Enviado en: 02/04/2007 01:17
Por: jarp
Aunque la energía solar sin concentración no alcanza elevadas temperaturas, tiene numerosas ventajas sobre la concentrada que la hacen muy interesante:
1. Mayor aprovechamiento pues no se pierde radiación en espejos y lentes.
2. Pocas fugas térmicas por no usar altas temperaturas.
3. Más económico (materiales más baratos y no hace falta espejos, ni lentes, ni requiere alto aislamiento térmico, ni materiales específicos para altas temperaturas).
Abro este hilo para debatir otros procedimientos de energía solar no concentrada que no sean los convencionales del agua sanitaria (colector plano por termosifon y cuba aislada en su parte superior), ya que existen otros métodos y alternativas quizás muy viables.
Para empezar propongo analizar el uso de
parafina como almacén térmico. Esta tiene el punto de fusión a 52ºC y es ideal para almacenar calor a esta temperatura, aprovechando así el calor latente de fusión, además de otras características que la hacen muy ventajosa. Algunos datos de la parafina son:
Fusión: 52ºC
Calor especifico: 3.26 kJ/kg (el del agua es 4.18 kJ/k)
Calor latente de fusión: 244 kj/kg
Densidad: 0.9 kg/l (el del agua es 1 kg/l)
Conductuvidad térmica: 0.21 W/m*K (el agua es 0.58 W/m*K)
Con estos datos, podemos determinar que
un litro de parafina fundida a 52ºC almacena la misma enegía térmica que
2.5 l de agua a la misma temperatura. O también equivale a
1 l de agua a 93ºC.
A esta ventaja hay que sumar el ser muy barata y fácil de conseguir (se utiliza para hacer velas). Además, la cera de abeja es muy similar y tiene casi las mismas características fisicoquímicas (punto de fusión a 64ºC), por lo que también podría utilizarse en su lugar, siendo esta más ecológica.
Otro punto que quiero debatir en este hilo es la conversión de ese calor almacenado en electricidad, usando para ello artilugios similares al
Stirling, los cuales habría que diseñar para funcionar a baja temperatura. El hecho de la baja temperatura posibilita el
hacer motores de materiales plásticos (poliester, silicona...) lo cual bajaría su coste y facilitaría su contrucción artesanal para el uso casero. También he pensado en usar liquidos con bajo punto de ebullición para el fluido, como la acetona (evapora a 56ºC), y espero que nombreis algunos otros para usar en su lugar y que sean menos inflamables.
Aquí os dejo algunos links:
¡enlace erróneo!
http://www.fisicanet.com.ar/fisica/termodinamica/tb01_calor.php[*1]
http://www.sapiensman.com/conversion_tables/peso_especifico.htm
http://www.fisicanet.com.ar/fisica/termodinamica/tb03_conductividad.php[*3]
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 02/04/2007 06:54
Por: mockba
Veo que te interesa tu concepto de aprovechamiento de energía solar sin concentración, de hecho se me hace interesante que presentes un hilo de cómo aprovechar el sol sin concentración, lo cual no necesariamente debe ser barato, viable o eficiente, también puede tener complicaciones técnicas y los materiales pueden ser caros. Mencionas que la energía solar sin concentración tiene ventajas sobre la concentrada, pero más que ventajas yo creo que depende de para qué la quieres usar, si vas a calentar agua sin concentradores solares en la azotea es posible o desecar hojas vegetales o hasta destilar agua, pero el vapor a presión es muy útil en muchísimas industrias y procesos productivos y en ese caso es conveniente utilizar concentración.
Si se va a proponer la utilización de parafina como almacén térmico en un sistema sin concentración, ¿Cómo se introduciría el calor a la parafina? y ¿Cómo se captaría la radiación solar y cómo se dispondría del calor para la utilización final?. Todo eso tiene costos y complicaciones técnicas al igual que las que podría tener la concentración solar. Si además se considera la introducción de un motor Stirling en el sistema para producir electricidad exclusivamente, se tendrá que agregar costos de mantenimiento, desgaste y reemplazo de piezas móviles al igual que en otros sistemas. Por todo lo anterior considero que hablar de ventajas o desventajas sobre concentrar o no la luz solar no es cuestión de eficiencia, viabilidad o economía, es cuestión del propósito que se le dará a la energía.
Saludos...
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 02/04/2007 14:13
Por: jarp
Mockba dijo:
Si se va a proponer la utilización de parafina como almacén térmico en un sistema sin concentración, ¿Cómo se introduciría el calor a la parafina? y ¿Cómo se captaría la radiación solar y cómo se dispondría del calor para la utilización final?.
Precisamente he abierto este hilo para solventar cuestiones de este tipo, ya que no presentan grandes complicaciones:
Imaginaos el típico sistema de agua sanitaria solar, pero con la novedad de que dentro del tanque de almacenamiento hemos introducido un recipiente aplastado y replegado en forma de zig-zag (también podría valer un largo serpentin), el cual estaría lleno de parafina o cera. Con este simple hecho hemos conseguido aumentar en gran medida la capacidad calorífica del tanque y con un bajo coste.
Otro ejemplo:
- LLenamos el tanque del termosifón de parafina y el agua circula por un serpentin inmerso en esta.
- El serpentín del agua ocupa 1/5 del volumen del tanque.
RESULTADO: El tanque almacenaría el doble de calor que si solo tuviera agua.
Mockba dijo:
Todo eso tiene costos y complicaciones técnicas al igual que las que podría tener la concentración solar. Si además se considera la introducción de un motor Stirling en el sistema para producir electricidad exclusivamente, se tendrá que agregar costos de mantenimiento, desgaste y reemplazo de piezas móviles al igual que en otros sistemas. Por todo lo anterior considero que hablar de ventajas o desventajas sobre concentrar o no la luz solar no es cuestión de eficiencia, viabilidad o economía, es cuestión del propósito que se le dará a la energía.
Tienes razón, las ventajas dependen del uso que se le quiera dar. Pero en general, creo que tiene innumerables usos beneficiosos a bajo coste y con muy poco o ningún mantenimiento.
Respecto a la transformación en movimiento y este en electricidad, el artilugio que imagino no es realmente un stirling tal como lo conocemos. Mi idea es sustituir el cilindro-pistón por una membrana elástica (por ejemplo de silicona) a modo de tambor.
Imaginad un tambor de cobre o aluminio cerrado por una membrana flexible de silicona. El tambor de metal se calienta exteriormente a 64ºC por cera fundida. Sobre la pared interna de este se pulveriza un liquido de bajo punto de ebullición (por ejemplo acetona que hierve a 56ºC y su calor latente es 524 kJ/kg). El líquido se evapora bruscamente, aumentando la presión dentro del tambor. La presión empuja la membrana provocando movimiento. Después, una válvula deja escapar los gases del tambor y la membrana vuelve a su posición original. Este movimiento de vaiven puede usarse para mover un imán cerca de una bobina produciendo electricidad. También se puede adaptar una viela que mueva una rueda para conseguir un movimiento uniforme de rotación.
La acetona tiene un calor latente bajo (524 kJ/kg) en comparación con el agua (2250 kJ/kg). Si precalentamos la acetona liquida a 56º antes de pulverizar, el efecto sería el mismo que echar agua fria sobre una chapa a varios cientos de grados...
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 02/04/2007 15:08
Por: calumet
Hao!
Muy interesante esta “línea solar”.
No sé, continúo asombrándome de la insistencia del personal en hablar seriamente de “alternativas” absolutamente dependientes de los combustibles fósiles, en especial durante la fabricación de las mismas. Si estamos ante el cenit del petróleo, el agotamiento y el encarecimiento por definición de todos los combustibles extractivos, entiendo que las energías alternativas se circunscriben a aquellas que manejan otros materiales y, por tanto, reducen drásticamente el de esos combustibles. Creo que esta sería una acotación lógica en este hilo y, en consecuencia, que está fuera de lugar debatir sobre procedimientos al alcance exclusivo de potentes empresas, etc… Por este motivo digo que me parece interesante y acertado debatir la propuesta de jarp y, no tanto, sobre otras supuestas “alternativas” que, no por casualidad, están bajo control de las multinacionales del petróleo, etc.
Parece que hay una tendencia inconsciente a rechazar todo aquello que no contenga “alta tecnología”, como si las soluciones “paleolíticas” no merecieran mayor atención puesto que no van a conseguir que “todo siga igual”… pero amigos ¡es que todo va a cambiar! Y esta sensación que compartimos much-s creo que subyace a la incesante búsqueda de alternativas que se expresa en la constante creación de hilos nuevos en este foro concreto.
Bien, jarp, quería preguntarte ( y a tod-s los conforeros) si conoces el llamado MURO SOLAR, que no se debe confundir con las soluciones constructivas de la bioarquitectura, relacionadas con las convecciones de aire, etc..
Lo explico en breve: se trata de un muro de obra (ladrillos, argamasa…), incrustado o no en el edificio, con un depósito interior estanco (con brea vegetal, enfoscado de cal…) y evidentemente, una entrada de agua y una salida. El muro está pintado de negro.
Supongamos un muro debidamente orientado y expuesto de 2 mt de largo x 1 de alto y 50 cm de grosor, cuyo interior está vacío, es decir con un hueco de (pongamos, es un ejemplo) de 150 cm de largo x 60 de alto y 10 (diez) de ancho… lo cual nos daría un volumen de agua de… 90.000 cm3, unos 90 litros; capacidad que podría duplicarse “apurando” un poco las medidas del depósito.
Hace mucho tiempo, no sé en qué libro, leí que este sistema era el más eficaz termodinámica y termoeconómicamente hablando o, dicho de otro modo, el de menor entropía. Personalmente pienso que así es.
Pero no quiero interrumpir el hilo de tu propuesta jarp, simplemente saber tu opinión y la de los conforeros. Quizá tenga que abrir un hilo específico. Pero ¿alguien ha visto este sistema funcionando?
Hao ¿tú catar calumet?
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 02/04/2007 16:20
Por: Karls
Os voy a describir algunos inventos que estoy preparando, para viviendas aisladas, para su aplicación próxima, viendo el panorama energético que se avecina.
Tengo un pequeño problema, que es que no dispongo del habitat aislado, por el momento.
Lo mas importante es la (Electricidad)
Partiendo del desguace de cohes: con toda la gama de componentes he diseñado un aerogenerador "Savonius" como sabeis es de eje vertical, el arranque de este tipo de generadores es con muy poco viento, es idoneo para situarlo próximo al suelo, en el tejado de una vivienda de una planta, la altura del aerogenerador es de 2 mts.y el diametro es de 1,4 mts. suficiente para obtener entre 0,7 y 1,3KWh., con unas baterias e inversor.
Tambien es muy importante el agua caliente, la podemos obtener con biomasa, através de la clásica cocina de nuestros bisabuelos, disponiendo un serpentin de cobre en la salida de humos chimenea, y con un colector solar casero, que es muy sencillo, insertado en el tejado, con ello tendremos agua caliente garantizada todo el año.
La casita lo mas verdaderamente importante, sería de muros de piedra, reduciendo las superficies acristaladas, bien orientada, si disponemos del cerramiento existente en piedra, dispondremos en la cara exterior aislante no higroscópico, tabicón y vista con enfoscado, para el tejado dispondremos tabicón generoso aislante y tabicón
Esta disposición actua como una macropiel, manteniendo la vivienda en regimen isotérmico, caliente en invierno y fresca en verano.
El agua, canalones y aljibe para recolección del agua de lluvia, si no disponemos de acuífero, si disponemos de acuifero pozo, lo tenemos resuelto mediante bomba sumergible y depósito.
En un mundo donde en breve puede faltar la energía, no debemos estar preocupados, si previamente preparamos un habitat con estas características de gran sencillez, para satisfacer nuestras necesidades dia a dia durante mucho tiempo.
Las necesidades cotidianas en la sociedad actual, estan basadas en baja temperatura, para agua caliente calefacción.
También utilizamos la electricidad para bombear aguas, climatización de recintos y viviendas, refrigeración, desalar aguas.
Hay un proyecto en desarrollo, basado en un sistema que mediante proceso termodinámico permite la impulsión de fluidos a través de la energía térmica del sol a (60/70ºC), captada por colectores solares de tipología plana, el cual ha sido concebido en orden de obtener notables ventajas respecto a otros sistemas de impulsión, que utilizan la energía del sol, el principio está basado en un fluido motor en estado de vapor, con bajo punto de ebullición sometido a la temperatura generada por el sol, en el foco caliente y la temperatura del ambiente en el foco frío, la tipología del sistema mecánico de impulsión es de desplazamiento positivo .
CAPTACIÓN SOLAR
Sistema estático que permite duplicar el aporte energético solar, en función de la apertura y superficie de dos planos especulares así como la inclinación solar en cada estación climática.
Con este procedimiento queda balanceada la aportación de energía solar anual, pudiendo conseguir más del doble de la aportación solar, en la época invernal, con la misma superficie colectora e incrementado de forma muy notable la temperatura de transferencia térmica.
Estas consideraciones de la unidad de captación, permite reducir en más de un 20% el costo de los colectores y obtener un salto térmico del fluido de transferencia de 1,75, en relación con un sistema de captación convencional que es 1,00.
Al proyectar sobre la unidad de captación la intensidad de radiación correspondiente a más de 2 soles, el colector dispone de las correspondientes cualidades de diseño.
SISTEMA DE IMPULSION TERMODINAMICA
Unidad de captación constituida por 8 m2 de colectores solares asistidos mediante condensador de radiación factor multiplicador efectivo (Fx=1,7).
Radiación solar proyectada sobre el sistema de captación 12.000 Kcal/h
radiación solar basada en 0,86 KW/h/m2
Pérdidas del sistema condensador (0,15)
Rendimiento de los colectores solares a 70ºC (0,60)
Energía solar efectiva facilitada por la unidad de captación 6.120 Kcal/h
ENERGIA ABSORBIDA POR EL SISTEMA DE IMPULSION
Impulsión de 17.000 litros/h de agua a 4,5 bar de presión
Pérdidas térmicas y mecánicas del sistema (0,20)
Potencia absorbida por el sistema = 5,6 KW
Rendimiento total del sistema incluido el sistema de captación 0,4
COMPARATIVO (ENERGIA FOSIL)
Con motobomba convencional mediante motor eléctrico (380 V 3F+N)
Potencia absorbida por el sistema convencional P=1x7x55/367x0,7=3,65 KW
Rendimiento total del sistema convencional (energía fósil) ---(0,33)
(rendimiento estimado en función de producción, transporte y equipo).
Energía fósil utilizada para impulsar 17 m3/h---- 9.483 Kcal/h
Energía solar utilizada para impulsar 17 m3/h---- 12.000 Kcal/h
COMPARATIVO (ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA)
El comparativo para impulsión, viene determinado por los costos de componentes en
cada caso, al utilizar la misma fuente de energía renovable.
Costo estimado de una instalación fotovoltaica de 4KWp, con bomba ---- 40.000 Euros
(esta instalación funcionaría solo al 100x100% durante las horas centrales del día)
Costo estimado de una instalación termodinámica de 5,6KW --------------- 22.000 Euros
(Instalación con acumulación, tendría un funcionamiento de 10 a 16 h/día al 100x100%).
Saludos
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 02/04/2007 18:00
Por: jarp
Otra ventaja de usar el calor latente de los materiales es que se puede mantener una temperatura constante mientras estos cambian de estado. En el caso de la parafina, puede mantenerse una temperatura de 52ºC durante el tiempo que esta tarde en solidificarse (o fundirse), el cual depende de la masa de esta. Esto puede ser muy útil en muchas aplicaciones: calefacción, transformación en movimiento (y a su vez en electricidad), refrigeración por absorción...
También la parafina tiene una característica que a priori es un inconveniente, su baja conductividad térmica, dificultando el reparto del calor por su masa, lo cual puede solucionarse mediante un entramado metálico (mejor de aluminio o cobre) inmerso en esta y que se encargaría de repartir el calor por todo el volumen. Pero la gran ventaja de la baja conductividad térmica radica en que la propia parafina dificulta las fugas de calor hacia el exterior, ya que aunque se enfrie su superficie, esta guarda el calor en su interior y no lo deja escapar. Esto es algo similar a lo que ocurre cuando fundimos queso, que guarda muy bien el calor dentro. Esto aumenta la eficiencia del almacenamiento térmico.
Calumet, gracias por tu interés. Ya había oido hablar del muro solar y lo veo muy interesante, el problema es que no lo he visto y no tengo más información, pero creo que es algo baratísimo e ideal para calefacción.
Karls, ¿puedes describirnos ese sistema que dices de IMPULSION TERMODINAMICA? Te lo agradeceriamos, ya que nos has dejado con la boca abierta.
Por otra parte, a propósito de la eólica (sobre todo el Savonius), he pensado más de una vez en usarlo para producir calor dentro de un fluido de una forma muy sencilla. Imaginaos el típico Savonius (eje vertical) y a cuya parte inferior del eje le ponemos unas paletas que estén inmersas en un fluido. El movimiento de estas paletas produciría calor en el fluido que podría usarse para otros menesteres. Claro está, el fluido estaría dentro de un tanque aislado para evitar las péridas de calor.
Como veo que esto os interesa, expongo algo más de mi idea. Tengo pensado un proyecto para aprovechar energía solar y energía eólica, de forma combinada, con lo cual este sistema sería mucho más estable que ambas fuentes de energía por separado. El objetivo consiste en producir y almacenar calor con ambas energías en la misma masa acumuladora de calor, el cual luego podría destinarse para diversos menesteres...
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 02/04/2007 18:03
Por: mockba
Por Calumet:
No sé, continúo asombrándome de la insistencia del personal en hablar seriamente de “alternativas” absolutamente dependientes de los combustibles fósiles...
Parece que hay una tendencia inconsciente a rechazar todo aquello que no contenga “alta tecnología”, como si las soluciones “paleolíticas” no merecieran mayor atención puesto que no van a conseguir que “todo siga igual”… pero amigos ¡es que todo va a cambiar! Y esta sensación que compartimos much-s creo que subyace a la incesante búsqueda de alternativas que se expresa en la constante creación de hilos nuevos en este foro concreto.
Calumet, creo que así como lo mencionas subestimas la búsqueda de "
alternativas" como la planteamos algunas personas, y referente a la "
alta tecnología" primero habría que definir qué es alta tecnología para tí, ya que alta tecnología podría ser la estructura ósea de un caracol o el funcionamiento de una neurona humana o una palanca.
Yo en lo personal me tomo muy a pecho lo que dijiste Calumet acerca de que queremos que "
que todo siga igual"... yo sé que las cosas van a cambiar, sé que muchas cosas no podrán ser una vez que la producción de petróleo comience a mostrarnos deficiencias, pero no por ello debemos pensar en que toda "
alternativa" está perdida si nos basamos en lo que existe hoy gracias al petróleo, precisamente una de las cosas que yo he mencionado una y otra vez en este foro y parece que se olvida es que se debería tratar de buscar una forma de alternativa energética que pueda "
auto-producirse o auto abastecerse" sin depender del petróelo, algo que no representa que "
todo siga igual" precisamente y mantener el desperdicio de prácticamente todo en pos del consumismo. Además personalmente yo siempre he tratado de proponer alternativas en cuestiones relacionadas con producción de bienes y no sólo es cuestiones de consumo.
Decir qué es adecuado o no en cuestión de las "alternativas" no es algo fácil de discutir, es un tema por naturaleza complicado y fácilmente uno puede pensar que tienen la razón ante los demás, pero yo particularmente peinso que más que discutir hay que "
alternar", qué bueno que no todos pensamos igual siempre... Calumet, finalmente la búsqueda de alternativas, al menos para mí no representa una idea desesperada de mantener "
todo como está", no es lo que yo busco.
Saludos...
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 02/04/2007 18:13
Por: jarp
Por favor, seguid el tema del hilo:
Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Gracias
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 03/04/2007 10:31
Por: calumet
Hao amigos...!!!
Sigue pareciéndome muy interesante la propuesta de jarp y, como dije, por nada del mundo quisiera distraer su curso...
Mockba, para mí "alta tecnología" es todo aquello que no se puede llevar a cabo con recursos de un pueblo medio del siglo XVIII... Por otra parte, este hilo es de ALTERNATIVAS A LOS COMBUSTIBLES FÓSILES y considero que se introducen muchas ideas que no responden al título, pues dependen absolutamente del petróleo. Debería haber un "consejo" que valorase su TRE y, solo en función de ese valor, los colocara en hilos de alternativas o en hilos de "más de lo mismo". Nada personal.
HAO. Yo callar, ver y oir y, si poder, aportar ideas como MURO SOLAR... ¿Alguien querer calumet... ??
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 03/04/2007 12:16
Por: mockba
Calumet, entonces la concentración solar con espejos es posible como alternativa energética, ya que fundir metales existe desde antes de la época que mencionas, fundir vidrio y hacer espejos también, talvés sólo habría que eliminar los motores eléctricos y los controles automáticos, pero el ajuste de varios espejos podría estimarse o hacerse a mano por varios hombres.
Bueno, no quiero desviar el tema de jarp, que en realidad a mi también me parece interesante, sólo que al igual que el tema de la concentración solar podría tener complicaciones y dependencia del petróleo.
El Muro solar que mencionas ya lo he leido también, me parece interesante, yo he visto aplicaciones para calentamiento de agua y calefacción de edificios alineados con el Sol, pero no con sistemas acoplados para generar electricidad como lo menciona jarp. Supono que habrá algo en la red si se busca bien.
Una aplicación que no requiere de concentración solar puede ser la evaporación de agua a través de dos cristales transparentes colocados a dos aguas dentro del cual se coloca una charola metálica y de preferencia negra llena del agua que se quiere destilar, el sistema tiene una pequeña salida en el fondo por donde se recogerá el agua destilada. El sol penetra a través los vidrios y evapora el agua formando gotas en el cristal, pero como estan a dos aguas las gotas deslizan hasta el fondo del destilador separándose del agua de la charola, que podría ser agua de mar o agua contaminada con sólidos. Sé que no se trata de un sistema térmico sin concentración diseñado para la generación de electricidad pero es una forma de acumular energía purificando agua y almacenandola para su posterior uso.
El muro solar está perfecto, pero con repecto a lo que dice jarp de el empleo de un motor Stirling para aprovechar energía térmica acumulada a través del método que sea, es donde yo veo la complicación más grave y dependiente del petróleo, en dado caso sería cuestió de buscar otras aplicaciones más directas de esa energía térmica.
Saludos...
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 03/04/2007 12:16
Por: Karls
Hola JARP,
El rendimiento de un concentrador solar para consegiur vapor de media, para su inyección a turbina no supera en el mejor de los casos el 37%, mientras que un captador solar plano para obtener agua caliente se obtiene un rendimiento medio próximo al 60%.
La mayor parte de la energía que consumimos, se utiliza para calentar agua, (calefacción, procesos industriales diversos y agua caliente sanitaria), estas necesidades requieren de pequeñas variaciones de temperatura.
Es un despilfarro termodinámico, utilizar una fuente de energía concentrada como el petróleo o gas, para estas aplicaciones en zonas de notable insolación como el 70% del territorio Español.
España por su situación geográfica dispone de una media de 2.800 horas de sol anuales equivalentes a 1.600 Kw/h/m2 de energía.
La utilización del sol es lo más idoneo para nuestras necesidades diarias, concentrar el sol supone un elevado costo en inversiones, esta faceta es solo para fines especulativos, traducido al contador de energía.
Saludos
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 03/04/2007 13:27
Por: jarp
Os pego aquí un fragmento que AmonRa escribió en otro hilo:
...Entre los sistemas de acumulacion termica en energia solar termica se utilizan basicamente dos sistemas agua y piedras cada uno con sus pros y contras en manejo y prestaciones con lo que las investigaciones buscaron otros metodos y los encontraron en las sales eutecnicas que tienen un punto de fusion bastante bajo para las temperaturas que trabajan los paneles solares termicos.
Con lo que en inicio se les considero ideales.
Las ventajas de su menor tamaño a igualdad de calor hizo profundizar en su estudio.
Entre las elegidas por sus mejores caracteristicas tenemos:
SAL Formulacion Punto de fusion Cº
Cloruro de calcio exaidrato CaCl2.6h2O 29º-39º
calor de fusion 48,5 Wh/kl Masa Voluminica 1635kl/m3
Carbonato de sodio decaidrato
Fosfato bisodico dodecaidrato
Nitrato de calcio tretaidrato
Sulfato de sodio decaidrato (sal de glauber)
Tiosolfato de sodio pentaidrato.
Te puse un ejemplo de las caracteristicas de una de ellas solo.
Entre ellas cada una con caracteristicas termicas masa voluminica punto de fusion calor de fusion diferente como el en ejemplo anterior de te especifico.
Cuando realice mis estudios de proyectista solar en el 81 en Italia colabore en un equipo que estudiamos la aplicacion de la parafina con el mismo fin.
El tema es muy amplio muy estudiado pero el freno al desarrollo de el mercado de la energia solar termica paralizo muchas vias de aplicacion abiertas que existian.
Y aunque existe mucha documentacion sobre ello ya antigua no existia internet y lo poco que e visto en la red es pobrisimo dado que si la aplicacion de solo ACS esta en el sueño de los justos y ahora al final de la burbuja como puedes leer en la noticia de primera plana sobre la evasiva de los constructores para aplicar la ley que teoricamente impondria su uso por ley ni flores el sector contructor esta agotado y si el ACS amortizable no puede por mucha ayuda que le den y para esto no hay nada mas que ver en las paginas del IDAE el desarrollo pasado como a sido hoy sige siendo de pena algo se hace pero mas ruido y deslumbre que nueces pues si el sector de la construccion privada no lo demando esto no tira.
Mucho menos los proyectos de calefacion que son mas dificeles de amortizar.
No hacen falta lentes concentradoras ni gaitas tan complejas con dichas sales existen otros problemas pero en el foro este no se suelen tratar temas tan especificos y si mas generalistas sobre la energia en sus diferentes facetas...
AmonRa, ya que sabes del tema tus comentarios en este hilo serían muy agradecidos.
El cloruro cálcico se utiliza para secar el aire debido a su gran poder higroscópico, vendiéndose cumunmente en los supermercados (son los típicos absorbedores de humedad para el ambiente). Pero aparte de su calor latente, me interesa mucho la reacción de hidratación. Este se vende en los supermercados deshidratado, y al hidratarse libera una gran cantidad de calor (quema) y mi pregunta es ¿podría volverse a deshidratar usando energía solar sin concentración (60ºC aprox.)? Ya que si esto es posible, sería otra forma muy eficaz de guardar energía térmica.
¿Conoceis otros productos fáciles de adquirir que también puedan guardar mucho calor con reacciones similares y con energía solar sin concentración?
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 03/04/2007 14:11
Por: mockba
Karls mencionas que concentrar el sol se basa en un elevado coste... ¿En qué te basas tú?, es muy especultaivo suponer que la concentración solar es mucho más cara que la energía solar sin concentración ¿En que te basas para decir eso también?, un panel plano para calentar agua requiere de materiales también y no son baratos ni económica ni energéticamente, los páneles que mencionas con un 60% de eficiencia térmica son los mejores y más también caros porque se construyen con materiales específicos, utilizan cobre, plásticos, aluminio y vidrios especiales de alta calidad y templados, la tubería de cobre que conecta al tanque térmico es aislada y el tanque térmico generalemente de acero inoxidable también, se requiere de materiales aislantes dependientes del petróleo.
Además, creo que estas siendo muy inflexible en lo que respecta al tema de la concentración solar y a su amplio rango de posibles aplicaciones. Vale recordar que la concentración solar puede ser a partir de dos soles, tres o cuatro y a partir de estos se puede obtener ciertos beneficios extra, un ejemplo caro de ello es la cocina solar y sus muy diversos diseños.
Karls además mencionas la utilización del vapor como si sólo sirviera para mover turbinas con un 37% de eficiencia máxima, te recuerdo que el vapor sirve para muchas cosas a nivel industrial en aplicación directa, para extractos y concentrados de sustancias, limpieza industrial, desinfección y esterilización de materiales, lavado en seco de ropa, cocinar, reblandecimiento de fibras y materiales plásticos, etc.
Pienso que tratar de montar alternativas coherentes sobre la utilización de la energía solar térmica sin utilizar ningún tipo de concentración es algo bueno y estoy seguro de que existen formas eficientes de hacerlo, pero lo que no veo bien es que se trate de incoherente a la concentración solar en comparación y que se trate de descartar la opción sólo porque se requieren materiales e inversión puesto que la energía solar no concentrada también tiene TRE's cuestionables requiere de materiales e inversiones.
