INDICE
I.- RADIACIÓN SOLAR EN LA SUPERFICIE TERRESTRE La constante solar
1
Distribución espectral de la radiación solar extraterrestre
2
Instrumentación para la observación del flujo solar
5
Heliógrafos
5
Pirheliómetros
6
Piranómetros
6
Albedómetros
7
Pirradiómetro diferencial o bilanmetro Concepto de masa atmosférica Atenuación de la radiación solar directa
7 8 9
Difusión
10
Absorción
11
Características de la radiación solar directa
11
Movimiento de la Tierra
11
Definición de parámetros
12
Relaciones trigonométricas
13
Flujo energético solar sobre la superficie terrestre
14
Cálculo de valores medios de la radiación solar
15
Clasificación climática basada en el mapa de clima de Trewartha
16
Clasificación de la vegetación basada en el mapa de Küchler
16
Radiación solar sobre superficies inclinadas
18
Componente directa
18
Componente difusa
19
Albedo
21
Radiación total
22
Radiación total sobre una superficie horizontal
23
Transmisión a través de medios transparentes
39
Reflexión interfacial
40
Transmitancia de la cubierta para la reflexión
41
Absorción de la radiación solar en medios parcialmente transparentes Transmitancia de la cubierta para la absorción
41 41
Producto transmitancia-absortancia
41
Dependencia espectral de la radiación
44
Efecto del recubrimiento de superficies respecto a la transmitancia
45
Materiales reflectores Modelo de espejo reflectante
46 47
III.- COLECTORES DE PLACA PLANA Introducción
51
Ecuación básica del balance energético en colectores de placa plana
51
Pérdidas de calor del colector
52
Análisis del circuito térmico de un colector con dos cubiertas
53
Coeficientes de transferencia de calor por convección utilizados en colectores solares planos
56
Correlaciones del coeficiente global de pérdidas Uc
56
Distribución de temperaturas en los tubos y factor de eficiencia del colector; aletas
58
Tipos de captadores y aplicaciones
62
Temperatura media de la placa en régimen estacionario
63
Temperatura media de la placa en régimen transitorio Otras configuraciones geométricas del colector
63 64
Factor de eficiencia y rendimiento de colectores de tubo y placa absorbente
64
Factor de eficiencia de colectores para aire acondicionado
65
IV.- COLECTORES DE CONCENTRACIÓN DE MEDIA TEMPERATURA Introducción
67
Tipos de concentradores
68
Ángulo de incidencia formado por los vectores n y s
70
Estigmatismo
71
Consideraciones geométricas sobre el colector de superficie reflectante esférica
72
Nefroide
74
Fenómeno de coma
75
Sistema S.R.T.A.
75
Consideraciones geométricas sobre el colector parabólico de revolución
77
Efectos de la capacidad térmica
92
Rendimiento experimental de los colectores de concentración (CP)
92
Optimización del colector para la obtención de máxima energía
93
Materiales y construcción de los reflectores
95
V.- ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA SOLAR.- CALENTAMIENTO DE AGUA, CALEFACCIÓN Y REFRIGERACIÓN POR ENERGÍA SOLAR Cargas del proceso y aportaciones del colector solar
97
Almacenamiento de energía en los sistemas de procesos solares
98
Almacenamiento por calor sensible para el agua
100
Balance energético
100
Depósito estratificado
101
Almacenamiento de N secciones
102
Almacenamiento en lecho de rocas
102
Almacenamiento de energía con cambio de fase
105
Capacidad de los medios de almacenamiento
107
Métodos alternativos de almacenamiento
108
Sistemas de calefacción solar
109
Colectores y depósitos de almacenamiento
111
Cargas y dimensionado de sistemas
112
Energía auxiliar
113
Distribución del flujo en los colectores
114
Temperaturas ambientales bajo cero
115
Calefacción solar
116
Sistemas de calefacción solar
116
Sistemas de calefacción de aire
116
Sistemas de calentamiento de agua sanitaria
119
Refrigeración solar por absorción
120
Sistemas de captación y almacenamiento de calor en muros
121
Sistemas de colector radiador y almacenamiento
122
Sistemas con bomba de calor y radiador colector
122
VI.- CENTRALES TERMOSOLARES. ORIENTACIÓN DE HELIOSTATOS Introducción
127
Receptores
127
El campo concentrador
128
Consideraciones geométricas
129
Sombras sobre heliostatos individuales
151
VIII.- CONCENTRADORES CIRCULARES CON RECEPTOS CENTRAL Características generales de los concentradores de heliostatos
153
Receptor puntual
154
Superficie especular efectiva Rendimiento del concentrador con receptor puntual Características ideales de los concentradores circulares y continuos, con receptor puntual
155 156 157
Curvas de igual rendimiento especular
157
Curvas de igual superficie efectiva normalizada
158
Curvas de igual superficie efectiva en función del tiempo
159
Consideraciones sobre receptores puntuales
161
Receptores no puntuales
163
Disco plano horizontal
163
Semiesfera
164
Tronco de cono invertido
165
Cilindro vertical
166
IX.- CONFIGURACIÓN GEOMÉTRICA DE RECEPTORES PARA CENTRALES TERMOSOLARES Factor de dispersión angular del cono solar reflejado por un heliostato
169
Imagen solar sobre un plano tangente al receptor reflejada por un espejo cualquiera
171
Receptor disco plano horizontal
174
Receptor cilíndrico vertical
175
Densidad de flujo energético en el receptor
178
Receptor disco plano horizontal
178
Receptor cilíndrico vertical
180
X.- RECEPTOR CILÍNDRICO VERTICAL Dimensiones del receptor cilíndrico vertical
183
Distribución del flujo solar sobre un receptor cilíndrico vertical
188
XI.- DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA SOBRE UN RECEPTOR CILÍNDRICO VERTICAL Distribución del flujo solar reflejado sobre el receptor
195
Distribución del flujo solar sobre el receptor, al modificar el punto de enfoque para diversos anillos
200
Potencia desarrollada por la turbina de trabajo
221
Perdida de potencia en los dispositivos auxiliares de bombeo
221
BibliografĂa
223
Indice
233