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Energía Solar sin concentración: Otras alternativas

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Alb

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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.

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Karls

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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

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jarp

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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 venden un motor stirling que funciona con solo 7ºC de diferencia.
- aquí 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%.



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Alb

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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.




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jarp

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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.



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jarp

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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?



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Alb

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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.







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jprebo

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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)









https://www.facebook.com/editorialquadrivium

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jarp

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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.



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Karls

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Querido JARP,

Ruego especifiques algo mejor tu visión sobre la Energía Solar Térmica, en baja temperatura, colectores solares planos.

Saludos

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Franz_Copenhague

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Viejo Jarpi

Siguiendo con la conspiranoia tetrapelotica... de los motores de tellier, usando como elemento de expansión a nuestro amigo el amoniaco.

Motor de amoniaco probado en un tranvia(PDF).

¡enlace erróneo!(PDF).

ciclo recombinado

¡enlace erróneo!

Según estos otros disque a 3500 US el KW

Pues creo que la susodicha rueda puede quedar olvidada, toca ver como carajo don Tellier hizo su experimento. Tocara llamar a los archivos X por que no aparece nada.



Las desgracias no llegan Solas

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mockba

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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...



La especialización corrompe...

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jarp

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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.



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mockba

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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...



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jarp

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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 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.



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mockba

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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...



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Alb

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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.







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Alb

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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.


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Karls

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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

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Amon_Ra

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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.



La energia mas limpia es la que no se usa

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B.S.P

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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!

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jprebo

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No soy experto, pero una receta de la abuela si puedo darte, antiguamente, la tinta se hacía con hollín de chimenea y aceite.









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Karls

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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

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Amon_Ra

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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
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.



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Karls

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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

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jarp

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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.



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Alb

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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!!!!!!!

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jprebo

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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.









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jarp

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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...



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Alb

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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.


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jprebo

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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.













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jarp

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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



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Karls

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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

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jarp

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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.



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jarp

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Localización:Cádiz (España)
Navegando por la red encontré lo siguiente en Energía solar - Wikipedia, la enciclopedia libre:
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

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)




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Franz_Copenhague

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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



Las desgracias no llegan Solas

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Karls

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Mensajes: 633
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

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jarp

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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.




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Karls

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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

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jarp

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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 Pistn lquido

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
¡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.



¿Les habéis dicho a vuestros hijos que les estamos robando el futuro?
www.paraloshijosdetushijos.org

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