Energía solar
ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA DE ALTA CONCENTRACION
La energía solar es considerada frecuentemente como una alternativa renovable a la energía generada por combustible fósil que es utilizada actualmente de modo predominante. El coste, es un factor principal en la determinación del tipo de fuente de energía a utilizar, y puede esperarse de un modo razonable que cuando la energía creada a través de la conversión de potencia solar sea de coste competitivo con la generada por combustibles fósiles, la energía solar alcanzará un uso más amplio.
Los módulos de conversión de energía solar que convierten la luz solar en energía eléctrica emplean típicamente células fotovoltaicas que convierten directamente la energía solar en energía eléctrica. Las células solares fotovoltaicas son dispositivos capaces de transformar la radiación solar en electricidad, de un modo directo. La cantidad de energía creada por la célula está relacionada directamente con la cantidad de energía solar que absorbe la célula, y la cantidad de energía que absorbe la célula es una función tanto del tamaño como del área superficial de ésta, y de la intensidad de la luz solar y la longitud de onda que incide en ella.
La alta concentración fotovoltaica (High Concentration Photovoltaic “HCPV”) es una tecnología incipiente que está empezando a posicionarse como una alternativa de bajo coste para la generación de electricidad.
El alto coste de fabricación de los módulos fotovoltaicos, principalmente el costo de las células, las cuales en su mayoría son importadas de otros países, hacen que los precios de venta sean excesivamente altos.
En términos relativos, la célula fotovoltaica es el componente más costoso de un convertidor de energía solar. Por lo tanto, el incremento de la producción eléctrica del convertidor aumentando el área superficial de las células, puede llegar muy costoso, y se emplean normalmente otros métodos para incrementar la intensidad de la luz solar que incide en la célula. Tales métodos incluyen utilizar lentes concentradoras o espejos para el enfoque de la luz solar sobre la célula.
Para instalar un megavatio pico de módulos fotovoltaicos convencionales se requiere un espacio equivalente a la superficie de un campo de fútbol, es decir, aproximadamente 8000 m2. Por el contrario, en el caso de alta concentración fotovoltaica, la superficie de semiconductor necesaria se reduce a ocho metros cuadrados, lo que demuestra las ventajas económicas de esta tecnología, pues el empleo de espacio para instalaciones o huertos de paneles de módulos solares de alta concentración es mucho menor.
Es importante destacar que las células convencionales fotovoltaicas se fabrican con silicio, por el contrario las que se utilizan en alta concentración, se realizan con elementos de ...seguir leyendo este artículo sobre energía »
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RECUPERADOR DE ENERGIA EN AGUA CALIENTE RESIDUAL
Desde el punto de vista de disminuir el consumo de energía y agua en los hogares, es decir, teniendo en cuenta la eficiencia energética en edificios y viviendas en Madrid, por ejemplo, Alfonso Aldao Pérez ha desarrollado un nuevo sistema recuperador de energía en agua caliente residual.
El sistema recuperador de energía en agua caliente residual, tiene como finalidad aprovechar la energía del agua caliente después de la utilización de ésta, para calentar agua destinada a su uso normal o consumo, haciendo circular dicha agua calentada al correspondiente calentador-termo de abastecimiento general de agua caliente de la instalación.
El objetivo del recuperador de energía en agua caliente residual, es conseguir una mayor eficacia energética en el ámbito doméstico y así poderse acoger al objetivo prioritario de la normativa europea y española, en particular la ORDEN ECO/3888/2003 de 3 de Febrero de 2004 (Aprobación del documento de estrategia de ahorro y eficiencia energética en España 2004-2012).
El sistema está previsto para su aplicación preferentemente a nivel doméstico, para aprovechar la energía del agua caliente o residual usada y normalmente evacuada al desagüe, pudiéndose hacer extensiva su aplicación a nivel industrial, así como en determinadas instalaciones, tales como en colegios, hoteles, hospitales, etc., con las debidas adaptaciones, para solventar en gran medida el problema del despilfarro de energía en los hogares, relacionado obviamente con el agua caliente sanitaria.
Como es sabido, el agua caliente utilizada tanto en fregaderos como en duchas, lavabos, etc., es enviada o vertida directamente al desagüe, desaprovechando la energía calorífica de esa agua caliente.
