos parabólicos yo decía de ponerlos en el piso, pero se me ha ocurrido algo mejor.
Descartemos totalmente el invernadero, veo una forma mejor de calentar el aire con energía solar.
Se trata de construir tubos de vidrio, cristales o polietileno con la mitad inferior de su superficie espejada, con el mismo sistema de los espejos parabólicos actuales. La radiación solar que reflecte en estos espejos se concentra sobre un espejo convexo más pequeño ubicado en el lateral opuesto, el lado transparente del tubo. Es un sistema similar al que se utiliza para los sitema térmico solares de espejos parabólicos, con la diferencia de que estaría encerrado en un tubo transparente que hace las veces de invernadero. En lugar del caño colector de calor de los sistemas térmicos solares actuales se pone otro espejos que devuelva la radiación a la cara espejada inferior.
No sé si lo entiendes, pero en definitivas es un sistema de espejos que retiene toda o casi toda la radiación solar dentro de tubos.
Estos tubos-invernaderos se ponen con orientación norte-sur para aprovechar toda radiación solar diaria. Deberían tener un sitema de orientación como el de los espejos parabólicos para ir siguiendo el desplazamiento del sol e ir girando sobre su eje.
El aire entra por uno de los extremos del tubo y se va calentando a medidas que avanza.
Se pueden ubicar muchas líneas de tubos que desemboquen en un colector del aire caliente, luego se hace pasar el aire caliente por la turbina que desemboca en la chimenea. La chimenea succiona el aire y los conduce hacia el exterior frío.
Creo que de esta forma se podría aumentar mucho el rendimiento de la torre solar, reemplazando al invernadero por estos tubos con espejos parabólicos para calentar el aire.
Por otra parte también se podria buscar un lugar donde existiera una barranca vertical pronunciada de mucha altura que sirva de apoyo lateral a la torre. Por ejemplo si encontraramos un precipicio de 1000 mts de altura se puede pegar la torre a la pared del mismo. La pared debería tener orientación este-oeste para no hacer sombra, y los tubos estar alineados abajo con orientación norte-sur.
Jaime, a mi el tema de las torres me parece importante como opción energética. Imaginate que si se está pensando como posibilidad actualmente, con un rendimiento del 0,5 %, lo que puede llegar a ser si se logra aumentar el rendimiento 2 o 3 veces solamente. Con los sistemas actuales de torres solares el precio por kws podría ser competitivos con centrales térmicas de carbón. ¿que pasaría si lograramos aumentar su eficiencia significativamente???
Te dejo la pregunta, saludos.
Re:Torres Solares
Enviado en: 03/09/2006 17:01
Por: Jaime...z
[QUOTE BY= eduardo37]Se trata de construir tubos de vidrio, cristales o polietileno con la mitad inferior de su superficie espejada, con el mismo sistema de los espejos parabólicos actuales. La radiación solar que reflecte en estos espejos se concentra sobre un espejo convexo más pequeño ubicado en el lateral opuesto, el lado avanza.
Se pueden ubicar muchas líneas de tubos que desemboquen en un colector del aire caliente, luego se hace pasar el aire caliente por la turbina que desemboca en la chimenea. La chimenea succiona el aire y los conduce hacia el exterior frío.[/QUOTE]
Creo que de esta forma se podría aumentar mucho el rendimiento de la torre solar, reemplazando al invernadero por estos tubos con espejos parabólicos para calentar el aire.
[/QUOTE]Imaginate que si se está pensando como posibilidad actualmente, con un rendimiento del 0,5 %, lo que puede llegar a ser si se logra aumentar el rendimiento 2 o 3 veces solamente. Con los sistemas actuales de torres solares el precio por kws podría ser competitivos con centrales térmicas de carbón. ¿que pasaría si lograramos aumentar su eficiencia significativamente???[/QUOTE]
Con un rendimiento del 0.5% daba por supuesto que sería una ruina económica total. Supongo que si es rentable será gracias a subvenciones, aunque de todas formas me sorprende. Y también me sorprende que tenga un rendimiento tan bajo. Supongo que será fácilmente mejorable, aunque yo prefiero experimentar con otras opciones que me parecen mas interesantes.
Re:Torres Solares
Enviado en: 04/09/2006 17:31
Por: eduardo37
Se me ha ocurrido una idea para hacer una torre solar casera.
Se trata de alinear unos 10 hornos solares, uno al lado del otro. Luego se le hacen perforaciones en los laterales de modo de hacer un sistema comunicante entre ellos.
La idea es que el aire penetre por el lateral del primero, luego a medidas que se caliente y comprima va a ir pasando al segundo, tercero y así sucesivamente.
cuando salga del décimo horno estará caliente y bastante más comprimido de lo que entró. A la salida del décimo se instala un pequeño ventilador, nos podría servir uno de un extractor de aire. Se le modofica el motor eléctrico para trasnsformarlo en generador eléctrico. Luego que pasó por esta especie de turbinita casera se descomprime en una chimenea que podría ser un tubo de pvc (de 110 mm, como los que se utilizan para los desagues), tal vez de unos 15 mts de alto.
Creo que funcionaría bastante bien y nos permitiría ir probando el sistema. Por otra parte es muy económico.
También se podrían alinear 100 o 1000 hornos.
¿qué opinan?
Re:Torres Solares
Enviado en: 04/09/2006 17:52
Por: eduardo37
Se me ha ocurrido otra idea. ¿porqué no sacar la turbina y la chimenea y poner un motor de aire, ya que tendremos abundante aire caliente (con cierta compresión).
Re:Torres Solares
Enviado en: 04/09/2006 17:59
Por: mockba
Eduardo37, yo también he pensado lo mismo, pero el problema que veo en ese tipo de sistemas es que en realidad no existe una compresión importante que pueda considerarse ventajosa para el sistema, se creará una corriente que aprovecha el fenómeno físico de convección de fluidos, pero en realidad al no haber compresión se está perdiendo una gran cantidad de energía térmica (energía interna del aire caliente). Igual que como le sucede a la torre solar de 1000 m de altura del señor Jorg Schlaich, que tiene un rendimiento real de máximo 2%. Por eso es que su sistema tiene las dimensione stan descomunales que tiene.
Por esa y otras razones he emigrado de esta idea como una viabilidad energética, básicamente me he dado cuenta a base de números y cálculo de que las únicas condiciones eficientes para tranformar energía en mecánica de un fluido a través de una turbina es en un sistema de alta presión, generalmente hermético. Por eso es que me interesé en desarrollar un sistema que a base de distintas técnicas se genere un factor común de transmisión energética.
Comencé el hilo de "Turbocompresores Eólicos" porque en un principio fué una idea de comprimir aire dentro de un ducto central a través de turbocompresores, pero he estudiado levemente los factores básicos y fué suficiente para darme cuenta de que un turbocompresor es dependiente de altas velocidades y es dificil establecer un control a base de energía eólica debido a sus constantes fluctuaciones.
Ahora, me he enfocado más en bombas centrífugas, para impulsar en vez de aire comprimido dentro del ducto agua. Este tipo de máquinas no depende tan dramáticamente de las elevadísimas revoluciones de las que dependen los turbocompresores. Lo malo es que el hilo que hice con este propóstio ya se llama "Turbocompresores Eólicos", pero en realidad no me enfocaré en eso. Por el momento me enfoco en la impulsión eólica de un circuito hidráulico cerrado en el cual se mueve una turbina.
Saludos...
Re:Torres Solares
Enviado en: 04/09/2006 18:40
Por: eduardo37
Mockba, estoy de acuerdo. la compresón será mínima, por eso me parece que hay que usar el calor para generar la máxima expansión del aire. O sea tomamos el aire a presión atmosférica y lo usamos para expandir el aire. además al calentarlo se transforma en más liviano que el aire circundante, por diferencia de temperaturas entre el aire que tenemos encerrado y el exterior.
por eso la chimenea es importante.
además creo que no es que se pierda energía térmica en las rorres solares, sino que solo se aprovecha un mínimo. Fijate que los niveles actuales de eficiencia pueden llegar a ser rentables imaginate lo que se sería si logramos que no encareciendo mucho su construcción, tuvieran una eficiencia mayor.
Me parece que el error de pensar solo en la eficiencia es que no nos permite ver otras cosas. por ejemplo: el aire está en todos lados y el agua no. El aire, como decía mi madre, es gratis, y yo agregaría que el sol también. O sea que no gastaremos nada en combustible.
Los materiales para la construcción de una torre son bastante económicos.
y el último argumento que tengo para apostar todas las fichas a la torre es que la energía solar es por lejos más importante en volumen que la eólica. Es más la eólica es un producto también de la solar.
de todas formas creo que según la zona geográfica de la que hablemos una nos será más útil que la otra.
A grosso modo creo que sería mejor la eólica para fuera de los trópicos y la solar mejor para las regiones comprendidas dentro de ellos, ya que cuentan con mayor radiación solar.
Por eso cre que no se trata solo de eficiencia total del proceso sino que también hay que considerar los volumenes de producción posibles en una y otra alternativa.
Re:Torres Solares
Enviado en: 04/09/2006 23:12
Por: mockba
Podrías tener razón eduardo37, de cualquier forma no creo que haya que descartar el diseño de algun sistema que se base en el principio básico de funcionamiento de al torre solar.
Saludos...
Re:Torres Solares
Enviado en: 04/09/2006 23:41
Por: eduardo37
Mockba, como te darás cuenta estoy bastante interesado en el tema de las torres. Como comentaste que tú también habías estudiado bastante el tema quisiera saber tu opinión sobre esta cuestión: ¿es necesario que la torre este en posición absolutamente vertical o puede estar un poco recostada, quizás unos 30° o 40°? Seguro que la fricción del aire sería mayor pero el "efecto chimenea" ¿cuanto disminuiría?
Te lo pregunto porque me da la impresión, que aunque el rendimiento sería menor se podría construir la chimenea sobre una ladera escarpada, como una especie de inmenso túnel de viento, y de esta forma conseguir mayor altura, ya que el rendimiento del sistema se encuentra relacionado a la altura de la torre.
si fuera posible construir un túnel en lugar de una torre se podría pensar quizás en diferencias de alturas de 3000 o 4000 mts, con el consecuente aumento de rendimiento,¿qué opinás?
Re:Torres Solares
Enviado en: 04/09/2006 23:47
Por: eduardo37
queria deicrte que el problema de las perdidas térmicas se soluciona bastante bien poniendo una doble capa de vidrio.
Por otro lado tienes razón con lo de la compresión, que es escasa.
La ganancia de sobrecalentar el aire se encuentra en la velocidad de la corriente, que será mayor y por lo tanto obtendremos mayor energía del generador eólico.
Re:Torres Solares
Enviado en: 05/09/2006 00:57
Por: mockba
Tienes razón en eso de que lo que realmente se aprovecha en la velocidad de la corriente de viento generado dentro de la torre. El caso es crear una mayor velocidad de viento a base del calor captado por la estructura y eso se logra elevando la temperatura de aire lo más posible en la zona baja de la torre. El problema que te comentaba en el mensaje anterior es que para poder alcazar mayores velocidad, hay que comprimir el aire y no sólo eso, sino que hay que calentar el aire a la temperatura suficiente y en cantidades suficientes, porque se puede calentar una determinada cantidad e aire a una elevadísima temperartura, pero esta cierta cantidad de aire debe ser sificiente para suficientar el gasto másico de la turbina que se interponga en la corriente.
Para comprobar lo que digo se puede expresar matemáticamente mediante la fórmula para calcular el gasto másico dentro de un ducto, en este caso imaginemos que la torre solar es un ducto tubular. Entonces tendremos:
ṁ = ρ·Q = ρ·V·A
donde
ṁ = Gasto másico en kg/s
Q = Gasto volumétrico en lts/s
V = Velocidad en m/s
A = Área de la sección transversal del ducto en m².
Después se necesitrá otra ecuación para determinar la potencia que se tiene disponible en la sección transversal del ducto, la única clase de energía aprovechable en estas condiciones está determinada por la energía cinética del fluido en cuestión, ecuación que está dada cómo:
Potencia = (ṁ·V²)/2
Entonces, como puedes ver, es necesario calentar una cantidad de kg/s de aire a una determinada temperatura necesaria para ejercer un desplazamiento de aire por convección y hacerlo ascender por el tubo de la torre solar. Entonces, no se trata de elevar la temperatura, sino de elevar la temperatura de una determinada cantidad de kg de aire por segundo. Recordemos que la potencia es la rapidez con la que se realiza un determinado trabajo.
Vamos a calcular el gásto másico de aire caliente que se requiere para que una torre solar de 10 m² de área tranversal pueda albergar una velocidad interna de viento de 5 m/s (suponiendo que tenemos una infraestructura adecuada para desarrollar esta velocidad) a la cual le podríamos colocar una turbina eólica. Supongamos una densidad de "aire seco" a 85°C la cual es 0.9867 kg/m³.
Nota: La velocidad de 5 m/s es totalmente especulada, ya que calcular la velocidad del viento dentro de una torre solar depende de cálculos de los cuales no tengo conocimiento por el momento, relativos a la velocidad de desplazamiento de fluidos por convección y cálculos relativos a la estructura usada en la torre para desarrollar la velocidad citada.
Utilizando ṁ = ρ·V·A tendremos
ṁ = 0.9867 kg/m³ x 5 m/s x 10 m² = 49.335 Kg/s
Potencia = (ṁ·V²)/2 = [49.335 Kg/s x (5 m/s)²](0.5) = 616.68 W de los cuales de acuerdo a la "Ley de Betz" sólo se podrá utilizar a través de la turbina (616.68 W)(0.59) = 363.84 W y esto si descontamos lás perdidas por fricción dentro de la torre y otros factores de pérdida.
eduardo37, ahora imagina cuanta potencia se necesitaría para elevar 1 kg de aire de 25°C a 85°C en un segundo y lo multiplicamos por 49.335 veces. Recordemos también que el aire es un muy mal conductor de calor.
El calor específico del aire es 0.24 cal/g.ºC ó 1.010 J/kg·°K, es decir, se necesitan 1.010 J para elevar 1°K una masa de 1 kg de aire. Por lo tanto podemos utilizar la fórmula de calor específico:
Q = m·c·Δt = (1000 g)(0.24 cal/g.ºC)(85°C - 25°C) = 14.400 kcal
Teniendo que 1 cal = 4.186 J entonces (14.400 Kcal)(4.186) = 60.2784 kJ multiplicando por 49.335 Kg/s se calcula que:
(60.2784 kJ)(49.335) = 2973.83 kJ/s lo cual tiene una eficiencia de un 0.01% de aprovechamiento energético lo cual podemos calcular como sigue:
Eficiencia térmica = W' entregado / q' absorbido = 2973.83 kJ / 363.84 J = 1.223 E-4
He encontrado literatura acerca de este tipo de sistemas y que muestran valores de eficiencias de entre 0.01% y 0.09%. También se ha logrado obtener una eficiencia de cerca del 2% gracias a técnicas de aceleración de corriente ascedentes de aire a través de anillos aerodinámicos y estructuras ciclónicas dentro de la torre. La altura de la torre también puede ser considarada como un factor para aumentar un poco la eficiencia, ya que mientras más alta sea la torre mayor será la diferencia de temperatura entre el aire caliente de la parte inferior (concentrador térmico) contra el aire frío de la parte superior. Por lo tanto, no creo que inclinar la torre y hacerla más larga tenga algun efecto positivo de aprovechamiento.
Saludos...
Re:Torres Solares
Enviado en: 05/09/2006 19:13
Por: eduardo37
Bueno gracias. de todas formas si bien el porcentaje total de eficiencia es muy bajo el sistema es muy económico, por lo que produzca lo que produzca siempre será ganancia. O sea que tambien hay que analizar la relación entre energía invertida y energía obtenida y allí creo que este sistema puede obtener ventajas comparativas con otros.
Para graficarte lo que digo se me ha ocurrido un sistema casero de invernadero de bajo costo. Tengo en mi casa una loza de 100 mts2. Creo que podría poner un buen aislante térmico bajo ella, contruir algunas hiladas de ladrillo sobre su perimetro, con declive como para poner un tejado, pero en lugar del tejado poner plástico transparente o placas de policarbonato que son ecónomicas y es un mejor aislante. Allí ya tendría el invernadero con solo algunas monedas. Luego se hace una admisión de aire cerca de la loza, del lado más bajo del invernadero y se puede poner una turbina comercial de extracción de aire convertida a generador con una chimenea en la parte más alta.
Tal vez la cantidad de energía obtenida podría ser escasa, o menor que con paneles fotovoltaicos pero ¿cuanto sale uno y otro sistema?.
Quizás el invernadero sea hasta 10 o más veces más económico y hasta podría tener mayor vida útil.
El mismo sistema con hornos solares permitiría calentar mayor cantidad de aire, y hacer un horno solar casero no cuesta mucho.
Creo que es importante considerar esto tambien en el rendimiento de cualquier sistema que pensemos.
Re:Torres Solares
Enviado en: 06/09/2006 19:19
Por: eduardo37
Quisiera saber si alguien sabe si se fabrican o es posible fabricar tubos de vidrio transparente, pero espejados en su superficie interna, y si sería posible de esta forma lograr concentrar un alto porcentaje de radiación solar en el interior del tubo. Me da la impresión que con un tubo así la radiación entraría pero luego no podría escapar y podrían ser muy útiles para calentar agua o aire.
También si se podría usar vidrios polarizados para el mismo fin , con la cara transparente hacia el sol y la reflejante hacia abajo.
Pregunto todo esto porque se me ha ocurrido la idea de construir una piramide solar en el techo de mi vivienda y si mis cálculos no fallan conseguir un buen aporte enérgetico a bajo costo. Creo que sería muy útil para disponer de agua caliente, calefacción o refrigeración y generar algo de electricidad aunque no llegue a cubrir mi consumo. La idea sería construirla sobre un techo de loza pintado de negro. Hacer los lados de la piramide con los vidrios, con el espejado hacia el interior. La forma de pirámide me parece mejor que la de invernadero porque siempre le daría el sol y no tengo que construir chimenea o solo hacer una muy pequeña. Por otra parte puedo derivar todos los exedentes de calor al interior de la pirámide simplemente haciendo un agujero en la loza. Además en los días de alta radiación podría generar unos cuanto kws.
A los tubos pensaba ponerlos en el interior de la pirámide para calentar agua o aire, según las necesidades,( podría ubicarlos por fuera de ella) a lo largo de la loza y uniendo varios para formar una serpentina termosolar.
¿sería factible o solo dilapidaré dinero?
saludos.