Ya hablé sobre los páneles planos, pero específicamente de los demás ejemplos podría mencionar que el muro solar que propone Calumet podría ser tan simple como una roca al sol, pero hasta si se hace de concreto tiene un costo energético elevado ya que el Concreto Hidráulico tiene un coste energético en promedio de 1.3 MJ/kg, y los Bloques de Concreto de 0.94 MJ/kg y no se va a utilizar un kilo para construir un muro de ningun material. Y estamos de acuerdo en que el muro por sí sólo no sirve mucho, se requiere algún gasto extra para instalar lo requerido para lo que se vaya a usar. También representa gastos, inversiones o materiales.
Sobre la utilización de motores Stirling, aunque sean de plástico algunas de las partes estas dependerán de hidrocarburos, las partes metálicas también, si se va a emplear para generar electricidad, el generador requiere plásticos, metales (en especial cobre o aluminio), aceites para lubricación de mantenimiento y equipo de control para el manejo de la electricidad generada y su regulación. Y como se puede ver, ¿Qué caso tendría descartar a la concenración solar ante estas opciones de uso para la energía no solar no concentrada?... todas se tratan de alternativas y ninguna está en posición de ser descartada hasta que se demuestre plenamente que debe descartarse por razones sólidas y no por especulaciones porque hablan como si ya hubieran experimentado con todas las formas y materiales que existen y en realidad ninguno de nosotros lo ha hecho.
Para que no me encasillen en que trato de despreciar a la energía solar si no lleva concentración y para demostrar que no es así y que le doy la razón a los compañeros Calumet, jarp y Karls en que la energía sin concentración podría ser muy útil cuelgo la siguiente aportación, que en lo personal me parece interesante... habla del empleo de páneles estáticos y sin concentración de ningún tipo para la recolección de calor en edificios, pero utilizando aire en vez de agua y explican una serie de razones por las cuales al autor le perece que el aire tenga ventajas significativas con respecto al agua por varias razones. ¡enlace erróneo!
Saludos...
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 03/04/2007 14:53
Por: calumet
Hao amigos!!
Si tuviéramos tiempo, conocimientos (va por mí), medios, etc no sería muy complicado confeccionar una clasificación de la "huella ecológica" de cada uno de los sistemas que vamos sacando a la palestra por unidad de calor obtenida...
No se trata de esto SI o esto NO, se trata de qué es sustentable, autónomo, local, asequible...
A medida que la tecnología se "complejiza" se aleja de la Naturaleza y de la Sociedad. Por eso saludo el hilo de Jarp, porque va en busca de la Naturaleza y de la Sociedad. Pero los avances de Mockba tb. son muy útiles ¡qué duda cabe!
Hao!
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 03/04/2007 15:10
Por: Amon_Ra
El rendimiento de un concentrador solar para consegiur vapor de media, para su inyección a turbina no supera en el mejor de los casos el 37%, mientras que un captador solar plano para obtener agua caliente se obtiene un rendimiento medio próximo al 60%.
Leo el post por segunda vez con las aportaciones que cada uno hace y no deja de sorprenderme la mezcla de cosas que se dicen y ya repetidas en esta web bien es posible que quien inicia los hilos no pueda leerselos todos los anteriores por muy clasificados que vallan sus secciones y se repitan cosas ya dichas cientos de veces.
Si inicio con esta frase de el post anterior es por repetir otra vez que aqui no se trata de tecnicas el problema mil veces se a repetido aqui y el que conozca la energia solar save de sobra que el rendimiento termico del clasico panel plano es tal.
I como tantas veces repeti de acuerdo, yo mismo calcule instalaciones en los años 80 de dichos paneles.
Pero alguien se pregunta porque si estos rendimientos termicos son asi no esta cubierta España con dichos paneles hoy aparecen cursos cursitos privados de sindicatos de mil organizaciones que sacan del armario todo lo que se save ya desde los años 70 se encuaderna de publicita se oferta se vende y se negocia en como instalar paneles termicos , pero vemos que quitando de algun caso aislado en pueblos o chalets de algunas personas estos aparecen muy de tarde en tarde y es la solucion mas energeticamente valida si pero.
Su realidad es muy otra cuando vemos el anuncio de quiebras del sistema hipotecario USA, el fin de la burbuja inmobiliaria española y lo que esta apunto de suceder dentro de poco. La aparicion de la nueva norma de edificacion que establece aislamientos termicos e instalacion de paneles termicos por obligacion legal en los nuevos proyectos.
Parece precioso pero vemos el colapso en las ventanillas la semana antes de la implantacion de la ley por los constructores pues dicha ley encarece el coste de los inmuebles en un 10% y dado que el mercado ya en el 2006 empezo a bajar muy pocas construcciones se les podra aplicar esta ley Con lo que es en mi opinion casi inutil.
I es que un sistema de termosifon con resistencia electrica incorporado montado completamente esta alrededor para el uso de 3 personas en alrededor de 2300E a diferencia del clasico calentador de ACS de gas butano que losencuentras por menos de 200E instalacion aparte.
Con lo que dichos paneles termicos si se venden algunos hasta en las grandes superficies lo ves pero contempla a tu alrededor y veras cuantos ahi.
Todo esto sin entrar en otro debate que seria si se pueden instalar en las edificaciones actuales quien quiere y quien puede.
El que tenga curiosidad puede visitar la pagina web del IDEA y buscar el fichero donde se pone todos los KW instalados de energia solar termica en España desde hace un monton de años hasta ahora y si esto es la realidad de lo mas energeticamente rentable en ER el resto si no fuera por las suvbenciones que tienen tubieron y tendran las grandes multinacionales y empresas que aplican con dichas suvbenciones e inversiones Fotovoltaica en red para que luego se caliente agua para la ducha o se utilice en un mundo de derroche continuo, filtra en piscinas se riegue jardincitos monisimos se hagan masajes con vibradores etc etc y hasta se calienten piscinas con electricidad suvbencionada, aunque este prohibido que ya salio el tema hace mucho.
Hace muchos post hable tambien de la parafina sus propiedades y los experimentos que se realizaron y hasta algo se sus pegas y esto es del año 81 cuando se conoce.
El apunte que hace el compañero Calumet sobre el muro solar .
Vale de acuerdo baja temperatura, yo mismo en proyecto fin de curso rehabilite un pedazo de muro con apoyo de reflexion del albedo aprovechando el techo del garage en una vivienda que su coste de reabilitacion y transformacion a Muro solar Trombe del 1976 era muchisimo mas economico que la instalacion de montones de metros de paneles termicos con acumulaciones de agua o sistemas de para parafina aun en investigacion.
Metodos de baja temperatura hay cientos dividiendose basicamente como apunta Calumet en dos Activos y pasivos .
Son activos los que utilizan tuberias bombas intercambiadores de calor termostatos reguladores en una palabra toda la tecnologia conocida desde la revolucion industrial a nuestros dias y que como apunta calumet todas dependientes en su produccion del petroleo por muy maravillosas que sean. Sin descartarlas pues mientras haya petroleo se tendran otra cosa es que sean asequibles al normal de los mortales vease precio del cobre hoy y el hilo de Cupper Peak.
Pasivas todas las que utilizan los conocimientos culturales anteriores a la revolucion industrial.
Muros con inercia termica uso de colores en fachadas superficies acristaladas orientadas a sur circulacion de corriebnntes humedas de norte a sur para refrescar , aperturas de sur con todas sus variantes de directa refejada con acumulacion sin acumulacion de donde sale los metodos de calculo de el diseño bioclimatico mucho mas anterior que la revolucion industrial olvidado postergado y marginado por atentar contra una construccion adaptada almedio ambiente donde se realiza no industrial y ESPECULATIVA con lo que nada de lo actual sirve para nada si no tiene energias no renovables o muy poquisimo haciendo mil inventos raros de adaptacion carisimos de diseño sistemas y accesorios.
Siendo todo esto no generalizable como es la construccion industrial cosa que hoy es asi la misma finca o proyecto podria valer para Burgos o Almeria.
No puedo saver como nadie aqui cuando llegara el cenit aunque a nivel practico ya este llegando pues asi bien que el calentador de gas de ACS esta en los 200E el gas ya esta en los 12 E botella y el gas natural el que lo temga mas cada dia vemos el encarecimiento suave aun de los combustibles el papa estado procura hacerlo suave y no alarmar a la poblacion pero se sigue viendo que el calentador de gas son 200E y no se save cuantas botellas se gastaran al año que es lo que importa los problemas de la energia no son solo tecnicos,y mezclar produccion de baja temperatura con con alta temperatura para generar electricidad mil sistemas de generacion no rentables economicamente pero si energeticamente y hacer un revuelto de conceptos usos metodos muchas veces es aumentar la confusion de quien lo pueda leer.
Para Jarp no habia leido tu comentario donde haces referencia a unos anteriores comentarios mios sobre acumulacion y te dire las investigaciones descubrieron estos materiales y mas hasta partiendo de la sal comun en disoluciones concentradas ,pero no olvidemos que la investigacion de materiales que se hizo se hacen y se pueden hacer no van aisladadas de un proyecto de aplicacion sus ventajas costes y mercados potenciales con lo que si buscamos una reduccion de espacio en dicha acumulacion aunque desde el punto de vista tecnico sea mas eficaz son muchos otros los factores que influiran en su posible uso dado que deben ir integrados en proyectos no solo de acumulacion como novedad sino de captacion y uso y al ser varias las tecnicas que influyen en el proyecto no es facil integrarlas en un mundillo marginal ,que no arranca ni con las tecnicas mas clasicas de agua y piedras en su aplicacion no por esto es que sea descartable pero si bastante esteril.
La ventaja de el menor volumen lo haria mas asequible en la integracion de sistemas donde se necesitase acumulacion estacional pero al aparecer los conceptos de que la acumulacion estacional pueden ser suplidos por utilizar el diseño en la captacion y uso por sistemas pasivos que hasta podrian integrar dichos sistemas de acumulacion.
Un ejemplo el muro solar y hay diferentes variables podria ser como se save un muro de agua , los primeros experimentos se realizoron con simples barriles soldados en vertical con sus tapas logicamente y tapados por un muro de obra por estetica con relleno de un buen conductor por ejemplo limaduras de hierro barato i resistente siempre que aislemos el suelo y techo dicho conductor un muro interno de simple agua donde incida el sol en los momentos del invierno en que se necesita el calor,
I donde previamente se halla diseñado el edificio con sus aislamientos termicos mas rentables ( y digo rentables viendo la relacion entre generar o acumular calor y su perdida en el diseño o uso de los materiales en la envoltura del edificio.
Si perderiamos un poco de espacio interior por el mayor volumen del agua puesta en vertical pero de muy bajo coste y problemas de sofisticaciones tecnicas con materiales de sales euteccnicas mas sofisticados y costosos de obtener energeticamente hablando si esta agua es saturada de sal aparte de problemas de corrosiones solucionables.
Con lo que la reduccion de espacio en el caso de necesidad de grandes cantidades de calor en baja temperatura se relativiza.
Con lo que la necesidad de acumulacion es relativa y depende de el sistema de captacion este de la ubicacion del proyecto su uso y necesidades de comforrt termico.
Abriendo un campo de investigacion en el diseño de materiales pefabricados de construccion que tengan en cuenta estos conceptos.
Pero son nulos estas investigaciones a no ser en organismos especializados con fuertes suvbenciones quien los desarrollen pero que de nada sirven en una realidad de realizacion de proyectos de arquitectura donde estos conceptos se integren como necesidad cosa que no es lo mas comercial hasta el momento ni demandado por la mayoria en los estudios de arquitectura y en bajada de proyectos como se espera.
Siempre se dijo que la mejor energia es la que no se usa pero las demandas sociales no son esas, por el momento y quizas cuando lo sean ya sea tarde, pues el coste de dichos proyectos e investigaciones no aparecen en una sociedad que sige con los conceptos de energia barata suministrada por el exterior.
Y repito por favor o se habla de baja temperatura o se habla de alta temperatura o de generacion electrica o de lo que sea pero enfrentar unas con otras es no haber comprendido el problema, para cada cosa se necesita una u otra y no posturas de enfrentamiento tecnico entre ellas pues con 20º ambiente no es lo mismo que 1000º para fundir o manejar una materia prima o los 3500 4000º que se pueden y se consigen en los hornos solares ya viejos de 30 años.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 03/04/2007 16:45
Por: Karls
Hola Mokba,
Tu dices:( Karls mencionas que concentrar el sol se basa en un elevado coste... ¿En qué te basas tú?, es muy especultaivo suponer que la concentración solar es mucho más cara que la energía solar sin concentración ¿En que te basas para decir eso también?).
Costes: 1 m2 DE CILINDRO PARABOLA EQUIVALE DE 3 A 5 VECES 1 m2 DE COLECTOR PLANO.
Esto es derivado de la soportación estructural, motor de arrasatre y sistema de seguimiento.
Una superficie sometida al viento, está expuesta a distorsiones que inciden en la mancha focal lineal y de forma constante, por tanto reducen la eficiencia del tubo colector, la emisividad del tubo colector se incrementa en función de la temperatura.
Esto es conocido por todos los que hemos experimentado con concentradores y colectores planos y mucho más, cuando tu experimentes lo podrás comprobar.
Mi entrada en este foro especialista del Peak-oil, ha sido mi opinión sobre como podriamos adaptarnos y tratar de no sucumbir ante el problema que se avecina, siempre a nivel individual.
Saludos
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 03/04/2007 17:35
Por: soleolic
Esto lo puse en el foro:fundir sales, o sal comun para acumulacion termica solar:
El caso es que si al agua se le añade ácido silícico o algo así puede congelarse a temperaturas superiores a 0ºC, según la proporción de dicho ácido en la disolución. Si se pudiese utilizar para temperaturas de 45ºC resolveríamos el problema de acumular grandes cantidades de energía térmica en poco espacio.
Veo que la parafina que se nombraba al principio puede servir tambien para el mismo proposito.La verdad es que no estoy muy puesto en el tema pero me gustaria conocer mas.
Creo que si se desarrollarian mas estas posibles soluciones entonces se resolverian dos problemas importantes de la ACS-solar: el sobrecalentamiento en verano y la escasa producción en invierno.Ocurre lo mismo que con la energia electrica ya que el gran problema de la energia electrica aislada es la acumulacion.
¿Alguien sabe de estudios publicados al repecto en internet?
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 03/04/2007 17:52
Por: Amon_Ra
Muy de acuerdo con las observaciones de Karls pues no son esas solas son mas pero aqui se debate sino entendi mal "Sin Concentracion".
Recordandole a Karls que supongo que conocera los sistemas de concentracion estaticos o de baja concentracion al ser la relacion de esta la relacion entre la superficie de captacion y la de recepcion las posibilidades son muchas existiendo paneles planos sin orientacion constante como los parabolicos que si que la necesitan si la relacion de concentracion es baja y esta viene controlada en su Delta T o diferencia de temperatiuras entre el captador y el medio ambiente como se realiza en los sistemas de tubos de vacio superandose los 100º sin problemas y con buenos rendimientos termicos pero bien este seria diriamos el paso de captacion plana con muchas variantes a captacion concentrada y esta a su vez con indices de concentracion mayores en razon de la temperatura necesaria o buscada, con lo que estariamos en un hibrido entre las dos.
Muchisimo mas caros estos sistemas de baja concentracion sin orientacion sin lugar a dudas que los clasicos de nula concentracion.
A mayores diferencias de temperaturas mas complejidades y mas precio.
Ya mi abuela en los años 50 ponia un barreño al sol y sabia que si lo arrimaba a una pared pintada de cal se calentaba antes que si no estaba apoyado al borde de la pared asi nos bañava cuando eramos niños y la sensacion de ducha la proporcionaba llenando una regadora de plantas de zinq con el agua del barreño.
Con lo que el tema de la concentracion no necesariamente va ligado a la orientacion pues la concentracion puede ser tambien estatica todo dependera de las necesidades de dicha temperatura sus usos y los metodos que usemos para conseguirla los materiales que usemos sus comportamientos a las radiaciones sean estas del espectro luminico como infrarojo,
Quizas un material se comporte mejor que otro no cabe duda pero el coste energetico de esa mejora no compense su ganancia de energia si este es mas costoso energeticamente de consegir y volvemos al coste energetico y no digo economico que es otro factor que influira y muy mucho en su uso.
Si el barreño de mi abuela hubiera sido negro en su interior habria mejorado su rendimiento y si lo hubiera cubierto con una tapa de cristal casi hermetica aunque ese cristal hubiese sido encontrado en un basurero mas aun pero ella sabia el nivel de agua exacto que llenaba en que pared lo debia poner y funcionaba perfectamente.
Esto tiene una aplicacion practica muy util en nuestras latitudes la construccion de un baño externo a la casa aprovechando estos principios pero ya montare un hilo si a alguien le interesa el tema es muy barato y relajante.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 03/04/2007 18:38
Por: Karls
Hola AmonRa!
En mi primera entrada en este tema dije:
CAPTACIÓN SOLAR
Sistema estático que permite duplicar el aporte energético solar, en función de la apertura y superficie de dos planos especulares así como la inclinación solar en cada estación climática.
Con este procedimiento queda balanceada la aportación de energía solar anual, pudiendo conseguir más del doble de la aportación solar, en la época invernal, con la misma superficie colectora e incrementado de forma muy notable la temperatura de transferencia térmica.
Estas consideraciones de la unidad de captación, permite reducir en más de un 20% el costo de los colectores y obtener un salto térmico del fluido de transferencia de 1,75, en relación con un sistema de captación convencional que es 1,00.
Pero esto que estamos hablando de concentrdores, parafina, sales etc. de nada sirve en caso de que tengamos que volver a principios del s. XX, ya que los que queden tendrán que solventar su jodida vida, a trvés de lo olvidado tras el paso del tiempo, para tratar de cubrir los minimos de subsistencia.
La vivienda que relaté en mi entrada.
Saludos
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 03/04/2007 20:54
Por: jarp
He encontrado este enlace para hacer un motor stirling casero con 3 latas de refresco, lo que demuestra la simplicidad de su tecnología (miradlo funcionando en el video):
¡enlace erróneo!
Haber si tengo más tiempo y os describo mi idea de motor stirling solar.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 03/04/2007 21:27
Por: Amon_Ra
Estimado Karls, ante todo perdon por no haberme detenido a leer con detenimiento tu proyecto vi los ultimos y dicho proyecto me sale en la primera parte.
No te discutire en absoluto la utilizacion de reflectores para la mayor captacion pues decimos lo mismo practicamente.
El realizar proyectos de este tipo esta muy bien para quien le interese como veo que es tu caso yo tambien realice unos cuantos antes de enfrentarme con mi realidad y esta es por si te sirve la de que como de proyectos estaba harto de leer pensar diseñar y ver la dura realidad del tema. inicie un abandono de la citi hace ahora 15 años y no e acabado mi proyecto pues la vida es mas, compleja que todo eso.
Es poquisimo lo que tengo ya ves empece con una placa de 33W y hoy tengo 6 de 65 mas dos de 36 y 33 w mi grupo de acumuladores algo viejos y con menos rendimiento mis dos convertidores uno de 200w y otro de 1500w aparte de otro que consegi con en trueque de 2500w que no lo tengo ni instalado funciono conel de 1500w y el de 200 w solo y o va uno o el otro la casa no tiene red de agua corriente tengo mi cisterna de 30m3 y otra de 15m3 que la lluvia me llena normalmente aunque con epocas de sufrimiento estas sequias ultimas pero siempre llego reciclo el agua de las duchas y lavabos para el Wc y los restos de aguas amarillas se filtran se mezclan con la sucias y riegan los frutales y el monton de estiercol si se necesita humedad en su fermentacion al estar en el secano dispongo de toda la leña que necesito y aunque puntualmente pongo alguna vez la de butano en alguna habitacion el resto leña ya llevo 15 años asi sin pagar a hidroelectrica ni al servicio de aguas potables estas lluvias ultimas me llenaron las balsas externas que tengo y podre plantar esta primavera para el verano tener de lo que da mi huerta tomates patatas melones etc,etc el papel es muy sufrido y podemos diseñar maravillas existen concursos para alumnos de la politecnica de casas totalmente autosuficientes por varios millones de presupuesto yo me acabe mi pequeñisima hipoteca en 7 años tierras y casa. Eldebatir tecnico sobre las ventajas de tal o cual sistema es muy didactico cierto y solemos pensar que porque lo lei lo calcule ya es valido yo mismo aumento la efectividad de mis paneles fotovoltaicos cambiandoles la inclinacion estacionalmente y adosando unos reflectores en el suelo en invierno que la insolacion es menor pero lo basico es las pregunta de siempre cuanto necesito es siempre mas barato no gastar que generar.
A esto esta escrito con portatil centrino y emisora de tipo trac rural no hay lines voy a poca velocidad 56k y me bajo hasta mis peliculitas y canciones lo alimenta las placas pequeñas.
La estanteria esta llena de libros de todo tipo y muchisimo de energias.
Pero pasados 27 años no leo nada nuevo en ningun sitio y va para dos años en esta web, que veras que aprecio o es un poco mi segunda casa o relaciones sociales virtuales perdon de nuevo si mucho que en los setenta deciamos lo mismo y ahora son varias las asociaciones que estudian con detalle el peak que hay mas datos, internet somos 6500 millones de habitantes en el planeta ya varias guerras montones de atentados y que las fechas del peak cada vez coindide mas gente mas politicos oportunistas mas banqueros mas gente que lo intuye o presupone. A si y muchisimo menos petroleo para construir todo lo fantastico que se ocurra.
Perdon por el rollo pero hace tiempo que separo las posibilidades tecnicas de lo que estas puedan aportar a la sociedad.
Un simple frigorifico viejo de buen tamaño que se recoja de la calle le instalas dentro un deposito de un calentador electrico viejo sin su aislante lo cierras con un doble cristal climalit delante le pones una luna vieja de un armario de tus abuelos o dos y tienes 75 o 100 lt de agua caliente si lo conectas al sistema de presion que dispongas en caso de nuvosidad desvias el circuito por una llave de tres vias y lo diriges al calentador de gas o al el recuperador con serpentin instalado en un horno de pan tradicional o al hogar de leña de la casa soluciones individuales las hay para algunas cosas no dejaran de ser individuales y como esta mil te podria contar.
De no verlo muy disonante u aberrante no suelo entrar en enfrentamientos y trato de convencer a nadie de nada y cada vez menos es cierto lo que dices si se tiene que volver al principio del siglo que mi abuela conocio de poco servira las lentes fresnel los seguidores del punto de maxima eficacia energetica en el foco y maravillas del Muy Interesante que hallamos leido lo primero por que ya hace años que pensar no es hacer y si sin trabajo fijo eventual, cuando lo hay, criar hijos ,y sobrevivir pudimos llegar a la nada de esto con los costes que hay hoy y las excelentes condiciones que se esperan para la sociedad en un futuro las posibilidades son aun menores.
Si se saco el tema de las sales que nombro antes es una prueba como lo de la parafina que tiene sus problemas de no ser permitida por su posible inflamacion en las normas de construccio que su intercanbio es bajo que dura si no lleva unos tratamientos quimicos especiales determinados ciclos y mas cosas.
I se saco eñl tema porque son muchos los hilos que se montaron sobre proyectos de tal de cual de mil ideas esto esta lleno de estudiantes de ciencias e industriales ansiosos por saber por hacer y cada uno hace lo que puede unos mas mas ilusiones otros con menos unos con mas dinero otros con menos por lo que divagar soñar proyectar calcular lo hacemos muchos aqui esta muy bien es una gran familia.
Pero como tu mismo dices reduzco la superficie de captacion Bien pero cuantos pueden captar en un 6º piso de una triste calle de una ciudad sin permiso de utilizar ni la azotea para tender la ropa y se ven forzados a que su padre page la electricidad del la secadora que alimentaremos con eficaces sistemas de ultima generacion eolica cuando sople el viento o fotovoltaica de alta concentracion refrigerada y con rendimientos iguales a los de hace 30 años pero con mas trastos que suvbencionaremos los paganos consumidores y las Acciones de la salvadora del planeta Acciona se cotizaran mejor en bolsa gracias a las suvbenciones arrambladas.
La concentracion ya la uso Arquimedes en Siracusa contra las naves romanas invasoras.
Si concentramos la temperatura sera mas alta y tendremos que aumentar secciones y flujo del liquido con lo que tiene sus limites tambien, que es util y mas barata que la superficie captadora nadie lo pone en duda pero usa espacio de captacion.
Esta muy bien en baja dosis por lo que dices.
Es una herramienta mas en todo esto y muy valida si señor.
Como veras lo de las sales la parafina fueron soluciones complejas investigadas ante la irregularidad del suministro señl sol y su necesidad de acumulacion con metodos mas eficaces que el agua pero si ni con agua ni piedras diseña nadie quie save se plantea el complicado sistema de intercambiadores y los problemas de estabilizacion los bajos ciclos de reproduccion de este comportamiento que pueden ser estudiados en mas profundidad si desde luego y mucho mas que hay.
Si en algo te puedo ser util y mis experiencias te pueden servir de algo aqui estoi .
Espero que puedas tener los medios y puedas desarrollar tu proyecto con eficacia y teson.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 03/04/2007 23:31
Por: Karls
PARA MOKBA
Te envio este interesante enlace, que describe la historia de la Energia Solar, desde la antigua Grecia hasta 1940.
http://habitat.aq.upm.es/boletin/n9/amvaz.html
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 04/04/2007 05:37
Por: mockba
Gracias Karls por la historía, me servirá para sacar algunos datos y anexarlos en mi tesis. Jarp, los motores Stirling que muestras son aparentemente sencillos e interesantes, pero no te dejes engañar ya que algunos motores de este tipo sufren desgastes muy intensos en poco tiempo. De cualquier forma, supongo que habrá maneras de reducir el desgaste y aumentar la vida útil del motor.
Saludos...
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 04/04/2007 06:44
Por: mockba
Dejo un link en el que se muestra un video de una máquina stirling de baja temperatura, es un motor de doble disco que está colocado sobre una roca al sol.
aquí[*4] . Supongo que éste es el tipo de máquinas que podrían aprovechar un foco caliente sin concentración.
Saludos...
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 04/04/2007 10:07
Por: Amon_Ra
Muy interesante relato o recopilacion historica la pagina de Karls:
Da una vision retrospectiva de la utilizacion de la energia solar sus intentos sus posibilidades antes de la aparicion de los fosiles:
Pero confirma lo muchas veces dicho aqui.
La diluida y aunque concentrable energia es utilizable se observa comparandola con la imagen de la sociedad industrial desarrollada de hoy en dia la imposibilidad del mantenimiento en que muchos se empeñan de este tipo de sociedad fruto de la explotacion de los fosiles.
Aunque demuestra que es posible la vida con energia solar demuestra tambien que la vida no es esta o la que conocemos no aparece el transporte de grandes distancias ni grandes cantidades de carga con lo que la globalizacion solo se asienta sobre este pilar de energia concentrada y acabando esta se acabo la globalizacion y volvemos a los recursos locales y de baja entropia, a el sentido de la verdadera cultura al conocimiento del medio donde habitamos sin ingerencias exterioes con los medios que proporciona nuestro habitat.
Cuando habla de edificios no encontre referencia al que mas simbolicamente utiliza estos principios el mas simple habitat de todos que mas resiste las inclemencias del tiempo en las duras condiciones donde se construye el IGLU conseguir sin medios externos defenderse de saltos termicos de mas de 40º o 50 º no lo resiste ninguno de los edificios actuales , su forma esferica formada por la erosion del viento sobre una simple construccio de cubos de hielo su unica entrada orientada en sentido contrario a los vientos dominantes la cubricion de las paredes interiores con pieles para sentados poderse apoyar en el hielo de sus paredes su orificio que permite la salida de humos del fuego interno consiguiendo una temperatura interna de 10º con una exterior de -40º es para mi almenos una maravilla de sencillez y eficacia.
Bien hace el relato la observacio de el diseño como digo en mi anterior post de adaptacion al medio y las condiciones locales.
Por ese motivo aunque nos sorprenda las posibilidades de captar calor en el habitat es mucho mas dificil el diseño bioclimatico cuanto mas suaves son las condiciones o los saltos termicos son menores cosa que llama a engaño al ver las posibilidades de ganancia termica , cuando en las condiciones de climatologia mediterranea el enemigo no es el frio intenso sino el calor con lo que hay que mirar a la arquitectura Arabe su diseño su urbanismo de sombras que provocan corrientes humedas y refrescantes sus fuentes y la funcion del agua la utilizacion de las plantas arboles que aminoren el duro sol del verano creando una arquitectura y habitat del hombre y no de un urbanismo especulativo y dependiente al consumidor y es por esto que repito que dicha construccion es totalmente dependiente de energia externa y no valida en un entorno de poca o cara energia externa.