Se persigue con este sistema recuperador de energía en agua caliente residual, conseguir el mayor rendimiento y eficacia a dispositivos dedicados a la producción de energía en los hogares (termo-calentador, calderas mural a gas, calderas gasoil, biomasa, etc.), a base de recuperar en un 80% la energía que actualmente se desecha por las alcantarillas.
El sistema de recuperación incorpora un intercambiador/sifón de almacenamiento de agua caliente residual y un compensador energético, en cada punto de consumo de agua caliente sanitaria, considerándose como puntos de consumo de agua caliente los fregaderos, lavavajillas, bañeras y duchas.
El agua almacenada en el intercambiador calienta un serpentín interno que es alimentado por agua fría destinada para el abastecimiento del termo-calentador, para a continuación entrar en el compensador energético instalado a la salida del intercambiador, dando continuidad al agua calentada que a su vez abastece al termo-calentador y evitar el enfriamiento del agua del termo-calentador.
Otra característica de novedad es que en aquellas instalaciones con sistema de energía solar, cada intercambiador se complementa con un segundo serpentín por el que circula agua sobrante y procedente de la decantación solar, vaciándose cuando alcanza una temperatura elevada, con la particularidad de que esa agua caliente se aprovechará para calentar el propio agua del intercambiador, aumentando el rendimiento de éste y en definitiva del sistema.
Es decir, el sistema de la invención aplicable en los procesos de producción de agua caliente mediante paneles solares, permite la recuperación del agua decantada pro sobreproducción en verano, y optimizando el rendimiento de los paneles en invierno, cuando se efectividad es escasa, consiguiéndose una eficacia aceptable en la producción simplemente enviando la producción a los intercambiadores para mantener el sistema de recuperación a temperatura constante de 32ºC, por lo que se podría evitar la instalación de varios paneles solares, en virtud de la mayor producción de éstos en base al sistema de la invención.
FUENTE | OEPM
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MOCHILA ENERGETICA MEDIANTE ENERGIA SOLAR
Hoy os vamos a dejar una invención de Oscar Jiménez Albarrán, que nos ha gustado mucho, pues consideramos que puede ser de gran utilidad. Se trata de una mochila energética que mediante una serie de placas fotovoltaicas colocadas por la mochila permite obtener energía solar para luego poder conectar aparatos eléctricos como el portátil o móvil para su recarga.
La mochila energética mediante energía solar, tiene como finalidad constituir un medio portador de energía eléctrica para cualquier uso, como por ejemplo para cargar baterías utilizables en la carga de móviles, ordenadores portátiles, sistema de navegación por satélite, etc, y poder disponer de energía para cualquier uso.
La mochila energética, independientemente de constituir un cuerpo para llevar objetos y cosas, presenta la particularidad de constituir un medio energético puesto que sobre la superficie externa del cuerpo de la mochila van montadas una serie de placas fotovoltaicas, que mediante la energía solar, que lógicamente incidirá sobre las mismas cuando la mochila es transportada bien de forma soportada en la espalda y hombros, bien de forma arrastrada, etc., permite obtener energía eléctrica a partir de esas placas fotovoltaicas, para diversos usos.
Las placas fotovoltaicas pueden ir montadas en serie, en paralelo o de forma mixta y obtener en todo caso la energía eléctrica necesaria para su utilización en, por ejemplo, alimentación o carga de un ordenador portátil, para carga de teléfonos móviles, para carga y funcionamiento de “Nintendos®” u otros aparatos electrónicos que son portátiles y de uso diario.
Esta mochila energética incluye además un ...seguir leyendo este artículo sobre energía »
COLECTORES SOLARES, SISTEMA DE ENFOQUE AL SOL
La Universidad Politécnica de Madrid ha desarrollado un nuevos sistema de enfoque al sol de los colectores solares, pues así mejorarían el rendimiento de las plantas de captación de energía solar. Se encuadra en el campo de las instalaciones solares que concentran la radiación solar original sobre una superficie receptora, a la reflexión de la radiación en un conjunto de espejos, adecuadamente enfocados al sol a lo largo de su trayectoria diurna.
Más concretamente, este sistema de enfoque al sol de los colectores solares, se aplica a conjuntos de espejos longitudinales paralelos, que a su vez son paralelos a la superficie receptora, en la cual puede situarse una aplicación térmica o fotovoltaica.