Re:Torres Solares
Enviado en: 07/09/2006 19:25
Por: eduardo37
A mi mujer no le gusto nada la idea de colocar una pirámide, "¡una pirámide en el techo, está loco¡" me dijo, así que volveré a pensar en la generación masiva de electricidad, para no tener problemas.
Se me ha ocurrido un diseño muy simple, no ya para una torre solar sino para construir ¡un túnel de viento solar!.
Constaría de un invernadero en forma de triángulo, de porción de pizza para ser más claro, con el vértice ascendiendo sobre una pendiente.
La idea es que el invernadero con forma triangular desemboque al inicio de una pendiente ascendente natural, Y que comience a ascender primero lentamente y luego en forma cada vez más acentuada hasta que se transforme en un canal ascendente, que cumpla la misma función que la torre solar.
A este diseño le veo muchisimas ventajas sobre el diseño de torre solar, como por ejemplo que la forma aero-dinámica del conducto favorece la aceleración del viento y en ningún lugar se encuentran angulos, ya que el diseño puede ser siempre curvo por lo que habrá menor fricción.
Además puede ser construido aprovechando una pendiente natural de mucha altura. Tambien es posible darle gigantescas dimensiones ya que se puede cavar un canal en la montaña que vaya ascendiendo y luego simplemente, techarlo.
Luego seguiré enumerando ventajas.
Re:Torres Solares
Enviado en: 07/09/2006 20:09
Por: eduardo37
Bien este invernadero triangular ascendente a mi criterio tiene otras muchas ventajas. su construcción es muy simple, a diferencia de las torres y no hay que pensar en levantar una estructura vertical desde la base.
Creo que se debería construir poniendo un buen aislante térmico sobre la superficie y luego sobre ella una capa de concreto de color negro, y sería importante que los paneles de vidrio del techo del invernadero sean construidos para evitar pérdidas de calor. De todas formas la idea es que esté túnel genere corrientes de aire muy rápidas, pero tambien es importante que la radiación solar que llegue al invernadero tenga un solo medio de escape, el aire interior.
Tambien hay que considerar que las superficies interiores sean aero-deslizantes, por ejemplo al piso se lo podría dotar de una capa metálica pulida de color negro, que favore el desplazamiento del viento y ayuda a conservar temperatura.
También, al utilizar la topografía del lugar se ahorran costos. El lugar ideal para esta construcción es una llanura limitante con una montaña de altura considerable. Lo importante es la diferencia de alturas de que dispongamos para pode elevar la boca de salida del aire, y la abundancia de radiación solar.
Re:Torres Solares
Enviado en: 07/09/2006 21:51
Por: Jaime...z
Eduardo, sigue pareciendome poco interesante este concepto, en comparación con otras posibilidades, pero si piensas hacer algún experimento, no pierdas el tiempo puliendo la superficie negra que tiene que absorver el calor del sol, porque conseguirías que brillara mas, y absorvería menos calor.
Además tienes que crear turbulencias justo en la superficie de la zona caliente, para que el aire absorva mejor el calor de la superficie.
El resto de paredes si las debes poner todo lo lisas que puedas, y lo ideal es que la estructura estuviera en la parte externa, o entre las 2 capas de cristal, para que no cree turbulencias.
Ya se que todo esto usa materiales relativamente baratos, pero si calculas todos los metros de cristal y de acero para sujetarlos, creo que acaba siendo casi tan caro como las placas solares fotovoltaicas. Los cristales tienen una vida ilimitada, pero una granizada fuerte puede romperlos todos.
Re:Torres Solares
Enviado en: 08/09/2006 19:34
Por: eduardo37
Bueno Jaime, gracias por tu consejo y la verdad es que es cierto que puede terminar siendo antieconómico. de todas formas yo lo pensaba como una aplicación doméstica de algo que si me parece realmente importante: la transformación de energía térmica en mecánica de forma directa y económica.
Igualmente creo que lo mejor es pensarlo a grandes escalas.
POr otra parte, y luego de darle innumerables vueltas a este asunto considero que la forma más eficiente de producir la transformación de energía térmica en mecánica(a través de producir fuerza eólica) es la del túnel de viento.
Lo más sencillo creo que sería construir un largo túnel con techo transparente, que se eleve lo más alto posible al final de su recorrido.
La figura espacial resultante sería la de una" L "acostada, pero sin ángulos rectos que entorpezcan el desplazamiento del viento.
Como dije antes lo ideal sería construirlo sobre una superficie plana y buscar una elevación natural para elevar lo máximo posible la salida del aire.
El túnel podría ser recto o espiralado.
Se le puede dar dimensiones realmente importante ya que nada impediría que tenga por ejemplo 10 o 20 km de largo.
Si son rectos se pueden alinear uno al lado del otro de modo de facilitar su construcción, la cuál sería muy simple: dos paredes paralelas con un techo de un material transparente. Todo convenientemente aislado, térmicamente, para evitar pérdidas.
El aire al circular por el interior del túnel iría adquiriendo mayor temperatura por lo que tenderá a acelerar su desplazamiento.
Luego la diferencia térmica entre la temperatura de entrada y la de salida del aire será la que direccione al aire, pero la ventaja sobre la torre, ademas de la mayor facilidad de construcción, es la de trabajar directamente con energía mecánica, ya que la térmica es directamente transformada en movimiento, produciendo aceleración. El aire solo es calentado lo mínimo indispensable como para que se mueva y cada grado que aumente su temperatura (la cual aumentará tambien por rozamiento) se traducirá en un aumento de la velocidad de desplazamiento por el túnel.
En definitiva se tratará de crear vientos y no de esperar a que aparezcan.
Re:Torres Solares
Enviado en: 19/10/2006 19:51
Por: jonás
En el proyectoo que en la otra sección del foro creo que, ahí daba la solución, precisamente de cómo consguir aire extra por la misma acción de la turbina y el horno solar, me he dirigido mockba por su correo, ya que lo veo muy puesto, si no en las posibilidades ya que todas las que ya se conocen tienen sus estudios, de este concepto de energia por medio de chimeneas o aire ascendente, publivado. Creo que por lo que aquí se comenta no se ha comprendido mi proyecto o no he sabido esplicarme, que será lo más seguro lo que ocurre.
Re: Torres Solares
Enviado en: 06/06/2007 21:39
Por: eduardo37
Estudio sobre la factibilidad de construir una chimenea solar usando la ladera de una montaña para sostenerla.
Se trata de un estudio de investigadores chilenos que consideran esta posibilidad, habiendo previsto las pérdidas de potencia que se generarían en una chimenea solar inclinandola en distinto ángulos lo cuál, como lo demuestra el estudio, es factible.
Se cambia también el diseño primitivo del sistema corriendo la torre a un costado del invernadero.
¡enlace erróneo!
Lo que me pareció interesante es el aprovechamiento que se hace de los desniveles naturales del terreno por lo que no es necesario construir una torre de dimensiones colosales, y hasta considero que sería posible, al contar con el sostén de la montaña, usar materiales plásticos como los del invernadero para construir también la chimenea.
Además esta idea es muy adecuada para Sudamérica donde contamos con zonas de gran insolación rodeadas o cercanas a altos picos montañosos en practicamente toda la región cordillerana. Muchos de estas altas cumbres permanecen nevadas gran parte del año, lo que podría ser usado para aumentar el gradiente térmico al disminuir la temperatura del aire en la zona de salida de la chimenea.
Otra idea que me ha surgido es la de instalar el invernadero sobre una superficie acuática de poca profundidad, como un estanque o laguna, para aprovechar el vapor del agua que se produce por la acción solar, ya que aire húmedo es más liviano que el aire seco y le daría mayor empuje ascendente al aire caliente. Además no sería necesario emparejar el terreno.
¿que opinan?
saludos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 07/06/2007 13:26
Por: jarp
Nunca había leido este hilo y ahora que lo veo parece interesante. Incluso se me ocurren algunas mejoras.
Se me ocurre una opción muy barata de construir, aunque su durabilidad sería de uno o dos años aproximadamente, pero creo quizás sea mucho más rentable que otros métodos más duraderos. Utilizariamos plástico de invernadero o similar para hacer la plataforma de calentamiento sobre el suelo. La torre la haríamos de un material plástico también, aunque debería ser resistente, pudiéndose emplear también tela de la utilizada en aladeltas o paracaidas. La parte superior de la torre tendría un anillo hinchable lleno de helio que la mantendría erguida, y sobre este anillo se colocaría un "codo" de 90º giratorio, el cual giraría como una veleta para orientarse en la dirección del viento, haciendo efecto venturi sobre la salida de la chimenea (al igual que los que se venden para las chimeneas domésticas).
La chimenea podría tener varios miles de metros de altura, donde las corrientes de aire son muy fuertes y constantes, con lo cual, el efecto venturi se sumaría al efecto chimenea mejorando la eficiencia. Quizás ni siquiera haría falta colocar el codo de 90º, pues el mismo viento curvaría la chimenea en su dirección.
Para evitar que las tormentas (rayos) o los vientos demasiado fuertes dañaran la chimenea, esta podría bajarse y plegarse alrededor de un tubo rígido que haría de comienzo de la chimenea. Es decir, los primeros metros de chimenea, donde están las turbinas, serían un tubo rígido de un diámeto más estrecho que el tubo flexible, pudiendose recoger y plegar el tubo flexible alrededor de esta, como si fuera un calcetín.
Otra mejora que se me ocurre es inundar la zona de calentamiento con agua de mar, con lo cual, se evaporaría y luego se condensaría en la parte superior de la chimenea (en las paredes de esta, que estarían muy frias), pudiéndose aprovechar también su caida mediante un tubo paralelo a la chimenea, el cual iría hasta una turbina hidráulica. Además del doble efecto (aire ascendente y agua descendente) de aprovechamiento energético, también tendríamos agua desalada, convirtiendo al invento en una desaladora que además genera electricidad!!! (recordemos que una desaladora convencional consume gran cantidad de energía). Otra ventaja es que el agua guardaría el calor durante la noche, funcionando el sistema continuamente las 24 horas.
Sería ideal para zonas secas costeras, como Almería en España.
Re: Torres Solares
Enviado en: 07/06/2007 16:24
Por: eduardo37
Jarp: pensando también en hacer más eficiente el sistema de torre solar me acorde del hilo"solar sin concentración" que tú iniciaste. porque me ha surgido una duda, pero veo por tu mensaje anterior que has estado pensando en lo mismo.
Mi idea era la de reemplazar la superficie del invernadero por una superficie de colectores solares planos, de modo que la radiación solar caliente agua en vez de aire, ya que el agua es mejor conductor del calor y se puede almacenar.
El agua caliente se debería conducir a una pileta ubicada en la base de la torre donde se evapora. Se mezcla este vapor con cierta cantidad de aire tomado del exterior, ya que la función del vapor de agua sería la de calentar el aire.
El principio de funcionamiento es el mismo. Se aprovechan las diferentes presiones y temperaturas de entrada y salida del fuido aire de la chimenea. La función del agua si bien en principio solo sería un medio de recolección y transporte del calor, como tú dices, también se la podría reaprovechar para reinyectarla en los colectores planos, o como agua potable.
Aclaro que me surgió la duda porque el sistema de recolección de calor por colectores es mucho más eficiente que el del invernadero con aire, ya que si bien hay que sumarle la pérdida de eficiencia que se produciría por la transformación del vapor de agua en aire caliente, creo que esto se encuentra largamente compensado por la mayor eficiencia de los colectores planos. Además en lugar de pequeños colectores individuales se puede armar uno grande, por medio de una pileta solar de poca profundidad.
Con respecto a lo de la chimenea flotante yo también lo había pensando, pero todas las críticas que recibí fueron negativas. Incluso había diseñado un modelo de torre con anillos cada cierta cantidad de metros, por ejemplo cada 50 mts, o una torre de doble pared inflada de helio. Pero la idea de aprovechar los desniveles naturales también tiene muchas ventajas como por ejemplo la solidez que le brinda a la torre, las alturas alcanzables, y otra cosa importante es que se podrían poner muchas torres, una al costado de la otra. O sino en lugar de una sola chimenea de 100 mts de diámetro, se puede hacer ascender varios ductos de menor diámetro. O uno de forma aplanada contra la superficie ascendente de una ladera, ya que al aprovechar los desniveles naturales ya establecidos por el terreno las posibilidades se amplían mucho.
En fin, hay que seguir pensándolo.
saludos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 07/06/2007 21:13
Por: jarp
eduardo37, la idea de la torre flexible sustentada por helio la copie de tí. Sinceramente, no lo veo tan mala idea:
- Podemos conseguir mayores alturas que con una chimenea de hormigón
- Es mucho más "barato" que una chimenea de hormigón
- Permite replegarse si las condiciones atmosféricas la hacen peligrar
La única desventaja que veo es su corta durabilidad, lo cual no creo que sea un inconveniente mientras en conjunto sea más viable que una torre de hormigón.
Por otro lado, la idea de aprovechar la ladera de una montaña no la veo tan buena, tanto por su inclinación como por la superficie que ocupa:
- Su inclinación hace que la longitud sea mucho más larga que la de una torre vertical para conseguir la misma altura
- El incremento de longitud aumenta el rozamiento del aire con las paredes, frenándolo
- A mayor longitud mayor precio
- Su forma no sería recta, sino que estaría amoldada al terreno, frenándo aún más la corriente de aire con las curvas
- Ocuparía muchos kilómetros de superficie, siendo una barrera tanto para animales como para las personas
- Habría que indemnizar a los propietarios de las tierras por donde pasa
- Quizás habría que construir puentes para los caminos de la zona que necesiten cruzarla
Lo que dices de poner varias torres más estrechas que una ancha reduce la eficiencia. En un fluido que pasa por un tubo, las partes cercanas a la pared son frenadas por esta y pierden velocidad. Por tanto, lo ideal es hacer un solo tubo, ya que hacer, por ejemplo, 5 tubos con el 20% de díametro que uno solo grande (100%), tendrían en global la misma sección, pero el conjunto de los 5 tubos tendría muchísima más superficie de pared que el tubo grande individual, aumentando el rozamiento del aire y frenándolo, además necesitaríamos mucho más material para hacerlos (más pared, más hormigón). Lo del tubo aplastado idem de lo mismo, aumentaría la pared y disminuiría la sección (acuerdate de lo que pasa cuando pisas una manguera).
Lo de los colectores planos lo veo complicarnos la vida. Piensa que con colectores no podríamos cubrir toda la superficie (habría que dejar espacio entre ellos para las sombras, las cuales van cambiando a lo largo del día), por lo que "ganamos" por un lado lo perdemos por otro. Cubrir una superficie con plástico es mucho más barato y simple, y la eficiencia por hectarea debe ser igual o mejor que con colectores planos.
Si lo instalamos sobre una salina de las muchas que hay en deshuso (mi zona está plagada de ellas), la misma marea nos traerá el agua y se encargará de eliminar la salmuera. Es un procedimiento fácil de controlar que inventaron los fenicios y ha funcionado durante miles de años. Por otro lado, el color oscuro del barro absorve más la radiación (además de que el propio agua es un gran absorvente de infrarrojo).
ANALICEMOS SU PRODUCTIVIDAD
Como ya habreis visto en otros hilos, me gusta analizar bien las cosas y no "hablar por hablar".
OBJETIVOS
- Obtener electricidad
- Obtener agua desalada
FUENTES ENERGÉTICAS QUE INTERVIENEN
- Solar: La radiación solar que incide sobre todo el sistema y calienta el aire y evapora el agua
- Eólica: El viento en la salida superior de la chimenea provoca efecto venturi sobre esta, "chupando" de ella
- Gradiante térmico: La diferencia de temperatura entre el suelo y la parte superior de la chimenea es de 1ºC cada 100 metros de altura, lo cual también cuenta como aportación energética.
INSTALACIONES
- Una pequeña salina abandonada de forma cuadrada de 1 Km de lado (100 hectareas)
- Chimenea central de 1000 m de altura fabricada con tela plástificada (lona de la utilizada en las atracciones hinchables). La chimenea tendría varios anillos hinchables llenos de helio a lo largo de su recorrido. Su parte superior estaría hecha de forma que la salida se oriente en la dirección del viento, además la salida sería varios tubos de salida paralelos para aumentar el efecto venturi del viento. La parte inferior de la torre sería rígida y más estrecha, con lo cual aumentaría la velocidad en su interior, albergando a la turbina. Esta parte rígida también serviria para replegar a su alrededor a la chimenea cuando haya peligro de tormenta o viento muy fuertes.
- La chimenea tendrá unos colectores en su interior a distintas alturas para recoger el agua que se condense en sus paredes, evacuando esta a una tuberia paralela por donde bajará hasta una tubina hidraulica. También se recogería bastante agua en los tubos paralelos de la salida superior, pues al tener más superficie de pared y hacer más frio se condensaría más agua.
ENERGIAS QUE INCIDEN
- Solar: 1Kw/m2 x 1000000m2 = 1000Mw x 10 horas/dia = 10Gw/dia
- Eólica: ??? (espero vuestra ayuda para calcular su energía)
- Gradiante: 1ºC/100m x 1000m = 10ºC ??? (espero vuestra ayuda para calcular su energía)
FUNCIONAMIENTO
- El sol caliente el agua y el aire, provocando la evaporación del agua y la ascensión de aire y vapor por la chimenea.
- El efecto venturi que hace el viento en la salida superior de la chimenea incrementa la ascensión.
- El gradiante de temperatura (10ºC) se sumará a la fuerza de ascensión, además de que aumentará la condensación en las paredes de la parte superior del tubo por enfriamiento.
- La energía que se ha empleado en evaporar el agua se libera en la condensasión, incorporándose al aire ascendente, con lo que parte de esa energía sirve también para incrementar la ascensión.
- Otra parte de la energía empleada en evaporar el agua servirá en la caida de esta para mover una turbina.
- La ascensión mueve otra turbina
- El agua condensada que ya ha pasado por la turbina se enviará a una planta de tratamiento para potabilizarla o también se puede utilizar para riego. Puede usarse la altura de la torre para impulsar el agua a grandes distancias.
CONCLUSIÓN
- Despreciando las pérdidas, obtenemos elecricidad con toda la energía que recolecta el sistema, pues la energía que se emplea para evaporar el agua luego se recupera en la condensación.
- Obtenemos agua desalada con gasto energético cero por lo explicado anteriormente (despreciando las pérdidas).
- Si suponemos que las pérdidas energéticas equivalen a la energía del efecto venturi más la energía del gradiante térmico, obtenemos 10Gw/dia de electricidad, que es igual a 416 Mwh. ¿Alguien puede decir para cuantos habitantes llegaría?