Pero quien diseña con el ambiente se diseña con la ley en la mano de cumplimiento de unos minimos sin atentar contra los intereses del sistema de reparto del suelo.
A quien de los millones de compradores de viviendas del boom inmobiliario actual se planteo la sostenibilidad? conoceis alguno que es el derecho al sol y al aire de una casa esta contemplado este derecho en el urbanismo actual.En que medida.
Dice Karls la electricidad es lo mas importante y sin quitarle la importancia que tiene por la libertad que proporciona todo uso es cuestionable. Es necesario usar internet o el ordenador cuando no hay sol ni viento si si necesitamos mantener el ritmo de vida de la sociedad industrial y sus constumbres ,no si nos adaptamos como hace la naturaleza a los flujos energeticos entre estas dos posturas hay un ancho camino con lo que no es el problema de generarla o captarla solo sino de como usarla de nuestros usos y tipos de vida mas o menos alejados de los flujos naturales.
Tengo un vecino jubilado que su pension no le llega para comprarse una sola placa fotovoltaica y usa un pequeño generador de gasolina de 600W sabe y es consciente del coste de la hora de consumo en razon de sus ingresos esta limitacion hace que su horario de cena dormir y actividades sean adaptadas a la luz natural muchisimo no es infeliz por esto para el es lo mas natural del mundo vive con un horario que no le hace falta que el ministerio le cambie la hora el astro rey es quien se la cambia su gallo le despierta y cuando sus gallinas y patos se recogen solos el les acompaña.
Todo el resto es industrialismo productivo consumista y esto ya es una eleccion muy personal de conceptos y usos.
Estos comentarios van en la linea de relativizar la necesidad de energia de consumo de mantenimiento de habitos adquiridos en el torbellino que se convirtio el vivir en este tipo de sociedad y que muchas veces veo obsesion en su mantenimiento a costa de lo que sea aunque sepamos que es imposible.
Electricidad para todos agua para todos acabara en que?
Es una fantasia que el sistema actual defiende para mantenerse pero que sin energia acumulada no es posible mantener y esta siguen haciendo creer que es inagotable y lo que es inagotable es su sed de dominio poder y mantenimiento de un sistema y su sistema de privilegios sociales.
Quedate en el paro sin subsidio y veras su sistema de inagotable energia donde va. Donde esta su sistema de inagotable energia a los ciudadanos del 4º mundo o del 3º mundo llamado.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 04/04/2007 13:08
Por: jarp
Respecto al stirling, para reducir el rozamiento y aumentar la eficacia, mi idea es sustituir el pistón por una membrana flexible de silicona, la cual es muy resistente y fácil de hacer. También quiero prescindir de la biela y la rueda, pues mi objetivo es producir electricidad (ya que actualmente todo funciona con ella) y solo me interesa el movimiento de vaiven del pistón (en este caso membrana), el cual tendría un recorrido muy corto, pues su función sería mover un imán entre unas bobinas de cobre. Creo que al eliminar estas piezas, los rozamientos son menores y la eficiencia y durabilidad mayores. La electricidad generada sería una corriente alterna con la frecuencia del motor.
La nasa tiene uno desarrollado que es muy parecido:
¡enlace erróneo!
¿Qué opinais?
También os dejo este enlace con un motor stirling que funciona con tan solo 7ºC de diferencia térmica:
http://www.stirlingengine.co.uk/index.asp?function=DISPLAYPRODUCT&productid=17
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 04/04/2007 14:43
Por: Amon_Ra
Veo Jarp que te encanta el motor Stirling y si funcionara con el sol mas fantastico aun pero me figuro que aunque se produzca electricidad el problema de la acumulacion seria el mismo despues de producirla habria que almacenarla en baterias de plomo o similares con que aunque la generacion esta muy bien el gran meollo siempre es la acumulacion y sus sistemas o sus usos y consumos necesarios no crees.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 04/04/2007 16:01
Por: jarp
Para que le veais sentido a todas las ideas que doy (ya que me salto de una cosa a otra), os cuento el proyecto que tengo en mente.
Este consiste en usar la energía solar y la eólica para producir calor, el cual se almacenaría usando alguno de los métodos eficaces para ello, como el calor latente. Como aclaración, la solar sería sin concentración (o usando el método de espejo que ya comentamos antes) funcionando con agua y la eólica sería de eje vertical, la cual removería un fluido (agua) para producir calor. Ambos métodos estarían integrados en el mismo sistema, siendo el agua a calentar la misma. Al usar ambos métodos a la vez se garantiza muchísimo más el suministro y el precio sería menor que por separado.
Ese calor ya podría usarse directamente para calefacción, baño o para lo que sea. Pero si además acoplamos al sistema un motor stirling, podríamos generar la "codiciada" electricidad, y a cualquier hora del día, sin depender del sol ni del viento, ya que lo sacamos de la reserva de calor.
Dicho motor podría funcionar solo cuando se demandara electricidad (al igual que las bombas de los pozos) y podría tener una pequeña batería para ceder electricidad durante el tiempo que tarda el motor en ponerse en marcha.
Como veis, mi proyecto consiste en una integración simple de varias tecnologías "baratas" y muy estudiadas, siendo capaz de abastecer energéticamente a una vivienda (todo se basa en dimensionarlo correctamente).
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 04/04/2007 17:48
Por: eduardo37
jarp: me parece muy interesante tu concepto de acumulación energética a través del calor latente. Lo que no entiendo, ya que estoy siguiendo tu idea, es porqué te niegas a la concentración si necesitarás disponer de suficiente calor y porque piensas que es más eficiente convertir la energía cinética de un molino a energía térmica y no simplemente captar mayor superficie de insolación ?
Otra duda que me surge siguiendo este hilo, es que a mayor temperatura hay mayores "pérdidas potenciales", si lo comparamos con el 100% ideal de rendimiento de un sistema, pero también con mayores temperaturas disponemos de mayor potencia. Y quizás también de mayor "eficiencia global" porque podemos disponer de la insolación de una amplia superficie en un punto pequeño, que probablemente se pueda aprovechar con un solo motor de mayor tamaño y no con muchos pequeños.
De todas formas te repito que el concepto me parece muy interesante, y el uso del Stirling con calor solar.
Saludos.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 04/04/2007 20:25
Por: jarp
Eduardo37, contesto a tus dudas:
- Intento hacer el proyecto lo más económico y eficiente posible. Por ello, en principio no quiero usar concentración porque el aprovechamiento del sol en el colector es menor que sin concentración y se incrementan las fugas térmicas en todo el sistema. Tampoco necesito altas temperaturas para una casa. Y la concentración es más cara porque requiere seguidores.
Quizás tuviera que terminar optando por la concentración para darle la suficiente potencia la stirling, pero primero voy a intentarlo sin ella.
- Complementar la solar con la eólica nos hace menos dependientes del tiempo atmosférico, eso para empezar. Por otra parte, creo que es más barato instalar un pequeño molino de eje vertical sobre la parte superior del colector solar que ampliar este. Además, así aprovechamos mejor el espacio.
De esta forma nos beneficiamos de las ventajas de ambas fuentes, además de aprovechar la infraestructura (almacen térmico, etc.) y todo con un bajo incremento del coste.
Hay que aclarar que el stirling tomaría el calor del agua del circuito del acumulador térmico y no directamente del sol. Este agua pasaría por un serpentín a través de la masa acumuladora de calor (parafina o lo que sea).
Esta es en principio la idea, pero aún está abierta a modificaciones, ya que quizás tengas razón y sea más eficiente usar concentración. Lo único que tengo claro es que este sistema debe ser asequible y eficiente, es decir, que hay que buscar el mejor equilibrio entre coste y eficiencia.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 04/04/2007 21:38
Por: eduardo37
¿y porqué no un almacén térmico comunitario?, y que cada uno aporte calor como pueda...
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 08/04/2007 21:19
Por: alehopio
Científicos de la Massey University (Nueva Zelanda) han publicado
http://masseynews.massey.ac.nz/2007/Press_Releases/04-04-07.html
los últimos resultados de su desarrollo de células solares electroquímicas, que realizan un proceso similar a la fotosíntesis de las plantas, pero para producir energía eléctrica. Entre los tintes empleados hay derivados de la clorofila y la hemoglobina, y el coste de estas células es un 10% del de las fotovoltaicas. Además, pueden funcionar en condiciones en las que las de silicio no pueden: con cielo cubierto y a altas temperaturas. Más detalles en el siguiente artículo en español
http://eltamiz.com/2007/04/07/fotosintesis-artificial/
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 09/04/2007 06:32
Por: Franz_Copenhague
jarp
Buenas noches.
hice hace mucho tiempo los "planos del colector solar perfecto".
Hasta que te leí pensaba almacenar agua, pero si la parafina tiene tal capacidad de almacenamiento el sistema de precalentador a paso podría tomar de nuevo forma.
Mira la idea es sencilla no me explico por que nadie la ha puesto a funcionar (seguro me hace falta calcular).
Poner tres o cuatro campanas concentricas de vidrio, en lo posible al vació, y con trampa de luz, en este recipiente poner en el centro un tanque negro mate que en este caso lleno de parafina con dos tubos espirales (radiadores) uno para precalentar agua el otro para hacer una nevera solar a punta de amoniaco...
Creo que si le ponemos en la base un generador Stirling que en el propio pistón tenga el generador
sunpower[*6] tenia uno pero ya no lo muestran en la primera pagina. funcionaba decían ellos con una eficiencia del 30%..
Pues toca calcular que tan grade deben ser el "reactor" (debe ser muy grande pero muy grande), como meter los radiadores y espirales dentro de la parafina o material de almacenamiento, por ultimo calcular cuanta electricidad podrías generar.
Por que estas campanas son mejores que un panel?
Por que son mas fácil de orientar (de echo no necesita orientarse).
Ocupa menor área.
Es mas fácil de instalar.
Se puede mejorar mucho el vació.
Una estructura cilíndrica da mejor resistencia a la intemperie.
Por ultimo un precalentador para agua solar es algo maravilloso. imagina solo tener que usar un panel (tambien con radiador de parafina)para terminar de subir la temperatura o usar mucha menos energía como para cocinar o bañarse.
Espero tus comentarios.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 09/04/2007 14:33
Por: jarp
Eduardo37, no creo que sea buena idea lo del almacen térmico comunitario. Aunque si lo es técnicamente, ya sabes los problemas de cualquier comunidad de vecinos. De todas formas, se podría estudiar su gestión para que evitar disputas entre vecinos y hacerlo factible.
Alehopio, me alegra mucho saber que la fotosíntesis artificial está avanzando y, según parece, puede adelantar a la fotovoltaica de silicio. Si puedes darnos más datos (eficiencia, costes, producción...) te lo agradeceríamos, aunque sería mejor que abrieras un nuevo hilo para ello, pues se lo merece.
De todas formas, para el uso doméstico aislado sigue requiriendo baterías, por lo que continua siendo una opción cara. Puede ser buena idea para inyección a la red.
Franz_Copenhague, lo de las campanas que dices debe ser algo similar a los tubos de vacio que se están empezando a comercializar, aunque la propia campana puede funcionar de colector y almacen térmico. Además, la parte trasera de la campana donde nunca da el sol podría tener una fina chapa metálica que reflejara la radiación hacia el interior, evitando que escape.
Realmente no hace falta que el recipiente sea negro, puesto que puede ser de cristal y la parifina puede contener un tinte negro. Así, el calor se absorbe directamente por la parafina.
Ya que la parafina es aislante térmico, habría que rellenar todo el volumen de esta de algun conductor térmico (por ejemplo, estropajo de aluminio o de acero). Así el calor podrá desplazarse hacia los serpentines.
Lo de la refrigeranción (nevera de amoníaco), aún tengo que pensarlo bien, pues habría que estudiar la posibilidad de utilizar una bomba de calor stirling, que puede ser más eficiente.
El generador de corriente stirling no lo pondría directamente en la parafina, debido a la poca conductividad térmica de esta (creo que en poco tiempo enfriaría esa zona de la parafina). Lo que haría sería ponerlo en un circuito de agua calentada en el serpentin dentro de la parafina.
El colector que yo tenía pensado funcionaba con agua, la cual a su vez calentaba la parafina dentro del almacen térmico. Esto lo hice así porque el agua es más fluida que la parifina y se mueve mejor por el radiador del colector, además de que tiene mayor calor específico.
En vez de parafina puede usarse otro material, yo he propuesto ese porque es el mejor que se me ocurre para las temperaturas que requiero y no es corrosivo. De todas formas, quisiera que alguien me dijera el punto de fusión de una salmuera muy concentrada de sal común (ya que podría ser mejor que la parafina y mucho más barato). También me gustaría que me informaseis de la posibilidad de deshidratar el cloruro cálcico (que se vende para deshumidificar) con temperaturas de 50-60ºC.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 09/04/2007 19:39
Por: eduardo37
Jarp, creo que lo interesante de tu propuesta pasa por:
-investigar la posibilidad de usar al CALOR como "vector energético universal".
y eso más allá de que sea usado en forma personal o familiar o en agrupaciones sociales mayores.
para el uso del "vector calor" hace falta un buen sistema de almacenamiento. Creo que hay que considerar el estudio de las reacciones químicas exo/endotérmicas, pero que sean reversibles para reaprovechar los materiales usados.
Lo interesante también es que la mayoría de las fuentes energéticas actuales producen calor, la nuclear, la de origen fósil, la solar y hasta la eólica puede ser adaptada como tu dices para producir calor. Por lo que sería factible pensar en un mercado del calor, en la producción, almacenamiento y distribución de calor a escalas industriales. También como tu dices en la posibilidad de generar electricidad en forma local de acuerdo a las necesidades que vayan surgiendo por medio de un pequeño motor Stirling.
pero todo esto si es posible el almacenamiento térmico en forma económica, estable y eficiente. De hecho los combustibles fósiles no son más que almacenes de calor en forma química, pero no reversibles.
realmente me parece una idea formidable que puede ser aplicada a grandes escalas.
saludos.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 09/04/2007 20:40
Por: jarp
Lo de utilizar el calor como vector energético universal es algo que también se ma ha venido a la cabeza varias veces, pero dada la dificultad de su transporte lo he descartado.
Eso sí, el calor bien podría ser el rey de los acumuladores energéticos, dados sus bajos costes (al igual que la electricidad lo es en el transporte de energía). Para confirmar esta teoría, propongo que todo el que pueda o sepa exponga aquí la capacidad energética, precio, peso y dimensiones de una bateria típica (por ejemplo de coche) y lo comparara con varios tipos de acumuladores térmicos (agua, parafina, sales, reacciones químicas reversibles...). Así podremos saber hasta cuanto es viable esta idea.
Para más inri, un motor stirling funcionando al revés (aprovechando el movimiento) se convierte en una bomba de calor, la cual puede valer para calentar, refrigerar o para almacenar calor. Por ejemplo, podríamos recargar nuestro acumulador térmico usando el movimiento de un molino de viento mediante un stirling, o incluso recargar el acumulador térmico mediante un motor eléctrico conectado a la red electrica que moviera el stirling.
Las posibilidades son infinitas, solo hay que buscar lo mejor...
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 09/04/2007 22:53
Por: Karls
Hola Jarp,
Me vas adisculpar, cuando era niño 9 años hacia radios de galena y se los vendia a los compañeros de clase , luego fuí joven, con miles de ilusiones, inventé una lancha dirigida y el motor cohete, sin verlo interiormente, hice mis diagramas y años mas tarde pude ver un diagrama de un motor cohete, no iba muy descaminado, podia ser, mas tarde terminé ingenieria y todo era diferente, todo esto que hablas es maravilloso, pero en un mundo de alta energía no tiene gran significado, en un mundo posible de baja energía, que está muy próximo, no habrá un mercado donde comprar productos y componentes, no habrá dinero para hacer estos desarrollos, yo estoy tratando de poder fabricar un motor termodinámico solar, que es sencillo porque utiliza mayormente componentes standard y mi poder adquisitivo no me lo permite, so pena de que me hipoteque, han pasado 50 años y personalmente me sigue siendo imposible llevar a buen fin mis inventos, en un mundo de baja energía como el que viene, todo nuestro esfuerzo será en provisión de alimentos y aprovechamiento de todo lo que actualmente disponemos y el dia que nada podamos aprovechar de tanto aprovechamiento, iremos a lo mas sencillo para subsistencia si subsistimos.
Saludos
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 10/04/2007 01:18
Por: Franz_Copenhague
jarp
Creo que es mejor un barril de parafina (dentro de las campanas+ vació cuantas mas mejor y lo del barril es por lo barato) Sobre la trampa de luz llamo a un semi espejo que deje entrar la luz y no salir (como los espejos de la policía).
El que no reciba radiación directa vale tres diablos (pues almenos en Colombia 12h luz día 365 días al año con una inclinación de promedio 85 grados) seria una serie de reflectores traseros para la tarde otras latitudes que lo resuelva cada quien como pueda. La idea es hacer un almacén colector térmico de tamaño "Prudencial" (cuanto mas grande mejor).
Acerca de la nevera de amoniaco seria complementaria a un botijo, la refrigeración en tierras calientes es primordial, El agua caliente es para sitios como Bogota.
Pero si de paso generas energía para un computador, televisor y bombillas ahorradoras,
Para cocinar solo nos ahorramos lo de calentar el agua para la sopa o el arroz, de todas maneras toca con horno solar. asitido (un hibrido no estaria mal)
Se me ocurrió otra idea, si metemos unos paneles (también al vació y con mucha parafina) con realimentación de agua cuya misión sea calentar toda la parafina a traves de los radiadores y trasmitir el calor hacia el almacén colector (si el super barril de parafina) con cheques para evitar reflujo, (al menos serviría para lo que necesito precalentador de paso 24 horas)
Como podrás imaginarte en este punto seria el colector almacén perfecto, masivo, fácil de ubicar, eficiente, económico y puede complementar muy bien le trabajo de los paneles.
Estoy de acuerdo que pegar el stirling a la parafina seria un fracaso, pero el mismo conductor térmico alias "radiador + agua" daría la solución el problema es donde y como ponerlo.(creo que la base seria el mejor sitio)
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 10/04/2007 13:45
Por: eduardo37
Jarp. es cierto que hay dificultades para transportar el calor directamente, pero creo que es porque no se ha investigado mucho esa posibilidad. No olvides que el calor se mueve en el espacio por radiación, o sea que se podría transportar en forma inalambrica por medio de radiaciones electromagnéticas. Aunque posiblemente esto haría que su precio se dispare.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 10/04/2007 13:54
Por: jarp
Karls, no creo que el capitalismo vaya a dejar hundirse al mundo tan fácilmente, recuerda que aún pueden abrirse muchas centrales nucleares para generar electricidad, la cual podrá guardarse en pilas de combustible para los vehículos. Creo que el fin del petroleo solo va a suponer un cambio hacia la era nuclear, idea que no me gusta nada pero que tendré soportar intentando convencer a la gente sobre la utilización de energias renovables en foros como este.
Respecto a mi proyecto, no creo que sea caro (al menos ese es uno de los objetivos principales). El motor stirling que tengo pensado es muy fácil de hacer con materiales muy comunes y baratos y no necesita herramientas especiales. Lo que veo un poco más caro es el acumulador térmico, por ello me interesaría que alguien mencionara aquí los precios y características de la parafina, sales y cualquier otra sustancia susceptible de almacenar calor, para poderlas comparar con el almacenamiento electrico convencional (baterias).
Franz_Copenhague, he pensado mejor lo de tus campanas y no se hasta que punto puede ser ventajoso. Mi idea original era usar paneles solares con agua, la cual ascendia por termosifón y entraba en un serpentin dentro del acumulador de parafina, cediéndole el calor a esta. Lo de tus campanas podría valer para el acumulador, es decir, que este sea una campana de cristal y asbsorber así más calor, pero nada más. La campana no dejaría escapar calor por convección, pero si escaparía algo por radiación, mientras que un recipiente cerrado con aislante y una chapa brillante no dejaría escapar la radiación infrarroja (la chapa la reflejaría a su interior). Por ello, creo que la ventaja de tomar algo más de calor durante las horas de sol se ve contrarrestada por la pérdida de radiación durante las 24 horas, además de que es bastante más caro de fabricar.
Los paneles colectores nunca deberían llevar parafina, ya que esta no se desplaza bien y nada cuando está solidificada. La idea del panel es coger todo el calor posible y llevarlo rápidamente al acumulador, ya que el panel está muy expuesto a la interperie y tiene muchas pérdidas de calor, por lo que el agua es la mejor solución.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 11/04/2007 01:50
Por: eduardo37
¡enlace erróneo! hay un stirling similar al que propones, pero sin membrana elástica.
¿que piensas de utilizar uno para recargar las baterías de un coche eléctrico?
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 11/04/2007 04:53
Por: Franz_Copenhague
jarp.
A las campanas las puedes volver tubo (mas fácil de hacer pero se perdería el área superior), les puedes poner una cortina, persiana, automática (interna o externa) que disminuya el problema de la radiación. Se incrementa el costo, pero si es por calor gratis... creo que vale la pena.
No me hice entender con lo de los paneles Yo no intento hacer circular parafina (ni que estuviese loco) la idea es usarla como almacén para entre el radiador y la pantalla de vidrio al vació (almacén estrategico jejeje).
Ahora estuve averiguando los materiales... el cobre lo paga el que quiera (que vaina tan cara olé), se podría usar hierro galvanizado la diferencia es muy grande en precio, pero se pierde mucha maleabilidad para hacer formas,
Toca cotizar que sale mas barato si mandar hacer vidrio curvo o una campana o usar en su defecto acrilico.
Los paneles los veo mas fáciles.
Habrá de preguntarle a un ing mecánico como hacer mejor vació .Y como vaina rara hacer los cálculos antes de gastar rublos en este proyecto.
Para otros latitudes creo que se podría poner otro almacén térmico ahora sin campana, en el sótano o cerca a la calefacción. (tremenda idea no porque no lo han echo antes??)
Sobre lo del motor stirling... es tremenda idea no te voy a contradecir pero sobre lo sencillo y fácil de construir.... no comparto la misma opinión. la idea es que al menos produzca 500W/h constantes (de noche también)
Osease:
6 bombillas ahorradoras.
El portátil.
La central de comunicaciones.
El televisor LCD.(que yo tengo en el mismo portátil.)
Así pues creo el almacén de calor tendrá que ser como grande cito.
[modo chiste on]
Veamos con cuentas de vuelo de pajaro que tanta energía podemos generar.
10mts cuadrados de superficie expuesta 12 horas al día (caso colombiano). eso da como 120Kw/h por radiación solar, toca ver donde carajo metemos todo ese calor y se conserve digamos que en unos CUATRO barrilitos y esos en conjunto con los paneles en el techo de la casa, sean capaces de sostener diario 12Kw promedio mínimo al día, (vamos bien) digamos que por cosas del destino tu motor tenga un 10% de rendimiento eléctrico y puedas controlar la salida a 50/60hz tendrías un 1,2Kwh efectivo.
Haciendo esto un 50% mas grande y con un stirling de los buenos... podemos mover una lavadora!!! o el micro ondas!!!
ACABAMOS DE SALVAR AL MUNDO DE LA ENERGIA NUCLEAR!!! EL CENIT DEL CARBON Y EL GAS
Y LAS EMISIONES DE CO2!!!
DIOS MIO LE PUEDO VENDER A LA UNION EUROPEA LA IDEA!!! SOY RICO!!!
JARP AMIGASO SOMOS UNOS GENIOS!!!
OJO GANANCIAS FIFTY/FIFTY 50%/50%
LES REGALAMOS UN SERVIDOR NUEVO A www.crisisenergetica.org
Y LES DAMOS TRABAJO EN LA CONSTRUCCION DE LA NUEVA SOLUCION DE ENERGIA!!!
CUAL FUSION ??? CUAL CENIT??? CUALES CUENTOS DEL DECRECIMIENTO...
[modo chiste /off]
Volviendo a la realidad, sinceramente creo que si esto funciona nos tendrían que dar el Nobel a la física. Alguien ya debio haber visto este mismo invento antes y de seguro hay algo que no funciona pero tengo la misma idea desde hace años y seria muy chevere verla trabajando (asi sea simulada en ordenador)
Un saludo muy fratrenal y animo estare siguiendo tu proyecto por cuestion de tiempo y dinero no puedo constuir el mio.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 11/04/2007 13:10
Por: jarp
Eduardo37, gracias por la imagen del stirling de pistón libre, aunque al final voy a optar por uno con rueda y biela, ya que lo veo más fácil de hacer. Sinceramente, aún no tengo muy claro como mover el desplazador en un stirling de pistón libre (creo que se mueve por resonancia).
Recordad que los objetivos principales de mi proyecto son:
1. Barato
2. Accesible a todos
3. Eficiente
El segundo punto implica que se pueda fabricar en cualquier pais y por cualquiera, sin necesidad de grandes tecnologías y con materiales fáciles de conseguir. Por ello, creo que el motor stirling con rueda que tengo diseñado es más sencillo y fácil de fabricar. Os adelanto que este solo tiene una viela, la cual es común para el pistón de fuerza (una membrana flexible) y para el desplazador, ahorrándo materiales y facilitando su contrucción y estanqueidad, a la vez que mantengo el desfase de 90º entre el pistón y el desplazador. Su forma lo hace funcionar con muy poca diferencia térmica, haciéndolo ideal para aprovechar la energía solar. Voy a fabricar uno con envases de plástico y latas y os pondré las fotografías y videos, además de su explicación, aunque me da algo de miedo, pues nunca he oido hablar del diseño que he inventado y puede que sea una primicia y algún listillo me lo robe y lo patente.
Respecto a acoplarlo a un coche eléctrico para recargar sus baterias, es muy buena idea. Si ya existen coches con paneles fotoltaicos, los cuales son mucho menos eficientes, ¿por qué no vamos a usar stirling?
Lo de tele-transportar calor en forma de radiación lleva investigándose desde la segunda guerra mundial para uso militar. El horno microondas y el laser son resultado de estas investigaciones, y si los investigadores no han conseguido aún algo viable, imagínate nosotros... Recuerda mis objetivos principales.
Franz_Copenhague, recuerda tú también mis objetivos principales, por ello veo inviable lo de las persianas que propones. Sencillez, hay que pensar en lo más simple y eficaz y dejarnos de complicarnos y encarecernos la vida para obtener una ventaja mínima. Por cierto, la energía solar es gratis pero su aprovechamiento no, tenlo presente.
Las campanas que propones o tubos (que ya existen) tienen como principal ventaja su aislante (el vacío), pero también tienen sus desventajas, como es la disminución de su superficie de absorción y su encarecimiento. Por ello, habría que probar ambos sistemas y ver si merece la pena.
Respecto a las cuentas que muestras, te corrijo algún error:
Voy a hacerlo también a vuelo de pájaro suponiendo un panel plano de 1 m2 y 10 horas de sol. Así será fácil extrapolarlo a paneles mayores:
1 m2 = 1000 W de radiación solar
1000 W x 10 horas = 10000 W/día de radiación solar
La eficiencia de los paneles convencionales para agua sanitaria ronda el 60% (aunque no se si aquí ya se descuenta la menor incidencia de las mañanas y las tardes). Suponiendo la misma eficiencia:
10000 W/día x 60% = 6000 W/día de calor
Suponemos que queremos transformar dicho calor en movimiento con un motor stirling. La eficiencia del motor stirling suele ser bastante alta, pero nosotros vamos a suponer que es del 50%:
6000 W/día x 50% = 3000 W/día de movimiento
Si queremos transformar ese movimiento en electricidad con un alternador o dinamo y suponiendo que su eficiencia sea del 60%:
3000 W/día x 60% = 1800 W/día de electricidad
Por tanto, con estos datos obtendríamos 1800 W/día de electricidad por cada m2 de panel solar, lo cual quiere decir que la eficiencia de conversión solar en electrica es del:
Eficiencia de conversión solar en eléctrica = 18%
Si alguien puede afinar estos cálculos se lo agradecemos :)
Las células fotovoltaicas monocristalinas tienen un 14% aprox. de eficiencia y las policristalinas un 11% aproximadamente. Estas eficiencias se miden en células aisladas y sin cristal frontal, por lo que su eficiencia real disminuye una vez que son montadas en paneles.
Si estos cálculos se aproximan a la realidad, quiere decir que este método es casi el doble de eficiente que la fotovoltaica y su coste mucho menor, además de usar una tecnología simple al alcance de cualquier fabricante y país (al contrario de las células fotovoltaicas).
