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Planteamiento del problema
El almacenamiento térmico es un avance clave para la eficiencia de la energía, en especial para la integración de fuentes de energía renovables y la optimización de sistemas de calefacción y refrigeración; y aún con su potencial, su adaptación a sido limitada debido a eficiencia y costos.
El proyecto se enfocará en analizar la eficiencia y aprovechamiento del almacenamiento térmico, evaluando diferentes materiales y métodos para poder optimizar la retención y liberación del calor, se explicará cómo funciona, brindando detalles de los procesos de absorción, almacenamiento y liberación de calor.
Además, se justificará la implementación del almacenamiento térmico, se argumentará su importancia para reducir la dependencia de combustibles fósiles, disminuir emisiones de CO₂ y mejorar la eficiencia energética.
Se estima que los resultados del proyecto aporten una comprensión más amplia de los diversos factores críticos que influyen en la eficacia del almacenamiento térmico, así también del tema en particular, además, se estima que ofrezca orientación para su efectiva implementación.
Justificación
El motivo del proyecto es demostrar la importancia de los almacenamientos, mostrando sus funciones multiusos y su impacto a la sociedad. Asimismo, exponer de una forma realista y llamativa una variedad de diseños de almacenes.
El equipo redactara fundamentos científicos que se co-relacionen a la información estructurada, se priorizará una explicación clara del tema y se resumirá de forma sencilla y entendible para el oyente. En conclusión, las bases del proyecto se asentaran en la expresividad que brinda los almacenamientos térmicos.
Fundamentos Científicos o Tecnológicos
Adentro de las ramas de las ciencias que fundamentan el estudio sobre el almacenamiento térmico se puede mencionar:
El colector solar es un componente esencial de la energía solar térmica que convierte la radiación solar en calor.
La energía solar térmica es un sistema que aprovecha la energía solar para producir energía térmica. Como base de este mecanismo se encuentra un colector solar que intercepta la energía solar en forma de calor y la transfiere a un fluido, el cual también la transfiere al agua sanitaria. El colector solar es el componente principal de un sistema solar térmico y al igual que los demás componentes, también debe ser modificado según las necesidades: se requiere un proyecto a medida.
Colector solar: ¿qué es?
El colector solar es el concepto técnico utilizado para llamar a los paneles solares térmicos. Es el componente principal de un sistema solar térmico que permite convertir la radiación solar en energía térmica que se almacena para ser utilizada posteriormente. El agua caliente producida de esta manera se utiliza para fines sanitarios o para la calefacción de espacios.
¿Cómo funciona un colector solar?
El colector solar está compuesto por un radiador generalmente fabricado con materiales con alta conductividad térmica como el cobre. Este componente está diseñado para capturar el calor de los rayos solares y transferirlo al tanque de agua.
El funcionamiento de un colector solar se puede comparar con el de un invernadero. Cuando los rayos solares golpean la superficie de vidrio, una pequeña parte se refleja, mientras que el resto pasa a través del vidrio y es absorbido por una placa colectora de color negro.
Esta placa al calentarse emite energía en forma de radiación infrarroja. Dado que el vidrio actúa como opaco respecto a la radiación infrarroja, retiene el calor dentro del panel (efecto invernadero), lo que provoca el calentamiento del fluido portador de calor. Posteriormente, el líquido se desplaza a través de una serpentina hacia el tanque utilizando 2 tipos de circulación: natural o forzada.
La principal diferencia entre el sistema de circulación forzada y el natural radica en el uso o no de una bomba de circulación de agua que permite que el agua recorra la tubería desde el colector hasta el acumulador y viceversa. En el sistema de circulación natural, la circulación del líquido se produce de forma natural y sin hacer el uso de electricidad, mientras que el sistema de circulación forzada utiliza una bomba de circulación que impulsa el movimiento del fluido que tiene el calor.
Diferencia entre panel solar térmico y panel fotovoltaico
Las diferencias entre el panel solar térmico y el panel solar fotovoltaico y que usualmente generan confusión, los paneles solares térmicos convierten la energía solar en calor para calentar agua, mientras que los fotovoltaicos utilizan la misma energía solar para producir electricidad.
Otras diferencias son:
material: los paneles fotovoltaicos están compuestos mayormente de silicio, mientras que los paneles solares térmicos están compuestos de metal aluminio, cobre, acero y vidrio
eficiencia: los paneles solares térmicos pueden alcanzar una eficiencia de hasta el 80%, mientras que los paneles fotovoltaicos tienen un rendimiento generalmente fluctuante entre el 17% y el 25%, dependiendo del tipo de panel
instalación: mientras que un solo panel solar térmico es suficiente para calentar agua sanitaria, los paneles fotovoltaicos piden un tamaño mayor para obtener un rendimiento equivalente en electricidad. Ambos requieren una orientación correcta pero a diferencia de los paneles fotovoltaicos que necesitan mucho espacio, los paneles solares térmicos son más flexibles en su ubicación.
Colector solar térmico: tipos
Hay 3 principales tipos de colectores solares:
planos
de tubos al vacío
de concentración
Los primeros se pueden dividir en 2 categorías extras: planos acristalados y planos no acristalados.
Colectores planos
Los paneles planos son los más económicos y comunes, utilizado mayormente para la producción de agua caliente sanitaria, son bastante fáciles de instalar y no piden intervenciones especiales de mantenimiento. Tienen un revestimiento superior de vidrio, una estructura circundante revestida de material aislante y un absorbedor de calor interno que calienta el fluido de transferencia de calor presente en los tubos de cobre.
Colector de tubos al vacío
Los paneles de tubos al vacío se consideran colectores de alta eficiencia, son capaces de funcionar incluso con temperaturas exteriores muy bajas y una baja radiación solar. También son los más caros además pueden alcanzar temperaturas elevadas cercanas a los 100°C. Están compuestos por una serie de tubos de vidrio, dentro de los cuales hay un segundo tubo de vidrio y en medio un vacío de aire que actúa como aislante y reduce las pérdidas térmicas. Es una tecnología fiable.
Cronograma de actividades
Se presenta una agenda de las actividades correspondientes de cada mes.
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