- Me gustaría que alguien calculara el agua desalada. Suponiendo que se evaporara 1L por m2/hora tendriamos 1000000L/h por 24 horas (recordemos que el agua se mantiene caliente por la noche) nos daría 24000m3/día. Si consiguieramos condensar el 50%, tendríamos 12000m3/día. ¿Alguien puede decir para cuantos habitantes llegaría?
Sé que estos cálculos son a ojo, pero parece un buen sistema para obtener agua y además electricidad, ocupando solo un cuadrado de 1 Km de lado y con energías renovables, además de ser muy barato relativamente hablando. Lo único que no puedo arreglar sería el efecto antiestético del pirulo, aunque podría darle fama a la zona y atraer turistas (hay que ser positivos).
Re: Torres Solares
Enviado en: 07/06/2007 22:23
Por: jlopez
De cuando hacia bicicleta de montaña recuerdo que para poder ciclar en verano tenía que hacerlo a partir de 1700m de altitud que es donde habían temperaturas sensiblemente más bajas, como mucho 10 grados menos. Es fácil ver donde se hayan las zonas a menor temperatura, mira las altas cumbres nevadas en invierno. En Madrid pueden haber 17ºcuando allí arriba están a 2-3 grados bajo cero, pero deberás superar los 1700m de desnivel.
A la altura donde vuelan los aviones comerciales puedes encontrar 40º bajo cero (60º menos que en superficie).
Segun los diseñadores del hipottico resacacielos "torre milenium" de una milla de alto, para poder soportar los fuertes vientos huracanados tiene que tener forma de cono. Eso sí, para 1700m de altura hay que gastar la producción de acero de Japón durante 3 años.
Sigo viendo mucho más prácticos los sistemas termosolares como los de la plataforma de almería.
Re: Torres Solares
Enviado en: 08/06/2007 10:29
Por: jarp
Ayer hice un análisis optimista de un sistema con una chimenea flexible hecha de lona y sustentada por flotación mediante helio. Hoy, tras detectar algunos errores voy a hacer el mismo análisis en plan pesimista.
El pirmer inconveniente que he detectado es que cuando el viento sopla inclina la chimenea haciendo que esta llegue a menos altura. La inclinación también incrementa la fuerza de rozamiento del aire ascendente con la pared interior del tubo. Dicho efecto negativo puede verse contrarrestado por el efecto venturi que produce el viento en la salida. Así, a mayor viento, mayor inclinación, pero también mayor efecto venturi. Cuando no hiciera viento, la torre estaría totalmente erguida, pero no tendría efecto venturi. Por tanto, una cosa contrarresta a la otra y podemos hacer los cálculo suponiendo una chimenea totalmente erguida y sin efecto venturi.
Tampoco tuve en cuenta el rendimiento de las turbinas, el cual vamos a suponerle ahora un 30% al conjunto turbina-generador, es decir, el 30% de la energía del aire ascendente y del agua en caida se convierte en electricidad.
También vamos a suponer que solo se recolecta el 50% de la radiación solar que llega al colector. Y vamos a despreciar la energía aportada por el gradiante térmico (aunque es bastante, 10ºC), la cual destinaremos a cubrir otras pérdidas no tenidas en cuenta.
Por tanto, suponiendo una insolación de 1Kw/m2 y un colector cuadrado de 1 Km de lado:
1Kw/m2 x 1000000m2 = 1Gw x 10horas (insolacion diaria) = 10Gw/dia
Como solo se aprovecha el 50% de la insolación:
10Gw/dia x 50% = 5Gw/dia
Dado que las turbinas convierten un 30% en electricidad:
5Gw/dia x 30% = 1.5Gw/dia
Lo cual pasado a potencia:
1.5Gw/dia / 24horas = 62.5 Mwh
Esto es mucho menos que lo que dije en el cálculo optimista pero sigue siendo una cifra muy muy aceptable a la que hay que sumar el hecho de obtener agua desalada, lo cual calculé en más de 400m3/hora.
Re: Torres Solares
Enviado en: 08/06/2007 11:37
Por: jarp
Otra ventaja es que podemos regular el flujo de aire ascendente mediante una compuerta colocada en la base de la chimenea. Así podremos mantener un flujo constante aunque el sol caliente más de lo normal, evitando desaprovechar el exceso de aire ascendente. También podremos parar el sistema en momentos de poca demanda, almacenando el calor en el colector (sobre todo en el agua) para las horas de más demanda (incluso de noche).
Por otro lado, me acabo de dar cuenta que he supuesto que toda la energía calorífica se transforma en movimiento (corriente de aire ascendente). Esto no puede ser así y habrá que aplicar el teorema de Carnot. Así que suponemos que el aire del colector está a 65ºC (338ºK) y que el aire en la parte superior de la chimenea está a 10ºC (283ºK):
% conversión calor->movimiento = 1 - 283ºK/338ºK = 16%
Así que habrá que aplicar un 16% al resultado que obtuve anteriormente:
62.5Mwh x 16% = 10Mwh
En resumen obtenemos 100Kw/hectarea, por lo que el índice de conversión de energía solar en energía eléctrica es del 1%. Esta última cifra no hay que tenerla muy en cuenta, ya que hay que mirarlo desde el lado de energía/hectarea, pues por ejemplo, en una hectarea con paneles fotovoltaicos (más eficientes) hay que dejar muchos huecos para las sombras, con lo cual se pierde espacio.
Además, hay que mirar también el valor del agua obtenida, algo que habitualmente conlleva un gran gasto energético.
Habría que calcular los gastos de estas instalaciones y obtener el precio del Kwh y el m3 de agua para poderlo comparar con otras energías, como por ejemplo la fotovoltaica. Estoy seguro que sería mucho más rentable que la fotovoltaica y su TRE mucho menor. Además, la tecnología empleada es muy simple y esto lo hace asequible a cualquier pais, lo cual debe tenerse muy en cuenta.
Re: Torres Solares
Enviado en: 08/06/2007 15:14
Por: eduardo37
jarp: veo que tú también te has liado con esto de las chimeneas.
Algunas cosas para agregar:
la eficiencia de sistema de conversión de calor en electricidad de la chimena solar es bajo: con suerte un 1 o 1,5%. Con mucha suerte. Pero creo que eso no tendría mucha importancia si el sistema es económico, y de bajo impacto ambiental.
Creo que merecía la pena investigar donde se producen tantas pérdidas energéticas, porque tal vez con algunas modificaciones se logra incrementar la eficiencia sin aumentar significativamente los costos.
por este motivo es que me parece conveniente considerar la posibilidad de sustituir el método de recolección de calor pasando del invernadero para calentar aire a los paneles planos para calentar agua.
Paso a explicar porqué.
el aire comienza a calentarse desde su ingreso al invernadero y a medidas que aumenta su temperatura comienza a ejercer mayor presión ascendente, pero debe desplazarse unos cuantos cientos de metros aún en el interior del invernadero hasta llegar a ingresar en la chimenea para poder elevarse. Todo ese recorrido por el interior del invernadero, ejerciendo cada vez mayor presión sobre el plástico del techo a medidas que va aumentando su temperatura, aumenta el rozamiento y como sabes eso produce una pérdida en la energía cinética del aire.
Por otro lado el aire es un mal conductor del calor así que no se realmente que cantidad del calor que llega a la superficie del invernadero se puede conservar en el aire.
estos inconvenientes se pueden solucionar captando y transportando el calor a traves del agua hasta el lugar en que más nos conviene usarlo. Si calentamos agua en paneles solares y la transportamos por tuberías con aislamiento térmico conseguimos recolectar un porcentaje del calor incidente por metro de superficie muchas veces mayor, tal vez del orden de unas 10 veces más.
Luego en la base de la chimenea hacemos pasar el agua por un intercambiador de calor que caliente el aire directamente al ingreso de la chimenea. Es bastante simple hacer pasar el aire por un radiador. Además se puede aprovechar la temperatura residual que conserve el agua.
Y también lo que puede ser muy importante es que se podría traer el agua caliente desde mayores distancias por lo que se podría aprovechar el calor excedente de industrias y otras fuentes.
con respecto a lo de la chimenea creo ambos sistemas tienen sus inconvenientes: el de recostarlo en la montaña, y el de chimenea flotante pero.... y si utilizamos una chimenea flotante aferrada por tensores a una montaña? O sea un sistema mixto ??
saludos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 09/06/2007 11:17
Por: jarp
Creo que hemos llegado a un punto en el que no podemos continuar la discusión sin experimentación. Ya todo son suposiciones que habría que probar para ver si son factibles.
De todas formas, queda desmostrado por las experiencias que se han hecho (como la de Manzanares) que la chimenea solar es algo viable que debería llevarse a la práctica en muchos más lugares.
eduardo37, sigo opinando que la idea que planteas de instalar paneles solares para calentar agua incrementaría notablemente los gastos y el resultado sería el mismo o quizás un poco mejor, además de que complicarías la tencnología a usar, haciendo que los paises más pobres tengan que depender de los ricos.
Lo que si me gusta de tu idea es el poder calentar agua en fábricas cercanas (aprovechando el calor que estas puedan emitir) para utilizarlo bajo la chimenea. Aunque también lo veo dificil y costoso para el beneficio que podría brindar.
La idea que yo planteo, y no me refiero a utilizar un colector de 100 hectareas y una chimenea de 1000 m, si no pequeñas centrales de 1 hectarea con una chimenea "hinchable" de 100 m, es muy simple y debe tratarse más como una desaladora que como una central eléctrica, hay que tener muy en cuenta toda la energía que ahorraríamos en desalar agua. Sus costes serían muy bajos y hasta el pais menos desarrollado podría construirlo.
Una central de 1 hectarea produciría 100 Kwh de electricidad y unos 50 m3 de agua diarios, lo cual sería ideal para muchas zonas costeras con problemas de sequía, posibilitando la agricultura y el abastecimiento de la población local. Estaría muy indicado en muchos paises africanos, donde sufren sequías y la demanda de agua y electricidad por habitante en muy baja, o incluso en el sureste de España y Canarias.
Re: Torres Solares
Enviado en: 09/06/2007 15:21
Por: eduardo37
Creo que este hilo debería cambiar su nombre por el de "termosolar sin concentración de baja temperatura" así vemos que solo se trata de una aplicación a gran escala de elementos archi-conocidos.
sigo viendo ventajas en la recolección del calor por medio de un circuito de agua, cuya temperatura se puede elevar hasta unos 110°C con un elemento tan simple y probado como una panel plano, y transportado en forma eficiente hasta el lugar de su transformación en energía cinética.
Intentaré demostrar porqué.
en primer lugar para transportar la misma cantidad de calor hace falta una masa de un volumen 3600 veces superior de aire que de agua. Esto significa que a igual temperatura 1 m3 de agua contine el mismo calor que 3600 m3 de aire.
la primera consecuencia de esto es que las pérdidas energética por rozamiento serán de una magnitud mucho mayor si transportamos el calor en forma de aire caliente que si lo hacemos con agua, por la mayor masa que se debe movilizar.
Esto me parece muy importante de tener en cuenta ya que el calor para el sistema CH. Solar deberá ser recogido en una zona bastante amplia que puede estar ubicada a unos cuantos cientos de metros de la chimenea, pero sería deseable poder recoger calor de una zona mucho más amplia aún. Creo que con aire esto se hace completamente inviable, solo hace falta ver en el estudio chileno que pegué anteriormente cuales son las pérdidas por rozamiento por el solo hecho de inclinar unos grados la chimenea para darse una idea de lo inconveniente de trasladar aire caliente en forma horizontal por largas distancias.
POr otro lado si bien es cierto que un invernadero es algo mucho más simple y económico de construir que un sistema recolector de agua caliente pero :
-El plástico del invernadero deberá ser cambiado cada 3 o 4 años mientras que los colectores de agua caliente pueden durar 40 o 50 años.
-Para recoger la misma cantidad de calor hace falta cubrir una superficie mucho menor con colectores de agua que con invernadero, por lo que el costo podría llegar a ser similar.
-La superficie se inutiliza mucho más con un invernadero que con colectores. La zona de recolección usada con colectores puede ser usada para muchos otros fines, ya que se pueden construir calles y carreteras entre ellos, casas, fábricas, pueden ser ubicados a cierta altura y en los techos de las viviendas particulares, se puede aprovechar la sombra que se produce bajo ellos, no hace falta nivelar el terreno, ya que hasta pueden ser ubicados en zonas escarpadas e irregulares.
-Otra ventaja importante del agua caliente es su posibilidad de ser transportada a mayor distancia con menores pérdidas, como ya dije. Esto puede ser fundamental si queremos contar con el apoyo de la ladera de una montaña para la chimenea ya que posiblemente el lugar más apropiado para ello no se encuentre lindante con la zona ideal de recolección del calor. Quiero decir que es muy dificil de encontrar justo una llanura lindante con una ladera escarpada. Lo más seguro es que la zona indicada para la construcción de la chimenea se encuentre a cierta distancia de la zona de recolección del calor y en ese caso poder conducir el calor por medio de un ducto es de suma importancia.
-otra cuestión es que no hay que olvidar que una parte del calor en el sistema actual es utlizado para calentar agua a los fines de que la chimenea siga funcionando luego de la puesta del sol. Pués es mucho más eficiente calentar directamente el agua, que calentar aire para calentar agua que luego será usada nuevamente para calentar agua.
- El sistema no se complejiza mucho utilizando un sistema de recoleción de calor basado en agua. Solo se agrega un intercambiador de calor agua-aire en la base de la chimenea, y posiblemente también una cámara de expansión.
- También pienso que se puede hacer un sistema mixto. Un invernadero relativamente pequeño junto a la chimenea y agregar colectores planos en la periferia.
Con respecto al material de la chimenea estoy pensando que se podrían utilizar otras opciones para hacerla económica. Si se trata de una chimenea "inflable" opción altamente improbable por las dimensiones de la misma, convendría pensar en una estructura rígida que no tiene porque contener helio ya que puede ser inflada con hidrógeno, gas de alumbrado o aire a cierta presión. Creo que se podría tal vez combinar una estructura rígida inflable con superficies de tela o plásticos.
también creo que conviene estudiar materiales de bajo peso y alta resistencia, como telgopores (poliestireno expandido), fibras de carbono, o incluso plásticos.
pienso que se podría incluso construir una chimenea sostenida por tensores entre medio de 2 montañas.
saludos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 09/06/2007 15:30
Por: eduardo37
Creo que este hilo debería cambiar su nombre por el de "termosolar sin concentración de baja temperatura" así vemos que solo se trata de una aplicación a gran escala de elementos archi-conocidos.
sigo viendo ventajas en la recolección del calor por medio de un circuito de agua, cuya temperatura se puede elevar hasta unos 110°C con un elemento tan simple y probado como una panel plano, y transportado en forma eficiente hasta el lugar de su transformación en energía cinética.
Intentaré demostrar porqué.
en primer lugar para transportar la misma cantidad de calor hace falta una masa de un volumen 3600 veces superior de aire que de agua. Esto significa que a igual temperatura 1 m3 de agua contine el mismo calor que 3600 m3 de aire.
la primera consecuencia de esto es que las pérdidas energética por rozamiento serán de una magnitud mucho mayor si transportamos el calor en forma de aire caliente que si lo hacemos con agua, por la mayor masa que se debe movilizar.
Esto me parece muy importante de tener en cuenta ya que el calor para el sistema CH. Solar deberá ser recogido en una zona bastante amplia que puede estar ubicada a unos cuantos cientos de metros de la chimenea, pero sería deseable poder recoger calor de una zona mucho más amplia aún. Creo que con aire esto se hace completamente inviable, solo hace falta ver en el estudio chileno que pegué anteriormente cuales son las pérdidas por rozamiento por el solo hecho de inclinar unos grados la chimenea para darse una idea de lo inconveniente de trasladar aire caliente en forma horizontal por largas distancias.
POr otro lado si bien es cierto que un invernadero es algo mucho más simple y económico de construir que un sistema recolector de agua caliente pero :
-El plástico del invernadero deberá ser cambiado cada 3 o 4 años mientras que los colectores de agua caliente pueden durar 40 o 50 años.
-Para recoger la misma cantidad de calor hace falta cubrir una superficie mucho menor con colectores de agua que con invernadero, por lo que el costo podría llegar a ser similar.
-La superficie se inutiliza mucho más con un invernadero que con colectores. La zona de recolección usada con colectores puede ser usada para muchos otros fines, ya que se pueden construir calles y carreteras entre ellos, casas, fábricas, pueden ser ubicados a cierta altura y en los techos de las viviendas particulares, se puede aprovechar la sombra que se produce bajo ellos, no hace falta nivelar el terreno, ya que hasta pueden ser ubicados en zonas escarpadas e irregulares.
-Otra ventaja importante del agua caliente es su posibilidad de ser transportada a mayor distancia con menores pérdidas, como ya dije. Esto puede ser fundamental si queremos contar con el apoyo de la ladera de una montaña para la chimenea ya que posiblemente el lugar más apropiado para ello no se encuentre lindante con la zona ideal de recolección del calor. Quiero decir que es muy dificil de encontrar justo una llanura lindante con una ladera escarpada. Lo más seguro es que la zona indicada para la construcción de la chimenea se encuentre a cierta distancia de la zona de recolección del calor y en ese caso poder conducir el calor por medio de un ducto es de suma importancia.
-otra cuestión es que no hay que olvidar que una parte del calor en el sistema actual es utlizado para calentar agua a los fines de que la chimenea siga funcionando luego de la puesta del sol. Pués es mucho más eficiente calentar directamente el agua, que calentar aire para calentar agua que luego será usada nuevamente para calentar agua.
- El sistema no se complejiza mucho utilizando un sistema de recoleción de calor basado en agua. Solo se agrega un intercambiador de calor agua-aire en la base de la chimenea, y posiblemente también una cámara de expansión.
- También pienso que se puede hacer un sistema mixto. Un invernadero relativamente pequeño junto a la chimenea y agregar colectores planos en la periferia.
Con respecto al material de la chimenea estoy pensando que se podrían utilizar otras opciones para hacerla económica. Si se trata de una chimenea "inflable" opción altamente improbable por las dimensiones de la misma, convendría pensar en una estructura rígida que no tiene porque contener helio ya que puede ser inflada con hidrógeno, gas de alumbrado o aire a cierta presión. Creo que se podría tal vez combinar una estructura rígida inflable con superficies de tela o plásticos.
también creo que conviene estudiar materiales de bajo peso y alta resistencia, como telgopores (poliestireno expandido), fibras de carbono, o incluso plásticos.
pienso que se podría incluso construir una chimenea sostenida por tensores entre medio de 2 montañas.
saludos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 09/06/2007 16:44
Por: Karls
Pero que puñetera manía de recoger la Energía del Sol y llevarla distribuida a más de 500 Km, cuando el SOL simultaneamente está en todas partes, ofreciendo su ENERGIA que es la nada despreciable cantidad de 1KW por m2.