El Sol se aprecia desde la Tierra como un disco emisor de radiación, con intensidad sensiblemente uniforme, y 32’ (minutos sexagesimales) de apertura óptica, o valor angular de su diámetro. Esta apertura corresponde a 1/107 radianes, lo cual es un dato esencial al tratar con la radiación solar. Asimismo es fundamental tener en cuenta la trayectoria diurna del sol, que a su vez cambia cada día, lo cual no es óbice para que dicha trayectoria se conozca muy bien para cada día del año, y para cada localización geográfica. Eso lleva a menudo a utilizar tablas astronómicas para efectuar el enfoque al sol de los aparatos de reflexión o de refracción que trabajan con la radiación solar.
Se usa como geometría de la reflexión y concentración de la luz un dispositivo de múltiples espejos longitudinales, que giran alrededor de su eje longitudinal cuando han de seguir al sol para enfocar la radiación reflejada sobre un receptor que está en alto sobre los espejos.
Por tanto, consiste en un sistema que emplea ruedas compuestas de dos partes concéntricas, que producen el giro de los espejos de manera discreta, en saltos de N minutos sexagesimales, actuando el motor eléctrico que produce el giro sólo el tiempo necesario para efectuar el giro antedicho. Esto se materializa en dos acciones, de puesta en marcha del motor que induce el giro, súbito, de N minutos sexagesimales, y la interrupción de la acción del motor en cuanto se han girado dichos N minutos, siempre en la dirección del sol en el plano de trabajo de la invención, que es un plano perpendicular a los ejes de los espejos y del receptor.
Esta última acción de interrupción o parada, se materializa porque la corriente de alimentación a dicho motor se corta abruptamente cuando el giro de los espejos alcanza los N minutos antedichos, girando todos los espejos la misma cantidad, aunque están en desfase unos con otros.
Colectores solares en su nuevo sistema de enfoque al sol, compone de: ...seguir leyendo este artículo sobre energía »
ENERGIA FOTOVOLTAICA POR CONCENTRACION EN MARIPOSA
La energía constituye un factor importante para el desarrollo de la economía nacional y para la mejora del nivel de vida de la población. Con el continuo y rápido crecimiento de la economía, los recursos limitados de energía procedente de los combustibles fósiles y los problemas medioambientales que conlleva su desarrollo y utilización se están convirtiendo en un factor de restricción cada vez mayor para el desarrollo sostenible de la economía y de la sociedad.
La energía solar es una energía limpia inagotable que no contamina, y la generación de energía eléctrica fotovoltaica constituye una de las fuentes de energía renovables que se desarrolla más rápidamente, y constituye también un área importante para el desarrollo en varios países.
En los sistemas fotovoltaicos de generación de energía eléctrica convencionales, las células fotovoltaicas solares están montadas normalmente de un modo fijo, y sus precios están a un nivel alto, lo que origina que se dificulte su popularización para amplios ámbitos de aplicación.
Para aumentar adicionalmente la relación entre prestaciones y precio de los dispositivos de generación de energía eléctrica fotovoltaicos, sobre la base de la característica de que la corriente de salida de la célula solar, es proporcional a la intensidad de iluminación recibida en unas condiciones dadas.
Es por esto que, el personal técnico, en varios países, ha tratado de aumentar la intensidad de la radiación de la energía solar recibida por las células solares haciendo seguimiento del sol y concentrando la luz solar, de modo que la misma cantidad de material semiconductor puede producir más energía eléctrica, y haciéndolo así, el coste del dispositivo añadido para el seguimiento del sol y para la concentración, es mucho menor que el de las células solares ahorradas, lo que significa que se emplean materiales ordinarios para reemplazar a los caros materiales semiconductores, y por consiguiente el coste de los sistemas fotovoltaicos de generación de energía eléctrica se ha reducido en gran medida.
Los sistemas fotovoltaicos existentes de generación de energía eléctrica por concentración pueden clasificarse en dos tipos según el modo de concentración de la luz solar:
- Concentración por refracción que utiliza lentes Fresnel (tales como el generador solar por concentración y seguimiento, véase la patente número CN97204018.8), con inconvenientes tales como una homogeneidad de la intensidad luminosa bastante deficiente, dificultad para aumentar el factor de transmisión y un alto coste de fabricación;
- Concentración por re-flexión con una paraboloide grande, con la ventaja de una alta eficiencia de la reflexión y los inconvenientesde una gran dificultad de fabricación y un alto coste, grandes espejos reflectantes con alta probabilidadde sufrir rotura y poca resistencia al viento del cuerpo global.