Volviendo a la realidad, sinceramente creo que si esto funciona nos tendrían que dar el Nobel a la física. Alguien ya debio haber visto este mismo invento antes y de seguro hay algo que no funciona pero tengo la misma idea desde hace años y seria muy chevere verla trabajando (asi sea simulada en ordenador)
Eso queda contestado con lo que dije antes de ser una tecnología al alcance de cualquiera... Vende más aquel que tiene el monopolio, en eso consiste el capitalismo. La mejor opción para vender no es la que sea más eficiente técnica o económicamente, si no aquella donde no existen competidores.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 11/04/2007 13:43
Por: eduardo37
jarp: gracias por tu opinión. quizás se debería abrir un hilo para discutir lo de los Stirling, pero lo interesante es que si carecemos de energía solar igual los podemos hacer funcionar con CUALQUIER combustible, incluso leña o carbón.
por otro lado, anoche estuve leyendo una página de stirling donde comentan que con¨la crisis del petróleo de los 70, alguna automotrices invirtieron unos cuantos milloncitos en los stirling, y desarrollaron algunos de bastante potencia como el motor P-40 Stirling. Lo interesante es que se los descartó por carecer de la reacción y la potencia necesaria para el gusto de los consumidores de esa época, pero recordemos que en ese momento aún no disponíamos de una tecnología de híbridos lo suficientemente desarrollada. Además con la asociación entre Stirling-eléctrico creo que se pueden resolver los principales inconvenientes de los 2 tipos de motor. Respuesta rápida y buen torque con el eléctrico, autonomía y eficiencia con el stirling.
De más está decir que un coche con estas características sería silencioso y no contaminante (según el combustible usado). posee también la ventaja de poder ser usados con combustibles alternativos o convencionales, incluso con el bendito hidrógeno, hasta que se desarrollen técnicas de almacenamiento de calor solar. Y practicamente no requiere de mantenimiento.
¡enlace erróneo!
saludos.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 11/04/2007 18:34
Por: jarp
Más motores termodinámicos y muy simples:
1. Este tiene más del 85% de eficiencia:
Lo primero que se me ocurre es aprovechar el calor geotérmico.
aquí[*7] podeis leer más.
2. RotaColaSola:
Muy parecido al anterior. ¡enlace erróneo!
3.
aquí[*8] hay cientos de motores stirling caseros.
4. En
https://www.youtube.com[*9] encontrareis también cientos de motores stirling funcionando.
Estas páginas confirman la facilidad para crear estos motores, usando multitud de materiales caseros, lo que lo hace muy accesible a todo el mundo.
Recordad que el stirling también funciona como bomba de calor, por lo que es ideal para calentar y refrigerar. En mi proyecto quiero usar uno para calentar el acumulador térmico usando el movimiento del viento.
eduardo37, muy bueno lo del vehiculo hibrido con stirling.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 12/04/2007 13:15
Por: comando
Despues de lo que he visto en este foro relativo a los motores stirling creo que podría combinarse con los paneles termicos solares. Esto tienen, en ocasiones un problema de sobrecalentamiento. La aplicación combinada podría reducir los excesos de calor de los mismos a la vez que darles un rendimiento en el momentos de poco uso.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 12/04/2007 13:57
Por: eduardo37
Jarp, gracias por los enlaces. me dí un refresco en los videos de stirling de youtube. Poniendo "stirling engine" en la casilla de búsqueda aparecen cientos de ellos. Creo que son los más parecido a una máquina de movimiento perpetuo o perfecto, si se me permite la comparación. Por cierto que un dispositivo stirling, calor solar, almacenamiento térmico adecuado podría funcionar hasta que las velas no ardan !!! ya la NASA lo ha advertido y una de sus sondas lleva como generador...un stirling !
Absorto en la regularidad del stirling, me pregunto: ¿no habrá llegado la hora de los motores de combustión externa?
Teniendo en cuenta que calor es lo que nos está sobrando en la tierra, de es almacenable y extraíble de múltiples fuentes, que nos llega como materia prima de la actividad solar en grandes cantidades, de que nos enfentamos al cenit de los recursos fósiles, pero que primeramente se sentirá su efecto en sus principales productos refinados como la gasolina y el diesel ¿no será hora de los stirling? que entre otras muchas ventajas pueden usar combustibles que no sirven para los motores de combustión interna, como la leña, o de alto poder calorífico pero sin suficiente poder de inflamación, no aptos para motores de explosión.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 12/04/2007 14:15
Por: eduardo37
Con respecto al híbrido stirling-eléctrico advierto que ni siquiera necesitaría baterias. Como el motor eléctrico solo sería un apoyo para el stirling, quizás fuera necesario solo un capacitor, que aunque son más pesados almacenan la electricidad directamente y tienen una vida útil mucho mayor. Cuando el vehículo adquiere velocidad conviene impulsarlo directamente con el stiling, y te ahorras la conversión de energía mecánica a eléctrica y luego nuevamente a mecánica.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 12/04/2007 17:34
Por: eduardo37
jarp: si los principios que propones funcionan bien tal vez se podría armar una planta eléctrica a partir de ellos.
en una zona bien soleada se construye una pileta no muy profunda, tal vez de solo 1 mt de profundidad, y lo más amplia posible para captar una superficie imortante de radiación. El piso de la pileta se puede cubrir de piedras negras o sino una capa de asfalto. Se llena la pileta de agua, salada para tener mejor conducción del calor, y se la tapa con una cubierta transparente de vidrio o acrílico para lograr el efecto invernadero en el interior. Luego cada cierta distancia se puede ubicar un stirling para producir electricidad, con el foco caliente del motor en el agua, y obviamente el frío por fuera.
De esta forma no ahorramos los espejos, los mecanismos de orientación y seguimiento solar, los depósitos térmicos, etc
Tal vez el gradiente térmico entre el agua y el aire no sea muy elevado. Habría que probar a cuanto se puede calentar el agua y también cuanto sale el m2 de pileta cubierta,pero el manteniento sería bajo. Otra posibilidad que se ocurre sería la de llenar la pileta con aceite industrial.
Saludos.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 12/04/2007 19:07
Por: jarp
eduardo37, respecto a lo que propones, con ese simple hecho ya estaríamos produciendo electricidad y creo que incluso superaría a la fotovoltaica. La pileta podría tener sus paredes y fondo recubiertas de material aislante (podría valer corcho blanco que es muy barato) y pintadas de negro. El hecho de estar en el suelo haría que no le diera el viento y esto mantendría más el calor.
Realmente no nos ahorramos los acumuladores, ya que la pileta sería el acumulador.
Cada vez me da más rabia del engaño al que nos tiene sometido el capitaliso. Por cierto, ¿habeis visto los ingenios tan sencillos y efectivos que puse en el otro mensaje?
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 12/04/2007 19:44
Por: eduardo37
claro que los he visto. El sistema que te decía no es mas que el stirling funcionando con el calor de una tacita de agua caliente que sale en youtube, pero a escala mayor. Incluso me he quedado pensando que cualquiera que tenga unos paneles planos para calentar agua en su casa puede conectarle un stirling al depósito de agua caliente y también tener electricidad. Nada del otro mundo, pero el sistema nos dice que hay que tener nuclear y centrales de carbón, y biocombustibles. A mi también me da mucha bronca.
Y por algo será que los stirling no se consiguen !!
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 13/04/2007 13:18
Por: eduardo37
Ahora una duda que tengo es cuál podría ser la eficiencia de un stirling funcionando con una diferencia de temperatura pequeña. Sé de stirling comerciales que requieren temperaruras de entre 700° y 900° C para funcionar en condiciones óptimas.
Con los colectores planos normalmente no se obtienen temperaturas en el agua superiores a los 100°C, pero supongo que si el agua no circula se puede aumentar más la temperatura. Hay que ver hasta cuanto.
Si tenemos una pileta con agua caliente también se puede poner un espejo lateral que refleje sobre la pileta o los colectores, para aumentar la temperatura e intentar llegar a un mínimo de 300°C.
De todos modos si el sistema está bien aislado térmicamente, el calor solo tiene una salida posible hacia el exterior del sistema: transfiriendo su calor al interior del cilindro del stirling y por lo tanto produciendo movimiento.
Otra cuestión importante a la hora de considerar invertir en un stirling puede ser el hecho de en caso de que no dispongamos de suficiente calor solar podemos hacerlo andar con un mechero y gas natural o licuado, o comprar algunos litros de combustible y obtener electricidad y calor. Había un stirling comercial, creo que por unos 3000 o 4000 euros que disponía de un pequeño horno de hierro en su base en donde se podía quemar leña y carbón para producir calor. Es una especie de Stirling universal que puede trasnformar o ser adaptado para transformar cualquier fuente de calor en electricidad.
¿sabes algo de este o tienes datos de otros stirling que haya en el mercado, como precios, temperaturas óptimas de funcionamiento y posibles fuentes de calor a usar?
saludos.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 13/04/2007 22:04
Por: jarp
eduardo37 dijo:
Ahora una duda que tengo es cuál podría ser la eficiencia de un stirling funcionando con una diferencia de temperatura pequeña. Sé de stirling comerciales que requieren temperaruras de entre 700° y 900° C para funcionar en condiciones óptimas.
Con los colectores planos normalmente no se obtienen temperaturas en el agua superiores a los 100°C, pero supongo que si el agua no circula se puede aumentar más la temperatura. Hay que ver hasta cuanto.
Si tenemos una pileta con agua caliente también se puede poner un espejo lateral que refleje sobre la pileta o los colectores, para aumentar la temperatura e intentar llegar a un mínimo de 300°C.
De todos modos si el sistema está bien aislado térmicamente, el calor solo tiene una salida posible hacia el exterior del sistema: transfiriendo su calor al interior del cilindro del stirling y por lo tanto produciendo movimiento.
Hay que diferenciar entre temperatura y calor, pues no son lo mismo, ya que calor es la cantidad de energía que tiene un cuerpo. Por ejemplo, si calentamos en un mismo horno un litro de agua y un litro de aceite, al cabo de un rato veremos que cada uno ha alcanzado una temperatura diferente, pero sin embargo ambos han absorbido la misma cantidad de calor. Esto se debe al calor especifico de cada sustancia. Otro ejemplo lo tenemos en los cambios de estado, donde si se sigue aplicando calor no varía la temperatura. También podemos calentar una aguja de coser a 300ºC y 1 litro de agua a 40ºC y ¿quien tiene más calor?, pues el litro de agua.
El motor stirling funciona con la expansión y comprensión que se produce al cederle y quitarle calor a un gas y, por tanto, no va solo en función de la temperatura. Ampliando la superficie que caliente y enfria al gas conseguimos que este absorba y ceda el calor más rápidamente (recordad que calienta más 1 l de agua a 40ºC que una aguja a 300ºC). Por ello, los motores stirling que funcionan con poca diferencia de temperatura tienen los cilindros muy anchos, aumentando así las superficies que ceden y recogen el calor. También podemos hacerle pliegues (a modo de rejilla) a las superficies de intercambio para aumentarlas.
Si además reducimos el volumen interno del motor al máximo posible, conseguiremos que sea más eficiente (no es lo mismo calentar 1000 cc que 200 cc).
Teoricamente podemos hacer motores stirling para cualquier diferencia térmica, todo consiste en diseñarlo apropiadamente.
Para que se entienda bien, podemos comparar a la temperatura con el voltaje eléctrico y al calor con la carga elétrica. De igual forma, existen motores eléctricos que funcionan a 220 V y otros que solo necesitan 1 V o menos.
aquí[*5] venden un motor stirling que funciona solo con 7ºC de diferencia!!!
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 15/04/2007 13:06
Por: eduardo37
jarp, yo te pregunto por la temperatura ya que tengo entendido que si bien los stirling funcionan con diferencias mínimas, a más baja, menor rendimiento. Algunos de los stirling que funcionan a baja temperatura tienen un rendimiento inferior al 15%.
De todos modos creo que con los colectores planos en comercialización se podría llegar a subir la temperatura del agua ¿unos 100°C?, ¿o más?
no se que te parece, si con esa diferencia de temp. cuál puede ser el rendimiento de un stirling con capacidad para generar al menos, unos 4 o 5 kwh diarios.
Saludos.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 15/04/2007 20:30
Por: jarp
eduardo37, puedes indicarme dónde has visto lo del rendimiento inferior al 15% cuando un motor stirling funciona a poca diferencia de temperatura.
Mi idea es hacer funcionar el stirling con una diferecia térmica de unos 35º. Mediante paneles pretendo obtener unos 60ºC, ya que superar los 80ºC es bastante dificil y mucho más costoso, además de que se incrementan las pérdidas de calor en todas las partes del sistema. Prefiero menos y mejor aprovechado, además del coste más bajo.
Obtener los 4 o 5 Kwh diarios es totalmente posible con cualquier eficiencia, solo hay que dimensionar la instalación y ver si es viable, tanto por el espacio ocupado como por el coste (lo más importante).
LLevo unos días buscando y estudiando los diversos tipos de stirling para ver cual puede ser el más adecuado a mis requerimientos: baja temperatura, eficiente y barato. Mi búsqueda se centra en aquellos diseños que tienen menos piezas en rozamiento, lo cual da más eficiencia.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 15/04/2007 22:32
Por: eduardo37
estuve leyendo algunos trabajos sobre stirling y en la mayoría destacan que el rendimiento del motor es mayor cuando mayor es la diferencia de temperaturas entre el foco frío y caliente.
Ahora no puedo buscar todos los trabajos que leí, pero ¡enlace erróneo! hay uno, lo mencionan en las Conclusiones. Pág 21.
De todos modos creo que una diferencia de 100° se puede conseguir con colectores comercializados y es una diferencia térmica bastante importante.
Saludos y si encuentro los otros sitios te los paso.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 16/04/2007 06:26
Por: Franz_Copenhague
Aquí de nuevo.
Creo que el problema pasa de hay ninguno de los stirling puede generara algo decente de energía con un promedio de 80° Celsius de diferencia termica.
La rueda de Wally mintos sale como costosa y necesitamos mas RPMs para generar algo de electricidad, así pues toca ver como reducirle el tamaño y aumentar sus rpm si de verdad genera un 85% de fuerza motriz podríamos estar hablando de un 50% de energía eléctrica.
Sinceramente yo me inclinaría ha hacer un híbrido casero que reduzca el consumo eléctrico y de gas de manera viable y económica. como subproducto electricidad pero el meollo queda sin resolver Que stirling y en donde??
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 16/04/2007 16:26
Por: jarp
Teoricamente, el rendimiento (porcentaje de conversion de calor en trabajo) de un motor stirling no debería disminuir al decrecer la diferencia térmica, puesto que la presión de los gases es directamente proporcional a la temperatura de estos. En la práctica (¡enlace erróneo!) que muestra eduarde37 se mide el trabajo como RPM del stirling, y se observa una disminución de eficiencia al bajar la diferencia térmica. Hay que tener en cuenta que dicho motor no está para nada optimizado y tiene grandes pérdidas caloríficas tanto en el cilindro/pistón como en el tubo que comunica los dos cilindros, ya que no están aislados. Estas pérdidas dificultan el calentamiento del gas y, por tanto, este se queda lejos de alcanzar la misma temperatura que el foco caliente, notándose más su deficiencia cuanto más baja es la temperatura del foco caliente. Además, hay una gran cantidad de gas que nunca toca los focos (ni el cálido ni el frio) dentro de la tubería de interconexión.
Por ello, ya he dicho es varias ocasiones que hay que diseñar el motor según las condiciones en las que va a funcionar. Comparándolo con un motor eléctrico, un motor de 12 V no funcionará con una pila de 1.5 V, en cambio, hay motores diseñados para 1.5 V que funcionan correctamente con este bajo voltaje.
Creo que los puntos a optimizar según su importancia para un motor stirling de baja diferencia térmica son:
1. Gran superficie de intercambio calorifico en los focos.
2. Economizador muy eficiente (gran volumen y grano muy fino).
3. Disminución en lo posible del volumen del gas (reducir tubos de interconexión).
4. Aislamiento térmico del motor para evitar pérdidas caloríficas en zonas como el economizador, cilindro/pistón de fuerza...).
5. Disminuir en lo posible todas las fuerzas que frenen el motor (inercia en los pistones y biela y rozamiento).
6. Mantener el foco frio refrigerado mediante ventilacion forzada (instalando un ventilador al volante del motor) o radiador de agua.
7. Mantener el mejor aporte posible de calor al foco caliente.
También hay que dejar de pensar en diseñar el motor para la temperatura máxima que alcancemos con paneles solares, por ejemplo 100ºC, puesto que esta se alcanzará solo en las horas de máxima insolación, quedando el motor parado el resto del día. Por ello, yo propongo hacerlo funcionar con una diferencia térmica de unos 25ºC, pudiendo aprovechar así incluso el calor latente de la parafina, por ejemplo, teniendo el motor funcionando las 24 horas del día. Es como la fábula de la tortuga y la liebre, más vale despacio y constante.
Franz_Copenhague, antes de sacar conclusiones creo que hay que probar a diseñar motores stirling para bajas diferencias térmicas.
Respecto a la rueda de Wally mintos no veo donde está su alto coste, puesto que no lleva ningún material caro o dificil de conseguir. Muchísimo más caros y menos eficientes son los sistemas que se comercializan (por ejemplo la fotovoltaica) y se venden bien. Una forma eficaz de reducir su gran diámetro sería utilizando una cinta, cuerda o cadena que arrastrara los recipientes, colgada desde un eje superior, al igual que las antiguas norias que se utilizaban para sacar agua de los pozos. El peso del liquido movería el eje superior y de este se obtendría el trabajo. Para aumentar las RPM solo hay que instalar engranajes o poleas.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 17/04/2007 07:03
Por: Franz_Copenhague
Viejo jarpi..
La rueda de 8hp es de al menos dos pisos de alto, ni de vainas será mas barato que un moto generador Diesel, tienes que sumar el espacio mas infraestructura, digamos que sea 6 veces mas pequeño para sacar energía de provecho (una cosa que genere electricidad suficiente para bombillas y televisor)habríamos de meterle esteroides a dicho motor.
Lo único que se me ocurre es lo siguiente:
Usar la gigante diferencia de temperatura (30 veces superior a lo que dicho motor necesita), imaginate esto:
Usar el excedente de energía en hervir el butano y el refrigerador de amoniaco para bajar para congelarlo y hacer la rueda mas pequeña y mas rápida.
Leí también acerca de la misma rueda que antes que stirling era una maquina de gravedad. El no hacerla tan alta como el diseño original, sino mas bien como el cilindro que se ve en el logo de crisis energética. (varios en linea) obviamente ver como meter el estator del generador en la misma rueda.
Imagínate poder sacarle los 2 kw/h constantes a los 10 mts² cuadrados de colector!!!
El agua caliente, el calentador para invierno y del posible refrigerador.
Seria la primera un complemento enorme a una casa bio-climatica, No estoy de acuerdo con las poleas y engranes: La perdida de energía de los mismos + la complejidad que supone (construcción y mantenimiento).
Así pues se revive la idea de hacernos millonarios!!! ricos y famosos (ojo me pido a la Penelope Cruz ) jejejeje.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 17/04/2007 14:44
Por: jarp
Usar la gigante diferencia de temperatura (30 veces superior a lo que dicho motor necesita), imaginate esto:
Usar el excedente de energía en hervir el butano y el refrigerador de amoniaco para bajar para congelarlo y hacer la rueda mas pequeña y mas rápida.
Siento no entender lo que pretendes explicar... Puedes explicarlo con más detalle. Gracias.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 17/04/2007 22:04
Por: Franz_Copenhague
Me explico:
Tenemos 30 veces la diferencia de temperatura que necesita dicho motor es decir (funciona con 2º C y podemos entregarle 60ºC centigrados costantes).
Ahora para mejorar la velocidad y desempeño y reducirle el tamaño:
Toca hacer un cilindro o juego de ruedas parecidas al logo de crisisenergetica. es mas podemos usar ruedas de bici y acoplarles el generador entre los rayos parecido al de las turbinas de viento.
Usar el ciclo frió de la maquina (refrigerador de amoniaco) para congelar el butano o lo que este en los tanques en la parte superior (cuanto mas pequeños y mayor cantidad de los mismos mejor), y usar el ciclo caliente para hacerlos hervir en la parte inferior, cuantos mas mejor tanquecitos mejor.
Pues así podríamos hacer la rueda 30 veces mas pequeña y/o poner muchas en paralelo y hacerlas mas fáciles de construir.
Seria muy barato y viable, es mas la cosa seria de sacar solo 1Volt por cada rueda (que despues de forzar el ciclo de evaporación/congelamiento se ve viable) y facilmente podemos poner 15 en paralelo para llegar a los 13Volt efectivos.
Ahora ver cuanto amperaje y cuantas rpm por rueda podemos generar.
Lo que te acabo de describir es idea propia no he visto nada parecido en la web, Vuelvo y repito las ruedas de wally funcionan a temperatura ambiente pero si las forzamos (con la energía el calor de los paneles, agua, parafina, enfriador de amoniaco) de seguro logramos un 1Vol constante por rueda.
Le estoy dando viabilidad al proyecto en verdad ya le veo patas pero no la cabeza, obviamente se sube su complejidad pero en hipótesis podría trabajar.
Un saludo. (estoy viendo donde consigo las ruedas de bici, los tanquecitos para el butano).
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 17/04/2007 23:28
Por: mockba
jarp, una pregunta que de pronto me surge con relación a tu proyecto es, creo yo lo más importate ¿
Para qué vas a usar esa electricidad que consigas?, creo que habías mencionado que para consumo doméstico. Y me parece que estas proyectando todo el diseño para disponer de 2 o 3 kwh/día, talvés 5 no recuerdo, pero el problema principal sigue siendo la discontinuidad de consumo y los picos de demanda, como menciona Franz, cuántos son los amperes que puedas conseguir y no necesariamente van a ser suficientes para un determinado pico instantáneo de consumo, recuerda que el consumo doméstico podría requerir los primeros dos kWh en la mañana y luego sólo uno por la tarde. Lo que quiero decir cás claramente es que talvés tu sistema sí alcanza a generar esos 3kWh/día que buscas, pero distribuidos de diferente forma a tu consumo. ¿
Cómo resoverías eso?
También pienso que el hilo se ha enfocado sólo a la posibilidad que planteas y se ha desviado un poco la atención de otras posibles aplicaciones que se le pueda dar a la energía solar sin concentración.
A mi en lo personal me pareció muy interesante los circuitos de calentamiento de aire y las posibilidades que tienen para sistemas de calefacción, en vez de construir paneles planos para calentar agua y almacenarla en un termo-tanque se puede hacer circular una moderada corriente de aire precalentado por el sol a través de un lecho de piedra que podría ser simple grava instalado en un nivel bajo para permitir el ascenso natural del aire caliente.
No recuerdo si ya cuentas con estas información jarp, pero de no ser así espero te sirva:
aquí[*2]
Saludos...
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 18/04/2007 12:22
Por: jarp
Franz_Copenhague, aún sigo sin comprender cual es el beneficio de enfriar el butano por debajo de la temperatura ambiente. Supuestamente, calentando y evaporando el butano en una de las cazuelitas ya está todo hecho. Lo que yo entiendo de tí es utilizar menos calor en la evaporación y emplearlo en la refrigeración para licuar de nuevo el gas, pero ¿no es lo mismo y más simple aprovechar todo el calor para calentar y evaporar el gas?
No entiendo lo que dices de reducir 30 veces el diámetro de la rueda con este sistema.
mockba, la electricidad producidad sería para consumo doméstico. Aún estoy haciendo cálculos para diseñar un stirling potente a baja diferencia térmica, por lo que no estoy seguro al 100% de ello. Mi idea es que el acumulador térmico funcione como una batería, funcionando el stirling para proporcionar electricidad solo en los momentos de demanda, junto a una pequeña batería convencional que haga frente a los picos. En los momentos en que no se necesite electricidad se cortaría el suministro de calor (agua caliente) al motor y este se pararía. La batería también haría frente para el momento en el que arranca el motor.
El hilo está enfocado a todas las posibilidades de energía solar sin concentración, no puedo hacer nada por que solo seamos unos pocos los que aportamos ideas y parezca que se habla siempre del mismo tema, pero es que siempre hablamos los mismos y, claro hablamos de nuestros proyectos.
La tabla que me muestras la puse yo por primera vez en esto foro, pero no viene mal recordarla, jeje :)
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 18/04/2007 20:37
Por: Franz_Copenhague
aún sigo sin comprender cual es el beneficio de enfriar el butano por debajo de la temperatura ambiente.
Pos que mas va hacer ??? ACELERAR EL PROCESO HACERLO MAS EFICIENTE!!!
Supuestamente, calentando y evaporando el butano en una de las cazuelitas ya está todo hecho.
No no esta todo echo
¿no es lo mismo y más simple aprovechar todo el calor para calentar y evaporar el gas?
NO NO ES LO MISMO!!! por que mientras mas grande la diferencia de temperatura mas potencia en la maquina.
(busca sobre James Watt y la maquina de vapor, el sostenía que cuanto mayor temperatura almacenada mayor eficiencia) y el construyo motores, hasta el momento tu tienes ideas.
No entiendo lo que dices de reducir 30 veces el diámetro de la rueda con este sistema.
Pues
viejo jarpi Quieres diseñar además construir motores!!! y no tienes encuenta lo primero:
Para que los vas a usar.(dices que para electricidad yo)
Donde los vas a poner.(seguro una rueda de 7 mts cabe en mic casa, despues de tumbar el techo y una pared (baratisimo))
Si se pueden construir.(pues eso si es un bulto de chatarra bonito o un motor que se le saque provecho)
CUANTO TE VAN A COSTAR.(no salgas con que un stirling de 7 mts de alto super lento sea muy eficiente y que 30mts de cadena y poleas salgan muy baratos de instalar y mantener).
Sinceramente te pensaba mas creativo y perceptivo.
Vi tu otro post sobre biodiesel de la basura... y solo servirá para hacer aceite para cajas y balineras en carros (nos toco hacerlo cuando un campero GAZ se dio un golpe en la transmisión y se perdió todo el aceite y como no habia mas...) De resto el aceite cerdo no sirve para mas Salvo comida
Creo que eres un soñador des informado antes que ingeniero, si fueras un poquito mas ingeniero pondrías los pies en el piso y verías lo que tienes y con lo que tienes que puedes hacer.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 20/04/2007 12:32
Por: calumet
Hao!!!
La mayoría de conforeros y conforeras son personas agradables e inteligentes... pero otras no se merecen que me despida de ellas.
En concreto, quiero expresar mi apoyo a JARP (veo que ahora mismo estás aquí) por su línea de ahorro, sencillez, autonomía y artesanía energética...
No te desanimes por intervenciones como la de pfdc, cuyo talante he podido comprobar en su página Científicos Aficionados donde, con excusas más que ambiguas por no decir ridículas, cerró el hilo de arbolástica (el más visto de los últimos tiempos).
Es más, quiero pedirte este tu hilo "prestado" para incluirlo en mi foro sobre AUTONOMÍA TRIBAL en la página web que consta en mi perfil. Si puedes ponerte en contacto conmigo...
GRACIAS A TOD-S menos a tres o cuatro juntatuercas.
HAO!!! Y ya sabéis donde encontrarme.
================================
El calumet sigue tirando estupendamente.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 20/04/2007 13:37
Por: jarp
Gracias Calumet por tu apoyo, me alegraría mucho que incluyeses este hilo en tu foro, así que tienes todo mi consentimiento.
Franz_Copenhague, hablas de aprovechar la energía solar para calentar en un foco y para enfriar en otro, generando una diferencia térmica más alta, pero es mucho más simple y eficiente aprovechar todo ese calor solo para calentar. Recuerda que dicha rueda funciona por gravedad y no por presión, si enfrias lo que consigues es más velocidad en el cambio de estado y por tanto más velocidad de transferencia del liquido y hacer que la rueda gire un poco más rápido, ya que siempre estarás limitado por la aceleración de la gravedad. Además, también aumentas las pérdidas caloríficas, tanto en el refrigerador de amoniaco como en el foco frio. Dichas pérdidas disminuyen el % de eficiencia en relación a la energía obtenida del sol, además del encarecimiento del sistema, el cual debe incluir un refrigerador.
Como he dicho desde un principio, mis objetivos principales son eficiencia y disponibilidad (refiriendome a que sea asequible a cualquier persona del mundo). Con tu teoría complicas y encareces el proyecto y lo haces menos eficiente por superficie de panel solar. Con una misma superficie de panel solar tu invento es menos eficiente que si no refrigeras. Además, si te sobra calor siempre puedes guardarlo para producir por la noche.
Lo siento, creo en la fábula de la tortuga y la liebre.