El aprovechamiento del sol como energía renovable, es su utilización en el lugar que se proyecta, obteniendo su energía para calefacción, refrigeración, agua caliente, electricidad.
Es demencial pensar en obtener un torrente energético instantáneo del sol, como estamos habituados con la energía fósil y su derivado eléctrico.
Para ello debemos empezar por edificar pensando en el sol y desarrollar equipos a nivel individual, para satisfacer nuestras necesidades en una sociedad de baja energía, sin reducir nuestras necesidades actuales de confort.
En la actualidad se dispone del colector solar térmico, este colector solar del mercado actual, no dispone de las cualidades para obtener durante su vida, que debe ser de más de 15 años, una continuidad del rendimiento inicial, siendo su vida inferior a los 5 años, en la climatología de nuestro país.
Saludos
Re: Torres Solares
Enviado en: 09/06/2007 17:04
Por: eduardo37
Es que nadie piensa en transportar calor a 500 km karls. Pero si sería conveniente disponer de una fuente para transportar calor en un radio de unos 5 o 10 km de distancia, apenas lo suficiente como para esquivar una montaña o cruzar un curso de agua o una zona densamente poblada.
Y no sé como andarán por allá con los colectores planos pero conozco algunos fabricados con materiales locales con 20 años de fucionamiento.
pero evidentemente en los países desarrollados es más fácil pensar en construir una nueva vivienda "más ecológica" que en optimizar una ya hecha. Escucho muchas opiniones a favor de cambiar elecrodomésticos y coches viejos por otros mucho más nuevos y eficientes, en fin, opiniones de combatir el hiperconsumo con más consumo.
más de lo mismo, me temo.
saludos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 09/06/2007 17:06
Por: eduardo37
Es que nadie piensa en transportar calor a 500 km karls. Pero si sería conveniente disponer de una fuente para transportar calor en un radio de unos 5 o 10 km de distancia, apenas lo suficiente como para esquivar una montaña o cruzar un curso de agua o una zona densamente poblada.
Y no sé como andarán por allá con los colectores planos pero conozco algunos fabricados con materiales locales con 20 años de fucionamiento.
pero evidentemente en los países desarrollados es más fácil pensar en construir una nueva vivienda "más ecológica" que en optimizar una ya hecha. Escucho muchas opiniones a favor de cambiar elecrodomésticos y coches viejos por otros mucho más nuevos y eficientes, en fin, opiniones de combatir el hiperconsumo con más consumo.
más de lo mismo, me temo.
saludos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 09/06/2007 17:28
Por: eduardo37
Seré más preciso. En un radio de 100 de la chimenea aproximadamente creo que conviene calentar directamente el aire. Entre los 100mts. y los 10 km, agua.
Además tampoco estoy de acuerdo con el exceso de individualismo, o sea cada uno con su panelito fotovoltaico, su conversor, su propia huerta, su propia producción de agua caliente, etc, etc, etc.
creo más conveniente y eficiente pensar los sistemas energéticos descentralizados pero adaptados a comunidades de entre 10.000 y 50.000 habitantes que cubran las necesidades de pequeñas ciudades adaptadas a la vida comunitaria.
De nada sirve multiplicar los sistemas de suministro energético para disponer de uno por familia.
Eso es pura cultura del consumo.
ahora sí, saludos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 09/06/2007 17:29
Por: eduardo37
Seré más preciso. En un radio de 100 de la chimenea aproximadamente creo que conviene calentar directamente el aire. Entre los 100mts. y los 10 km, agua.
Además tampoco estoy de acuerdo con el exceso de individualismo, o sea cada uno con su panelito fotovoltaico, su conversor, su propia huerta, su propia producción de agua caliente, etc, etc, etc.
creo más conveniente y eficiente pensar los sistemas energéticos descentralizados pero adaptados a comunidades de entre 10.000 y 50.000 habitantes que cubran las necesidades de pequeñas ciudades adaptadas a la vida comunitaria.
De nada sirve multiplicar los sistemas de suministro energético para disponer de uno por familia.
Eso es pura cultura del consumo.
ahora sí, saludos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 10/06/2007 14:07
Por: eduardo37
veo que se han duplicado mis últimos mensajes. Creo que sería conveniente eliminar la copia par no ocupar espacio inutilmente. Posiblemente se deba a que luego de enviar los mensajes tengo la costumbre de apretar la flecha superior de retroceso de la barra de herramientas, ya que me dió la impresión de que al volver a la página de confirmación del éxito de envio, se envía nuevamente.
También aprovecho para pegar este enlace
aquí[*5] en la pág. 4 contiene un esquema de una torre solar donde el aire es calentado al ingreso de la chimena y datos importantes para calcular cuál puede ser el rendimiento si empleamos un circuito cerrado de recolección de calor empleando un fluído caloportador.
saludos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 11/06/2007 14:28
Por: jarp
eduardo37, las placas solares convencionales que se instalan para agua sanitaria alcanzan unos 60-70ºC. Si dichas placas ya son muy caras, imagina las que tu dices de 110ºC. Por otro lado, ten cuidado con la vida útil de la placa, pues ningún fabricante te va a dar tantos años de garantía como dices. Que tú veas por ahí placas con más de 20 años no quiere decir que todas vayan a aguantar lo mismo (también hay ancianos con 110 años). Piensa que una fuerte granizada puede cargarse las placas incluso dos días después de ser instaladas.
Por otro lado, ¿por qué quieres convertir: energía solar > agua caliente > aire caliente > movimiento de turbina > electricidad? Yo ahorraría pasos y con el agua caliente movería un motor (cualquiera de los sistema que vimos en el hilo energía solar sin concentración) para generar electricidad. Piensa que cada transformación de energía conlleva grandes pérdidas. Incluso si haces los cálculos de los rendimientos de cada cambio de energía se demuestra que es menos eficiente que usar un motor directamente con agua caliente, ya que estas introduciendo las pérdidas de la turbina de viento (solo una parte del movimiento de aire se convierte en rotación de la turbina) las cuales te ahorrarías con un motor stirling por ejemplo.
No entiendo ese empeño por querer complicarnos y encarecernos la vida. El sistema que tú propones dificilmente valdría para un pais tercermundista, en cambio, el que yo he expuesto si es muy factible. Debes tener muy en cuenta que DESALA AGUA, un bien muy escaso en muchos lugares del tercer mundo y que cuesta muchísimo dinero paliar.
Como ya dije, basta con hacer un colector de 1 hectarea con simple plastico de invernadero, el cual, aunque se deteriore pronto o lo rompa una granizada, puede sustituirse fácil y económicamente y seguir siendo viable. En cambio, si se rompe un panel solar de los tuyos (110ºC) cuesta un ojo de la cara sustituirlo. Además tus colectores desaprovechan mucha superficie entre ellos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 11/06/2007 18:14
Por: eduardo37
Vayamos por partes, como decía Jack el Destripador.
Con respecto a usar un invernadero para desalación me parece acertado, y de hecho se hace.
Tienes que tener en cuenta que el agua comenzará a condensarse sobre el plástico dentro del invernadero y que gran parte no llegará a la chimenea porqué habrá precipitado antes de llegar.
Tienes también que tener en cuenta que todo el trayecto de traslado de una masa de aire caliente y húmeda desde el ingreso al invernadero hasta el ingreso a la chimenea tiene un costo energético que se traduce en pérdidas o menor rendimiento de la turbina eólica. Las pérdidas por roce de aire caliente expandido contra el techo y el piso del invernadero serán muy importantes, y se van incrementando al cubo del aumento de la velocidad del aire en su interior.
Con respecto a los paneles planos:
Por muy poca duración que tengan siempre será muy superior a la del invernadero.
No tienen porqué ser muy costosos, de hecho también funcionan con el efecto invernadero pero para calentar agua, y básicamente se trata de una caja de plástico negro. Lógico que si hablamos de colectores con tubos de vacío es otra historia.
Llegado el caso se puede diseñar una amplia pileta de unos 5 cms de profundidad cubierta por un vidrio transparente, por donde circule el agua y vaya adquiriendo temperatura y es casi lo mismo.
Pileta Solar Salina en Israel
La idea básica implica una pileta de agua salina, de alrededor de 2 metros de profundidad, que es mantenida artificialmente de modo que su grado de salinidad (y consecuentemente su densidad) sea mayor hacia el fondo que en la superficie. La absorción de la radiación solar en el fondo de la pileta calienta el agua de las profundidades que no pueden subir por su alta densidad en relación a las capas superiores. En tal situación la temperatura del agua en el fondo aumenta y puede alcanzar temperaturas cercanas a los 100C. Más aún, dado que las que las piletas son muy grandes - una de las piletas de demostración, en Beit Haaravá, es de 250.000 metros cuadrados - esto representa una enorme cantidad de energía acumulada. La Corporacion Ormat, que fue una de las pioneras de este tipo de piletas, desarrolló una turbina especial de baja temperatura que permite al agua caliente de la pileta convertir un fluido orgánico en vapor y así producir electricidad. Para la pileta de Beit Haaravá se construyó una turbina de 5 MW.
La eficiencia termodinámica de un sistema productor de energía de este tipo, comparativamente a baja temperatura, exige pocos requisitos, aproximadamente 1% como óptimo. De acuerdo con esto, uno podría prever que una pileta así produzca, como promedio, sólo alrededor de 570 kWh de energía eléctrica. Una turbina de 5 MW podría, por lo tanto, parecer a primera vista muy poco optimista. No obstante, lo que da un valor singular a las piletas solares, en comparación con todas las demás tecnologías, es su capacidad de acumulación incorporada. Tarda varias semanas hasta que la temperatura de la pileta alcanza un estado constante en sus mayores profundidades, después de lo cual, siempre que no se extraiga energía a una tasa promedio mayor que el 570 kWh nominal en una base anual, se puede obtener una producción de energía enormemente mayor por algunas horas al día - generalmente durante los períodos picos de carga en la mañana y en la tarde. De hecho se permite a la pileta absorber energía solar durante el día, pero se opera la turbina sólo temprano en la mañana y en las horas postreras de la tarde. Las turbinas de fluido orgánico de Ormat han demostrado tener larga vida, parcialmente porque es una unidad totalmente sellada, que se las puede encontrar en todo lugar en que existen fuentes de baja temperatura y se necesita energía eléctrica.
Copiado de
Energ?a solar en Israel[*6]
Cito este texto para entender que lo de las piletas solares ya ha sido estudiado y no es un invento del TBO.
Por otro lado lo del stirling ya se ha hablado y ha quedado claro de su baja eficiencia con un gradiente térmico de 50 o 60 °C, y el problema de sus complicaiones técnicas. Si es por aprovechar la energía solar de baja temperatura me parece mejor turbinar directamente una corriente de aire cálido ascendente, para lo cuál hay que usar una chimena.
Lo de la temperatuta tienes razón que 110°C es muy elevada, quizás bastaría con menos, pero no creas que los colectores solares son algo inaccesible para países del tercer mundo. En absoluto es así, de hecho se instalan plantas nucleares y se envían satelites al espacio por aquí. El problema viene más por la falta de recursos económicos para la investigación y desarrollo, que por la falta de tecnología o recurso humano capacitado.
Además creo que haciendo un cálculo a ojo, si con los paneles captas el 60% de la radiación incidente en una superficie, consigues transferir la mitad de eso al aire al ingreso de la chimenea, o sea un 30 % y terminas aprovechando solo un 10 % en el generador eólico no me parece una mala opción teniendo en cuenta lo simple del sistema. De hecho la eficiencia será mucho mayor que con el sistema tradicional de chimenea solar. Además me parece que de esta forma también se podría reducir la altura necesaria de la chimenea ya que el tiraje necesario para producir la misma energía será menor, porque veo que gran parte de potencia generada por la chimena se consume en trasladar la masa de aire caliente desde el ingreso al invernadero hasta la base de la chimena. Recuerda que para trasladar la misma cantidad de calor en aire hace falta un volumen 3400 veces superior que si lo haces con agua, lo que además implica un peso total 3 veces mayor.
De allí que me animo a decir que conviene calentar agua y no aire.
saludos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 11/06/2007 21:22
Por: jarp
Eduardo37, se te está escapando un dato MUY IMPORTANTE:
No estás aplicando el teorema de Carnot cuando conviertes el calor del aire en movimiento de este!!! Si repasas los últimos cálculos que he hecho en post anteriores verás que yo al principio tampoco lo apliqué pero luego me dí cuenta del error y lo apliqué.
Debés entender que lo hagas como lo hagas (stirling, turbina, noria...) siempre deberás aplicar dicho teorema, el cual te va a decir el
rendimiento máximo que puedes obtener con dos focos de temperatura distintos. Por ello, veo que es una tontería calentar agua para luego calentar aire y hacerlo pasar por una turbina, pues estás añadiendo más pérdidas al sistema. Aquí detallo el rendimiento máximo de cada paso:
Energía solar > Agua caliente 60%
Agua caliente > Aire caliente 50% (como dices tú)
Aire caliente > Movimiento ascendente (T caliente - T fria)/T caliente = (338-293)/338 = 13% (T está en ºK, he tomado 65ºC y 20ºC)
Movimiento acendente > Rotación turbina 40%
Rotación turbina > Electricidad 90%
Con lo que el rendimiento teórico máximo del sistema completo sería: 1.4%
Te vas a gastar bastante dinero en paneles y tuberías con aislante con un sistema que solo puede cubrir 1/3 de la superficie para evitar que se hagan sombras unos a otros, es decir, su rendimiento por hectarea sería 1.4% / 3 =
0.47%/superficie, con lo que suponiendo una insolación de 1000W/m2 durante 10 horas/dia nos da un máximo teórico de 470Kw/hectarea diarios.
Si en vez de esto, utilizas el agua caliente para mover un ingenio de los que vimos en el hilo "Energia solar sin concentración" (stirling, noria...), te ahorrarás el paso "Movimiento acendente > Rotación turbina", con lo que ganas un 40% de eficiencia y eliminas la chimenea y la turbina, los cuales son sustituidos por el ingenio que utilices, como por ejemplo un motor stirling. De esta forma, el rendimiento teórico máximo del sistema completo sería:
3.51%, con lo que obtendrías diariamente un máximo teórico de 1170Kw/hectarea sembrada de paneles.
Respecto al invento del invernadero que yo decía, tú dices:
Tienes que tener en cuenta que el agua comenzará a condensarse sobre el plástico dentro del invernadero y que gran parte no llegará a la chimenea porqué habrá precipitado antes de llegar.
Ya lo había pensado y se puede recoger dicho agua desalada en canales a donde escurra por gravedad (debido a la inclinación que tendría el techo), por lo que no se desaprovecharía ni el agua ni el calor, el cual es vuelto a liberar al medio durante la condensación. También había pensado que lo más eficiente es colocar un techo doble (un plástico encima de otro) para que la cámara de aire intermedia haga de aislante y mejore la eficiencia del sistema.
Tienes también que tener en cuenta que todo el trayecto de traslado de una masa de aire caliente y húmeda desde el ingreso al invernadero hasta el ingreso a la chimenea tiene un costo energético que se traduce en pérdidas o menor rendimiento de la turbina eólica. Las pérdidas por roce de aire caliente expandido contra el techo y el piso del invernadero serán muy importantes, y se van incrementando al cubo del aumento de la velocidad del aire en su interior.
También lo había pensado y se reducen las pérdidas haciendo el invernadero más alto en su zona central (donde está la chimenea) y más bajo en sus laterales. Así, cuanto más se caliente y expanda el aire más alto estará el techo y más espacio tendrá para pasar, haciendo que la velocidad de este sea lo más baja posible para evitar pérdidas por rozamiento. De esta forma, se podría empezar con solo unos centímetros de altura en los extremos y acabar en la parte de la chimenea con varios metros de altura.
También debes tener en cuenta que cuanto menos denso se vaya haciendo el aire con el calor menor será su fuerza de rozamiento (porque tiene menos partículas por cm3). Y otro factor importante es que el limitador de la velocidad de la corriente de aire es la turbina y no el techo (sería como usar una tubería muy gruesa para un pequeño grifo).
De todas formas, se me ocurre una variante en la que no necesitariamos la chimenea. Todo consistiría en cubrir una antigua salina abandonada con invernaderos convencionales de los usados en la agricultua pero con el techo lo más alto posible. Los techos están formados por arcos sucesivos. En las bajadas de los arcos colocariamos unas canaletas que recogieran el agua condensada en el techo y que escurriría por gravedad. Dicha agua sería conducida hasta un depósito y de este saldría un tubo para otro depósito más bajo, aprovechando el salto de agua por una turbina.
Otra variante mucho mejor sería usar invernaderos con poca altura y colocar doble plástico para aislar más y evitar la condesación en el techo. En las partes más altas colocariamos chimeneas que conducirian mediante un tubo el vapor a un tanque elevado donde se condensaría (dicho tanque tendría mucha superficie de contacto con el aire exterior para su enfriamento). El aire restante ya sin vapor sería enviado de nuevo al invernadero para aprovechar el calor residual. El agua desalada del tanque caería hasta otro tanque más abajo aprovechando el salto con una turbina.
En teoría, estas últimas variables sin chimenea son más eficientes y más baratas.
Re: Torres Solares
Enviado en: 11/06/2007 21:34
Por: jarp
Eduardo37, también te quería decir que mientras un m2 de cristal de unos 5 mm de grosor cuesta 30 Euros aproximadamente, el m2 de plastico de invernadero cuesta menos de 1 Euro. Es decir, que hay una diferencia de 1/30 solo en el precio del material usado como cubierta, sin contar el resto de artilugios que utiliza un panel solar y los cientos de metros de tubería aislada que necesitarias, mintras que el invernadero solo necesita unos simples tubos metálicos, existiendo empresas montadoras de invernaderos en cualquier parte.
Re: Torres Solares
Enviado en: 11/06/2007 21:49
Por: jarp
Antes me he equivocado:
Si en vez de esto, utilizas el agua caliente para mover un ingenio de los que vimos en el hilo "Energia solar sin concentración" (stirling, noria...), te ahorrarás el paso "Movimiento acendente > Rotación turbina", con lo que ganas un 40% de eficiencia y eliminas la chimenea y la turbina, los cuales son sustituidos por el ingenio que utilices, como por ejemplo un motor stirling. De esta forma, el rendimiento teórico máximo del sistema completo sería: 3.51%, con lo que obtendrías diariamente un máximo teórico de 1170Kw/hectarea sembrada de paneles.