Yaoming Zhang, ha desarrollado un equipo fotovoltaico de generación de energía eléctrica por concentración con reflectores en forma de mariposa, para reducir los costes de la energía fotovoltaica.
Los objetivos son:
1) Proporcionar un dispositivo fotovoltaico de generación de energía eléctrica por concentración con reflector dispuesto en forma de mariposa, utilizando un reflector de concentración que sea fácil de fabricar a bajo coste, para aumentar la relación entre prestaciones y coste del dispositivo en su globalidad.
2) Proporcionar con una buena estructura de protección contra el viento, para mejorar las prestaciones antiviento de la estructura global.
3) Porcionar un dispositivo fotovoltaico que pueda asegurar el alineamiento del conjunto de células solares por concentración con el sol, a través de la mejora del mecanismo de seguimiento del sol, que presente una buena eficiencia de costes con una buena aplicabilidad.
4) Proporcionar un dispositivo con un sistema de disipación de calor que tenga un coste bajo y una alta capacidad de disipación del calor a través del diseño optimizado del sistema de disipación de calor, para asegurar la demanda de disipación de calor de las células solares, bajo múltiples condiciones de concentración.
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ENERGIA UNDIMOTRIZ: NUEVO CAPTADOR DE OLAS
Dentro de las energías renovables son muy conocidas la energía eólica y la energía solar, habiendo crecido últimamente otra línea de investigación basada en la obtención de energía a partir de las olas de mar, creándose cada vez más desarrollos que buscan la mejor forma de obtener energía de las olas con un alto rendimiento y un bajo impacto medioambiental, es lo que conocemos por energía undimotriz.
Para obtener energía a partir de las olas marinas se encuentra un sistema que se basa en un captador de olas que al ser empujado por las olas se desplaza sobre unos raíles inclinadosdispuestos en la costa, de manera que el captador al desplazarse por los raíles en su movimiento de subiday bajada por los mismos hace girar unos generadores por medio de unas cadenas de transmisión, consiguiendo así la energía eléctrica a partir de la energía mecánica de las olas.
La eficiencia y rendimiento de este sistema se encuentran muy determinados por la configuración y diseño del correspondiente captador que se encarga de transformar la energía cinética y potencial de la ola en energía eléctrica, de manera que según sea la forma y diseño del captador podrá variar considerablemente la cantidad de energía obtenida de las olas.
El nuevo captador de olas tiene como finalidad mejorar el rendimiento energético de los generadores de energía eléctrica a partir de la energía mecánica de las olas que inciden sobre un captador situado en unos raíles inclinados, para lo cual, la invención hace especial hincapié en el diseño y configuración del referido captador para aprovechar al máximo tanto la energía cinética como la potencial de las olas incidentes, y con gran independencia respecto de las formas de las olas y respecto de las direcciones variables que pueda tener el frente de la ola respecto del captador. Para ello, la invención dota al captador de una cámara receptora principal frontal y dos cámaras receptoras secundarias laterales.
Otras finalidades de la invención, consisten en facilitar los movimientos de bajada del captador por los raíles, para lo cual el captador dispone de unas superficies traseras que aprovechan el empuje descendente del agua que rebasa al captador; evitar el hundimiento en el agua del captador, para lo cual éste presenta un flotador; y mejorar el deslizamiento del captador porlos raíles sin peligro de descarrilamiento, para lo cual la invención incorpora en el captador unos especialespuntos de rodadura.
Novedosamente, según la invención, el captador de olas de la misma dispone de una cámara receptora principal orientable de manera enfrentada al sentido de impacto más habitual de las olas, existiendo además en el captador dos cámaras receptoras secundarias, dispuestas respectivamente a los lados de la cámara principal y con orientaciones diferentes a la de dicha cámara principal. Por lo que, esas cámaras receptoras secundarias, determinan un mayor aprovechamiento energético, especialmente significativo ante variaciones angulares del referido sentido de impacto habitual de las olas.