De todas formas, la rueda de Wally Minto no es una idea de mi agrado por sus grandes dimensiones, solo la mostré en este hilo como una alternativa más.
Por otro lado, soñando no se hace mal a nadie... La imaginación es la promotora de todo.
Calumet, ya me gustaria fumar contigo como hermanos.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 27/04/2007 18:51
Por: mockba
Jarp, te dejo dos capítulos de un e-Book que encontré llamado ¡enlace erróneo!, no sé si ya lo tengas, describen ecuaciones y estructuras relacionadas el aprovechamiento de la energía solar sin concentración y sobre el almacenamiento de energía solar además de temas relacionados con sistemas de concentración.
¡enlace erróneo!
¡enlace erróneo!
Saludos...
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 27/04/2007 22:17
Por: B.S.P
Hola gente!, alguien tiene algun buen informe acerca de peliculas selectivas para superficies metalicas? ya sea tratamientos de galvanoplastia (como pasivados negros sobre niquel o cromo) o mejor aun pinturas que logre un coeficiente de absortancia cercano al 0,9.
estoy esperimentando con unos colectores planos y quiero saber si existe alguna pintura que realmente funcione bien, resista 100C, uv, varios años, y mas que nada sea economica.tengo mucha info pero de seguro alguno de los foreros experto me sabra dar alguna "receta de la abuela"que realmente funcione bien, jejeje
creo que en algun foro ya se trato este tema, pero no lo encuentro, esto ya se esta volviendo grande!
realmente agradeeria si me dan una mano con esto
saludos!
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 28/04/2007 12:02
Por: Alb
Teoricamente, el rendimiento (porcentaje de conversion de calor en trabajo) de un motor stirling no debería disminuir al decrecer la diferencia térmica,
El rendimiento máximo teórico de una maquina térmica, viene dado por el
ciclo de carnot[*10]
Es decir que cuanto menor sea la diferencia entre T1 y T2 menor sera el rendimiento.
Para una diferencia de 7ºC y el foco frió temperatura ambiente(25ºC) el rendimiento sera máximo sera de 2,2%. Para una diferencia de 35ºC el rendimiento sera de 10,5%
Analizando la ecuación del rendimiento del ciclo de Carnot, también se entiende lel beneficio de bajar el foco frio por debajo del la temperatura ambiente.
Estos son rendimientos teóricos de una maquina idea que siguiera el ciclo de Carnot, pero los motores stirling no son ideales, tienen perdidas de calor, rozamientos y desviaciones del ciclo termodinamico ideal, por eso los rendimientos reales son aun inferiores a estos valores.
Esta es una de las razones por las que los motores stirling apenas se utilizan. Aunque pueden aprovechar diferencias de temperatura muy pequeñas, el rendimiento es tan bajo que no merecen la pena.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 07/05/2007 23:51
Por: Karls
Hola JARP, con respecto a obtener un trabajo sin utilizar concentradores, partiendo de colectores solares planos para obtener una temperatura de 75ºC, no es novedad es perfectamente posible, al utilizar una fuente energética renovable, el rendimiento resultante no es significativo, esto ocurre cuando utilizas energía fosil y como tu bien sabes para obtener electricidad con carbon o fuel, el rendimiento final no es superior al 33%.
Para ello tienes que volver a reconsiderar la máquina de WAT, adaptada para utilizar un fluido de bajo punto de ebullición, que calentado a 75ºC y enfriado a la temperatura ambiente, te entregará un trabajo con el cual podrás, bombear agua directamente, comprimir freon para producir frio, osmotizar aguas saladas o bien pasarlo al sistema biela manivela y producir electricidad, con rendimiento próximo a 20%.
Saludos
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 08/05/2007 02:11
Por: Franz_Copenhague
Karls, ya se han probado motores de ese tipo, deben ser los de amoniaco en circuito cerrado con turbina Francis y un refrigerador no se me ocurre otra.
Veijo Jarpi:
aquí[*11] Encuentras los motores solares construidos hasta el momento.
Falta la famosa rueda que se hace cada ves mas difícil de construir.
Busca la parte de motores de baja temperatura y veras que un tal Tellier fabrico todo lo que tu quieres hacer hace rato.
aquí[*12]
Ahora bien aprovechando la coyuntura (ahora hay mejores herramientas y disponibilidad de materiales) puedes echar diente de lo que se encuentra, por que de echo aparece muy poco en la red, sobre como construir dicho sistema, y por regla de tres conspiranoica debe funcionar a baja escala.
Y un rendimiento de solo el 10% para electricidad, un 30% en calor/refigeración/agua caliente para la casa seria fabuloso.
Un saludo.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 08/05/2007 09:01
Por: Amon_Ra
Estupenda pagina Frank Copenage sobre historia de energia solar aunque ya conocia muchas de las cosas relatadas no dejo de reconocer su valor de recopilacion de las diferentes tecnicas.
Lo admirable del tema es que si por por un dado si dan una viavilidad posible de muchas cosas por otra demuestra que el problema no es de ingenios mecanicoss o tecnicos para extraer una porcion de dicha energia sino que esas experiencias y proyectos son dados la mayoria en un contexto preindustrial y aunque existan soluciones adaptadas al medio ambiente y localistas, pensar en mantener la sociedad industrial tal como la conocemos y que algunos cree poder mantener se ve imposible .
Con lo que se demuestra al menos para mi que lo se de años que el problema de la energia no es tecnico sino social o de civilizacion tal como la conocemos almenos,
Pues todo lo que conocemos esta basado en los millones de esclavos energeticos que nos proporcionan los fosiles o no renovables y una vez estos esclavos al no re reproducibles mueran o envejezcan se acabo.
El hecho de encontrar en el subsuelo los ahorros de miles de años de energia solar concentrada a producido la sociedad tal como la conocemos .
Pero vivimos de los ahorros geologicos no del capital generador que la pudiera hacer sostenible con lo que al crecer en poblacion los ahorros cada vez mas pequeños hace inevitable un caos social como ya se empezo a sufrir por sus diferencias de reparto de dichos ahorros del planeta hace unos siglos el carbon o el petroleo posibilitaron este desequilibrio ecologico en el planeta pero que al no ser sostenible tendra que que volver al ser humano a su estado de limitaciones al medio sostenible aunque este halla llegado a altas cotas de conocimiento que solo son aplicables siempre que se mantuvieran los mismos flujos que las proporcionaron.
Civilizaciones antiguas duraron miles de años mas que la industrial y solo por una cosa estas estaban basadas en unas leyes muy estrictas de adatacion al medio sus riquezas y sostenibilidad vease la cultura Egipcia comparada con la actual.
Dentro del espacio tiempo solo somos un ligero sueño que tristemente acabe en pasadilla.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 08/05/2007 13:13
Por: jarp
Gracias a mockba y a Franz_Copenhague por los links, son buenísimos. Gracias Alb por la corrección y a Karls, me estoy replanteando el diseño del sistema, sobre todo estoy pensando mucho en economizar y reciclar el calor, ya os diré algo.
Tal como dice Amon_Ra, el problema de la energía solar no es tanto técnico como social. Nos hemos acostumbrado a las potencias generadas por los combustibles fosiles y cualquier otra cosa nos parece poco. Es factible usar la energía solar, pero cuando vemos que el rendimiento final es de 100 W/m2 nos desanimamos porque pensamos que es poco.
Como contrapartida siempre propongo pensar en la naturaleza. La vida (de la cual formamos parte y olvidamos a menudo) se alimenta de energía solar y ha invadido toda la tierra, sobreviviendo durante millones de años, pero ¿sabeis cual es el rendiminiento de las plantas?, pues oscila alrededor del 1%. Si nosotros conseguimos aprovechar tan solo el 10% de la energía solar ya estamos superando en 10 veces a la sabia naturaleza, y eso si es un logro muy importante.
La clave está en el ahorro y en la optimización, pero sin encarecernos la vida con materiales y sistemas caros. Hay que buscar soluciones sencillas y adaptadas al entorno, tal como hace la vida. No existe una solución única y global, como parece que se está buscando, si no una pluralidad que en conjunto triunfará, así como la vida ha triunfado por estar formada por miles de especies adaptadas a los distintos medios.
Hasta hace 100 años el hombre había seguido el ejemplo de la naturaleza, aprovechando óptimamente los recursos locales: viento, sol, mareas... pero con el petroleo ha olvidado todo eso. Se ha acomodado a una sola super-energía y ha perdido su capacidad de pluralidad y ahorro.
El viento ha movido barcos por todo el mundo que han hecho posible el comercio, ahora a nadie se le ocurriría usar un velero para el transporte. ¿Es que el viento sopla menos ahora que entonces? No, pero con el petroleo se pueden hacer más viajes en menos tiempo, y ese es el problema, el querer cada vez más.
De todas formas, creo que aún podemos conservar (que no quiere decir aumentar) nuestros lujos usando solo las energía renovables. Por ejemplo, hace unos días abrí otro hilo hablando de las ventajas de la refrigeración magnetica, la cual solo consume 1/3 de energía en comparación con la refrigeracón convencional y el sistema es más simple y barato, ya que actualmente se conocen materiales que no son nada raros y que lo permiten.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 08/05/2007 20:37
Por: Franz_Copenhague
Para que se necesitas tanta energía?
Es la primera pregunta a hacer.
hagamos cuentas:
Hace mucho calor.
Hace mucho frió.
Necesito conservar mis alimentos.
Necesito iluminación.
Necesito comunicación.
Necesito transporte.
Necesito alimentación.
Si hacemos un recorrido rápido por cada uno de estos puntos nos daremos cuenta que mas del 90% se desperdicia por motivo de
educación.
Jarp lamento mucho la forma en que me exprese en días pasados, mi punto de vista esta sujeto a ver algo que funcione, me explico en mi trabajo no me pagan si dicho sistema no funciona. Espero comprendas que un poco a regañadientes intento colaborar con tu hilo, creo que es el mas interesante de los hilos que has planteado.
(por amor a dios olvida el bio-diesel chanchil).
1Kw/h de 10mts^2 de panel y habrá energía suficiente para enlazar un "Elecktronet con suficiente capacidad para mover un tren en una ciudad"
Amon_Ra.
Pero antes que técnico o social Yo considero el problema de la solar es la economía del pobre consiste en el ciclo vicioso:
me sale muy caro:
Contratar un arquitecto que haga un buen diseño
Se me eleva el costo un 30% Levantar 4 mts mas de pared,
Entonces:
Pago poco al arquitecto para que diseñe una chapuza.
Construyo y vendo mas rápido por ende gano mas dinero.
Para arreglar los problemas la tecnología vendrá y nos salvara: (acondicionado/calefacción/calentador) todos ellos usan ese recurso fósil tan barato en estos días.
Y como poderoso señor es don dinero hay tan las consecuencias[*13] .
A ver donde tiene esta querida ciudad una ahorro energético... el metro de pronto, pero a nivel urbano?
El sol es tan escaso que te lo cobran.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 08/05/2007 23:36
Por: jprebo
[QUOTE BY= Alb]
Teoricamente, el rendimiento (porcentaje de conversion de calor en trabajo) de un motor stirling no debería disminuir al decrecer la diferencia térmica,
El rendimiento máximo teórico de una maquina térmica, viene dado por el
ciclo de carnot[*10]
Es decir que cuanto menor sea la diferencia entre T1 y T2 menor sera el rendimiento.
[/QUOTE]
A pesar del tiempo que hace que conozco la formulita de carnot, sigo sin entender exactamente qué quiere decir eso, me explico:
tengo un motor stirling con uno de sus focos en agua a 20º y el otro foco en agua a 20º, el motor, obviamente, ni se menea, ahora aplico energía al agua del foco caliente hasta elevarla a 100º, la cantidad de energía que he aplicado ha sido de 10 kw, segun el ciclo de carnot, el rendimeinto maximo teorico que puedo extraer es de 20%, ¿quiere eso decir que como maximo teorico puedo producir 2 Kw, si o nó?, o ¿de lo contrario quiere decir que como maximo puedo extraer el 20% equivalente de toda la energía del agua que sería hipoteticamente de 373ºK /80º * 10Kw *0,2 = 9,3 Kw?, por que si es lo segundo, la formulita no me sirve de nada, ya que el rendimiento real del sistema sería del 93% y no el 20%, ¿cual es la respuesta?, ¿alguien la sabe?.
Precisamente por eso, nunca me ha gustado dicha formula, jamas la he podido entender. ya que que de ser como dice , en un ambiente muy frio (antartida a -60º), un mismo motor stirling con la misma diferencia termica produciría mas que en el desierto a +50º la misma maquina con dicha diferencia termica.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 09/05/2007 01:14
Por: Alb
jprebo, El rendimiento en las maquinas térmicas, se define como el cociente entre el Calor aportado y el trabajo generado.
Si estas aportando una potencia Calorífica de de 10kW para mantener en foco caliente a 100ºC, solo podrás generar un trabajo de 2,1kW.
Me sorprende que no entiendas esta formula, obtiene rendimiento máximo teórico(W/Q) a partir de las temperaturas de los focos.El problema puede estar en que confundes Energía interna(U) con Calor(Q).
No me extraña que no te guste la formula es muy restricitiva. Pero no te guste o no la realidad tiene estas restriciones.
Estas en lo cierto, en la Antártida a -60ºC el rendimiento sera mayor en el desierto a 50ºC.
Cuanto mas frió este el foco frió mayor sera el rendimiento. En el cero absoluto, se obtendría un rendimiento del 100%.
Desgraciadamente el 3ºer principio de la TD nos dice que es imposible alcanzar el cero absoluto.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 09/05/2007 12:55
Por: jprebo
Ahora si, por fín me ha quedado claro,ALB, gracias otra vez mas, lastima que no fuese mi profe en FP, seguro que hubiese aprobado, no es que no me guste la formula, lo que no me usta es no ener claro los conceptos, gracias otra vez por la ayuda.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 09/05/2007 13:30
Por: Karls
Vamos a ver, el ciclo teórico de Carnot está perfectamente justificado termodinámicamente.
Ahora vayamos a la práctica:
Por ejemplo en la máquina de Wat, extrapolada para trabajar a baja temperatura.
Disponemos de un cilindro bidireccional, una cámara del cilindro está en comunicación con el foco caliente y la otra cámara con el foco frío, el foco caliente está a 75ºC y a 12 bar de presión y el foco frío a 20ºC y a 8 bar de presión, el diferencial de presión resultante es de 4 bar, en el vástago del embolo obtendremos una fuerza equivalente en N que es función del diferencial de presión (4) bar y la superficie del émbolo, si conmutamos se establece un movimiento cíclico-bidireccional, que a través del sistema biela-manivela, que a través de multiplicación conectado a un generador obtendremos energía eléctrica.
LA ENERGIA TERMICA DEL SOL a (BAJA TEMPERATURA) nos puede aportar perfectamente, lo que dia a dia necesitamos, a nivel individual, en cuanto a lo imprescindible y de forma humilde, podeis hacer el cálculo y vereis que es posible obtener: refrigeración, bombeo de agua, electricidad y potabilizar aguas salobres.
NO ES NECESARIO UTILIZAR CONCENTRACIÓN, porque reduciriamos considerablemente el rendimiento y aumentariamos la complejidad de del sistema, es perfectamente posible vivir en un mundo de baja energía sin reducir la calidad de vida.
Saludos
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 09/05/2007 14:33
Por: jarp
Para mí la fórmula es clara desde un principio, pero la duda me surje al utilizar un economizador. ¿Cómo influye este en la fórmula? A mi parecer, creo que este hace "trampas" y consigue obtener más rendimiento que el teórico, pues gran parte de la energía suministrada al sistema es reutilizada.
En un motor stirling, un economizador es una masa porosa que almacena cierta cantidad de calor entre los ciclos para poder ser devuelta luego, es decir, cuando el gas calentado por el foco cálido se desplaza al foco frio, atraviesa el economizador y este absorve parte del calor, el cual se devuelve de nuevo al gas cuando este pasa del foco frio al foco caliente.
El economizador debe ser poco conductor, para lograr un buen gradiante térmico entre los focos. Cuando el gas caliente del foco cálido pasa a través de el, la parte más cercana absorve la mayoría del calor y cuanto más nos acercamos al foco frio menos temperatura va quedando en el gas, hasta llegar al último tramo, donde la masa del economizador está casi a la misma temperatura que el foco frio y hace que el gas salga de el con una temperatura cercana al foco frio. Cuando el gas frio pasa en sentido inverso, este va absorviendo calor del economizador y sale casi a la misma temperatura que el foco caliente.
Por consiguiente, el calor se recicla y el rendimiento que se obtiene es mucho mayor. Dicha pieza la ideó el propio Stirling e influye muchísimo en el rendimiento final.
Por ejemplo, suponemos que el rendimiento teórico de un motor stirling es del 10% y que el economizador reutiliza el 75% del calor aplicado al sistema. Esto quiere decir que la energía disipada en el foco frio es solo el 25%, con lo cual, la energía disponible nos va a durar 4 veces más (4 x 25% = 100%) que si no usáramos el economizador. Así que en este supuesto el rendimiento máximo real (despreciando otros aspectos como rozamientos) sería del 40%.
Si esto es cierto, optimizando el economizador podrían lograrse rendimientos muy interesantes...
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 09/05/2007 17:32
Por: Karls
Perdonad pero teneis un concepto my equivocado del stirling,
el delta-T del stirling para que funcione debe ser superior a 200ºC y esto no puede ser sin utilizar concentradores.
Para efectuar un trabajo a traves de recuperacion residual termica en baja entalpia existe este otro procedimiento:Sistema mecánico que permite obtener trabajo, partiendo de energía residual procedente de procesos termodinámicos, incluso de muy baja
entalpía, incrementando sustancialmente el rendimiento total de todo sistema termodinámico.
La máquina o sistema mecánico, por su diseño, goza de una correcta inserción, en toda la gama de potencias usuales en el ámbito industrial.
En la actualidad no se conoce sistema mecánico, que operando en las condiciones que se describen, permitan la obtención de trabajo.
El sistema está constituido básicamente por dos cilindros con su pistón, unidos externamente, mediante un intercambiador de calor a contraflujo, manteniendo una circulación forzada del fluido de trabajo.
El fluido de trabajo puede ser un vapor que trabaje alejado de su punto de
saturación, las temperaturas de trabajo pueden ser de las más elevadas, que permitan los componentes de la máquina y las mas bajas que permitan el fluido en estado de vapor, sin llegar a licuarse.
Uno de los cilindros tiene la misión de enfriar el fluido de trabajo a presión constante y el otro cilindro la de recibir calor a volumen constante. Para realizar esta operación el cilindro que enfría el fluido a presión constante, desplaza su pistón realizando una mezcla de expansiones isoentrópicas e isotérmicas. El trabajo obtenido por este cilindro, se emplea en comprimir de nuevo el fluido, transfiriendo el calor producido por el trabajo, al otro cilindro donde el fluido encerrado en el mismo incrementa su entalpía a volumen constante mediante el intercambiador de calor a contraflujo. Ambos fluidos están circulando forzadamente por el intercambiador. Para que el pistón del cilindro, cuyo fluido esta calentando a volumen constante, el fluido del otro cilindro, pueda regresar a su punto de partida, ha de realizar una compresión isotérmica a la temperatura más baja posible. Esto se debe a que la capacidad calorífica a volumen constante del flujo contenido en el otro cilindro es menor, que la capacidad calorífica a presión constante y por lo tanto no puede recibir toda la energía del flujo calentador, que esta siendo comprimido por su pistón. Una vez que el flujo calentado a volumen constante, alcanza la máxima temperatura de trabajo y este ha elevado su presión, se expande isotérmicamente recibiendo energía externa hasta alcanzar la presión del punto de partida realizando un trabajo equivalente a la energía recibida.
Y así sucesivamente……………… de forma cíclica.
Saludos
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 09/05/2007 17:47
Por: Alb
jarp, El ciclo de Carnot no nos dice cual el el rendimiento del motor stirling, sino el rendimiento máximo teórico. No existe ninguna tecnología real o ideal que pueda superar esta máximo teórico.
El ciclo de carnot se caracteriza por que es REVERSIBLE. NO hace aumentar la entropia del universo. Por eso no existe en la realidad, ya que todos los procesos reales presentan alguna irreversibilidad. La existencia de un motor con un rendimiento mayor que carnot, implicaría una reducción de la entropia del universo infringiendo el 2ºPP de la TD.
Si el economizador, permitiese proporcionar mas trabajo que el dado dado por el ciclo de carnot, podríamos acoplar ese motor a una bomba de calor y obteniendo una mayor cantidad de calor a la inicial y con ello un movil perpetuo.
El ecomizador del motor stirling solo permite acercarse un poco mas a este máximo teórico. Asi que podemos realizar el razonamiento en sentido contrario.
Si el ciclo de carnot nos dice que para unos focos frios y calientes dados el rendimiento máximo es de 20%, Podemos estar seguros que un stirling con economizador tendrá un rendimiento menor de 20%, por ejemplo 17%. y por tanto un motor stirling sin economizador tendrá un rendimiento aun menor, pongamos un 10%.
El economizador permite minimizar las perdidas de calor, y mejorar el coeficiente de transferencia de calor. Pero en el ciclo de Carnot, no existen perdidas de calor de calor (tiene dos etapas adiabaticas) y se considera que el coeficiente de transferencia de calor es infinito(dos etapas isotermas). Si el economizador tuviera un comportamiento perfecto, lograría que se obtuviese el rendimiento del ciclo de carnot.
En Termodinamica no se pueden hacer trampas. No hay manera de engañar o esquivar sus principios.
Si has encontrado la forma de hacerlo... entonces revisa tus cálculos y tus suposiciones.
Karls. En mi opinión no es aconsejable obtener energía mecánica o electricidad a partir de energía solar térmica sin concentración debido a su bajisimo rendimiento.
Los paneles solares termicos, solo captan una fracción de la energía de la radiación solar que incide sobre ellos. El rendimiento depende del tipo de paneles y de la temperatura del agua. Para agua a 75ºC unos buenos paneles pueden obtener un 60% de rendimiento.
Luego esta el rendimiento de la conversion Calor->trabajo. El ciclo de carnot para estas temperaturas nos da un rendimiento del 16%. Pero hay que tener en cuenta que es necesaria un incremento de temperaturas en ambos focos,suponiendo unos incrementos del 5ºC en cada caso, el rendimiento máximo teórico de la transformación es de 13%.
Ahora hay que tener en cuenta que el motor strirling por mucho economizador que tenga no alcanza el ciclo de carnot. El mejor motor del que se ha hablado en el foro tiene un rendimiento del 85% del rendimiento máximo teórico.
El trabajo mecánico debe convertirse en electricidad. Pongamos un rendimiento del 85%.
Por tanto el rendimiento global sera de: 60%·13%·85%·85% = 6%
Un rendimiento muy bajo... pero eso no es todo. Hay que descontar la energía necesaria para bombear el agua caliente desde los paneles al motor strirling y de vuelta. (Con un incremento de solo 5 grados un termosifon no proporcionaría el caudal necesario, si se aumenta el incremento baja aun mas el rendimiento)
El generador eléctrico requiere una velocidad de giro constante, esto conllevaria mas perdidas debido a que no siempre se trabaja al régimen adecuado.
Se necesitaría unas instalaciones muy costosas, poco fiables y que requieren gran mantenimiento(causa principal por la que los motores stirling no están muy extendidos) para obtener muy poca cantidad de electricidad. La cantidad de almacenamiento de este sistema es mínima.
Si contamos el coste energético de las instalaciones, obtendríamos una TRE muy baja. Con toda seguridad menor que la unidad.
Empleando paneles fotovoltaicas se puede conseguir un mayor rendimiento con menores costes y menores inconvenientes.
Ya puestos a complicarse la vida metiendo motores térmicos y fluidos calefactores, merece la pena emplear concentradores para alcanzar temperaturas de unos cuantos cientos de grados y obtener un rendimiento aceptable.
La energía solar térmica sin concentración puede ser muy útil para aplicaciones que en las que se requiera calor a baja temperatura(<60º) como puede ser ACS o calefacción. Pero es muy poco eficiente intentar obtener una energía muy concentrado(electricidad) a partir de calor a baja temperatura.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 09/05/2007 19:22
Por: Karls
Hola ALB,
La producción de energía eléctrica partiendo de energía fósil,
implica un consumo próximo a 2600 Kcal por 1 KW eléctrico aplicado a una motobomba, quiere decir que hemos operado con un rendimiento del 33%, hasta donde enchufamos la motobomba para extraer agua y luego hay que deducir el rendimiento del equipo, con lo cual estamos en un rendimiento inferior al 30%.
Por ejemplo para bombear 17m3/h de agua @ 4,5 bar de presión es necesario aportar 3,65 KW/h equivalentes a quemar 9500 Kcal/h de energía fósil.
Si utilizamos la energía solar térmica que es gratuita e inagotable, tendriamos que aportar 20.000 Kcal-SOL/h para impulsar la misma cantidad de agua, aplicando la bomba aspirante-impelente, solidaria a un motor solar termodinámico.
PARA PEQUEÑOS CAUUDALES NO HACE FALTA BOMBEAR AGUA CON ENERGIA FOSIL-ELECTRICA.
Saludos
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 09/05/2007 20:19
Por: jarp
Karls dijo:
Perdonad pero teneis un concepto my equivocado del stirling,
el delta-T del stirling para que funcione debe ser superior a 200ºC y esto no puede ser sin utilizar concentradores.
Siento discrepar de dicha afirmación Karls, no se de donde lo habrás sacado pero no es cierto. Quizás se refiera a que no es viable para cierto objetivo por su bajo rendimiento, pero te aseguro que hay motores stirling funcionando con mucha menos diferencia térmica:
-
aquí[*5] venden un motor stirling que funciona con solo 7ºC de diferencia.
-
aquí[*14] se puede ver un video de un stirling funcionando con el calor de la mano.
Por otro lado, te agradecería mucho que pusieses algún enlace o imagen sobre el sistema para el aprovechamiento del calor residual que citas.
Alb dijo:
El ciclo de carnot se caracteriza por que es REVERSIBLE. NO hace aumentar la entropia del universo. Por eso no existe en la realidad, ya que todos los procesos reales presentan alguna irreversibilidad. La existencia de un motor con un rendimiento mayor que carnot, implicaría una reducción de la entropia del universo infringiendo el 2ºPP de la TD.
Si el economizador, permitiese proporcionar mas trabajo que el dado dado por el ciclo de carnot, podríamos acoplar ese motor a una bomba de calor y obteniendo una mayor cantidad de calor a la inicial y con ello un movil perpetuo.
Creo que no has comprendido bien mi concepto, ya que este no contradice la 2ª ley de la termodinámica porque no consiste en aportar más calor que el inicial.
En el ciclo de Carnot, Q2 es el calor que se entrega al foco frio, lo cual es una energía que sale del sistema. Es decir, Q2 se va a disipar y perder en el ambiente.
Si somos capaces de captar parte de Q2 que sale del sistema (considremos Q2=
A+B, donde
A es la parte que vamos a recuperar) para volverlo a entregar al sistema formando parte de Q1 (Q1=
A+C), es decir, reciclarlo, estamos obteniendo un mayor rendimiento y no contradecimos ninguna ley:
Consideremos
A como la parte de calor que vamos a recuperar.
Q2=
A+B
Q1=
A+C
Con esta expresión el ciclo de Carnot sigue siendo igual, pero la energía consumida realmente en la práctica es menor (C=Q1-
A). Esto no contradice ninguna ley puesto que lo único que hacemos es voler a pasar parte del calor que de otra forma se iba a perder. Hay que entender esta acción como algo exterior al ciclo de carnot.
Por otra parte, en el mensaje anterior tuve un error al considerar que el 100% del calor atravesaba el sistema, sin tener en cuenta que el 10% se transformaba en trabajo (movimiento). Por tanto, la entalpía que se perdería en ese supuesto sería el 15% en vez del 25%.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 09/05/2007 22:17
Por: Alb
Jarp
En un motor real como los motores stirling es posible buscar mecanismos que transfieran calor de Q2 a Q1 aumentando el rendimiento.
¿Hasta que punto se puede recuperar ese calor?¿Cual es el valor maximo de A?
¿Podríamos recuperar todo el calor y conseguir que Q2=A y por tanto Q1=W y rendimiento=100%?
No es posible, existe un limite máximo teórico dado por el 2ºPP de la TD y ese no es otro que
Q2-A/Q1+A=T2/T1
O dicho de otra manera, se puede recuperar energía hasta alcanzar el rendimiento del ciclo de carnot. Por encima de este la recuperación implicaría que el calor circula contra el gradiente térmico, lo cual no ocurre de manera espontanea en la naturaleza ya que la entropia del universo nunca disminuye.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 10/05/2007 09:36
Por: jarp
Gracias Alb, ahora lo voy entendiendo, pero a priori cuesta entender que se desaproveche tanto calor.