No he tenido en cuenta que también te ahorrarías el paso "Agua caliente > Aire caliente 50%", con lo que se duplicaría la eficiencia, siendo entonces del
7%, con lo que obtendrías diariamente un máximo teórico de 2340Kw/hectarea sembrada de paneles.
Re: Torres Solares
Enviado en: 12/06/2007 00:10
Por: eduardo37
Jarp: tienes razón, en mis cálculos no he aplicao el teorema de carnot. Por eso que te decía antes de conseguir 110°C en el agua, y si tenemos 10°C a la salida de la chimenea o sea un gradiente térmico de 100°C el rendimiento teórico creo que se aproxima a un 18% del cuál con la turbina y una corriente de aire rápida seguramente puede aprovecharse un 40 % , o sea un 7 y pico como tu dices. Pero con: una diferencia térmica de 100°C y sin contar pérdidas por conducción y bombeo del agua, pérdidas en el intercambiador (que no son del 50% como puse antes), etc.
Pero de todas formas es un rendimiento varias veces superior al de las torres con invernadero.
Por otro lado lo que dices del costo del cristal puede ser cierto, pero que sea 30 veces más barato un plástico no quiere decir que los paneles sean caros. Hay modelos de paneles muy económicos, sobre todo los destinados a calefaccionar piletas de natación y además todo dependerá del rendimiento que nos permitan alcanzar para saber si se justifica la inversión.
Por otro lado insistes en que se ocuparía mayor superficie con los paneles porque supongo que te los imaginas puesto inclinados en un ángulo de 40° con lo cuál tendrían un rendimiento óptimo en España, pero eso no quiere decir que no se puedan poner en forma horizontal sobre el piso y resignar algo de rendimiento.
con respecto a lo que dices del diseño del invernadero con techo inclinado me parece correcto. Creo que el ángulo de inclinación que deberías tener para que el agua que se condense en el techo no precipite es de 30°, por lo que si comienzas a la altura del agua a los 100 mts de invernadero ya tendrás una altura de unos 70 mts, y a los 500 mts de invernadero creo que deberás pensar en al menos unos 350 mts de altura. Nada económico, calculo.
Además los invernadero no son tan simples y menos los de grandes dimensiones.
Esto me ha hecho acordar a la última que fui de camping ya que luego de una tormenta el techo de la carpa estructural que no estaba bien estirado comenzó a acumular agua y a hacer una panza hacia el interior de la carpa. Al rato de largarse la lluvia creo que ya teníamos varias tn de agua sobre la cabeza y todos estabamos sosteniendo el techo, además los parantes comenzaron a ceder, y bue, terminamos bastante mal.
Te lo cuento porque en todos los proyectos de torres solares que veo aparecen elegantes dibujos de invernaderos acristalados de varios km2 y solo basta pensar que pasaría si se larga a llover o nevar. No se ve que sistemas de canaletas tienen, y que desagües, y porque el techo no necesita inclinación para evacuar el agua o la nieve, o como tú bien adviertes para no aumentar la fricción , ya que si bien el aire se va haciendo menos denso a medidas que se calienta la densidad solo disminuye un 20% a los 80 o 90°C de temperatura por lo que pesa alrededor de 1 Kg contra 1,2 Kg que pesa a los 15°C.
Además también hay que definir si lo que queremos producir es agua dulce o electricidad.
pero de todas formas coincido contigo que apostaría por torres medianas, de no más de 200 o 250 mts de altura, con un invernaderos cónicos en su base y un sistema de recolección de calor por medio de agua en la periferia con paneles ultraeconómicos.
Saludos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 12/06/2007 00:22
Por: eduardo37
Jarp: tienes razón, en mis cálculos no he aplicao el teorema de carnot. Por eso que te decía antes de conseguir 110°C en el agua, y si tenemos 10°C a la salida de la chimenea o sea un gradiente térmico de 100°C el rendimiento teórico creo que se aproxima a un 18% del cuál con la turbina y una corriente de aire rápida seguramente puede aprovecharse un 40 % , o sea un 7 y pico como tu dices. Pero con: una diferencia térmica de 100°C y sin contar pérdidas por conducción y bombeo del agua, pérdidas en el intercambiador (que no son del 50% como puse antes), etc.
Pero de todas formas es un rendimiento varias veces superior al de las torres con invernadero.
Por otro lado lo que dices del costo del cristal puede ser cierto, pero que sea 30 veces más barato un plástico no quiere decir que los paneles sean caros. Hay modelos de paneles muy económicos, sobre todo los destinados a calefaccionar piletas de natación y además todo dependerá del rendimiento que nos permitan alcanzar para saber si se justifica la inversión.
Por otro lado insistes en que se ocuparía mayor superficie con los paneles porque supongo que te los imaginas puesto inclinados en un ángulo de 40° con lo cuál tendrían un rendimiento óptimo en España, pero eso no quiere decir que no se puedan poner en forma horizontal sobre el piso y resignar algo de rendimiento.
con respecto a lo que dices del diseño del invernadero con techo inclinado me parece correcto. Creo que el ángulo de inclinación que deberías tener para que el agua que se condense en el techo no precipite es de 30°, por lo que si comienzas a la altura del agua a los 100 mts de invernadero ya tendrás una altura de unos 70 mts, y a los 500 mts de invernadero creo que deberás pensar en al menos unos 350 mts de altura. Nada económico, calculo.
Además los invernadero no son tan simples y menos los de grandes dimensiones.
Esto me ha hecho acordar a la última que fui de camping ya que luego de una tormenta el techo de la carpa estructural que no estaba bien estirado comenzó a acumular agua y a hacer una panza hacia el interior de la carpa. Al rato de largarse la lluvia creo que ya teníamos varias tn de agua sobre la cabeza y todos estabamos sosteniendo el techo, además los parantes comenzaron a ceder, y bue, terminamos bastante mal.
Te lo cuento porque en todos los proyectos de torres solares que veo aparecen elegantes dibujos de invernaderos acristalados de varios km2 y solo basta pensar que pasaría si se larga a llover o nevar. No se ve que sistemas de canaletas tienen, y que desagües, y porque el techo no necesita inclinación para evacuar el agua o la nieve, o como tú bien adviertes para no aumentar la fricción , ya que si bien el aire se va haciendo menos denso a medidas que se calienta la densidad solo disminuye un 20% a los 80 o 90°C de temperatura por lo que pesa alrededor de 1 Kg contra 1,2 Kg que pesa a los 15°C.
Además también hay que definir si lo que queremos producir es agua dulce o electricidad.
pero de todas formas coincido contigo que apostaría por torres medianas, de no más de 200 o 250 mts de altura, con un invernaderos cónicos en su base y un sistema de recolección de calor por medio de agua en la periferia con paneles ultraeconómicos.
Saludos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 12/06/2007 10:19
Por: jarp
Eduardo37, creo que no has entendido lo que te he querido explicar. Con el agua caliente puedes obtener 4 veces más rendimiento con cualquier ingenio de los que vimos en el hilo solar sin concentración que calentando aire para hacerlo pasar por una turbina eólica. Te sugiero que vuelvas a leer los 3 últimos mensajes que escribí, estoy hablando de MULTIPLICAR POR 4 EL RENDIMIENTO.
Por otro lado, hablas de obtener 110ºC pero también dices de utilizar paneles "ultraeconómicos" y acostados en el suelo "resignando algo de rendimiento". Te darás cuenta que son términos INCOMPATIBLES.
Por mi parte, voy a continuar mi invento en el hilo "energia solar sin concentración", puesto que como dije en el mensaje anterior, he encontrado una forma más eficiente que no utiliza chimenea ni invernaderos altos ni con inclinación. Dicho invento se puede usar para obtener solo electricidad o para obtener agua desalada y electricidad sacrificando una parte de la producción electrica (aunque mucho menos que en una desaladora convencional).
Re: Torres Solares
Enviado en: 12/06/2007 14:37
Por: eduardo37
Jarp: creo que tú tampoco has entendido algunas cosas.
Sigues insistiendo con que los paneles desperdician 2/3 de la superficie. Me haces acordar al hilo del biodiesel de algas donde alguién supuso que poniendo los reactores en forma vertical o haciendolo más altos conseguirá captar mayor radiación solar.
Creo que estás cayendo en el mismo error. Los paneles en España se ubican con una inclinación de 40° para que la radiación solar incida más eficientemente en su superficie pero si ves las sombras tras de ellos verás que casi toda la superficie posterior se encuentra sombreada.
En definitiva y aunque separes y queden pasillos (muy bienvenidos) entre líneas de paneles, la captación de radiación solar será casi la misma que si lo ubicaras uno al lado del otro en el piso, sin dejar separación.
Por otro lado: estás en un gravísimo error si crees que es posible obtener un rendimiento 4 veces superior de un hipotético Stirling que usando turbinas eólicas.
suponiendo que tenemos una cantidad x de lts de agua calentada a 100°C, porque con los paneles solares comunes se puede obtener esa temperatura, lo que pasa es que para ACS solo se necesitan 40 o 50°C, pero si solo deja de circular el agua en verano por el interior de los paneles pronto tendrás más de 100°C.
Pero volviendo a la suposición de que tengamos x lts de agua a 100°C (para utilizar un número redondo) y según CArnot el rendimiento máximo teórico sea del 18%:
-1- Utilizando el sistema de chimeneas obtienes un foco frío inferior al de la temperatura ambiental, producto de la altura que se alcanza con ella.
-2-Utilizas un sistema de generación eléctrica con turbinas eólicas archiprobadas durante millones de horas en todas las condiciones climática, la que además se encontrará dentro de un ducto con una corriente de aire controlada, o sea en condiciones casi ideales de funcionamiento y control.
-3- Aún no conozco ningún Stirling comercial para esa temperatura (100°C), a la que deberás restarle la temperatura ambiental, y menos aún uno en condiciones
reales de generar varios MW.
También lo había pensado y se reducen las pérdidas haciendo el invernadero más alto en su zona central (donde está la chimenea) y más bajo en sus laterales. Así, cuanto más se caliente y expanda el aire más alto estará el techo y más espacio tendrá para pasar, haciendo que la velocidad de este sea lo más baja posible para evitar pérdidas por rozamiento. De esta forma, se podría empezar con solo unos centímetros de altura en los extremos y acabar en la parte de la chimenea con varios metros de altura.
Aquí has detectado el inconveniente mayor del sistema Invernadero-Chimena.
Mientras lo ideal en la chimenea es que el aire se desplace lo más rápido posible para aumentar el rendimiento de la turbina eólica, en el invernadero lo ideal es que el aire circule lo más lento posible para no aumentar las pérdidas por rozamiento.
Además como ya he explicado el aire es un fluido inconveniete para transportar calor, por ser demasiado pesado y voluminoso. Con el sistema de agua caliente solo agregas un cambio extra en el medio de transporte del calor, pero que representa mayores ganancias totales que pérdidas. No se puede pensar que siempre lo más complejo es peor, a veces la complejidad permite ganar rendimiento final y entonces se justifican los mayores gastos que implica el aumento de la complejidad.
Y si bien con el sistema que propongo el calor del agua finalmente será cedido al aire, esto será hecho en el lugar donde el aire comienza a entregarnos
un trabajo, esto es en el lugar donde puede comenzar a elevarse: el interior de la chimenea, ¡y no antes!
Por otro lado no siempre se puede esperar obtener la aprobación de todo el mundo. Hace casi un año sospechaba que la torre se podría llegar a inclinar unos cuanto grados y nadie me dio fe, y hoy contamos con un estudio que demuestra que es posible inclinarla entre unos 20 y 30° con pérdidas mínimas. Así que no me hago problemas por eso.
Saludos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 12/06/2007 15:12
Por: eduardo37
Una cosa más.
Si calentamos el aire en un invernadero el calor se transmite por radiación, mientras que si lo calentamos con un radiador lo hacemos por conducción, a una velocidad mucho mayor y con una expansión casi instantánea.
Re: Torres Solares
Enviado en: 12/06/2007 15:59
Por: jarp
Eduardo37, veo que sigues empeñado en complicar el sistema calentando aire con agua. Me parece que aún no has entendido el concepto.
Si tienes agua caliente de la que puedes obtener electricidad directamente ¿por qué vas a convertirlo en aire caliente dividiendo el rendimiento entre 4? Pierdes muchísima energía al calentar el aire (pues no puedes cederle todo el calor almacenado en el agua) y pierdes mucha energía en las aspas del molino eólico (pues el rendimiento máximo de estos creo que es del 40%).
Es mejor utilizar el agua caliente para mover cualquier artilugio como un stirling o la rueda aquella que vimos que tenía un rendimiento del
80% sobre el rendimiento de Carnot!!!. Pero ya que te gusta la chimenea te propongo que hagas una
chimenea de agua en vez de aire, el agua caliente también asciende y con ella podrías mover una hidroturbina, que es más eficiente que una turbina eolica, además aprovecharías todo el calor del agua. Dibuja un pequeño diseño y verás las ventajas que tiene esto que acabo de decir ;)
Por otro lado:
-1- Utilizando el sistema de chimeneas obtienes un foco frío inferior al de la temperatura ambiental, producto de la altura que se alcanza con ella.
La bajada de temperatura que se consigue con la chimenea es de 1ºC cada 100 m de altura, con lo cual no creo que ganes mucha eficiencia, a no ser que hagas la torre más alta jamás construida.
De todas formas, creo que hay sistemas más interesantes y económicos que este de la chimenea para obtener electricidad de la energía solar. Ya contaré más en el hilo de energía solar sin concentración cuando tenga un poco de tiempo.
Re: Torres Solares
Enviado en: 12/06/2007 16:43
Por: eduardo37
Jarp: hagamos una cosa: si tú me presentas un sistema de conversión de agua caliente a 100°C en electricidad a una tasa de eficiencia superior al 4 o 5%, que creo que es el rendimiento que finalmente tendría el sistema agua caliente-torre solar yo admitiré mi error y no volveré a mencionar esta idea-
pero:
1-hablemos de agua caliente a baja temperatura > a 100°C donde la velocidad de evaporación es mínima, casi inservible para pensar en una turbina de vapor.
2- hablemos de dispositivos probados y de los cuáles se cuente con datos. No de futuros desarrollos stirlingianos.
Además no entiendo porque hablas de dividir por 4 el rendimento del agua caliente. Si no te molesta vuelve a explicarmelo. Yo creo que es posible transferir un porcentaje importante (no sé exactamente cuánto) del calor del agua al aire, y por otro lado, como ya explique hasta el cansancio, recolectarlo mucho más eficentemente, por eso el rendimento final da muy por encima del de la chimenea con invernadero.
Con respecto a lo de la chimena de agua lo he pensado, ya que también es posible aprovechar la propiedad del agua caliente de ascender. Pero ojo que su ascención es en un medio acuático. No ascenderá nada en el aire.
Ceo que otro sistema posible sería calentar un fluído que se vaporice a baja temperatura como amoníaco o metanol en paneles solares, introducirlo en un ducto para que el gas mueva una turbina y luego de eso hacer pasar el ducto por agua fría de un río o el mar. Posteriormente y una vez que el fuído se haya condensado en forma líquida, se vuelve a inyectar en los paneles. Sería un sistema cerrado.
Pero: otra vez lidiamos con la fricción de una gas avanzando por un ducto estrecho y el rendimento debido al bajo gradiente térmico que se consigue no será muy importante.
saludos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 12/06/2007 17:18
Por: eduardo37
Por otro lado jarp, no solo a mi me gustan las chimeneas, mira a tu alrededor y seguramente verás unas cuantas.
¿qué crees que las hace tan interesante como para que estemos invadidos por ellas?
No se trata solo de las diferencias de temperatura, sino más bien las diferencias de presiones que producen esas temperaturas en el medio "aire".
1 m3 de aire a 15°C= 1,23 kg.
1 m3 de aire a 75°C= 1,02 Kg
Re: Torres Solares
Enviado en: 12/06/2007 19:41
Por: jarp
Eduardo37 dijo:
Jarp: hagamos una cosa: si tú me presentas un sistema de conversión de agua caliente a 100°C en electricidad a una tasa de eficiencia superior al 4 o 5%, que creo que es el rendimiento que finalmente tendría el sistema agua caliente-torre solar yo admitiré mi error y no volveré a mencionar esta idea-
pero:
1-hablemos de agua caliente a baja temperatura > a 100°C donde la velocidad de evaporación es mínima, casi inservible para pensar en una turbina de vapor.
2- hablemos de dispositivos probados y de los cuáles se cuente con datos. No de futuros desarrollos stirlingianos
En primer lugar, la eficiencia de tu invento rondará el 1% según los cálculos que hice más arriba y que más abajo te explicaré (lo de dividir por 4 el rendimento).
En el hilo "energia solar sin concentración" ya se citaron algunos sistemas y se dieron links de páginas donde aparecen otros. Todos funcionaban con temperaturas bajas (energía solar sin concentración) y los rendimientos superaban el 5%.
Recuerdo que la
rueda de Wally Milton daba el 80% de la eficiencia del ciclo de Carnot, por lo que suponiendo una
temperatura caliente de 65ºC y una fria de 20ºC tenemos un 13% según el ciclo de Carnot, al que aplicamos el 80% y nos dá:
10.4%. Aunque hay que tener en cuenta también el rendimiento de los paneles solares, lo cual podemos decir que es del 60%, dando como resultado total un
6%, con lo cual es más eficiente que tu sistema.
Además no entiendo porque hablas de dividir por 4 el rendimento del agua caliente. Si no te molesta vuelve a explicarmelo. Yo creo que es posible transferir un porcentaje importante (no sé exactamente cuánto) del calor del agua al aire, y por otro lado, como ya explique hasta el cansancio, recolectarlo mucho más eficentemente, por eso el rendimento final da muy por encima del de la chimenea con invernadero.
1. Cuando pones un cuerpo caliente junto a uno frio, el caliente cede calor al frio
hasta igualarse las temperaturas en una cifra intermedia. Es decir, el cuerpo frio nunca alcanzará la temperatura que tenía el cuerpo caliente y, por tanto, nunca podrás calentar el aire a la misma temperatura que el agua, si no a una temperatura intermedia.
Yo he supuesto que en tu sistema el aire absorve la mitad del calor del agua caliente, repartiéndose dicho calor entre ellos (aire y agua).
2. Las turbinas eólicas tienen un rendimiento máximo que creo que es del 40%.
Por tanto, cada uno de estos dos puntos reduce aproximadamente a la mitad el rendimiento del sistema. La mitad de la mitad es 1/4 y de ahí lo que te digo.