Otra característica, del nuevo captador de olas, para generar la energía undimotriz, consiste en que el captador presenta en una zona inferior y delantera un flotador consistente en una cámara hueca, cerrada y rellena de aire que es determinante para mantener a flote al captador y facilita la recogida de energía en la elevación y descenso de las olas.
FUENTE | OEPM
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ENERGIA SOLAR PARA TRACTORES
Hoy os presentamos un Tractor robotizado alimentado por energía solar. Presenta unas particularidades constructivas orientadas a permitir el desplazamiento del tractor a una velocidad muy baja, mediante un sistema de tracción que es alimentado eléctricamente a medida que unas placas fotovoltaicas montadas sobre el mismo van generando energía eléctrica.
Además, este tractor robotizado, dispone de una unidad central de control telemático en base a un sistema informático asistido por un sistema de posicionamiento global (GPS) que permite el guiado y desplazamiento autónomo del tractor, es decir, sin conductor.
El tractor robotizado objeto de la invención tiene su aplicación principal en trabajos de agricultura y especialmente de cultivo y roturado de la tierra. A lo largo del tiempo se han venido utilizando diferentes medios para realizar trabajos agrícolas, tales como la eliminación de hierbas o el roturado de la tierra. Inicialmente estos trabajos se realizaban mediante herramientas manuales, posteriormente mediante aperos de tracción animal y actualmente con tractores movidos con motores diésel que pueden alcanzar hasta 400 CV de potencia.
Actualmente, el progreso en la realización de trabajos agrícolas se centra en el aumento de la potencia de los tractores utilizados, con el fin de realizar cada vez más trabajo en menos tiempo, aumentando la productividad; sin embargo estos tractores se utilizan de forma intensiva en periodos más o menos limitados de tiempo, permaneciendo inoperantes el tiempo restante.
Estos tractores provistos de motores diésel no constituyen actualmente una solución idónea desde un punto de vista ecológico y medioambiental, ya que liberan a la atmósfera grandes cantidades de CO2, consumen combustibles fósiles cuyos recursos son limitados, y requieren la atención continuada de un conductor u operario para su manejo, lo que encarece el coste final de los productos cultivados.
Una solución sería el desarrollo de tractores alimentados mediante energía solar o directamente con electricidad; sin embargo los desarrollos realizados en estos tipos de alimentación solar o eléctrica no son aplicables a los tractores existentes, ya que en el primer caso requerirían la utilización de un número desproporcionado de placas fotovoltaicas para realizar la recarga de las baterías y, en el caso de la alimentación eléctrica, además de alcanzar una autonomía muy limitada, sería preciso instalar en los campos de cultivo tomas de corriente para la recarga de las baterías del vehículo, lo que resulta inviable tanto por el coste de la instalación como la utilización de un tiempo importante en la recarga de baterías.
El tractor robotizado alimentado por energía solar, objeto de esta invención, presenta una serie de particularidades constructivas orientadas de una parte a permitir su alimentación mediante placas solares fotovoltaicas sin utilizar baterías para la acumulación de la energía eléctrica suministrada por las placas fotovoltaicas y su posterior consumo por parte del sistema de tracción del tractor.
El tractor robotizado alimentado por energía solar comprende:
- Una unidad central de control telemático en base a un sistema informático asistido por un sistema de posicionamiento global (GPS) para de guiado y desplazamiento autónomo del tractor.
- Un sistema de alimentación por energía solar conectado a la unidad de control y que comprende unas placas fotovoltaicas montadas sobre el tractor.
- Un sistema de tracción que comprende un motor eléctrico para el accionamiento, a baja velocidad y por medio de un reductor, del eje de las ruedas motrices, siendo dicho motor eléctrico alimentado por un variador de frecuencia conectado al sistema de alimentación y asociado a un analizador de corriente para el suministro a dicho motor eléctrico de una potencia variable acorde con la potencia suministrada por las placas fotovoltaicas.
- Un sistema de dirección que comprende un motor eléctrico alimentado a través de un variador de frecuencia para el accionamiento del eje de articulación del bastidor.
La unidad central de control es la encargada de controlar el funcionamiento autónomo del tractor y de detectar cualquier incidencia o fallo de funcionamiento del mismo.
FUENTE | oepm
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