Voy a centrar mis estudios en alguna otra alternativa que me sea más favorable pero sin salirme de la energía solar sin concentración, pues la simplicidad (sin partes móviles) y las menores pérdidas térmicas son grandes ventajas. Como ya he dicho con anterioridad, mi objetivo principal es obtener un producto "barato" que sea asequible a todos, lo cual es dificil de lograr con concentración.
Por ello, voy a analizar la posibilidad de aprovechar el calor para enfriar el foco frio y ver si merece la pena.
Por cierto, se me ocurre que sería una buena idea usar el efecto magnetocalorico en el economizador de un motor stirling, haciendo que este absorva calor al pasar el gas al foco frio y luego que ceda calor al pasar el gas al foco cálido.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 11/05/2007 15:46
Por: jarp
Tengo una duda y agradeceria que me la resolvierais. Cuando se afirma que la rueda de Wally Minto tiene más del 85% de eficiencia ¿se refiere al 85% del máximo dado por el ciclo de carnot o a que convierte el 85% del calor en trabajo?
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 11/05/2007 16:25
Por: Alb
Jarp, para poder convertir el 85% del calor en trabajo, si la refrigeración es a temperatura ambiente( t=20ºC, 293K) entonces el foco caliente debería alcanzar como mínimo los 1680ºC
Por tanto supongo que se refiere a que obtiene el 85% del máximo teórico dado por carnot, que esta entorno a un 17% para unas temperatura(20ºC,75ºC).
Por lo tanto, la rueda Wally Minton podría transformar entorno a un 14% del calor en trabajo.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 11/05/2007 16:27
Por: jprebo
Aver si acierto, lo que veo en la rueda "sin carga de ninguna clase", el calor solo ha de mover la rueda, es decir, practicamente no tiene perdidas por rozamientos, por lo que estoy convencido de que el 85% de eficiencia se refiere al maximo teorico de carnot, es decir, si el sistema tiene un maximo del 5% (no e hecho cuentas pero por hay deben andar las cosas), estariamos hablando de un rendimiento real de 0.85*0.05=4,25 %, la cual cosa está muy bien, pero ¿qué ocurriría si se le acopla un generador con sus roces y perdidas?, ya os lo podeis imaginar, 4,25 * 0,85=3,61% (a grosso modo)
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 11/05/2007 21:38
Por: jarp
Echándole un vistazo global al hilo, parece que se van definiendo los posibles usos de la energía solar sin concentración:
1. Térmica: - Muy eficiente (mayor que 50%):Calefacción y procesos que necesiten calor.- Eficiente (25%-50%): Refrigeración mediante absorción.- Eficiencia aceptable (10%-25%): Transformación en movimiento para algunos usos.- Baja eficiencia (menor que 10%): Conversión de calor - movimiento - electricidad (hay que seguir estudiándolo).
2. Fotovoltaica:- Eficiente (25%-50%): Células fotovoltaicas de última generación, aunque aún no se comercializan o sus precios son muy elevados. Por los adelantos que se están realizando, parece que puede convertirse en la forma más práctica para convertir la energía solar en electricidad, ya que se están obteniendo resultados cercanos al 40% y con un TRE aceptable.- Eficiencia aceptable (10%-25%): Células fotovoltaicas convencionales, aunque su precio actual es alto y su TRE deja mucho que desear.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 11/05/2007 22:27
Por: Karls
Querido JARP,
Ruego especifiques algo mejor tu visión sobre la Energía Solar Térmica, en baja temperatura, colectores solares planos.
Saludos
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 12/05/2007 02:03
Por: Franz_Copenhague
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 12/05/2007 02:55
Por: mockba
Por Karls:
Hola ALB,
La producción de energía eléctrica partiendo de energía fósil,
implica un consumo próximo a 2600 Kcal por 1 KW eléctrico aplicado a una motobomba, quiere decir que hemos operado con un rendimiento del 33%, hasta donde enchufamos la motobomba para extraer agua y luego hay que deducir el rendimiento del equipo, con lo cual estamos en un rendimiento inferior al 30%.
Por ejemplo para bombear 17m3/h de agua @ 4,5 bar de presión es necesario aportar 3,65 KW/h equivalentes a quemar 9500 Kcal/h de energía fósil.
Si utilizamos la energía solar térmica que es gratuita e inagotable, tendriamos que aportar 20.000 Kcal-SOL/h para impulsar la misma cantidad de agua, aplicando la bomba aspirante-impelente, solidaria a un motor solar termodinámico.
PARA PEQUEÑOS CAUUDALES NO HACE FALTA BOMBEAR AGUA CON ENERGIA FOSIL-ELECTRICA.
Saludos
Es curioso, ya que el bombeo de agua a través de energía solar térmica se ha efectuado en Egipto a principios de el siglo 20 entre 1911 y 1912, por Frank Shuman. Se implementó una serie de canales parabólicos de concentración a través de los cuales se hizo pasar aceite como fluido de tranferencia térmica, se creó vapor para mover un motor de esa época, similar a los de barcos y se logró bombear agua. Obtuvo una potencia mecánica de 55 HP, el agua fué para uso agrícola y se podía bombear unos 6000 galones por minuto. Pero volvemos a los mismo, depende de qué tipo de trabajo y que objetivo tendrá esa energía recopilada.
La energía solar en general, sin concentración tiene sus propias ventajas en algunas aplicaciones como ya se discute en este hilo. Sin embargo con concentración o sin ella la energía solar es gratis, pero los sistemas para aprovechar la energía segun nuestras necesidades no los son. Lo mejor en cuanto al uso de la energía solar sería poder aplicarla lo más directamente posible, que en nuestro caso se reduce a transformarla en calor. Por esa razón pienso que es importante reconsiderar el uso de la energía solar térmica para producir calor aplicable a otras cosas antes de electricidad. Como bien mencionan antes, calefacción y agua caliente es algo muy útil es zonas frías.
Saludos...
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 13/05/2007 14:19
Por: jarp
Gracias Franz_Copenhague por los enalces, el de la obtención conjunta de electricidad y frio es muy interesante.Os pongo aquí de nuevo las conclusiones que saqué respecto a la eficiencia, pues he visto que me equivoqué, ya que no tuve en cuenta restar las perdidas del colector solar cuando me refería a conversión en movimiento y electricidad.Eficiencias de la energía solar sin concentración según sus usos:1. Térmica: Suponemos un colector solar plano convencional con una eficiencia del 60%, donde obtenemos una temperatura de 75ºC,- Muy eficiente (mayor que 50%):Calefacción y procesos que necesiten calor.- Eficiente (25%-50%): Refrigeración mediante absorción.- Eficiencia aceptable (10%-25%):- Baja eficiencia (menor de 10%): Transformación en movimiento. Conversión de calor - movimiento - electricidad (hay que seguir estudiándolo).2. Fotovoltaica:- Eficiente (25%-50%): Células fotovoltaicas de última generación, aunque aún no se comercializan o sus precios son muy elevados. Por los adelantos que se están realizando, parece que puede convertirse en la forma más práctica para convertir la energía solar en electricidad, ya que se están obteniendo resultados cercanos al 40% y con un TRE aceptable.- Eficiencia aceptable (10%-25%): Células fotovoltaicas convencionales, aunque su precio actual es alto y su TRE deja mucho que desear.Por tanto, vemos que convertir la energía solar sin concentración en movimiento o electricidad es muy poco eficiente, ya que aunque el sol es gratis los paneles solares suelen ser caros, además del gran espacio que ocupan. Puede estar indicado en situaciones especiales donde se requiera poca potencia.Por otro lado, si analizamos el rendimiento teorico del ciclo de Carnot, vemos que si aumentamos en unas pocas decenas de grados la diferencia térmica, el rendimiento crece de forma pronunciada. Por tanto, sería interesante buscar formas para hacer esto sin tener que optar a la concentración solar con seguimiento. Por ejemplo, hechar mano de un par de espejos, uno sobre el colector y otro bajo este. También se podría refrigerar para bajar la temperatura al foco frio, pero no es viable debido a las pérdidas en el refrigerador.No se si la eficiencia que le he dado a la refrigeración por absorción es la correcta. Si alguien sabe más del tema agradecería que lo corrigiera.También me gustaría que alguien diera la eficiencia de colectores con concentración, para poder comparar.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 13/05/2007 18:25
Por: mockba
jarp, no sé si te sirva de algo, pero dentro de los datos que yo he recolectado sobre los reflectores fresnel para concentración tengo una eficiencia de entre 28%-30% final en la conversión de la energía térmica en eléctrica, la eficiencia térmica para transformar la energía solar en térmica es mayor al 60%. Es decir, si se aplica el calor directamene sobre un proceso podría ser más efectivamente aprovechado que transformarlo en electricidad, pero supongo que la electricidad en manos centralizadas ha sido muy útil para esclavizar a la sociedad y por lo tanto no dejarán de buscar formas de seguir manteniéndola dentro de nuestras principales necesidades.
Saludos...
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 14/05/2007 16:14
Por: jarp
Gracias por la información
mockba, aunque no creo que la eficiencia del colector con concentración sea superior al 60%. Los colectores solares térmicos sin concentración tienen una eficiencia del 60% cuando aumentan la temperatura unos 45ºC por encima de la ambiental. En la siguiente gráfica de eficiencia de colectores solares térmicos sacada de
aquí[*18] se aprecia muy bien:
En vertical se representa la eficiencia y en horizontal la elevación térmica sobre la temperatura ambiente (hay que multiplicar dicha cifra por 1000, por ejemplo: 0.04 = 40º). Vemos como la eficiencia cae exponencialmente a medida que se aumenta la temperatura, debido a que se hace cada vez más dificil aislar térmicamente al sistema, además de las perdidas en los reflectores.
Según la gráfica, al elevar la temperatura 120º la eficiencia es del 18%, con lo cual, en el supuesto de que queramos aprovechar dicha diferencia térmica para un motor termodinamico, la eficiencia máxima de este sería:
Incremento térmico/Temperatura foco frio = 120ºK/298ºK = 0.40
Es decir, la eficiencia máxima teorica del motor es del 40%, la cual hay que aplicar a la eficiencia del colector solar, que era 18%, para obtener el rendimiento global del sistema, siendo entonces este del
7.2%.
Según estos datos, no se ve una solución plenamente viable para convertir el calor solar en movimiento y electricidad aprovechando la termodinámica (ciclo de Carnot).
Por ello, planteo ahora un nuevo frente de análisis,
aprovechar el calor mediante la química. Es decir, provocar reacciones químicas con el calor solar sin concentración (unos 60ºC aprox.) que puedan aprovecharse para generar electricidad o movimiento.
Realmente son dos frentes los que ahora planteo:
1. Generar electricidad del calor mediante la química.
2. Generar movimiento del calor mediante la química.
1. Generar electricidad del calor mediante la química:
Habrá que buscar reacciones que en conjunto sean reversibles, es decir, por un lado unos productos que reaccionen con el calor y liberen cargas y por otro lado otros productos que reaccinen con las cargas y den como resultado los productos iniciales, cerrando así el circuito. Es decir, que por un lado se ceda electrones y por otro los tome.
2. Generar movimiento del calor mediante la química:
El segundo planteamiento es similar a lo ocurrido en los motores convencionales de combustión interna. Un producto reacciona y libera gases (y normalmente calor). Lo más simple que se me ocurre es un stirling con una disolución de gases en agua, al aumentar la termperatura estos se liberan y al bajar se vuelven a disolver.
Necesitaria que alguien me aclarara si dicha reacción de disolución también está regida por el ciclo de Carnot. También quisiera que me aclaran si el paso de liquido a gas y viceversa también sigue el ciclo de Carnot, es decir, aprovechar el cambio de estado de un liquido a gas y viceversa para mover un motor stirling, por ejemplo.
Luego habría otra infinidad de reacciones reversibles que generan gases a cierta temperatura y los absorven al volver a la temperatura inicial (ya sea esta la fria o la caliente). ¿Estos también se rigen por el ciclo de Carnot?
Espero vuestra ayuda, gracias.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 14/05/2007 17:51
Por: mockba
Bueno, lo de la eficiencia mayor al 60% no lo digo yo, está en las publicaciones que abordan el tema de la planta prototipo en Liddell, Autralia. Le a tribuyen más del 60% de eficiencia a un sistema de reflector fresnel a un prototipo en Francia. Sin embargo tu gráfica muestra un punto muy lógico, lo tomaré en cuenta.
Por el momento sigo sin ver claro como se va a tranformar la energía térmica en electricidad, o cómo se va a mover un Stirling con poca diferencia térmica a un nivel útil. Sigo pensando que antes de electricidad se deben valorar otras aplicaciones directas para el calor, pero aplicaciones directas y no transformaciones de ningún tipo.
Lo que mencionas jarp, sobre generar movimiento a través de química y calor no es precisamente a lo que me voy a referir, pero en el hilo de Concentradores Solares mostré un proceso termodinámico para producir hielo, no es exactamente lo que buscas, pero si lo revisas talvés te de ideas. Es química y calor solar funcionando juntos.
Saludos...
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 14/05/2007 18:33
Por: Alb
Necesitaria que alguien me aclarara si dicha reacción de disolución también está regida por el ciclo de Carnot. También quisiera que me aclaran si el paso de liquido a gas y viceversa también sigue el ciclo de Carnot, es decir, aprovechar el cambio de estado de un liquido a gas y viceversa para mover un motor stirling, por ejemplo.
Ni este proceso, ni ningún proceso real siguen el teorema de Carnot. El teorema de Carnot se refiera a procesos REVERSIBLE y en el mundo real, todos los procesos son irreversibles.
El ejemplo que se suele poner para explicar la irreversibilidad de un proceso es el de una botella rota. Una botella puede caer se de la mesa y romperse pero los fragmentos de la botella no pueden expontaneamente unirse para formar una botella y subir a la mesa. La razón es que la entropia o desorden del universo siempre tiende a aumentar.
Carnot, supone un proceso reversible o isoentropico. En estos sistema ideales, e incluso en estos sistema ideales e inexistentes obtiene que el rendimiento esta enormemente limitado. Ningún sistema real o ideal puede producir un rendimiento mayor que el ciclo de carnot. No importa que la maquina trabaje con gases, líquidos o sólidos, con o sin cambios de estado, que haya reacciones químicas o nucleares, que haya una o mil etapas, ninguna maquina que obtenga trabajo empleando una fuente de calor, no puede superar(ni siquiera alcanzar) el rendimiento del ciclo de carnot.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 14/05/2007 18:46
Por: Alb
Eficiente (25%-50%): Células fotovoltaicas de última generación, aunque aún no se comercializan o sus precios son muy elevados. Por los adelantos que se están realizando, parece que puede convertirse en la forma más práctica para convertir la energía solar en electricidad, ya que se están obteniendo resultados cercanos al 40% y con un TRE aceptable.
- Eficiencia aceptable (10%-25%): Células fotovoltaicas convencionales, aunque su precio actual es alto y su TRE deja mucho que desear.
Jarp, creo que das excesiva importancia a la eficiencia. No es un parametro decisivo, ni siquiera un parámetro a maximizar.
La relación que haces entre TRE y eficiencia es errónea. no es cierto que la células fotovoltaicas mas eficientes tengan una mejor TRE. De nada sirve doblar la eficiencia, si multiplicamos por 10 los costes energeticos y economicos.
En mi opinión uno de los paneles solares con mejor TRE son las células basadas en Dioxido de Titanio, con un rendimiento inferior al 10%. Esto se debe a que los costen energeticos son muy inferiores.
Por otro lado, si termica sin concentración no es util, no es solo por que su rendimiento sea bajo, sino por que es complicada y costosa. los motores striling son muy delicados y su mantenimiento es caro. Aunque obtubieran un rendimiento superior a las celulas, no seria practico.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 15/05/2007 00:00
Por: Karls
Concretando JARP,
Basado en la máquina de VAPOR: MOTOR SOLAR
Cilindro bidireccional de una capacidad de 2 litros, fluido motor elegido iso-butano, Temp. foco caliente 70ºC/Pres 12 bar, Temp. foco frío 21ºC/Pres 4 bar.
Diferenc. de presión obtenido 8 bar, Diametro cilindro 100mm, Fuerza obtenida en el vástago = 5.500N
Energía aplicada en cada ciclo de 2sg.= 1,20Kcal.
Para obtener esta energía de colectores solares planos, hay que disponer 3 unidades de 2m2.
Se puede impulsar agua 3.600 litros/h @ 4,5 bar.
Se puede impulsar freon 1.500 litros/h @ 12 bar
Esto es lo que se puede obtener a baja temperatura, con el sol sin utilizar concentradores.
Saludos
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 15/05/2007 01:37
Por: Amon_Ra
Muy correcto Karls .
Sino recuerdo mal el el texto de impiegi della energia solare de roboti se habla de un proyecto realizado por los franceses sobre una escuela en Mauritania haya por los 70 donde se utilizo dicho pricipio con exito para bombear agua estando los paneles instalados en el techo de una escuela y utilizaba butano.
La empresa Mobuntu en Italia utilizaba paneles planos con una disolucion de vapor de amoniaco para sus bombas solares que se importaban algo caras si a Africa no se como acabaron pero aun puede que tenga propaganda de ellos por ahi los vi funcionando personalmente en la Feria de Genoba en el 1981 donde se reunieron mas de 273 empresas con diferentes sistemas de captacion sobre todo paneles planos y materiales accesorios fue el boom de las ferias luego decallo y ahora se vuelve a querer salvar parte de lo dicho y hecho ya tanto en planos como de aire como bombas de calor y energia solar como pefabricados para la construccion adaptados a captar la energia solar y construir con el sol.
Eso paso, se estudio mucho recopile lo que pude y esta durmiendo el sueño de los justos.
Pero la energia solar al ser difusa y poco concentrada no entra en los analisis de desarrollo con el petroleo barato pues representa un cambio en urbanistica procesos industriales TOTAL y si el urbanistico esta ya casi muerto el industrial esta pensando en la deslocalizacion por costes laborales entre otras cosas,y todo lo que se realiza en energia solar lo realizan las grades empresas electricas y socios a la sombra de la suvbencion ese es el grueso de lo que se hace pues el sol es gratis si es difuso pero el concentrarlo y distribuirlo al sistema tradicional no solucionara el problema pero seguira creando ilusiones y vaciando el bolsillo de los consumidores.
Con lo que la mayoria de lo que se hace es aberrante energeticamente hablando como que este verano alimentaremos Aire Acondicionado con fotovoltaica suvbencianada por todos los ciudadanos en viviendas construidas antes de la aprobacion del Codigo tecnico de edificacion que entra muerto antes de empezar.
Pues eolica casi brilla por su ausencia en el verano.
Saldran miles de fotos de politicos innagurando huertas solares que pagaran los jubilados en sus recibos y las industrias en sus tarifas.
O como la semana pasada vi en Barcelona cantidad de señales de trafico y anuncios publicitarios incitando al consumo de todo, eso si pero alimentados con sus dos una o tres plaquitas fotovoltaicas para evitar tirar lineas mas costosas y seguro que tambien tendran su suvbencion aunque anuncien whisky
Somos la mar de eficientes y modernos.
Jarp perdona mis posiciones pero la edad pesa y piensa que sino esta todo estudiado hay mucho en los cajones pero la pregunta seria y porque no salio, esa es la pregunta que te haria yo.
Las conclusiones de tus rendimientos anteriores hay cientos de publicaciones que las ajustan muchisimo mas por tipos niveles de concentracion temperaturas de uso sistemas activos, sistemas pasivos ,mixtos .
Pues bien a los constructores e ingenieros de proyectos no se si trabajaste alguna vez en algun estudio no pierden el tiempo en estas cosas casi nadie o solo a nivel individual por curiosidad cientifica algunos de ellos.
La mayoria de cosas que el CIEMAT esta experimentando ya se estudiaron en los 70 80 sin subvenciones de la corona.
Tengo programas en basic escritos para meterlos en ordenadores para dimensionamiento de los años 81 y aun no habian ordenadores del tipo de ahora en basic publicados en revistas del sector.
Abrir las ventanas al norte cerrar las del sur poner toldos al sur y armaros de una buena coleccion de botijos pues el susto que se llevaran muchos hipotecados este verano como sea fuerte puede ser de ordago sino saltan las lineas como hace unos años en Sevilla plantar flores en los quicios de las ventanas y tenerlos vien regados con macetas de barro que suden y provocar corrientes de aire de los deslunaos o patios de luces observar las temperaturas y como se comportan segun abris o cerrais las ventanas y buscar buenas sombras mirar los animales donde se esconden e imitarlos saben mas que nosotros y no pagan recibos eso tambien es energia solar.
Os recomiendo de la coleccion MUY INTERESANTE en libros la biologia de las zonas aridas y disfrutareis de como fauna y flora sobrevive a condiciones extremas de calor que sistemas utilizan como se desarrollan como luchan por vivir en ese medio.
Saludos y buenas noches.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 15/05/2007 03:16
Por: B.S.P
Buenas,,hace tiempo publique esta inquietud que paso de largo: alguien tiene algun buen informe acerca de peliculas selectivas para superficies metalicas? ya sea tratamientos de galvanoplastia (como pasivados negros sobre niquel o cromo) o mejor aun pinturas que logre un coeficiente de absortancia cercano al 0,9 y bajo en emisividad.
estoy esperimentando con unos colectores planos y quiero saber si existe alguna pintura o tratamiento superficial que realmente funcione bien, resista 120C, uv, varios años, y mas que nada sea economica.tengo mucha info pero de seguro alguno de los foreros experto me sabra dar alguna "receta de la abuela"que realmente funcione bien,
creo que en algun foro ya se trato este tema, pero no lo encuentro, esto ya se esta volviendo grande!
realmente agradeeria si me dan una mano con esto
saludos!
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 15/05/2007 11:02
Por: jprebo
No soy experto, pero una receta de la abuela si puedo darte, antiguamente, la tinta se hacía con hollín de chimenea y aceite.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 15/05/2007 13:01
Por: Karls
Hola Amon-Ra,
Dispones de una amplia información y con tu experiencia en el tema considero que ante lo que se avecina, no tendrás ningún problema en capear la situación.
No comprendo si el portal de esta web habla de ENERGIA SOLAR SIN CONCENTRACION, se hace tanto incapié en el motor stirling, que es para energía solar concentrada.
Con mi exposición anterior trato de seguir en la linea inicial, pero los más interesados se van por los (cerros de úbeda).
A!, la red electrica nacional, es casi seguro que entre en colapso, ante la demanda puntual, al incorporar nuevas unidades domésticas de frio, el pasado año rozamos el parón pero este año no creo que lo sorteemos, sobre todo en la mitad sur del país.
Saludos
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 15/05/2007 15:13
Por: Amon_Ra
Si Karls eso observo yo tambien y no solo en este hilo sino en muchos otros que empiezan con un tema se pasan a otro y se acaba donde menos se esperaba eso lo notaras a menudo lo mismo que va a epocas la calidad y las aportaciones que se hacen
ultimamente me da la impresion que bajo el nivel, al ser abierto el foro los nuevos integrantes vuelven a repetir conceptos ya superados por los que llevamos mas tiempo se repiten conceptos ideas casi siempre se tropieza en las mismas piedras una i otra vez la edad la formacion la experiencia los intereses la ideologia son muy variadas y logicamente produce roces al tratar temas tan amplios y controvertidos al no verlo solo desde la optica tecnica sino social y politica pues el problema energetico lo abarca todo.
Yo tambien a veces me voy del tema.
Pero retomando el enunciado solar sin concentracion no se enfoca el porque la sin concentracion que es la mas barata y facil se desarrollo tan poco que lo impide.
I los motivos no son solo economicos sino de imposibilidad de aplicacion en una sociedad que como el otro dia decia el articulo de la Vanguardia titulado Energias alternativas en las ciudades pagina 30 del domingo 6 de mayo fuy a Barcelona la semana pasada.
I es que la energia solar es difusa poco concentrada para la intensidad energetica de la sociedad industrial y la mayoria de inversiones se dedican a el mantenimiento de el sistema actual concentrarla y venderla como otro producto de consumo mas.
Lo e repetido muchas veces en la web pero es duro de comprender una cosa tan simple.
Lo decia en clase de arquitectura y sistemas pasivos mi profesor Cesare Pavani en Bolonia las ciudades son como los bebes necesitan para sobreviver todos los cuidados de su madre son muy delicadas un pequeño fallo en sus servicios provoca un caos social son fortalezas servidas en todo por el exterior energia agua basuras alimentos no son adultas y autosuficientes son totalmente dependientes de sus cordones umbilicales y ese sea posiblemente su mayor problema pero la humanidad ya vive mayoritariamente en grandes ciudades es el gran desarrollo del siglo 20 la explosin del crecimiento por la industria y posteriormente los servicios de ahi su desespero por su mantenimiento y su lucha por sobrevivir pero necesita de ingentes cantidades de energia concentrada para sobrevivir y todo mayoritariamente gira entorno a ese concepto por el momento aunque se halla producido una dispersion a los alrededores tambien.
L aurbanistica no desarrollo ciudades como los griegos de tu post se desarrollo a inmensos petroleros que traian materia prima de cualquier parte del mundo y lo posibilito.
Estos conceptos y la crisis de los 90 el paro la inestabilidad laboral y economica fueron los que en un momento de mi vida decidi dar el medio salto a alejarme un tanto hace 15 años, y aparecieron otros problemas otras situaciones claro no tenia ataduras de ningun tipo y me acompañaban en la aventura aparte de estar muy quemado socialmente de lo que me ofrecia la ciudad.
Hoy son pocos los que escriben en la web y conozcan las crisis de los 70 los 80 los 90 las que se produjeron de forma ciclica en España, la mayoria que escribe tiene menos de 30 o 40 años con una subida de mas de 10 $ el barril empezaria a crujir las cuadernas rapidamente y la euforia que aparentemente ahi esta basada en el credito y la fe en el mismo futuro osea en mi opinion humo.
Divagando sobre el tema mira lo que me acaba de entrar en noticias.
una explosion en el barrio Valenciano de Patraix causa grandes daños materiales[*19]
Se quemo un presostatato de bomba y no daba presion al circuito de agua caliente, pues se conecta otra bomba de reseva de otra cisterna menos potente y servicio y no se entera nadie ni causa ningun daño mayor y se sigue teniendo agua, y si no se abre la tapa de la cisterna se baja el cubo se pocea como toda la vida se hizo se calienta con gas o leña y servicio.
Hoy los vecinos de patraix sino restablecieron el servicio rapido sus grupos de presion los dejaran sin agua para la comida y se cabrearan un monton por no poder ver la tele sino se quedo alguien en un ascensor atrapado. o cosas peores.
El ordenata este mientras salga el sol con dos placas de mas de 20 años a rodar a si y que telefonica no falle este es uno de mis cordones umbilicales.
Saludos Karls.
Re:Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 15/05/2007 19:51
Por: Karls
Hola Amon-Ra!,
Hemos vivido la especulación en el ladrillo y ahora toca LA ENERGIA, vamos a tener unos años movidos, los que vivimos en el LADRILLO-CONEJERA, lo vamos a tener jodido, hay que ir buscando ese lugar libre del especulador.
El medio-ambiente es impredecible pero no colapsa a aquellos que se acogen a el, si embargo la mezquindad de ciertas estirpes del (PRIMATE REFLEXIVO), van muy lejos exterminando a otros primates-reflexivos y al resto de especies que componen el habitat, expoliando y bloqueando bienes que corresponden al medio, con el único fin del dominio, que además es subvencionado por los dominados, SEGUIMOS EN LA EDAD MEDIA, de nada han servido los últimos 150 años de revoluciones.
Saludos
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 13/06/2007 20:08
Por: jarp
Os dejo aquí mi último invento para aprovechar la energía solar sin concentración.
Se trata de invernaderos comunes en cuyo suelo se hace una pequeña depresión (unos 10 cm de profundidad) que se inunda con agua. Esta se calienta con el sol, se evapora y asciende por unas chimeneas que van a parar a un depósito que incorpora un refrigerador. El agua se condensa y se almacena en dicho depósito superior, aprovechando su caida para producir electricidad (o simplemente movimiento) con una hidroturbina. Luego el agua vuelve al invernadero para completar el ciclo.
Aunque no lo he dibujado, también habría un tubo que conduciría el aire (ya sin vapor) del tanque superior hasta el interior del invernadero. También se mejoraría el rendimiento notablemente colocando doble plastico en el techo del invernadero, lo cual crearía una capa de aire intermedia que haría de aislante, impidiendo la pérdida de calor y la condensación del agua en el techo de este.