Con respecto a lo de la chimena de agua lo he pensado, ya que también es posible aprovechar la propiedad del agua caliente de ascender. Pero ojo que su ascención es en un medio acuático. No ascenderá nada en el aire.
Me refería a una chimenea de agua en circuito cerrado:
Al calentarse el agua se hace menos densa y asciende por el tubo ascendente. En la parte alta y donde empieza el tubo de descenso hay un radiador que enfría el agua y esta se hace más densa, bajando por el tubo descendente hasta llegar a la hélice del hidrogenerador. Una vez que pasa la hélice el agua discurre hacia los paneles solares donde se calienta con el sol y se repite el ciclo.
Fácil y sencillo. El rendimientos será el del ciclo de carnot menos las pérdidas en los paneles solares, las tuberías y en la turbina (intenta buscar en internet la eficiencia de las turbinas hidráulicas).
Se podría estudiar también la posililidad de instalar este sistema en la ladera acantilada de una montaña y aprovechar algún riachuelo para enfriar el radiador. De todas formas, la montaña no debería hacer sombra a los paneles.
Otra variante sería sustituir los radiadores por espejos que concentraran el calor en la parte baja de la tubería ascendente, calentando el agua del interior de esta. Esto sería más barato, tendría menos pérdidas y alcanzariamos mayor temperatura, mejorando muchísimo el ciclo de carnot.
Re: Torres Solares
Enviado en: 12/06/2007 20:53
Por: eduardo37
Jarp: no se trata solo de la temperatura que puede alcanzar el aire sino de la velocidad con que lo haga, ya que también hablamos de potencia. Además lo que tu dices de repartir mitad y mitad entre agua y aire no es tan así, ya que el agua también circula y va calentando la superficie radiante.
Pero sea como sea 1/4 del 18% es 4,5%. Y aunque sea un 3,5 o un 3% igual es muy superior al sistema con invernadero que creo que no llega al 1% de rendimiento, pero al ser tan simple se justifica económicamente.
Con respecto a tu esquema había pensado lo mismo pero con un fluído que se evapore a unos 30 o 40°C. Creo que el metanol tiene esa temperatura de evaporación y con el cambio de estado, de líquido a gaseoso, conseguimos mayor capacidad expansiva.
El foco frío puede estar ubicado en la altura de una montaña como tú dices, o tal vez también en el mar.
Me parece mejor el mar porque fácilmente podemos conseguir unos 15°C en sus aguas y no hay posibilidades de calentar todo el mar (¡igual ojo con los yanquis!). Pero habrá mayores pérdidas por rozamiento ya que el ducto estará ubicado en forma horizontal, en lugar de estar vertical como la chimena.
El metanol puede ser calentado directamente en el interior de los paneles donde se vapora, y luego de turbinarlo se lo hace pasar por una serpentina de cobre ubicada en el mar, donde recupera su estado líquido.
El circuito sería cerrado también, ya que el metanol líquido vuelve a los paneles.
He visto algo de esto (un motor térmico de baja temperatura) pero a pequeña escala y no se si funcionaría en algo de gran tamaño, como el que estamos pensando.
La verdad es que me parece demasiado sencillo para que funcione.
Ya veremos, saludos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 12/06/2007 21:14
Por: eduardo37
Pensándolo un poco veo que los tubos de vacío tienen el mismo sistema de evaporación-precipitación.
Y como se ha hecho vacío en su interior son muy eficientes en captar la radiación solar en su interior.
¿acaso no se podrían hacer unos tubos de vacío de gran tamaño apoyados en la ladera de una montaña, que muevan una turbina ubicada en su interior cuando se evapora un fluído?
El gas cede su calor cuando llega a la parte superior del tubo por medio de un radiador y precipita.
¿funcionaría?
De hecho, este ciclo funciona en la naturaleza con el agua.
Re: Torres Solares
Enviado en: 12/06/2007 21:48
Por: jarp
La idea que he mostrado en el dibujo funcionaba solo con agua líquida, es decir, sin vapor en ninguna de sus partes. La hidroturbina sería movida por agua.
Se que una turbina de vapor tiene un alto rendimiento, pero me gustaría saberlo exáctamente, así como el de una turbina de agua, para poder comparar.
La verdad es que al final estamos llegando a lo que actualmente se hace: una torre que es calentada por espejos solares donde se hierve agua para turbinar. Y esto es así por una sencilla razón: es lo más eficiente y viable. Todo lo que estamos planteando aquí seguro que ya está más que pensado...
El ciclo de carnot es así, a mayor diferencia térmica mayor eficiencia, y este es el motivo de concentrar el sol para producir altas temperaturas.
Cualquier otro sistema sin concentración solar será mucho menos eficiente para producir electricidad mediante un generador y solo sería viable si su construcción y mantenimientos fueran muy económicos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 12/06/2007 22:50
Por: eduardo37
Indudablemente no es fácil producir electricidad con bajas temperaturas, por eso creo que cada punto de rendimiento que se consiga es todo un logro.
Pero también está la ventaja de que no se necesita concentración y seguimiento solar, por lo que hay que seguir buscando opciones.
Re: Torres Solares
Enviado en: 14/06/2007 05:08
Por: eduardo37
Creo que sería muy difícil que funcionara la chimena con paneles solares por la enorme cantidad de energía que se necesitaría para bombear el agua.
la única solución que le veo es construir una pileta solar en lugar del invernadero, pero ¿como transferir el calor del agua de la pileta al aire que ingresa a la chimenea?
Si empleamos una bomba de calor tendría que ser descomunal.
Y si hacemos pasar el aire por tubos que atraviesen la pileta volveremos a las pérdidas por rozamiento.
en fin, no le veo solución.
¿Alguna ideita por ahí?
Re: Torres Solares
Enviado en: 14/06/2007 11:31
Por: jarp
Si quieres usar paneles solares y una chimenea, lo que veo más efciente es la idea de no usar aire para la chimenea, si no utilizar la diferencia de densidad (peso) entre el agua caliente y el agua fria. Esto es lo que dibujé más arriba. El propio sistema autobombearía el agua a los paneles además de mover la turbina hidraulica. Lo digo porque una turbina hidraulica tiene el doble de rendimiento (80-90%) que una turbina eolica (40%), y además puedes usar toda la energía del agua, sin necesidad de usar intercambiadores de calor (agua-aire) que te disminuirian el rendimiento.
De todas formas tampoco lo veo viable.
Parece que la energía solar térmica sin concentración es ideal para calefacción, agua caliente y potabilizadoras, pero no para producir electricidad mediante un generador. Creo que para generar energía con el sol deberiamos estudiar otras alternativas: concentración solar, fotovoltaica o fotoquímica. Esta última parece que no está muy estudiada y creo que puede dar buenos frutos, sobretodo para sintetizar combustibles, al igual que lo hacen las plantas (fotosíntesis). Abrí un hilo sobre fotoquímica y expuse lo más importante de ella, pero extrañamente parece que la gente "pasa del tema", cuando es una de las mejores formas de absorver la energía solar, convirtiéndola en energía química (combustible).
Re: Torres Solares
Enviado en: 14/06/2007 13:56
Por: eduardo37
Jarp el problema que veo con usar solo el agua es que no es fácil conseguir un gradiente térmico importante dentro del agua misma. Este mismo principio utilizan las planta de generación maremotérmicas y justamente uno de los grandes problemas que tienen son los millones de lts de agua que tiene que bombear desde las profundidades para producir una cantidad significativa de energía.
Fíjate que si fuera solo por obtener el gradiente térmico dentro del medio acuático bastaría con hacer una gran pileta o laguna limitante al océano y seguramente la diferencia térmica entre la pileta y el océano sería de 30 o 40°C. Pero ¿cuántos miles de tn de agua tienes que bombear para intercambiar agua entre un medio y otro?
El sistema esta bastante estudiado y hasta ahora, si bien el principio es válido, no conviene económicamente.
Con la chimena solar creo que es más simple.
Si ubicamos la chimenea en el centro de una gran pileta obtenemos varias ventajas.
-la pileta haría de acumulador energético y la chimenea funcionará durante todo el día, incluso hasta varios días sin sol.
-una pileta es mucho más segura y robusta que un invernadero. Ya no tendríamos que preocuparnos por los vientos, granizo y posibles nevadas.
-el agua es un conductor del calor relativamente bueno.
-conseguir calentar millones de lts de agua a unos 90°C es algo relativamente sencillo y muy económico. No se requiere concentración ni seguimiento, y es un proceso eficiente al alcance de todos.
Por otro lado no se trata de vencer los records de la eficiencia sino solo de generar una corriente de aire cálido ascendente dentro de un ducto al menos costo posible, de modo de poder aprovecharlo con los aerogeneradores de mercado.
Además no se precisa de ningún invento. Los aerogeneradores, las chimeneas y las piscinas ya están inventadas.
la mayor dificultad técnicamente está en transmitir el calor del agua al aire (casi nada, jeje)
Estuve tratando de pegar un esquema que construí con el programa Paint de Windows y no me lo acepta CE, incluso luego de haber almacenado la imagen en gif, así que trataré de explicarlo ya que lo veo bastante sencillo.
Se trataría de que la profundidad de la pileta se incremente hacia el centro de la misma, donde se encuentra ubicada la torre. Por ejemplo si es una pileta circular podría comenzar con solo 1 mt de profundidad en el borde exterior e ir incrementando su profundidad hasta unos 20 o 30 mts en el centro donde se encuentra enclavada la torre.
Creo que habría que diseñar un sistema de admisión de aire por medio de un ducto en forma de U que se introdujera en el agua (de paso se va precalentando el aire) e inyectara la corriente aérea por la base de la chimenea, a unos 20 mts de profundidad.
por otro lado una seríe de tubos de hierro atraviesan el diámetro de la chimenea casi al ras del agua. Como el agua de mayor temperatura se encontrará a nivel superficial, esta agua es la que circula por la tubería que en forma de radiador atraviesa la chimenea y calienta el aire.
entiendo que esto no funcionará en forma rápida sin un sistema de bombeo importante, pero el sistema de bombeo puede ser movido con energía proveniente del mismo generador, y hasta podría ser un sistema mecánico que bombee más agua cuando más rápido gire la turbina eólica.
también estuve revisando el cálculo de las temperaturas ya que considero que es más importante la cantidad de calor transferida al aire que el aumento del gradiente térmico. Si se puede conseguir aumentar unos 30°C la temperatura ambiente del aire que ingresa en forma rápida, la velocidad del aire en la chimena aumentará más que si solo aumentamos su temperatura.
Y además al ser un sistema abierto no tendremos que refrigerar el aire en las alturas como tu propones. ¡Que se encargue la troposfera!
saludos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 14/06/2007 17:03
Por: eduardo37
Jarp: mira estos colectores.¡enlace erróneo!
¿Aún crees que conviene construir un invernadero ?
Re: Torres Solares
Enviado en: 14/06/2007 20:29
Por: jarp
Eduardo37, esos paneles son muy buenos para piscinas donde se pretende conseguir 25ºC??? pero no para alcanzar temperaturas cercanas a los 100ºC. Recuerda que cuanto más alta es la temperatura mayores son las pérdidas de calor. Por ello, esos paneles no tienen cristal y están compuestos por unos simples tubos de plástico, porque el agua que van a calentar va a estar solo un poco por encima de la temperatura ambiente y las pérdidas son mínimas a esa temperatura.
Recuerda que cuanto más temperatura más debe aislarse el sistema.
¿Aún crees que conviene construir un invernadero ?
NO, ya he dicho más de una vez que no veo viable esto de las chimeneas, ni con invernadero ni con paneles. Si quieres producir electricidad con el sol hay métodos más viables, pero si tu quieres seguir empeñándote en usar paneles pues adelante...
Re: Torres Solares
Enviado en: 15/06/2007 01:10
Por: eduardo37
Piletas Jarp, piletas,
cubiertas con mantas térmicas para evitar pérdidas de calor,
80°C en miles de m3 de agua salada,
y sin Stirlings.
Re: Torres Solares
Enviado en: 15/06/2007 01:17
Por: eduardo37
NO, ya he dicho más de una vez que no veo viable esto de las chimeneas, ni con invernadero ni con paneles.
en cambio yo sostengo todo lo que he dicho. Las considero la mejor opción en el corto plazo.
¡Abajo con la pendejada de la eficiencia!!!
Re: Torres Solares
Enviado en: 15/06/2007 04:24
Por: eduardo37
Es más, pronto explicaré el funcionamiento de las chimeneas solares flotantes offshore.
Ni siquiera necesitaran piletas pués absorverán el calor de las corrientes marinas cálidas a través de una bomba de calor...
rendimiento final 0,3%, pero como el mar es tan grande...
¡Revolución energética, imaginación al poder, basta de obsecuencia energética y por una disminución en el precio del kg de tomates !!!
Quieren petróleo y gas, pués paguenlo. Gas y petróleos ser caros.
ya no querer regalarlo más....
Re: Torres Solares
Enviado en: 15/06/2007 15:51
Por: eduardo37
Estas me parecen las mantas térmicas adecuadas para mantener el calor en el agua.
aquí[*7]
Al ser flotantes y transparentes permiten mantener el agua caliente a un costo mínimo. Además impiden las pérdidas energéticas de la masa térmica por evaporación.
De esta forma, y usando también el efecto invernadero colectamos mayor cantidad de Kcal, a un costo sensiblemente inferior ya que además nos ahorramos las estructura metálica del invernadero de aire, que recordemos que no solo se construye con plástico transparente.
Además aprovecho el mensaje para plantear algunas dudas:
¿cuál es la eficiencia energética de la hidroeléctrica si consideramos todo el ciclo energético desde la incidencia de la radiación solar en el agua?
¿cuál es la eficencia energética de la eólica si la consideramos a partir de la radiación solar que incide por m2 de superficie terrestre?
¿cuál sería la TRE de un sistema de chimena solar como el propuesto?
¿hay alguna forma más económica de colectar y almacenar 1 kcal que calentando agua?
saludos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 18/06/2007 16:10
Por: eduardo37
Video torre solar. Se puede advertir claramente la endeblez del invernadero.
EnviroMission's Solar Tower Pilot Plant - Solar and Wind Renewable Energy - YouTube[*8]
Este es un sistema de torre con un circuito de absorción de calor que utiliza amoníaco. El calor se encuentra almacenado en un depósito de agua.
¡enlace erróneo!
Algo intesante de este sistema es que es posible invertir la dirección de la corriente de aire por la noche para que tome aire frío por la chimenea y lo conduzca al intercambiador de calor, con lo que se aumenta bastante el gradiente térmico. Esto es importante ya que en las zonas desérticas la temperatura desciende fuertemente por la noches, pudiendo descender por debajo de los 0°C y por lo tanto la diferencia de temperaturas con el agua del depósito aumenta, por lo que el rendimiento seguramente es mayor invirtiendo el circuito.
Por otro lado, y siguiendo con la propuesta de almacenar el calor en piletas de agua, he diseñado un sistema de transporte y recolección mediante piletas circulares. Se trataría de la construcción de varias piletas circulares, una dentro de la otro, de dimensiones cada vez menores, donde el agua pueda ir circulando desde la pileta exterior hasta la central, aumentando su temperatura. La idea sería ir drenando el agua de la parte de superior de cada pileta por un sistema de tuberías que lo depositara en la parte inferior de la pileta siguiente, la que a su vez calienta aun más el agua y la cede desde superficie superior donde está más caliente a la parte inferior de la pileta siguiente, y así sucesivamente hasta llegar a la pileta central, que podría estar ubicada directamente en la base de la chimena, donde se encuentra el intecambiador de calor que calienta el aire entrante a la chimenea.
Luego de que el agua cede su calor al aire es enviada por tuberías a la pileta exterior donde reinicia el ciclo de calentamiento.
Re: Torres Solares
Enviado en: 18/06/2007 18:28
Por: eduardo37
Re: Torres Solares
Enviado en: 18/06/2007 20:02
Por: Alb
Jarp, siento ir chafandote todas tus ideas. Pero esta tampoco funciona.
El ciclo de Carnot te marca el máximo teórico, pero nada te dice que se pueda alcanzar dicho máximo.
La idea de hacer circular un fluido empleando la variación de la densidad con la temperatura, se conoce como termosifon. Los caudales que se logran de esta forma son muy bajo, por lo que normalmente se emplea una bomba para aumentarlo. Si en lugar de emplear una bomba, ponemos una turbina obtendremos un caudal y una potencia muy muy pequeño.
Haciendo unos pocos números sencillo...
Densidad a 20ºC=998kg/m3 a 50ºC=988kg/m3 es decir una diferencia de 10kg/m3
Supongamos una torre de 20m la energía potencial que podemos sacar es de W=(m·g·h)10kg/m3*9,8kg/s2*20m=1960Julios/m3
Calculemos cuanto nos cuesta calentar un metro cubico de 20 a 50ºC
Q=densidad*Cp(T1-T2)=994kg/m3·417J/kgºC·(50ºC-20ºC)=12434000 J
Luego el rendimiento teórico(sin tener en cuenta perdidas de fricción ni el rendimiento de la turbina) es de r=W/Q=1960/12434000=0,00015=0,015%
El ciclo de carnot de este sistema tiene un rendimiento de r =1-(293K)/(323K)=9,28%
Ten en cuenta que el calor es siempre varios ordenes de magnitud superior a la energía potencial. Piensa que aunque vivas en un décimo piso y haya que bombear el agua hasta arriba esta es mucho mas barata que el agua caliente. Por este motivo los sistemas que emplean flujos de calor para conseguir energía potencial tienen un rendimiento muy bajo.
Lo siento... pero el termosifón tampoco es una buena forma de obtener energía mecánica.
Suerte en tu búsqueda de nuevos sistemas generadores.
Re: Torres Solares
Enviado en: 19/06/2007 22:51
Por: eduardo37
Pienso que tal vez haya una forma más simple de recolectar una gran cantidad de calor de una zona muy amplia, que los invernaderos, paneles y piletas que mencionamos.
Lo que se podría hacer es construir un piso radiante, pero que en lugar de irradiar calor, lo absorba.
Por ejemplo se podría construir una loza negra (Roca:¿no pensarás demandarme por esto, no?) que llevara insertada una red de tuberías de aluminio por donde circule un fluído caloportador, que puede ser agua. Luego que se calienta se la conduce a un radiador ubicado en el interior de la chimenea donde calienta el aire que ingresa a la misma.
No sabría decir si conviene cubrir a este piso negro con un vidrio para disminuir la pérdidas por la acción del viento, pero es una posibilidad que no creo que encarezca mucho al sistema.