Otra variante más interesante de este invento es la
DESALACIÓN DE AGUA DE MAR. El sistema es el mismo, pero esta vez el agua evaporada y desalada no volvería al invernadero, si no que se almacenaría en otro tanque para su uso. Además de producir agua desalada también se podría generar electricidad (o simplemente movimiento), aunque claro, en menor cantidad que el caso anterior, pues el calor residual del agua desalada no retornaría al invernadero.
Aquí también habría un tubo (que no aparece en el dibujo) que retornaría el aire desde el tanque alto hasta el invernadero, aprovechando su calor residual. En este caso lo mejor es instalar los invernaderos sobre alguna salina abandonada, aprovechando la marea mediante compuertas para controlar el flujo del agua que inunda el suelo, permitiendo salir a la salmuera. La salmuera también puede terminarse de secar fuera para producir sal y obtener más beneficios.
Otra variante sería sustituir la hidroturbina por una noria. No se que será más eficiente, si la noria o la hidroturbina, pero la noria es muy fácil de construir con madera y lleva miles de años utilizándose.
No creo que el rendimiento energético de este invento sea muy alto, pero es sencillo y relativamente barato, pudiéndose aprovechar alguna elevación del terreno para el tanque superior. El hecho de desalar agua lo hace muy acertado para aquellos lugares costeros y con escasez de este recurso, suministrando a la vez electricidad para la población local. Lo veo muy indicado para paises costeros africanos, donde la electricidad aún no está muy demandada.
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 13/06/2007 21:08
Por: Alb
una pregunta¿Como refrigeras el vapor para que condense?
El calor latente del agua son 2260kJ/kg
La energía potencia del agua es Ep=m*g*h
Suponiendo que la eficiencia del refrigerador y de la turbina es el 100%. para obtener un rendimiento positivo es de 230 km!!!!!!!
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 14/06/2007 00:12
Por: jprebo
Jarp, cerca le anduvistes, haz eso en una instalacion estanca, elimina el aire (es decir, al vacio) e incrementaras el rendimiento, aunque complica de sobre manera el sistema y el rendimiento jamas pasaria del 6%.
En cuanto a desalinizar agua, el sol verticalmente, ofrece en condiciones óptimas un millon de calorias/hora por M2 (caloria pequeña), lo malo es que cada gramo de agua (1 cm3) "roba" 539,5 calorias al agua que se queda sin evaporar, un litro "roba" 539500 calorias, poca agua vas a sacar y menos como para mover una noria. Sé de buena tinta que sistemas de desalación por evaporación y condensación de sistemas parecidos al que has expuesto, producian unos 3 litros al dia por M2 de evaporador, quizas suficiente para no morir de sed, pero no pienses en regar y mucho menos en producir energía electrica, a menos que como dice Alb, la puedas elebar a 230 Km, aunque creo que necesitarias algo mas de altura, quizas el doble.
Me ha encantado tus ideas, me recuerdan viejos tiempos.
Un saludo.
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 14/06/2007 10:43
Por: jarp
Bueno ya lo dije, suponía que el rendimiento energético iba a ser mínimo, por eso lo recomendaba para ciertas zonas de Africa donde hace falta agua y la demanda electrica es muy baja.
Alb dijo:
una pregunta¿Como refrigeras el vapor para que condense?
El calor latente del agua son 2260kJ/kg
La energía potencia del agua es Ep=m*g*h
Suponiendo que la eficiencia del refrigerador y de la turbina es el 100%. para obtener un rendimiento positivo es de 230 km!!!!!!!
Pensaba refrigerar mediante un serpentin enfriado por el mimso aire antes de meter el agua en el tanque superior. El tanque superior sería muy aplastado para aumentar su superficie (techo y suelo), la cual serviría también de disipador.
Por cierto, creo que el rendimiento siempre sería positivo pues el sol es gratis (descartando los gastos de la instalación). Además, lo importante de este sistema es que potabiliza agua, ya sea salada o contaminada, la generación de energía es un recurso extra.
Jprebo dijo:
Jarp, cerca le anduvistes, haz eso en una instalacion estanca, elimina el aire (es decir, al vacio) e incrementaras el rendimiento, aunque complica de sobre manera el sistema y el rendimiento jamas pasaria del 6%.
En cuanto a desalinizar agua, el sol verticalmente, ofrece en condiciones óptimas un millon de calorias/hora por M2 (caloria pequeña), lo malo es que cada gramo de agua (1 cm3) "roba" 539,5 calorias al agua que se queda sin evaporar, un litro "roba" 539500 calorias, poca agua vas a sacar y menos como para mover una noria. Sé de buena tinta que sistemas de desalación por evaporación y condensación de sistemas parecidos al que has expuesto, producian unos 3 litros al dia por M2 de evaporador, quizas suficiente para no morir de sed, pero no pienses en regar y mucho menos en producir energía electrica, a menos que como dice Alb, la puedas elebar a 230 Km, aunque creo que necesitarias algo mas de altura, quizas el doble.
Ya pensé en la instalación al vacio, pero encarece y complica muchísimo. La idea mía es usar simples invernaderos, siendo el bajo coste el factor más importante de este invento.
En cuanto al calor que roba el agua, esto ocurre solo con el agua nueva (fria), ya que una vez haya robado lo que tiene que robar no absorverá más calor en vano. Es decir, una vez el agua haya alcanzado una alta temperatura alta, todo el calor que se aplique se destinará a evaporación (calor latente). Esto es sin tener en cuenta las pérdidas, claro está.
Si prescindimos de potabilizar agua y nos centramos en producción energética podemos usar otros fluidos con menos calor especifico y latente y que evapore a menor temperatura, aunque también tendría que ser lo más denso posible para mejorar el rendimiento de la noria o turbina. En ese caso hay muchos compuestos orgánicos mejores que el agua (alcohol, benzol, triclorato...) aunque muy peligrosos y tampoco lo harían muy viable. Por ello, la generación de energía en este sistema la veo como un extra a la desalación de agua.
Os recuerdo que mi idea es buscar formas BARATAS Y ASEQUIBLES A TODOS de aprovechar las energías renovables, ya sea para producir energía, desalar, climatizar...
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 14/06/2007 13:54
Por: Alb
Jarp, Creo que las ideas que propones las hemos tenido todos los que alguna vez hemos estado elucubrando como conseguir obtener energía o destilar agua.
El concepto es correcto, el problema viene a la hora de hacer números. Para obtener una cantidad de agua muy pequeña se necesita una inmensa infraestructura.
Si lo que buscamos es la energía potencia, el balance es aun peor.
El mayor problema para destilar agua mediante un dispositivo solar, es la refrigeración. Si refrigeras con aire atmosférico, tienes una diferencia de temperatura muy baja y por tanto necesitas una superficie de intercambio de calor inmensa. Eso implica unos costes(tanto económicos como energéticos) de inmovilizado y mantenimiento muy elevados.
Si lo que se busca es obtener energía potencial la cosa es aun peor. Ya que la energía potencial del agua es muchos ordenes de magnitud menor que la energia de vaporización:
1Kg de agua a 1m de altura tiene 1julio. La energía de vaporización del agua es de 2.26 Millones de julios. Es decir, hay que aportar 2,26 millones de julios para evaporar el agua, y después hay que retirar 2,26 millones de julios para condensar el agua(Refrigerar es mas complicado y costoso que calentar). Y todo esto para ganar solo 1Julio por metro de altura.
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 14/06/2007 16:12
Por: jprebo
Cita de: jarp
Ya pensé en la instalación al vacio, pero encarece y complica muchísimo. La idea mía es usar simples invernaderos, siendo el bajo coste el factor más importante de este invento.
En cuanto al calor que roba el agua, esto ocurre solo con el agua nueva (fria), ya que una vez haya robado lo que tiene que robar no absorverá más calor en vano. Es decir, una vez el agua haya alcanzado una alta temperatura alta, todo el calor que se aplique se destinará a evaporación (calor latente). Esto es sin tener en cuenta las pérdidas, claro está.
Para obtener un vacio considerable y así poder desalar un volumen dado de agua de mar, no es necesario ni siquiera una bomba de vacio, basta aprobechar la fuerza gravitacional para conseguir dicho vacio. pero si es cierto que complica el sistema.
En lo referente a que una vez está el agua caliente, el vapor no roba energía al agua al producirse este, es falso, si roba y no veas con qué mala uva, Alb habla en julios, yo me aclaro mejor con calorias, pero en ambos casos es la misma cantidad de energía, vamos, una burrada, lo sé de muy buena tinta:
Cita de: jprebo
Por mi parte, mis inventos, seran regalados, el primero a un empreario Mexicano (desalinizar a menos de 1 Kw/M3 con capacidad de producción industrial), despues, metido en el e-mule con toda la información y a ver quien es el guapo que lo para. Si teneis un gran invento que no interese a los gobiernos y buscais sacar tajada, estareis pillados por todas partes. Tenemos internet, aprobechemoslo y que las ideas no desaparezcan.
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 14/06/2007 21:02
Por: jarp
Gracias por vuestras palabras, para gente como yo, que no tiene ni idea de esto, es necesario que alguien nos ponga las cosas en su sitio.
Como conclusión al hilo, podemos decir que la energía solar térmica sin concentración es ideal para calefacción y todo aquello que necesite agua caliente. Para producción energética no es viable, como queda demostrado a lo largo del hilo. De todas formas, la calefacción es el mayor gasto energético que tiene una vivienda, por lo que podemos hacer un gran ahorro energético.
Esto último confirma que lo más importante no es producir energía, si no ahorrar en su consumo.
Aunque para los más veteranos este hilo les haya podido parecer más de lo mismo, y han visto como tanto yo como otros participantes volvemos a tropezar en las mismas piedras, nos ha servido para aprender con la investigación y el análisis, lo cual es una muy buena actitud. Además, este hilo quedará como material de referencia para todos aquellos que se inicien en este campo.
Aprovecho para invitar a todos a continuar la investigación de la energía solar desde el lado de la fotoquímica, la cual parece que no está muy explotada ni estudiada. Transformar la energía lumínica en energía química es algo muy interesante desde el punto de vista de los combustibles. Ya abrí un hilo para ello y espero vuestras opiniones.
Saludos
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 14/06/2007 22:14
Por: Karls
Citado por (JARP)
Como conclusión al hilo, podemos decir que la energía solar térmica sin concentración es ideal para calefacción y todo aquello que necesite agua caliente. Para producción energética no es viable, como queda demostrado a lo largo del hilo. De todas formas, la calefacción es el mayor gasto energético que tiene una vivienda, por lo que podemos hacer un gran ahorro energético.
No (jarp), no es así porque no puede quedar demostrado, la energía solar térmica es para su utilización a nivel individual, al disponer de una energía en ciertas áreas del país de forma intermitente y distribuida, cuya proyección es aproximadamente de 1KW/h/m2, en las horas centrales del día.
DE NUEVO TE LO COMENTO PARA TU INFORMACION
Concretando JARP,
Basado en la máquina de VAPOR: MOTOR SOLAR
Cilindro bidireccional de una capacidad de 2 litros, fluido motor elegido iso-butano, Temp. foco caliente 70ºC/Pres 12 bar, Temp. foco frío 21ºC/Pres 4 bar.
Diferenc. de presión obtenido 8 bar, Diametro cilindro 100mm, Fuerza obtenida en el vástago = 5.500N
Energía aplicada en cada ciclo de 2sg.= 1,20Kcal.
Para obtener esta energía de colectores solares planos, hay que disponer 3 unidades de 2m2.
Se puede impulsar agua 3.600 litros/h @ 4,5 bar.
Se puede impulsar freon 1.500 litros/h @ 12 bar
Esto es lo que se puede obtener a baja temperatura, con el sol sin utilizar concentradores.
No es necesario utilizar el enchufe.
Saludos
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 15/06/2007 11:25
Por: jarp
Realmente tienes razón Karls, suponiendo que la eficiencia de tu máquina fuera del 80% y según Carnot, la eficiencia entre esos focos de temperatura sería del 14%, obtenemos que el rendimiento total de la máquina es del 11.2%. Si el rendimiento de los colectores solares fuera del 60% (algo normal), tenemos una eficiencia global del 6.72% de la energía solar, que suponiendo 6 m2 a 1000W/h/m2 nos da 400W/h. Con una insolación diaria de 10 horas obtendriamos 4 Kw diarios de energía, suficiente para muchas tareas.
Si quisieramos obtener electricidad para una vivienda mediante un generador con una eficiencia del 70% arrastrado por dicha máquina tendríamos 2.8 Kw diarios, suficientes para iluminación, frigorífico y TV.
Como el calor se puede almacenar bien, solo haría falta tener una pequeña bateria electrica de coche, puesto que el generador solo se pondría en marcha cuando la carga de la bateria bajara a un cierto limite (10V) y se pararia cuando llegara a otro límite (14V). A la salida de la bateria conectariamos un inverter para obtener 220V AC.
Y más barato que la fotovoltaica.
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 08/12/2007 23:13
Por: jarp
Navegando por la red encontré lo siguiente en
Energía solar - Wikipedia, la enciclopedia libre[*20] :
También la energía solar termoeléctrica de baja temperatura, con el sistema de nuevo desarrollo, ronda el 50% en sus primeras versiones. Tiene la ventaja que puede funcionar 24 horas al día a base de agua caliente almacenada durante las horas de sol.
Lo cual me ha interesado muchísimo pues yo mismo abrí este hilo hace unos meses con ese propósito. Así que he investigado un poco y he encontrado lo siguiente:
¡enlace erróneo!
Energias Alternativas[*21]
En resumen, se trata de obtener energía eléctrica con solar térmica entre los 80 y 100ºC!!!. El sistema es sencillísimo y baratísimo, por lo que de ser cierto tal rendimiento (50%) esto podría desplazar a la fotovoltaica por sus enormes ventajas sobre esta!!!:
- Mayor rendimiento
- Bajo coste
- Fácil acumulación (acumuladores térmicos)
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 08/12/2007 23:26
Por: Franz_Copenhague
Viejo jarp.
Al parecer ese es el mismo motor de tellier, pero en ves de turbina seguro tiene un embolo que hace el movimiento, pero no dan datos de rendimiento "reales" es decir de laboratorio.
Una vez mas podría generarse frió con paneles solares (termicos)... si esto llegara a funcionar seria una bendición del dios helios.
Amanecerá y veremos...
Un saludete.
_____________________
Edición.
Ahora que veo tus dibujos así funciona Bogota ejejejejeje.
El sol de la mañana calienta los valles del magdalena y el llano, la evaporación sube y por las tardes llueve... (siempre me mojo, miserable vida!!!)
Entonces le llega agua a casi todo el sistema hidrico, moviendo el guavio, chivor, el muña, y cuanta represa hay por aquí ejejejejejeje
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 09/12/2007 00:43
Por: Karls
Hola JARP de nuevo te lo explico, en función de los enlaces que has descubierto y que expones.
La vez pasada te puse lo que a continuación te sigo poniendo, tenía dos errores porque la vez anterior lo hice de memoria, ahora esta corregido, perdona.
Concretando JARP,
Basado en la máquina de VAPOR: MOTOR SOLAR
Cilindro bidireccional de una capacidad de 2 litros, fluido motor elegido iso-butano, Temp. foco caliente 70ºC/Pres 12 bar, Temp. foco frío 21ºC/Pres 4 bar.
Diferenc. de presión obtenido 8 bar, Diametro cilindro 100mm, Fuerza obtenida en el vástago = 5.500N
Energía aplicada en cada ciclo de 2sg.= 3,6Kcal.
Para obtener esta energía de colectores solares planos, hay que disponer 3,5 unidades de 2m2.
Se puede impulsar agua 3.600 litros/h @ 4,5 bar.
Se puede impulsar freon 1.500 litros/h @ 12 bar
Esto es lo que se puede obtener a baja temperatura, con el sol sin utilizar concentradores.
No es necesario utilizar el enchufe.
El rendimiento del sistema para impulsión de agua estaría comprendido próximo al 20%, ahora si le aplicamos un sistema de biela manivela y le acoplamos un volante de inercia y un multiplicador y a la salida del multiplicador un alternador para producción de energía eléctrica, podríamos disponer de un rendimiento próximo al 10% en función de la aportación de los colectores solares.
Los colectores solares térmicos (7 m2) nos aportan 3,7 KWt/h , hemos UTILIZADO 2,9 KW/h PARA BOMBEAR 3,6 m3 de agua a 50 mts de altura/h, que equivalen a 0,8 KW/h útiles, para obtener energía eléctrica obtendríamos 0,4 KW/h útiles a la salida del generador.
Esto es lo que se podría obtener con el invento (ESTE) y que no me vengan con MILONGAS DEL 50%
Saludos
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 09/12/2007 13:29
Por: jarp
Franz_Copenhague dijo:
Al parecer ese es el mismo motor de tellier, pero en ves de turbina seguro tiene un embolo que hace el movimiento, pero no dan datos de rendimiento "reales" es decir de laboratorio.
Pues debe tratar de algo de eso, similar al motor que muestra
Karls.
Karls, respecto al motor solar que muestras:
1. ¿Habría diferencia en el rendimiento si en vez de iso-butano usamos aire? ¿Cuánta diferencia? ¿Por qué?
2. Para obtener electricidad de el, ¿no sería más eficiente aprovechar directamente el movimiento del émbolo para mover un imán dentro de una bobina? Así también nos ahorraríamos la biela, el volante y el multiplicador, y se perdería menos energía en rozamiento, además de que el generador usaría menos cobre y hierro y todo sería mucho más sencillo y barato.
Posiblemente habría que ajustar el motor para que la velocidad del émbolo sea algo más rápida, aunque ello suponga más pérdidas por rozamiento. De esta forma quizás podría disponerse de un 15% o más de rendimiento eléctrico (en vez del 10%), con lo cual podríamos hablar en este supuesto de 0.6 Kw/h con un sistema mucho más sencillo y barato. ¿No crees?
De todas formas hay que seguir buscando motores más sencillos, baratos y eficientes para este aprovechamiento, el cual supera a la fotovoltaica en muchos aspectos.
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 09/12/2007 22:55
Por: Karls
Hola JARP!
Paso a contestar tus preguntas
P)1.¿Habría diferencia en el rendimiento si en vez de iso-butano usamos aire? ¿Cuánta diferencia? ¿Por qué?
R) El proceso termodinámico del sistema es a volumen constante, se necesita un fluido con cambio de fase, que al ganar temperatura pasa de líquido a vapor, es como el agua para pasar a vapor, con la diferencia que el punto de ebullición del isobutano es muy inferior al del agua, creo que está en -17ºC a presión atmosférica , por eso se utiliza en procesos a baja temperatura en este caso es de 20ºC a 70ºC, al haber un volumen circulante, se necesita calentar y enfriar para conseguir el diferencial de presión que da lugar al movimiento bidireccional del embolo y así poder impulsar un fluido como agua, freón etc…
P)2. Para obtener electricidad de el, ¿no sería más eficiente aprovechar directamente el movimiento del émbolo para mover un imán dentro de una bobina? Así también nos ahorraríamos la biela, el volante y el multiplicador, y se perdería menos energía en rozamiento, además de que el generador usaría menos cobre y hierro y todo sería mucho más sencillo y barato.
Posiblemente habría que ajustar el motor para que la velocidad del émbolo sea algo más rápida, aunque ello suponga más pérdidas por rozamiento. De esta forma quizás podría disponerse de un 15% o más de rendimiento eléctrico (en vez del 10%), con lo cual podríamos hablar en este supuesto de 0.6 Kw/h con un sistema mucho más sencillo y barato. ¿No crees?
R) Lo he estado consultando y no he encontrado ningún fabricante de alternadores o dinamos, que me pueda relacionar la fuerza del vástago en este caso eran 5.000 N, el desplazamiento lineal del embolo y el tiempo del desplazamiento con la energía eléctrica que se pueda obtener.
Sería muy interesante obtener la energía producida, tu podrías averiguar este tema?
Saludos
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 10/12/2007 22:19
Por: jarp
Gracias
Karls por las respuestas, las tendré en cuenta.
Volviendo a mi objetivo de simplificar todo lo posible en busca de una máquina barata y eficaz que sea capaz de proporcionarnos energía limpia, me he dado cuenta de las ventajas de los
stirlings a pistón líquido:
Más información en
Pistn lquido[*22]
Como veis, tiene las siguientes ventajas:
- Increible simplicidad
- Fácil fabricación
- Muy bajo coste
- No tiene desgaste ni necesita mantenimiento
- Mínimas pérdidas por rozamiento
Es por ello que me voy a centrar en este tipo de motores. Aquí os dejo varios enlaces (el primero es el más completo):
Engineering :: Swarthmore College[*23]
¡enlace erróneo!
Fijaos la sencillez de una bomba de agua hecha con un motor de este tipo:
Asímismo también puede acoplarse a un segundo stirling (también de pistón líquido) para funcionar como bomba de calor y funcionar como acondicionador de aire, por ejemplo. Y ya estoy bosquejando su aplicación a la producción de electricidad, ya os contaré.
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 10/12/2007 23:59
Por: mockba
Jarp, tu motor a pistón de agua me hizo recordar la incompresibilidad del agua. Una vez la hermana de un amigo mío se metió en una charca de buen nivel, el auto que manejaba se hundió lo suficiente, le entró agua al escape y por otras partes. no sé de que forma pero le entró agua al motor y este simplemente se quebró. El bloque se quebró como si fuera de vidrio y el sigueñal se dobló.
¿En tu modelo consideras utilizar agua o algún aceite?
¿Cómo transmites la potencia hacia afuera del sistema?
Saludos...
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 11/12/2007 11:58
Por: Karls
Hola JARP!
El motor este de pistón liquido que dices, no tiene otra aplicación mas que para curiosidad de laboratorio.
El inventor del sistema dice que puede bombear 370 litros/h a 1,6 mts de altura y consume 0,5 KW/h.
El que yo te he hablado bombea 370 litros/h a 50 mts de altura y consume 0,75 KW/h
Como lo ves ahora?.
Saludos
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 11/12/2007 13:06
Por: jarp
mockba dijo:
¿En tu modelo consideras utilizar agua o algún aceite?
¿Cómo transmites la potencia hacia afuera del sistema?
La primera pregunta es un tema que no dejo de pensar. El liquido ideal debe ser:
- Poco viscoso
- No evaporable
- Baja conductividad térmica
El agua puede valer pero es muy evaporable, sobre todo con la temperatura del foco caliente. Si metemos aceite este deberá ser poco viscoso y poco evaporable, lo cual también es dificil de encontrar ¿Se os ocurre algo?
Otra solución es poner un aislante flotando sobre el agua, haciendo que esta no entre en contacto con el calor. También se me ocurre poner un poco de aceite algo viscoso y poco volatil flotando sobre el agua, haciendo el efecto aislante que digo.
La potencia se transmite hacia fuera según el objetivo de la máquina. Si es para bombear agua ya visteis el dibujo. Si es para refrigerar a modo de bomba de calor solo hay que añadir otra U a la salida, de forma que se creen dos motores stirling con pistón de potencia común, donde el primero generará compresión-descompresión y el segundo utilizará esos cambios de presión para mover calorias.
Para generar electricidad tengo una teoría en mente pero quiero asegurarme que estoy en lo cierto, ya os contaré.
Karls dijo:
El motor este de pist��iquido que dices, no tiene otra aplicaci��as que para curiosidad de laboratorio.
El inventor del sistema dice que puede bombear 370 litros/h a 1,6 mts de altura y consume 0,5 KW/h.
El que yo te he hablado bombea 370 litros/h a 50 mts de altura y consume 0,75 KW/h
Como lo ves ahora?.
Todo se puede mejorar, por lo que creo que no se trata solo de un juguete. Si conseguimos optimizarlo se convertiría en algo fácil y barato de contruir, y sin mantenimiento, por lo que merece la pena intentarlo.
Por cierto, ¿puedes publicar alguna imagen de tu invento?, ya que tal como lo cuentas supongo que además de cilindro y pistón deberá tener válvulas, ¿cómo son accionadas estas válvulas? Una imagen nos vendría muy bien para comprenderlo.
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 11/12/2007 13:24
Por: Karls
JARP!
No se como se hace para editar un WORD en esta web.
Saludos
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 11/12/2007 13:39
Por: jarp
Karls, para publicar debes subir el archivo a otro servidor y luego vincularlo desde aquí. Puedes utilizar el espacio gratuito que suelen dar los proveedores de Internet (Telefonica, ONO, Jazztel...) para alojar allí el archivo, o buscar cualquier hosting gratis de los que hay en la red.
Si tuvieras problemas puedes enviarme la imagen por e-mail y yo me encargo de publicarla.
Saludos
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 11/12/2007 14:27
Por: Karls
JARP!
Emiteme tu mail.
Saludos
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 11/12/2007 19:46
Por: jarp
Karls, pongo aquí el esquema que me has enviado de tu motor solar para elevar agua:
Haz tú los comentarios que creas oportunos sobre la imagen.
Saludos
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 11/12/2007 21:48
Por: Karls
De conformidad con el diagrama genérico del "MOTOR SOLAR TERMODINAMICO" para su divulgación y sin afan especulativo alguno, exclusivamente a nivel informativo, como alternativa de la aplicación solar a baja temperatura.
El desarrollo del proyecto está basado en un sistema que mediante proceso termodinámico permite la impulsión de fluidos a través de la energía térmica del sol a (60/70ºC), captada por colectores solares de tipología plana, el cual ha sido concebido en orden de obtener notables ventajas respecto a otros sistemas de impulsión, que utilizan la energía del sol, el principio está basado en un fluido motor en estado de vapor, con bajo punto de ebullición sometido a la temperatura generada por el sol, en el foco caliente y la temperatura del ambiente en el foco frío, la tipología del sistema mecánico de impulsión es de desplazamiento positivo .
Mediante el diagrama que se describe, se puede observar la disposición del sistema de impulsión.
EJEMPLO:
Unidad de captación constituida por 7 m2 de colectores solares asistidos mediante condensador de radiación factor multiplicador efectivo (Fx=1,8).
Radiación solar proyectada sobre el sistema de captación 10.900 Kcal/h
radiación solar basada en 0,86 KW/h/m2
Pérdidas del sistema condensador (0,15)
Rendimiento de los colectores solares a 70ºC (0,60)
Energía solar efectiva facilitada por la unidad de captación 5.630 Kcal/h
Para impulsar 3.500 litros/h de agua a 5 bar de presión
Pérdidas térmicas y mecánicas del sistema de impulsión (0,18)
Potencia absorbida por el sistema para efectuar la impulsión= 5,2 KW
COMPARATIVO (ENERGIA FOSIL)
Con motobomba convencional mediante motor eléctrico (380 V 3F+N)
Potencia absorbida por el sistema convencional P=1x3,5x55/367x0,6=0,875KW
Rendimiento total del sistema convencional (energía fósil) ---(0,33)
(rendimiento estimado en función de producción, transporte y equipo).
Energía fósil utilizada para impulsar 3,5 m3/h @ 5 bar ------ 2.275 Kcal/h
Energía solar utilizada para impulsar 3,5 m3/h @ 5 bar ---- 10.900 Kcal/h
El proyecto que se pretende permite obtener frío, sin coste energético convencional (Electricidad), conectando directamente al Sol que incide en la vivienda familiar o recinto, simplemente sustituyendo el compresor de la unidad de frío que es impulsado por (Energía eléctrica), por el compresor objeto del proyecto, actuado por la energía térmica del Sol.
Temperatura evaporador 4ºC, temperatura condensación 30ºC
Capacidad frigorífica del sistema 270Frg/h/m2 de colector condensador
Aportando un total de 2.160 Frg/h
En la zona sur de nuestro país se estima en más de 200.000 los usuarios que en la época estival, pueden cambiar a esta opción, esto significaría una sustancial reducción al notable incremento de energía eléctrica en esta época, generada en su totalidad por combustibles fósiles, en resumen podemos decir que el consumo energético del país puede reducirse en más de 13.000 barriles/día, que en la temporada estival supondría la cantidad de 2.000.000 barriles, así como una importante reducción del CO2 correspondiente y un sustancial ahorro económico al usuario.
A un tema muy importante (Nigún colector solar térmico de los actuales existentes en el mercado), están capacitados por su diseño a recibir la proyección de 2 SOLES EN CONTINUO, pues en un leve tiempo quedarian inservibles.