Además estamos hablando de un sistema, que si se utiliza un piso de concreto tendrá una vida útil de muchas décadas, por lo cuál se pueden justificar los mayores gastos. Y nos podemos olvidar del granizo, las tormentas y hasta de los huracanes.
No me pondré a analizar cuál puede ser el rendimiento del sistema porque me parece que este es un dato demasiado relativo, que debería entrecruzarse con otros datos, como por ejemplo la TRE del sistema, su costo económico, ambiental y social, y también los beneficios obtenidos. De que nos sirve contar con un sistema que tenga un rendimiento de un 30% si en la práctica nos sale 50 veces más caro, por lo que termina siendo inaccesible e inviable para la mayoría.
La humanidad se ha sustentado durante siglos de actividades como la agricultura que tienen un rendimiento energético por superficie muy bajo, y sin embargo ha sido sustentable.
Es muy dificil que los sistemas de alto rendimiento sean sustentables ya que se encarecen desmedidamente por el tipo de materiales y temperaturas necesarias, por lo que considero conveniente aceptar rendimientos que vayan de un 2% a un 4% como muy buenos.
Con los sistemas que utilizan energía solar a baja temperatura tal vez necesitemos una superficie mayor que con los de alta temperatura, pero su costo es sensiblemente inferior por kwh generado, es sostenible, escalable y está al alcance de todos los países.
Bien, solo espero que no aparezcas Alberto a decirme que solo conseguiré producir de esta forma 2kwh y encima a un costo superior al de las tecnologías de mercado ( que es lo más probable, jeje).
saludos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 22/06/2007 14:59
Por: eduardo37
De porqué un rendimento final, por superficie afectada, de un 2% es bueno, un 3% es muy bueno, y un 4% es excelente.
Podemos decir que la sociedad actual es hija de La Voracidad. Devora para no ser devorada, tiempo, recursos, ideas...
gente, pueblos, historias..., petróleo, gas, carbón..., renovables y no renovables, por igual.
El mandato universal del consumo pesa sobre todos por igual, el que puede y el que no puede hacerlo pasan a ser llamados ricos y pobres, desarrollados o atrasados.
Pero la exhaltación de la fiesta del consumo, de la liberación de las pasiones voraces termina siempre en el vacio, bordeando la nada de la existencia humana, se estrella a la salida del shoping con el mendigo y el chorro, pero lo que es aún mucho más grave, se estrella de lleno con lo más humano del ser, con la finitud, los límites y la existencia y su conciencia. Contra los límites de los real y la materia. Contra las rígidas leyes de la física, el mundo de la materia y de sus elementos.
En fin, estamos jodidos y ya lo sabemos. Pasó lo que tenía que pasar, nos comimos todo o casi todo, y el planeta tierra no es todo lo renovable que desearíamos. No todo tiene retorno y renovación, como nos ilustra la segunda ley de la termodinámica. Lo de re-novable surge también como un mito más en la cultura del consumismo. La idea de que se puede consumir sin consecuencias, sin pérdidas, infinitamente por los siglos de los siglos.
Los cultores de las renovables somos también los hijos de la voracidad, madre a la vez de la sociedad actual y hermana nuestra, no olvidemos.
Intentan/mos renovar los medios, el sustento y la infraestructura que nos dió vida, abrigo y salud. La energía es solo un medio para esto, nada más.
renovable significa que podremos seguir igual, que nada termina ni se agota, que siempre habrá más...
y eficiencia significa la capacidad de lograrlo.
Nadie pregunta cuál es el rendimiento final de la agricultura, ni cuál es la eficiencia de los motores de combustión interna si agregamos al cálculo el tiempo y la energía necesaria para la formación de los hidrocarburos que consumen. A ningún tonto se le ocurriría tampoco ingresar en el cálculo de la eficencia de la eólica la energía solar necesaria para formar los vientos de los que solo aprovechamos una milésima parte, ni poner en la cuenta de la hidroélectrica la cantidad de joules necesarios para evaporar el agua, de la cuál solo una centésima parte terminará en la represa.
Por supuesto que nadie querrá hacer el ridículo, y siempre es preferible decir que un sistema tiene un elegante 20 % de rendimientos, y claro dirán, porque a la nubes, la lluvias y los vientos no las tenemos que producir nosotros, ya que se encarga la madre naturaleza.
Bien, pero con ese mismo criterio se puede decir que no creamos casi nada en este mundo, que todo nos fue dado y solo transformamos lo que ya tenemos. Tampoco producimos los hidrocarburos, los metales ni los fluídos,
solo los combinamos o los separamos.
Y luego ponemos los cortes donde más nos conviene. Con la eólica solo analizamos la eficiencia del aerogenerador, con la hidroeléctrica la represa con sus turbinas y a lo sumo la cuenca que la alimenta. Con el petróleo mejor centrarse en el motor.
Y a la solar la analizamos por superficie.
en fin, todo un disparate. Estamos como tenemos que estar. Y la culpa no la tiene el mundo, ni el petróleo, ni las renovables.
Re: Torres Solares
Enviado en: 23/06/2007 12:47
Por: eduardo37
No a las Renovables, sí a las Per-durables
es un hecho que las renovables tal como están planteadas son un fraude. Los biocombustibles han sido la gota que rebalsó el vaso. Lo único que se renueva es la estafa a la credibilidad pública. Nada de "nuevo", siempre lo mismo. Energía concentrada para quién la pueda pagar, al costo que sea necesario, para sostener el sistema que necesita y se retroalimenta con energía concentrada.
La sociedad industrial sustentada desde su nacimiento por los combustibles fósiles siempre supo de su caducidad y apostó, en una carrera contra reloj, al progreso y el avance tecnológico como forma de remedar su pecado de origen: la finitud de los mismos, su agotamiento previsible y visible.
nada permite suponer que las sociedades industriales hayan estado autistas frente a los hechos, desconociendo el mundo de la física y las proyecciones geológicas. Más bien parecen ser presa de una creencia o doctrina de lo re-novable, de lo que siempre puede volver a ser nuevo, comenzar de nuevo y renovar el ciclo. Un convencimiento quizás más ligado a la mitología religiosa, y sus teorías de resurrección, que a los datos concluyentes de los análisis científicos.
Víctima de un espejismo reduplicado en la magnitud de la acumulación material y científica que permitió la magnitud de la acumulación energética fosilizada, creyó ver en la caducidad solo una caracteristica particular y problemática, objeto de estudio de la misma ciencia.
El ideal perseguido y nunca alcanzado, tanto por la ciencia como por la religión que la antecede y muchas veces precede: la vida eterna. La vida después de la muerte. La negación de los límites de la propia finitud y también de la finitud del mundo físico. La negación del deterioro, las pérdidas, la destrucción y la muerte, como principios de la vida social en la edad industrial.
Nada hay de renovable en el viento, las lluvias, la radiación solar ni las leyes termodinámicas. Al contrario, son lo más estables y predecibles que puede haber. Son calculables, cuantificables y predecibles. Son más viejas que la escarapela, y más remotas que la vida humana. Siempre estuvieron allí y sin embargo seguimos tardando en comprenderlas. O tal vez algunos no quieran saber nada con ellas.
Los primeros artilugios para aprovecharlas se confunden con los comienzos de la historia humana, y poco han cambiado los conceptos lo largo de los siglos. La vela, los molinos, las chimeneas (un simple intercambiador de calor por convección). Artilugios que no se sabe si los invento el hombre o más bien la humanidad como la conocemos es producto de ellos.
No todo es nuevo, ni se renueva a la velocidad de las páginas web. Lo estable y lo per-durable también pertenecen al orden humano.
por esto, y ante la voracidad que todo lo consume, y el frenético avance de los acontecimientos propongo el aprovechamiento de las viejas fuentes de energía perdurables en el tiempo, con criterios adaptados a ellas.
Esto quiere decir que no considero posible utilizar el recurso solar adaptandolo a la sociedad actual ya que por el contrario es la sociedad la que tendrá que adaptarse a las características del recurso, y por otro lado también, porqué no, usufructuar de sus beneficios.
Las chimenas solares, si ademas las unimos a un dispositivo termal, reunen en un solo sistema lo mejor de las 3 fuentes de energía conocidas como re-novables. El calor solar, las corrientes convecticas aéreas y también podríamos sumarle las características positivas y ventajosas de agua como medio de almacenamiento y transporte del calor.
Si alguién aún no está convecido de las ventajas de utilizar agua en vez de aire que se pregunte porque su coche tiene un radiador con un sistema de circulación de agua para evacuar los excedentes de calor, y si fuera más simple no cambiar de fluído, porque no usan directamente un sistema de refrigeración por aire.
Por otro lado creo que es un error proponer, tal como yo mismo he hecho al principio, chimeneas y invernaderos de material plástico o construciones endebles. Por eso creo que sería una buena idea contruir un colector de calor en forma de piso radiante, tal vez con piezas prefabricadas, pero apelando a materiales como el concreto, las piedras, arena y ladrillos tradicionales. Con materiales durables, sólidos y eficaces.
La idea también sería la de reemplazar la insostenible concepción de eficiencia por una noción de construcción eficaz.
¿eficaz para qué?
en principio para cumplir con un requisito fundamental de cualquier fuente energética: su durabilidad, constancia y confiabilidad a lo largo del tiempo. O sea: que no importe cuanto rinda sino mas bien que dure 100 años, o mejor aún 200 o más.
Con esto nos aseguramos de tener una fuente de energía real, o sea construída por el hombre, artificial, por un lapso de varias generaciones. El acento estará puesto no en el cuanto, sino en el durante cuanto.
O sea que sea un medio eficaz para no depender de yacimientos que se agotan o degradan.
Por otro lado que sea una construcción eficaz para producir una cantidad x de energía en amplias zonas de la superficie terrestre. Que sea un medio de producción deslocalizado, escalable y por supuesto, no destructivo ni peligroso.
Por otro lado, y esto se enlaza a su condición de durabilidad, que sea una construcción simple, aún a costa de resignar rendimiento. Lo cuál no quiere decir no emplear tecnologías avanzadas, sino que la cuantificación que se haga de las mismas sea también en función del mantenimiento que requerirán, y por lo tanto de gasto de recursos energéticos que demandaran durante su vida útil.
Por último, que sea eficaz en proveernos de un saldo de energía neta positivo. De nada sirven las caracteristicas anteriores sin una TRE positiva.
Re: Torres Solares
Enviado en: 24/06/2007 00:20
Por: eduardo37
Energía Libre
Energía Libre, que no significa energía gratuita, sino libre de:
patentes, secretos industriales, yacimientos y reservas estratégicas, monopolios y corporaciones, multinacionales, impuestos, tecnologías excluyentes, usos militares, presión política,
pero al servicio de:
la autonomía y el desarrollo de los pueblos, el desarrollo humano y personal, la educación, la salud y el crecimiento de la calidad de vida individual y social.
Por otro lado, libre significa también que su uso, producción y destino sea decidido en forma asamblearia por comunidades independientes, que definan sus prioridades, necesidades y medios materiales para conseguirlos, pero que también sean responsables de su administración y mantenimiento, como lo ha sido históricamente.
Para que un sistema energético sea libre necesariamente deberá hacer uso de los recursos materiales disponibles en la zona, fundamentalmente la tierra, radiación solar, agua, viento, petróleo, biomasa. Pero también deberá estar acotado por dicha disponibilidad.
Para lograr el equilibrio entre su uso y su disponibilidad deberá prohibirse su comercialización. Los recursos energéticos deben ser declarados patrimonio inalienable de propiedad social. La tierra, con todo lo que contiene debe ser reconocida como un bien social, prohibiendosé su compra-venta.
Para que la energía sea libre, deberá cambiarse su estatuto. De ser una mercancía deberá pasar a ser reconocida como una necesidad. Por lo tanto su derroche debe ser perseguido como un delito.
Energía libre significa propiedad comunitaria de los recursos naturales y de los medios materiales para su aprovechamiento.
Para que la energía sea libre deberá ser emancipada de la propiedad individual de la misma. La energía es un recurso estratégico y su disponibilidad no puede estar en manos del mercado.
Re: Torres Solares
Enviado en: 24/06/2007 14:14
Por: eduardo37
Perdón, quiero hacer una aclaración. No quiero que se interprete por mi mensaje anterior que estoy en contra de la propiedad privada. Al contrario, lo que me parece imortante es ampliar la propiedad privada para que los habitantes de un lugar sean realmente dueños de su lugar, y no solo moradores transitorios en el pedazito de terreno que a costa de dejar la mitad de su vida, han conseguido comprar. La otra mitad la dejarán luego para comprar su coche y pagar su consumo, no os preocupeis.
Por eso es que creo conveniente ampliar la propiedad privada, y como no somos seres aislados, por más que lo intente el capitalismo, promuevo la propiedad comunitaria sobre los territorios de asentamiento para todos los pueblos del mundo, con derechos exclusivos y soberanos sobre todo lo plantado, edificado, contruído, el espacio aéreo y el subsuelo con todo lo que contenga. Soberanía absoluta también sobre los cursos de agua que atraviesen su áreas soberanas.
No estoy en contra de la propiedad privada, al contrario propongo potenciarla hasta sus máximos extremos, y que los pueblos sean realmente dueños del lugar en donde viven, dueños de sus casa, pero también de sus calles, plazas, aire, agua, tierras circundantes, recursos energéticos y alimenticios.
¿Piensan que esto atentaría contra el comercio y el libre mercado?
Pués no se hagan problema. Cuando se acabe el petróleo solo podremos comerciar con el pueblo vecino, y eso lo podremos seguir haciendo a caballo y con canoas.
¡Que tengan un buen día !!
Re: Torres Solares
Enviado en: 25/06/2007 13:17
Por: jprebo
Eduardo, eso se llama UTOPIA, muy bonita en la teoría (como el comunismo puro) pero imposible en la práctica.
Re: Torres Solares
Enviado en: 25/06/2007 14:04
Por: eduardo37
Puede ser Jprebo, pero la utopía es una parte importante de la construcción de la realidad. Las utopías reconocen la dimensión de ficción que tienen actualmente. Muy distinto a los engaños, fraudes, timos, distorsiones y mentiras a los que recurre el neoliberalismo para asegurarse la vigencia de un sistema productor y reproductor de sus propios intereses. Entre estos mecanismos se encuentran sistemas energéticos cautivos, como la industria nuclear, petróleo, gas, carbón, y biocombustibles. Todo aquellos productos que puedan ser almacenados, distribuidos y procesados con recursos que se encuentran solo al alcance de los grandes capitales. Energía cautiva.
Yo creo en la energía libre, libre de dueños, energía libre de y para los pueblos libres.
Energía libre, perdurable, segura, de baja intensidad, limpia, democrática, distribuída y distributiva, accesible y bajo control comunitario.
¿re-novable ? No gracias. Libre y comunitaria.
Re: Torres Solares
Enviado en: 25/06/2007 22:06
Por: eduardo37
otra cosa. Autonomía energética nada utópico.
para ellos es necesario dotar a cada comunidad de su propia unidad de producción energética.. para el abastecimiento de agua caliente, calefacción y algo de electricidad. Puede ser mediante una torre solar, molinos, algo de biomasa para la hibridización.
Luego del cenit ya no habrá libre disponibilidad, sino libre determinación sobre lo disponible. O sea autonomía energética.
Re: Torres Solares
Enviado en: 27/06/2007 11:10
Por: jprebo
Me parece muy bien que creas, ya que la intención, como los que creen en PPMMs, es buena.
Suerte.
Re: Torres Solares
Enviado en: 27/06/2007 13:53
Por: eduardo37
¿que son los PPMMs? Aún no me los presentaron..
Igual gracias y saludos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 26/08/2007 03:39
Por: eduardo37
Un nuevo sistema de torre solar denominado con las siglas JVR.
Parece que se trata de un modelo híbrido que combina el funcionamiento de las chimeneas solares convencionales con los sistemas que utilizan heliostatos con seguidores solares.
A primera vista aparece como un sistema bastante complejo aunque introduce una simplificación con respecto a los sistemas de torres solares centrales, ya que a la radiación que incide en los espejos se la redirige hacia un segmento de la torre transparente que funciona como un horno solar, y calienta directamente el aire que circula en su interior. Mediante esta técnica se evita el paso de calentar agua y generar vapor para mover la turbina.
A consideración de los lectores de crisis energética.
aquí[*10]
Re: Torres Solares
Enviado en: 26/08/2007 03:43
Por: eduardo37
En este enlace hay también un video que grafica su funcionamiento.
aquí[*11]
Re: Torres Solares
Enviado en: 27/08/2007 23:52
Por: eduardo37
Bien Jónas y asociados, les daré mi opinión sobre la torre JVR.
Muy buena, muy buena. En serio lo digo.
Muy simple la idea de calentar directamente el aire en el interior de la chimenea, enfocando sobre ella una serie de helióstatos. Nada de agua, ni vapor, ni condensadores. Un horno solar al medio de la chimenea y tendremos el aire bien caliente. Y los helióstatos no son algo tan complicado.
Además supongo que ya estarán al tanto de estos nuevos modelos, de mecánica más simple, redondos y con membrana metálica tensada.
¡enlace erróneo!
Bien, hasta acá una gran idea. Luego ya empiezan a complicarse la vida inútilmente. ¿Será que algo simple no puede nunca ser bueno ??
No entiendo para que elaboran todo ese engorroso sistema de esclusas que se abren por la noche, y ese invernadero inservible con cerámicos y material aislante en el piso, ya que si una turbina está regulada para funcionar bien a 400°C no creo que funcione muy bien con el aire a solo 90°C o 100°C que posiblemente sea lo máximo que puedan calentarlo con el invernadero, y pasando a una velocidad sensiblemente inferior.
Además si lo que quieren es almacenar algo de calor sería mucho más simple colocar una serpentina en el interior del horno solar para calentar algún fluido caloportador y almacenarlo en un depósito en la base de la torre.
Por otra parte si construyen un invernadero en la base de la torre deberán alejar demasiado los helióstatos, ya que deberán colocarlos en la periferia del mismo, con la consecuente pérdida de calor que eso implicaría por la gran distancia a la que quedarían ubicados.
Yo creería que lo más simple es hacer la torre con el horno solar, y rodearla de helióstatos y nada más.
A lo sumo algún sistema recuperador de calor que se puede usar para precalentar el aire. De últimas la electricidad es más importante de día que de noche, y tal vez sería más conveniente si hay suficiente electricidad, parar las turbinas de un hidroeléctrica durante el día y accionarlas de noche. O sea combinar los sistemas renovables para cubrir el suministro eléctrico.
Suerte y envíen novedades.