Saludos
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 25/12/2007 21:39
Por: jarp
Hola a todos, me alegro de estar por aquí de nuevo, el trabajo no me deja otra opción :)
Os pongo aquí un bosquejo de la bomba de calor de pistón líquido que os mencioné el otro día. Realmente se trata de motor + bomba de calor, y todo consiste en dos tubos en forma de U llenos de un líquido y poco más:
Como se aprecia, la U de la izquierda es el motor, el cual funciona con una diferencia térmica entre sus extremos.
La U de la derecha es la bomba de calor, la cual es accionada con los cambios de presión generados en el motor.
El líquido pistón se mueve por resonancia oscilando dentro de las U, ayudado por la corriente en vaiven que se genera en el tubo que interconecta ambas U (de forma similar a cuando empujamos a un niño en un columpio).
Como veis, la sencillez es asombrosa. Para hacerlo eficiente hay que añadir un economizador al motor entre sus extremos, así como disipadores de paletas en los focos para transferir lo más rápidamente el calor.
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 14/01/2008 16:18
Por: jarp
Para producir electricidad con el Stirling de pistón líquido solo debemos acoplar un alternador lineal en la parte del pistón de fuerza. Lo más práctico puede ser hacer un bobinado de cobre sobre un nucleo de hierro, encapsularlo y meterlo dentro del tubo a modo de pistón de fuerza. Alrededor del tubo habrá unos imanes que crearan un campo magnetico. La bobina se moverá oscilando dentro de este campo magnético.
Aquí podemos ver un Stirlin de pistón libre acoplado a un alternador lineal:
En mi caso, el Stirling sería de pistón líquido (salvo el pistón de fuerza), lo cual disminuye las pérdidas por rozamiento. Por ello, creo que mi idea puede ser la más eficiente.
¿Qué opinais?
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 16/01/2009 17:15
Por: eduardo37
Cita de: KarlsHola JARP de nuevo te lo explico, en función de los enlaces que has descubierto y que expones.
La vez pasada te puse lo que a continuación te sigo poniendo, tenía dos errores porque la vez anterior lo hice de memoria, ahora esta corregido, perdona.
Concretando JARP,
Basado en la máquina de VAPOR: MOTOR SOLAR
Cilindro bidireccional de una capacidad de 2 litros, fluido motor elegido iso-butano, Temp. foco caliente 70ºC/Pres 12 bar, Temp. foco frío 21ºC/Pres 4 bar.
Diferenc. de presión obtenido 8 bar, Diametro cilindro 100mm, Fuerza obtenida en el vástago = 5.500N
Energía aplicada en cada ciclo de 2sg.= 3,6Kcal.
Para obtener esta energía de colectores solares planos, hay que disponer 3,5 unidades de 2m2.
Se puede impulsar agua 3.600 litros/h @ 4,5 bar.
Se puede impulsar freon 1.500 litros/h @ 12 bar
Esto es lo que se puede obtener a baja temperatura, con el sol sin utilizar concentradores.
No es necesario utilizar el enchufe.
El rendimiento del sistema para impulsión de agua estaría comprendido próximo al 20%, ahora si le aplicamos un sistema de biela manivela y le acoplamos un volante de inercia y un multiplicador y a la salida del multiplicador un alternador para producción de energía eléctrica, podríamos disponer de un rendimiento próximo al 10% en función de la aportación de los colectores solares.
Los colectores solares térmicos (7 m2) nos aportan 3,7 KWt/h , hemos UTILIZADO 2,9 KW/h PARA BOMBEAR 3,6 m3 de agua a 50 mts de altura/h, que equivalen a 0,8 KW/h útiles, para obtener energía eléctrica obtendríamos 0,4 KW/h útiles a la salida del generador.
Esto es lo que se podría obtener con el invento (ESTE) y que no me vengan con MILONGAS DEL 50%
Saludos
Hola Gente de crisis, como andan ?
Como dice el dicho el zorro pierde el pelo pero no las mañas...
Así que vayamos a los bifes y no perdamos el tiempo.
Releyendo este hilo un poco descuidado ultimamente, me han vuelto ha resurgir las inquietudes que muchos hemos tenido para aprovechar la energía solar térmica sin concentración como fuente energética segura, abundante y accesible, tanto para la producción de electricidad como para el abastecimiento de calor.
Es un hecho constatado seguramente por todos ustedes que las carreteras absorven y acumulan mucho, pero mucho calor. La pregunta es cuánto.
Al parecer algunos estuvieron dandole algunas vueltas a la cuestión y algunos de estos estudios están dando vuelta en articulillos de prensa.
Aquí algunos:
http://ecoworldly.com/2008/08/18/asphalt-roads-as-solar-collectors-the-next-alternative-energy-revolution/
http://www.environmentalgraffiti.com/ecology/solar-collector-tarmac-energy/1780
http://www.physorg.com/news137769988.html
En casi todos dice lo mismo, que el asfalto conserva bastante bien el calor, que la mayor temperatura se encuentra a unos centímetros bajo la superficie y que el agregado de cuarcita podría mejorar las propiedades conductivas del asfalto. No hablan mucho de las temperaturas máximas alcanzables ni de promedios.
Ahora bien, ,si unimos esta pequeña noticia a todo lo que se vino discutiendo en este hilo sobre los rendimientos esperables y las posibilidades de aprovechar el calor a baja temperatura podríamos llegar a tener que reveer las afirmaciones hechas en el sentido de que no resulta conveniente su aprovechamiento para el abastecimiento energético masivo.
Se ha dicho que resultaría muy complejo aprovechar el calor de paneles solares para su conversión a energía eléctrica mediante un Stirling por las dificultades de mantenimiento y funcionamiento que tienen dichos dispositivos, pero resulta que hay otros métodos más simples y hasta eficientes de aprovechar el calor, como bien expone karls en la cita precedente.
Se ha dicho que los paneles solares son caros y su vida útil es corta, pero como muchos pensamos seguramente tiene que haber formas simples y económicas de recoger grandes cantidades de calor, tal como se cita en estos artículos sobre las propiedades del asfalto, y de esa forma prescindir del uso de paneles individuales, con lo cuál mejoraría sensiblemente la TRE del sistema, que en definitiva es lo que interesa.
Un terreno asfaltado se puede convertir seguramente en un gran colector solar recurriendo a la técnología de los suelos radiantes para extraer el calor, y de esa manera se puede contar con una fuente importante de suministro de agua caliente, posible de ser ampliado y escalado de acuerdo a las necesidades existentes. Su construcción es sencilla. El rendimiento final del sistema para convertirlo en electricidad seguramente no sea muy elevado, por debajo del 10% sin dudas, pero su TRE si puede ser elevada si consideramos que una construcción así puede tener una vida útil de muchas décadas casi sin mantenimiento, o con muy escaso. Y el aprovechamiento del agua caliente para uso domiciliario o industrial es directo, solo hay que trasladarla.
bueno, saludos y espero que estas ideas solo sean tomadas como lo que son: ideas para compartir, aprovechando este verano que tenemos por aquí, donde el asfalto esta que arde, y hay tiempo para pensar.
Aquí dejo un enlace mejor sobre el tema
Directory:Solar Pavement - PESWiki[*24]
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 16/01/2009 17:53
Por: Tais
Cita de: jarpLo más práctico puede ser hacer un bobinado de cobre sobre un nucleo de hierro, encapsularlo y meterlo dentro del tubo a modo de pistón de fuerza. Alrededor del tubo habrá unos imanes que crearan un campo magnetico. La bobina se moverá oscilando dentro de este campo magnético.
(...)
¿Qué opinais?
Muy interesante
jarp, sólo un comentario, ¿No convendría que sea el campo magnético el móvil?
Generar el campo involucra mucho menos tensión, por lo que el desgaste de los contactos sería menor, y además sería más fácil aislar el circuito. Quedaría un circuito fijo de alta tensión, y uno móvil de baja, en vez de al revés.
Y si se usaran imanes permanentes, ni siquiera se necesitarían contactos eléctricos móviles, y tendrías un generador mucho más robusto y fiable, pero, eso sí, de potencia limitada comparado con uno autoexitado...
Saludos!
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 16/01/2009 18:25
Por: Karls
Para (Eduardo y Jarp)!!!.
En cuanto al colector solar térmico dice Eduardo: (Se ha dicho que los paneles solares son caros y su vida útil es corta,).
Efectivamente presentan la mayoría la siguiente problemática:
En la actualidad los colectores solares de tipología plana existentes en el mercado, están basados generalmente en una parrilla tubulada de cobre soldada a una chapa de cobre y por un bastidor contenedor constituido de perfilería extruida de aluminio unida en sus esquinas mediante grapado y sellado con resinas, la hermeticidad del vidrio es mediante perfiles de EPDM, los racores de cobre de entrada y salida del fluido de transferencia, también con cierres de EPDM con el bastidor.
Las características que presentan estos diseños del mercado actual, no cumplen con los requisitos que se precisan para captar una energía diluida, como es la solar.
1.- Mediante constitución de absorbedores tubulados, soldados a una chapa o aleta, presentando las siguientes resistencias térmicas: a) conducción térmica de la aleta a la soldadura, b) conducción térmica de la soldadura (que es una línea) a la pared del tubo, c) conducción térmica de la pared del tubo al fluido caloriportor.
2.- Por la constitución de la tubuladura del absorbedor en forma de parrilla, el fluido caloriportor que circula en su interior lo hace de forma laminar.
3.- El bastidor constituido mediante perfiles de aluminio extruido, técnica usual utilizada en carpintería de aluminio, cuyas esquinas son atornilladas o grapadas y selladas con resinas, el cierre con el vidrio es mediante perfiles de EPDM, las diferencias de dilatación entre el bastidor de aluminio, vidrio y la tubuladura de Cu son muy acusadas.
Conclusiones
a)Excesivas resistencias térmicas que reducen sustancialmente la captación solar.
b)Para una correcta transferencia térmica, la circulación del fluido caloriportor debe ser en régimen turbulento.
c)La utilización de sellos con resinas y cierres de EPDM, añadido a las acusadas diferencias de dilatación de los componentes por temperaturas superiores a 180ºC por parada, se producen roturas y o deformaciones que reducen considerablemente la estanqueidad y en muy corto espacio de tiempo.
Las resinas y el EPDM degradan a partir de 110ºC, alterando su estructura.
Estos colectores solares, disponen de una vida con el rendimiento adecuado, no superior a 4/5 años.
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Un colector solar debe disponer de las siguientes cualidades:
El colector solar térmico plano propuesto, trata de cumplir con los requisitos que se precisan para captar una energía diluida, como es la solar.
Para ello se han tenido en cuenta las siguientes consideraciones:
1.- Reducir sustancialmente la resistencia a la conducción térmica del absorbedor, incrementando la transferencia térmica al fluido caloriportor..
2.- Nuevo diseño del absorbedor que permite optimar la transferencia térmica al fluido caloriportor, mediante circulación en régimen turbulento.
3.- Posibilitar la proyección de 2,5 soles sobre la cara activa de captación del colector. (Esta posibilidad permitirá obtener temperaturas próximas a los 90ºC, en el fluido de transferencia).
4.- Garantizar la estanqueidad de las juntas de cierre del vidrio con el exterior, en parada de circulación del fluido caloriporor, pudiendo alcanzar temperaturas próximas a los 225ºC.
(Este colector solar se encuentra en fase de desarrollo)
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Para Jarp!!!.
El motor stirlig, acoplado al un alternador de desplazamiento lineal, sería idóneo para producir electricidad, pero dependemos de un sistema concentrador con seguimiento, creo que es excesivamente complicado y poco fiable.
Para ello está el motor termodinámico que indiqué, sería lo idóneo pero no encuentro en el mercado un alternador de desplazamiento lineal-bidireccional, de encontrarlo sería la opción mas idónea.
En cuanto al (Asfalto), veo mas sencillo la utilización de paneles solares de piscina, pues son baratos y en primavera-verano-otoño se puede obtener agua caliente, mucho más fiable que fundir tubuladuras para paso de agua en el asfalto.
Saludos
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 16/01/2009 19:50
Por: Amon_Ra
Para Jarp .
Lo que te se ocurrio de la utilizacion del asfalto de las carreteras como paneles , no es una idea nueva ya en los 80 , sino recuerdo mal se realizaron algunos proyectos experimentales en barriadas de diseño bioclimatico en Suecia el proyecto venia acompañado de la aplicacion de bombas de calor cuyo COP daba un mejor rendimiento a los sistemas de distribucion de calor para calefacion que se utilizan en algunos paises del norte , asi como otros proyectos de reutilizacion de calores residuales de industrias , para calefaccion de Hogares (Proyecto en Brescia , Italia) al igual que en Islandia es por distribucion de calor a partir del agua caliente de los geisers.
Pero que de aqui en este hilo que se a tratado de recuperar el concepto ahora que se desempolva lo ya mas que estudiado y si bien lo primero que lei fue en los 80 sobre Suecia .
Aqui esta este proyecto que a quien interese puede tratar de seguir.
Hallan una forma de transformar el calor del asfalto en una fuente de energía[*25]
PERO
Las necesidades de calor en dichos proyectos eran altas dado que los desta T diferencias de temperaturas interior exterior son muy altas y dichos proyectos podrian ser validos en zonas donde las necesidades de calefaccion son muy costosas , como por ejemplo seria la diferencia entre un proyecto de calefacion para granada y para Almeria en el primer sitio seria viable por su insolacion solo no, sino por su gran necesidad de calor, por sus temperaturas invernales,debido a su altitud y en el otro sitio muy cerca aunque con mucho sol igual no lo seria dado sus temperaturas invernales mas benignas , esta complejidad de variaciones de necesidades es lo que hace compleja la aplicacion de muchos proyectos de energia solar como en varias ocasiones e comentado, , dado que al variar las condiciones de las necesidades variaran sus costes y dichos proyectos seran o pudieran ser viables en unos lugares si y otros no .
I ese factor de interaccion entre inputs energeticos y outputs variables diferencia mucho de la forma de proyectacion clasica Ingenieristica , de ahi que aunque la aplicacion de soluciones activas de captacion solar sea mas facil de entrar en los metodos de produccion industriales actuales, siempre la aplicacion de tecnicas de diseño pasivo en edificacion y urbanismo aplicado sea muchisimas mas veces mas rentable energeticamente.
No estando enfrentadas las dos vias sino en una sabia interaccion de los dos conceptos aparentemente enfrentados.
Esa es una de las complejidades que no se suele entender en las aplicaciones de energia solar de baja temperatura.
Para Karls , muy correcta tu rapida explicacion de las caracteristicas de los comportamientos de los paneles y como bien sabes es muy complejo dado que esto mismo que comentaba para los proyectos de calefacion aparece con los paneles ,
Dado que hablas de la placa captadora y efectivamente esa es la clasica mas vieja ya que la picor que el amigo
Tabor dio ya todas las ecuaciones para su calculo, y la industria nacional clasica no se a comido mas la cabecita .
Veo que no tocaste la utilizacion de dobles o triples vidrios para saltos termicos mayores, esta claro ese es otro capitulo la eficacia luminica de los vidrios sus camaras y la idoniedad de un panel u otro dependiendo de la zona donde debe de trabajar.
Es compleja la proyectacion de paneles planos mas de lo que la mayoria piensa pues la relacion rendimientos termicos costes de los materiales es muy interactiva y variable , un campo que como muy especifico que es logicamente aqui no se trate, dado que los temas son mas generalistas.
Perdon por el ladrillin.
un saludo.
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 17/02/2009 20:38
Por: JCP
Interesante hilo que no habia leido hasta ahora.
Buscaba una forma de aprovechar al maximo el panel de ACS que puse el verano pasado. Me explico: aunque funciona muy bien, estos sistemas se desconectan o entran en proteccion cuando el deposito alcanza la temperatura maxima de diseño, y claro, en verano ocurre con facilidad. Y yo me preguntaba, ya que he pagado unos miles de euros ¿por que no exprimir al maximo la instalacion?.
Lo que me ronda por la cabeza no es extraer gran cantidad de energia, ni una aplicacion concreta, simplemente alargar el rendimiento global de la instalacion aunque solo sea en verano. Imaginemos que llega a los 60ºC a las tres de la tarde, entonces podriamos activar un dispositivo auxiliar que por ejemplo produjera "algo" de electricidad, con lo que rebajariamos la factura electrica.
Soy consciente que el aumento de la eficacia de una instalacion cualquiera acaba suponiendo un aumento del costo, y muchas veces no compensa para lo que se produce. Pero esto me da mucha rabia, acabamos siempre en el mismo punto,
"como es mas barato tal cosa, es mejor tirarlo y comprar otra". En fin, que estoy explorando posibilidades y lo primero que se me vino a la cabeza fue el famoso Motor Stirling. Veo por los comentarios que las cosas no son tan faciles, sin embargo les dejo una
pagina de la Universidad de Saitama[*26] de Japon, donde se han fabricado motores stirling de baja temperatura con una capacidad de trabajo interesante:
-
Motor de 1Kw[*27]
-
Motor de 300w[*28] (trabaja entre 130ºC y 15ºC)
-
Motor de 10w[*29] (trabaja entre 100ºC y 15ºC)
-
Motor solar sin concentracion[*30] (en laboratorio hasta 6w)
Lo cierto es que todos son modelos bastante experimentales y bastante grandes. El tamaño es logico, ya que al trabajar con diferencias de temperatura bajas, el piston de fuerza necesita tener una superficie grande para producir trabajo util (fijaros en los motores maqueta que funcionan con el calor de la mano, la base es el piston).
Por lo demas, la pagina es probablemente la mejor que he encontrado sobre motores Stirling. Visitad la
version academica de la pagina[*31] , donde podreis encontrar toda la informacion tecnica necesaria para el diseño y construccion de un stirling. No en vano llevan estudiandolo desde 1998.
Por otro lado, me gustaria ver el diseño que ha comentado Karls basado en la maquina de vapor. El esquema que colgo Jarp se ha perdido, ¿alguien lo puede volver a enlazar?.
Por ultimo dejar mi opinion, reconozco que los motores stirling me fascinan desde el dia que los conoci en un numero de Investigacion y Ciencia, pero no creo que sean mas delicados que los motores de combustion interna, simplemente estos ultimos han estado mejorandose durante 100 años y los otros han quedado en el olvido. Ya se sabe, este mundo nuestro siempre ha buscado mas potencia...
Suerte.
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 18/02/2009 12:54
Por: Miguel Teixeira
Hola:
Si quereis violar principios fìsicos, mejor no intentarlo debido a dos razones:
1.- Para la energìa solar es necesario utilizar concentradores debido a que este tipo de energìa es sobradamente diluida y necesita concentrar la radiaciòn para obtener potencias respetables.
2.- El concentrador se utiliza para aumentar la diferencia entre el foco caliente y el frìo y obtener un rendimiento de Carnot teorico decente ya que los dispositivos termosolares son màquinas termicas y para colmo el movimiento tèrmico en si es de alta entropìa.
Salu2.
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 18/02/2009 23:37
Por: JCP
Miguel Teixeira, puedo estar de acuerdo en las dos razones que expones, pero no entiendo por que dices que queremos violar las leyes fisicas. A lo largo del hilo se pueden haberr cometido despistes, pero no creo que en ningun momento se haya querido transgredir ninguna ley fisica. Solo se pretende explorar otras opciones.
Suerte.
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 19/02/2009 10:43
Por: Miguel Teixeira
La conversiòn tèrmica en energìa electromecanica es muy poco eficiente a medida que aumentan las perdidas.Para mantener el gradiente foco frìo-caliente debo emplear materiales aislantes, mantener el foco frìo para que su temperatura no aumente y el rendimiento no se degrade.
La adiciòn de materiales reduce la TRE del dispositivo total.No niego que para aplicaciones puntuales se puedan realizar transformaciones de energìa y obtener algùn trabajo util pero a una TRE baja y con rendimientos decrecientes.
Los energeticos fòsiles ya llevan incorporada una energìa de la naturaleza realizada hace millones de años que se pasa por alto pero si se contabilizase su TRE no serìa tan alta como parece.
En fin...nada es gratis.
Salu2.
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 19/02/2009 22:08
Por: jarp
Hola a todos, hacía tiempo que el trabajo no me dejaba un hueco, pero hoy lo he conseguido y aquí estoy.
Miguel Teixeira dijo:
Los energeticos fòsiles ya llevan incorporada una energìa de la naturaleza realizada hace millones de años que se pasa por alto pero si se contabilizase su TRE no serìa tan alta como parece.
En fin...nada es gratis.
Efectivamente, el rendimiento medio de la fotosíntesis en las plantas es inferior al 1%, pero solo con ese 1% se consigue mantener toda la biodiversidad del planeta. Aunque de todas formas también hay que tener presente algo que siempre se pasa por alto, no toda la energía se obtiene por fotosíntesis, el calor solar también lo aprovecha la vida, y vaya que si se aprovecha. En los árboles ayuda grandiosamente a mover los nutrientes desde las raices hasta las hojas mediante la evaporación de agua en estas, y muchos animales usan el calor solar para mantener su temperatura corporal, entre otras muchas aplicaciones.
JCP, ya he solucionado el problema de las imágenes y ahora pueden visualizarse todas correctamente.
Eduardo37, la idea de aprovechar el calor del asfalto mediante un serpentín no la veo viable, ya que todas las carreteras y calles son asfaltadas nuevamente cada pocos años para evitar que se hagan agujeros. Incluso el hecho de hacerse agujeros es perjudicial para el serpentín. Habría que hacer números para ver si es viable instalar un serpentín nuevo cada pocos años. Por otro lado, me temo que el serpentín terminaría deformando el pavimento, el cua es moldeable, por el paso de los vehículos, llenándolo de ondulaciones. Precisamente, antes de asfaltar se alisa el terreno para evitar imperfecciones.
De todas formas, si que veo muy práctico usar serpentines de este tipo en pavimentos de azoteas, tejados y aceras.
Mañana os enseñaré un par de cosas que os van a interesar muchísimo (ahora no tengo tiempo).
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 21/02/2009 20:49
Por: jarp
Lo que os quería comentar el otro día son diversas formas de convertir la enegía termo-mecánica en electricidad sin usar el típico generador electrico rotatorio, ni siquiera un alternador lineal como el que vimos más arriba. Quiero proponer estas alternativas para que puedan ser estudiadas, porque todas ellas son muy sencillas y usan menos materias primas que los generadores tradicionales, ahorrando costes y simplificando su mantenimiento. Estudiemos sus posibilidades:
MHD (Magnetohidrodinámica):
Es la ciencia que estudia el comportamiento electromagnético de fluidos conductores de la electricidad (
Magnetohidrodinámica - Wikipedia, la enciclopedia libre[*32] ). En este sentido se me ocurren dos posibilidades (aunque hay muchas):
1. Pistón de metal líquido (mercurio):
El pistón sería un metal líquido y estaría inmerso en un campo magnético. Al moverse el metal dentro del campo magnético se genera una corriente eléctrica perpendicular al campo magnético. Solo hay que recoger esta corriente mediante unos electrodos situados en las paredes del tubo, tal como se ve en la imagen.
Sería una buena forma de obtener electricidad a un motor Stirling de pistón líquido.
2. Pistón de plasma:
En este caso no hay un pistón aparente, simplemente es el gas que hay dentro del tubo el que se mueve a modo de pistón. Si ese gas se ioniza (plasma) conduce la electricidad de forma similar al metal líquido.
Esta alternativa se suele usar en las centrales térmicas para obtener electricidad de los gase de escape a altas temperaturas. Me gustaría estudiar las posibilidades a bajas temperaturas (recordemos que también se generan plasmas a bajas temperaturas, por ejemplo los tubos fluorescentes).
Piezoelectricidad:
Al igual que un micrófono piezoelectrico o el chispeador de un encendedor electrico, podemos transformar las vibraciones (cambios de presión) en electricidad (
Piezoelectricidad - Wikipedia, la enciclopedia libre[*33] ).
Como vemos, todos estos sistemas no tienen partes móviles y son más baratos que los usados convencionalmente. Por ello hago hincapie en su estudio.
Hoy ya no tengo más tiempo para continuar. Otro día os contare algo sobre termoacústica, que es a donde quiero llegar con todo esto...
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 22/02/2009 17:42
Por: the postman
Pregunta tonta de un chapuzas:
El voltaje de salida a cuánto iría?
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 23/02/2009 21:40
Por: jarp
the postman, estamos hablando de diversas tecnologías a nivel general y no de un proyecto concreto, por lo que tu pregunta no tiene sentido. De todas formas, lo que importa es su viabilidad, lo cual implica muchos aspectos: costes, eficiencia...
Además, en todo caso lo importante sería la potencia y no el voltaje, aunque estén relacionados:
Potencia = Intensidad · Voltaje
Podríamos tener poco voltaje pero mucha intensidad :)
Lo verdaderamente importante de todo esto es la reducción de costes que suponen estas tecnologías, tanto en su fabricación como en su mantenimiento (al no poseer piezas móviles).
Re: Energía Solar sin concentración: Otras alternativas
Enviado en: 26/02/2009 22:50
Por: jarp
MOTORES TERMOACUSTICOS:
Este tipo de motores suelen ser variantes del Stirling clásico, con la diferencia de que el pistón desplazador es sustituido por un sistema resonante que realiza la misma función, siendo este el motivo por el que se llaman acústicos. Por ello, el pistón desplazador suele ser un líquido o simplemente un gas, el cual se mueve gracias a la resonancia que produce la inercia de este.
El hecho de que el pistón desplazador sea un fluido más la posibilidad de que el pistón de potencia sea también un fluido o una membrana, hacen que estos ingenios sean fáciles de construir y no necesiten mantenimiento, al carecer de partes móviles sólidas.
En este hilo ya hemos visto algunos motores de este tipo, por ejemplo los de pistón líquido que ya mostré en ocasiones anteriores.
El motor termoacústico más simple que existe es el llamado comúnmente motor "pof pof" (por el sonido que produce) y que se ha usado mucho en barcos de juguete antiguos. Simplemente consiste en un tubo cerrado por un lado y cuyo extremo abierto se sumerge en el agua, mientras que el extremo cerrado se caliente mediante una llama. El tubo está lleno de agua excepto en su parte superior, donde recibe el calor de la llama, y que se queda lleno de vapor.
https://www.youtube.com/watch?v=rKvvc6yVoZc[*34]
Su funcionamiento es el siguiente:
1. Al calentarse el vapor de su interior se dilata y empuja al agua, que sale impulsada por el extremo del tubo.
2. La expansión del vapor hace que este entre en contacto con las paredes de la parte fria del tubo.
3. El vapor se enfría y se condensa y comprime hacia la parte superior del tubo, entrando agua en el tubo para reemplazar el espacio que antes ocupaba el vapor expandido.
4. El vapor comprimido en la parte superior vuelve a calentarse y se repite el ciclo de forma indefinida.
El movimiento del agua dentro del tubo, debido a la expansión y contracción del vapor, tiene la suficiente inercia como para evitar que el sistema entre en equilibrio, quedando oscilando indefinidamente.
A continuación se muestra otro motor de pistón liquido más complejo construido con tubo de PVC y que sirve para bombear agua. En
Stirling[*35] se explica su funcionamiento y como construirlo.
En la mayoría de los motores de pistón líquido además de la inercia también interviene la gravedad, encargándose esta de mantener la oscilación, al igual que ocurre en un péndulo. El modelo que acabamos de ver hace uso tanto de la inercia como de la gravedad.
Pero también hay motores termoacusticos que no necesitan la inercia para funcionar, como el de la siguiente imagen, el cual solo requiere de la gravedad para funcionar. Su funcionamiento se explica en ¡enlace erróneo! donde también se pueden ver videos:
A la mayoría de estos motores se les puede acoplar un economizador entre el foco caliente y el foco frío, haciéndolos más eficientes.
Las aplicaciones de este tipo de motores son todas las que podamos imaginar:
- Sistema de bombeo
- Propulsión marítima
- Bomba de calor
- Accionamiento de sistemas hidraulicos.
- Generación eléctrica
Si a esto le unimos su bajo coste, sin mantenimiento y su larga duración tenemos un sistema cuya viabilidad puede ser muy alta, aunque su eficiencia sea relativamente baja si se compara con otros sistemas. De todas formas, algunos de estos sistemas superan el 30% de eficiencia. Pero no debemos comparar la potencia de estos aparatos con los motores de explosión convencionales, por ejemplo, ya que aunque estos últimos sean muy potentes no sirven de nada en un mundo de baja energía como el que nos espera y como el que ha habido hasta la revolución industrial. Es mejor poca potencia que nada.
Para generar electricidad con estos motores podemos usar directamente MHD, tal como expliqué anteriormente, prescindiendo así de piezas móviles.
Otro día os contaré algo sobre motores termoacústicos que solo usan gas como fluido, sin líquidos ni piezas móviles...