Re: Torres Solares
Enviado en: 28/08/2007 02:39
Por: Franz_Copenhague
Bueno eduardoño y si metemos parte de la energía provista por el dios helios y la usamos para:
exo-energía del proceso del biogas a metanol. :-D
Ayudar al "stirling y turbinas" ver como diantres hacerlos coaccionar o cual es el mas eficiente y de paso generar calor para agua y electricidad..,
Esto de las torres solares combinado con los otros sistemas puede tener muy, pero muy interesantes resultados.
Re: Torres Solares
Enviado en: 28/08/2007 13:11
Por: eduardo37
Mockba dijo
Bueno, en realidad me pregunto si se ha considerado la cantidad de aire que es necesario calentar por unidad de tiempo a determinada temperatura. Todas las turbinas se ven afectadas por algo llamado gasto másico, es uno de los tantos factores a calcular cuando se realizan estimaciones matemáticas en todo tipo de turbomáquinas. No es el simple hecho de esperar a que la pura expanción de gases proporcione trabajo como en un motor Stirling por ejemplo, en el que la expanción de gases ejerce trabajo sobre un pistón.
En el caso de una torre para generar corrientes de aire caliente ascendente y mover una turbina ó ya bien sea en algún dispositivo como el que describe jonás a través del cual se alimente a una turbina de gas es necesario tener en cuenta este detalle del gasto másico y si se va a ejercer una presión positiva de impulsión sobre la turbina de gas se requeriría de una compresión primaria de ese aire a calentar o ya bien sea de un reabastecimiento constante para mantener el gasto másico del que hablo.
La verdad es que no me imagino el diseño de Jonás sobre el cual se deba desplegar cálculos. Tal vés me estoy imaginando algo muy distinto a lo que él tiene en mente. Ya se sabrá, saludos...
la verdad es que es muy raro que un sistema en principio tan simple no esté estudiado por las instituciones dedicadas a esto, como la PSAlmería de prestigio internacional, si bien es cierto que tienen proyectos como el SOLGATE donde precalientan aire con energía solar para reemplazar parte del consumo de gas en una turbina. Y tengo entendido que también está muy estudiada la posibilidad de calentar aire en un recipiente mediante el uso de helióstatos en una torre central, algo que creo haber leído que es bastante complicado por el peligro del recalentamiento del gas y las posibles explosiones.
De todos modos me da la impresión de que el proyecto de Jonás está hecho a las apuradas y por lo tanto seguramente tenga muchas imprecisiones y datos que no se correspondan con lo que realmente piensan hacer.
Le he escrito a Jónas para que si dispone de algo de tiempo se de una vuelta por aquí y nos pueda aportar más datos sobre la marcha del proyecto, que la verdad me parece muy interesante ya que emplea todas tecnologías probadas y eficaces. Su idea es una nueva composición de tecnologías en uso, eso es lo interesante.
y además, como decimos siempre, lo bueno si simple, dos veces bueno. Por eso de la TRE...
También es importante considerar que un sistema así puede abastecer no solo de electricidad sino de agua caliente, y por lo tanto de calefacción solar.
Otra gran ventaja de la termosolar.
Y Frank, como tú dices se puede complementar con otras tecnologías renovables. Seguramente es más importante esta complementación que estar esperando que cada tecnología por su lado pueda proveernos de todo la energía necesaria, a toda hora del día.
Estuve leyendo que las torres solares pueden ser hibridadas para cubrir la carga base cuando está nublado o en horas de la noche, con gas (que puede ser biogás) o biomasa y carbón. En España tengo entendido que tienen una ley que les permite hibridar con hasta un 15% de combustible fósiles a las termosolares, lo que ayuda a hacerlas rentables. A lo mejor se piensa hibridar la torre JVR, ya que no ha de ser casualidad que hayan pensado en una turbina de gas ...
saludos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 28/08/2007 16:11
Por: JVR
Estimados amigos: me agrada ver que mi torre, JVR, es digna de tan buen escenario como es este foro. Y no es de buen humano el no agradecer los comentarios, sean a favor o en contra.
Tan solo os comentaré que de la torre JVR, a vosotros, hombres de calculo sabreis el porqué, aún no ha habido universidad que se haya atrevido a realizar los calculos completos de rentabilidad energetica. Varias Univerisdades, con un presupuesto para hacerlo muy elevado, se han apartado por no tener los medios humanos necesarios, ejemplo la Universidad de Valencia, que si en un principio dijo Sí, luego declaró no estar preparada (guardo correos). La UPM, se lo ha tomado en serio y desde hace un mes y medio está realizando los primeros calculos para ver el alcance energetico que puede llegar a dar JVR, creemos que para primeros de Setiembre nos anticipe algo ya que se lo ha tomado muy seriamente, a cambio de un costo, naturalmente, y luego de ver las posibilidades, realizar un proyecto para su construcción; primero un prototipo totalmente funcional. Esto viene a colación del comentario de por qué yo, Jonás Diego Villarrubia, no he sido capaz de terminar los cáculos necesarios de todo el proyecto.
Sobre el funcionamiento nocturno: no no es mi intención ni deseo que se utilice gas. Si estudias bien el priyecto vereis una importante diferencia con las que se han publicado y montado: Jvr no utiliza la zona de insolación (irradiación) para conseguir la flotabilidad del aire durante el día, si no que está almacenando esa temperatura en unos acumuladores y fluídos, consiguiendolas muy altas y que, a través de esos líquidos especiales (aceites o fluidos que consiguen poder alcanzar unos 400 grados) y que como decía, se almacenan, el aire, mediante unas exclusas que se abre en su perimetro, pasa a través de los acumuladores asciende por la torre y es sobre calentado por un intercambiador de calor-aire consiguiendo, en una turbina modificada para esas horas sin sol (tipo eolico), la suficiente energía para que pueda ser rentable.
Con mucho gusto contestaré a cuantas preguntas o dudas se os ocurra, lo único que os pido es que me trasmitais al correo que se han realizado. Os adelantaré que el día 1 de setiembre se publica en el boletín sección patentes mi diseño de un nuevo motor de explosión que gasifica el carburante, en el que se ha eliminado una de la valvula, tal como la conocemos, y se ha añadido un tiempo más con el mismo recorrido: el de "depresión" si alguien sabe como subirlo aquí que me pida a mi coprreo la memria de la patente que con mucho gusto la mandaré para que sea aquí expuesta y comentada.
un saludo a todos y muchas gracias.
Jonás Villarrubia Ruiz
Re: Torres Solares
Enviado en: 28/08/2007 21:15
Por: eduardo37
Jonás: de mi parte solo agradecerte la deferencia de contestar mi mensaje y hacernos llegar tu opinión.
Es una actitud que dice mucho no solo de tu proyecto sino de tú mismo, y de la honestidad de la propuesta que has planteado. Deberían aprender los de BFS.
Con respecto a la posibilidad de hibridar la torre con ese 15 % de gas natural que les permite la ley en España, no veo porqué deberías renunciar a contemplar esa posibilidad. Si es algo que contribuye a hacerla rentable, bienvenido sea, y si no lo necesita, pués mucho mejor. Al menos esa es mi opinión.
No dejes de enviarnos los resultados de los estudios preliminares que vayan obteniendo. Estaremos esperando.
Saludos.
Eduardo.
Re: Torres Solares
Enviado en: 29/08/2007 04:05
Por: mockba
Jonás, antes que nada bienvenido al foro ya que veo que es tu primer mensaje... hice evidentes algunas dudas acerca de la operación de la turbina debido a que en las imágenes que muestras y el video que aparece en un link que eduardo37 proporcionó se ven turbinas de gas de flujo axial, incluso las diferentes líneas escalonadas representan los álabes de impulsión que estarían en contacto con el flujo de aire recalentado y a su vez los álabes fijos para aumentar la velocidad del flujo.
La propuesta es interesante, de hecho lo que observo claramente es que la idea es la plena impulsión de una turbina como máquina de termofluido y no hidráulica como lo es una turbina eólica, eso es lo que causaba mi confusión. Es decir, en escencia no es lo mismo que la torre solar que originalmente se trató en este hilo. Supongo que los álabes de la parte inferior del diagrama representan los álabes de succión y precompresión para poder ingresar el correcto reabastecimiento de gas a la turbina, que es a lo que me refería en el hilo anterior. Después sigue la cámara de exapansión en donde el gas es recalentado ingresando energía solar concentrada, de esa forma el gas recien ingresado se expande bruscamente provocando que se impulsen los álabes superiores, que es donde se tranforma la energía térmica en trabajo mecánico.
Saludos...
Re: Torres Solares
Enviado en: 29/08/2007 05:50
Por: Franz_Copenhague
JVR muy interesante el proyecto, por que complementa el ya existente y propone una buena perspectiva, Aunque dede mi ignorancia en el tema yo le meteria agua y vapor (a la antiguita) para que las turbinas mejoraran su eficiencia.
De otra parte vi el proyecto español de torre solar, y de verdad muy interesante, pero unos cuantos biodigestores interconectados, dan mucho mas de 50Kw constantes junto con otros productos, que reemplazan otros muchos de valor energético muy alto, ademas de estar al alcance de cualquier cristiano.
Lo que veo interesante de las torres que propones son las temperaturas que pueden llegar a desarrollar y la posible fuerza motriz para complementar otros tipos de energías e industrias sostenibles.
Como comentaba por allá arriba toca analizar la posibilidad que la torre no genere toda la energía, sino que esta se pueda/deba complementar cosas como: sacar metanol y demás derivados químicos de procesos sostenibles.
Y no pensar solo en energía eléctrica sino: fundiciones, micro industrias, y todo lo que podamos obtener de este sistema.
Sin embargo: estas seguro de las cifras que das? es que megawatios se me hace como mucho.
Sin duda el reducir los 1000 a 135 metros es todo un logro, pero megawatios son megawatios... y si no produce de noche pues nos vamos a dormir...
Editado
Pero haciendo cuentas rápidas con el sistema que propones y hablando de una eficiencia del 30% estamos al rededor de 20Mw en condiciones ideales... no esta mal... pero como buen incrédulo, muy bonito para ser cierto.
Un saludo.
Re: Torres Solares
Enviado en: 29/08/2007 12:40
Por: eduardo37
Frank: supongo que la potencia de la torre estará dada por la cantidad de helióstatos que se enfoquen sobre ella...
Lo que a mi me pareció muy interesante es el concepto de calentar el aire en el interior mismo de la chimenea, y más precisamente en el interior de la turbina, usando para ellos un horno solar.
de todos modos, como ya se lo expresé a Jónas, no me cierra la disposición espacial que tiene el diseño según se puede ver en los gráficos.
Si rodeamos la torre de un invernadero que tenga solo 1 km de radio, algo pequeño para lo que algunos están pensando, quiere decir que a los helióstatos recién podremos comenzar a ubicarlos a 1 km de la torre, lo cuál es mucha distancia y las pérdidas deberán ser muy grandes.
Además yo ya expliqué anteriormente porqué creo que no es una buena idea trasladar grandes masas de aire caliente por largas distancias en forma horizontal ( y a mayor temperatura mayor serán las pérdidas por rozamiento) aunque creo que JVR soluciona parcialmente el problema dándole una inclinación de 4° al techo del invernadero.
Quizás lo conveniente sería poner los helióstatos rodeando la torre y luego del cinturón de helióstatos colocar colectores planos para calentar algún líquido y transportarlo al interior de la torre para que nos ceda su calor. No olvidemos que los colectores planos son pequeños invernaderos individuales. Y el agua posee 20 veces la capacidad del aire de almacenar calor.
Saludos.
PD: Mockba: he pegado tu comentario este hilo para no dispersar el debate. Debería haberte avisado, disculpas.
Jónas ya ha participado de CE con este nick (jónas).
Re: Torres Solares
Enviado en: 29/08/2007 12:43
Por: JVR
A eduardo le diré que lo que comenta, me agrada que coincida conmigo, sobre los fluidos, que sí están incorporados a el funcionamiento de la torre. Con el gas... bueno no te quito razón pero siempre, desde 1974 que invente el principio de lo que es hoy la inyección para el automovil, mi intencion es eliminar la contaminación, de ahí que, aun cuando el gas natural da menor incidencia en el co2 y co, la tienen. Es por ello que busco cualquier elemento que amplíe la potencia energetica sin los elementos fosiles.
A Mockba, sí, efetivamente hemos de saber que la torre, su funcionamiento es al igual que una turbina de gas, o reacción, modificada para que el aire que es comprimido por los álabes bajos sea calentado con el fin de que su expansión molecular y su flotabilidad hagan fuerza sobre los superiores consiguiendo una fuerza que es trasmitida a una dinamo-alternador; pero no termina aquí, ya que tendriamos un problema de excesiva acleración. Pra frenarla lo que hacemos es instalar en la parte baja o sobre la turbina unas palas eolicas con su propio generador que frenan la aceleración y a su vez generan más energía. efectivamente has comprendido y razonado perfectamente a JVR.
A franz, amigo la duda es el patrimonio de la inteligencia, aquella que hace investigar más a fondo aquello de lo que uno no está convencido y que termina en mejores logros, pero aquí no hay duda de su eficacia, no por ello quiero convencerte. La torre JVR, una de 135 metros con una turbina principal y cinco esclavas es capaz de dar hasta los dosscientos megavatios. sé que parece imposible, pero todo depende de la cantidad de calor que podamos aplicar a la turbina principal la eficacia en conseguir el mínimo de pérdidas y la densidad del aire en la entrada inferior de la torre. Para conseguir que el aire sea muy frio y seco, por lo tanto denso, he diseñado un sistema muy sencillo para que con el sol se enfrie el aire, no es nada nuevo ya que existen sistemas parecidos, pero que así conseguimos mayor densidad y por tanto menos volumen a la entrada de la turbina principal que luego tendrá mejor eficacia a menor temperatura. Lo curioso del tema es que a su vez he tenido que adaptar un sitema que recoja, con el fin de que no llegue nada al cuerpo del "horno solar" la ingente cantidad de agua potable que produce, de veras que me ha sorprendido, pues bien pudiera dar agua potable para una pequeña población.
¿emplear agua? bien pudiera, pero he preferido no hacerlo por varias causa: 1ª porque la idea a de ser original para no tener detractores de mi patente, no te puedes imaginar..., 2ª esa es una razón técnica: el calentamiento de un fluido que ha de transmitir su energía a otro tiene una ingentes pérdidas en su resultado final, de ahí que he preferido basarlo en el aire como arma de fuerza para generar energía. Pero no te quito razó que la de Sevilla, que dá 20MW y fuenciona con agua, también es una buena alternativa a los combustibles fósiles.
Un saludo a todos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 29/08/2007 12:50
Por: JVR
cuado terminé de escribir tenía a vuestro amigo, espero que me conceda ser mío tambén, con su comentario: Creo que hace falta que entreis un poco más en el funcionamiento de JVR, pues, dándole la razón a Junior, le diré que lo que comenta está todo en la torre. Su base no es la principal función en calentar el aire, que también en la noche, pero que sin embargo su mayor función es la de calentar fluidos para que luego en el centro o bajo la trubina caliente unos intercambiadores Calor-aire, con el fin de conseguir mayor flotabilidad de éste último.
Gracias Junio.... Veo que me quedo pequeño ante vuestro basto entender y vuestros acertados consejos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 29/08/2007 20:53
Por: eduardo37
Jónas: he leído tu correo pero no puedo contestarlo porque estoy en mi trabajo y la PC que tengo es un desastre. Luego te contesto.
Con respecto a subir archivos tienes que hacer un click en el botón URL luego arrastrar o copiar el nombre del documento y volver a clickear en URL, que habrá quedado mientras tanto con un asterisco.
Prueba primero que el archivo haya quedado bien enlazado antes de enviar el mensaje.
Creo que el tema del desarrollo de tu nuevo motor amerita la creación de un nuevo tema para poder comentarlo con los interesados.
Volviendo a las torres creo que de a poco voy entendiendo como funciona tu sistema. La verdad es que pensaba que la torre funcionaba exclusivamente con helióstatos de día y con el calor almacenado en los acumuladores por la noche.
También es muy esclarecedor lo que me has explicado de la importancia de que no se detenga completamente todo el sistema de noche más allá de que pueda disminuir mucho su rendimiento. Espero sepas entender que no soy un técnico especialista, y que hago cálculos por mi cuenta.
Con la idea de calentar fluidos coincido totalmente contigo.
¿y qué opinas de intercambiar la posición de los helióstatos con la del invernadero-colector?¿no te parece mejor rodear la torre con los helióstatos y poner el invernadero en forma externa?
Saludos.
Re: Torres Solares
Enviado en: 29/08/2007 20:55
Por: mockba
Gracias eduardo por hacerme claro el malentedido con los nick de Jonás...
Saludos...
Re: Torres Solares
Enviado en: 07/09/2007 17:21
Por: Jose Mayo
Y si, considerando las corrientes de aire que suele haber en las alturas que alcanzan esas "Torres Solares", se les metiera en el la cumbre un "extractor eólico" (aunque fuera de otro diseño) como estos:
El mismo extractor podría mantener la generación nocturna, si hubiese viento, ó auxiliar la rotación de la turbina generadora, acelerando la corriente ascendiente. ?ó nó?
Saluditos
Re: Torres Solares
Enviado en: 08/09/2007 18:48
Por: JVR
Todas las ideas son buenas, y la que apuntas pudiera ser biable, pero en este caso la técnica va más lejos y si necesidad de que "corra el aire" La energía que se acumula durante un día de buen sol es suficiente para más de 24 horas con un rendimiento del 38 % sobre la energía diurna. Aun cuando parezca bajar mucho las posibilidades esa es la mejor realidad "hoy".
Un saludo, José Mayo
de JVR
Re: Torres Solares
Enviado en: 09/09/2007 11:03
Por: Jose Mayo
Gracias Jonás, por la respuesta.
Pero hablava yo en genérico y no especificamente de tu proyecto, que me parece que está muy bueno.
Un exemplo: si miras al proyecto de la torre esa de Austrália, la chimenea la tiene para hacer el gradiente de presión/temperatura, y pa' más nada. Las máquinas se las pone en la base de la chimenea y, conquanto sea el lugar más accesible para lo de la manutención y todo, no sé si será el lugar adonde más "fuerza" del aire se pudiera obtener... allá ellos.
Lo que de verdad me gustaria és que, esa tecnologia que fué por primera vez testada en España, en el 1982 (Manzanares), todavia se desenvolviera y QUEDARA en España... a lo menos la primazia y la "punta" tecnológica. Ya basta con que nos tengan llevado el "auto-giro", el "submarino" y otros que más!
Afectuosos saludos.