Ensayo calentadores solares

INSTITUTO TECNOLOGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY Fisica II Ensayo “Calentadores solares aprender, ayudar y contribuir. ” Equipo: Physicons Nombres: Matricula: Carrera: Gustavo Salas T. A01063385 IMT Dr. Orlando Gonzales P. MORELIA, MICHOACAN 24 DE Agosto del 2009 Calentadores Solares, aprender, ayudar y contribuir.

Como una actividad cotidiana en cualquier momento a la hora del bano siempre recordamos la importancia que tiene disponer de agua caliente, estamos acostumbrados a calentar agua durante todo el ano, para satisfacer nuestras necesidades como el aseo personal, lavar los platos, la ropa entre otras actividades, sin embargo existen personas que no cuentan con los recursos suficientes para poder cubrir esta necesidad basica, es por eso que como alumnos del Tecnologico de Monterrey entre los valores, actitudes y habilidades que promueve la Mision 2015, habremos de aplicar el conocimiento para lograr un bien comun, con responsabilidad y sensibilidad a la situacion actual de nuestra comunidad en un acto solidario donando un calentador de agua solar, el proyecto es utilizar los conocimientos obtenidos para el desarrollo y aprovechamiento de una fuente de energia renovable como lo es el Sol, pues en estos dias su aplicacion es de gran interes ya que se busca sacar el mayor beneficio de esta energia, por ser abundante, barata y representa una opcion sumamente rentable, ademas de que contribuye al desarrollo sustentable. En base a lo anterior el bjetivo que se tiene es mostrar una perspectiva en cuanto a los calentadores solares, de forma general a particular, teniendo como variables principalmente los principios fisicos de su funcionamiento, sus bondades y limitaciones y por ultimo una comparacion de algunos modelos comerciales, pues con esto podremos estar mas sensibilizados con el tema para poder dar un optimo desempeno en el desarrollo del proyecto. La razon que tiene disenar e instalar un calentador solar, es con el fin de aprovechar los rayos del sol, transformar la energia radiante proveniente de este en energia calorifica y transferirla al agua para su almacenamiento y uso (principalmente domestico) . Por ello para un buen aprovechamiento de este recurso es necesario que se realicen una serie de procesos que engloba la captacion y concentracion de la energia solar, la transformacion para su utilizacion y el almacenamiento.

Todos los calentadores solares de agua trabajan bajo los mismos principios que es la captacion de la radiacion del sol, que esta compuesta de rayos electromagneticos de distintas longitudes de onda y diferentes frecuencias que forman el espectro solar (region visible, infrarroja y ultravioleta) que al incidir en un colector la absorben por las superficies que tienen dentro, una vez absorbida se transforma en calor lo que hace que el colector se caliente y por medio de la conduccion el calor se transfiere al agua calentandola lo cual hace que pierda densidad y suba pasando por las tuberias hacia el tanque, el espacio que deja el agua que asciende se llena con el agua que todavia no se calienta y que esta en el tanque, repitiendose otra vez el proceso que se denomina termosifon, asi se hace un ciclo donde toda la energia solar captada pasa al tanque para ser almacenada y evitar la perdida de calor (irradiacion) por estar aislado termicamente.

Basicamente el calentador solar solo utiliza la energia del sol para calentar el agua sin hacer uso de otra, aunque existen varios tipos de calentadores el funcionamiento de ellos no varia pues son calentadores por termosifon, que es un proceso sencillo, durable y eficaz de los mas adecuados que consta de dos elementos principales que son el colector y el tanque de almacenamiento, el primero es donde se lleva a cabo el proceso de captacion de la radiacion solar y la transformacion en calor por medio de un componente llamado absorbedor que debe ser dotado de una configuracion idonea en su posicion para hacer que la captacion sea optima; el segundo elemento cumple la funcion de almacenar el agua caliente y evita que esta pierda calor al estar aislado termicamente, en conjunto estos dos elementos se encuentran unidos por medio de tuberias que permiten la circulacion de agua en el sistema. Terminado todo el proceso puedes disfrutar del agua caliente sin ningun problema. Si la forma de satisfacer esta necesidad aprovechando la energia del sol, es asi de sencillo y eficaz debemos de conocer mas sobre las ventajas que nos ofrece hacer uso de este recurso, pues en una sociedad donde la demanda de energia es creciente sin encionar los incrementos en los precios para su obtencion, adoptar un sistema que utiliza energia renovable para transformarla y poder abastecerse de ella sin tener que gastar los recursos naturales y contaminar el ambiente pasa a ser una opcion muy favorable en muchos sentidos mencionese economicos y ecologicos , principalmente porque el sol es una fuente inagotable de recursos para hombre, es limpia, abundante y disponible en la mayoria de la superficie terrestre, segun un estudio de la Comision Nacional para el Uso Eficiente de la Energia (CONUEE, 2009) Mexico posee condiciones idoneas para el desarrollo de la energia solar como fuente alternativa ya que tiene un radiacion promedio de 5 kW/m2/dia, sin embargo tal vez alguna limitante para no elegir instalar un calentador solar se debe a la falta de difusion sobre sus beneficios ademas de que en principio poner un calentador solar requiere de una inversion mas o menos elevada de dinero lo que hace no elegir esa opcion, sin pensar que al corto plazo los beneficios son sumamente rentables, resumido en pocas palabras el calentador solar utiliza energia que es gratuita creandote mayor independencia energetica con respecto a las companias de gas o electricas y no menos importante la implicacion ecologica que conlleva adquirir un calentador solar.

Aunque el beneficio que se desea obtener al comprar un calentador solar pretenda ser el mismo, existen ciertas diferencias entre diversos modelos comerciales por ejemplo, unos presentan avances y mejoras que otros asi que elegir el que mejor nos convenga debe ser considerado por diversos factores entre ellos que satisfaga nuestras necesidades. Los modelos comerciales existentes son de tres tipos: los calentadores solares de placa plana, los calentadores solares de tubos de vacio y los calentadores hibridos, hay que aclarar que en principio su funcionamiento y elementos que los componen realizan funciones similares ya que son calentadores por termosifon, lo que difiere en ellos es solo la forma de captar la energia del sol.

Los calentadores de placa plana instalados normalmente en el techo de la casa y orientados para estar expuestos a la radiacion solar segun la region, consisten en un caja hermeticamente cerrada con una cubierta de vidrio, en su interior una placa de absorcion la cual esta en contacto con unos tubos por los que circula un liquido que transporta el calor; los calentadores de tubos de vacio a diferencia de los anteriores el colector esta formado por tubos en los cuales se ha hecho vacio para disminuir perdida de calor y dentro del tubo van colocadas componente iguales a los de la placa plana, su componente clave es que absorben no solo la radiacion solar directa sino tambien la difusa que es cuando esta nublado, este es el que tiene rendimientos superiores a todos lo demas; por ultimo los calentadores hibridos aprovechan la energia solar, sus modulos fotovoltaicos para producir electricidad y los colectores termicos para calentar agua. Existen varias empresas que se dedican a la distribucion de estos productos en el sector residencial e industrial las cuales a hacen un estudio y de acuerdo a las caracteristicas del lugar, los servicios que quiere tener asi como el numero de personas evaluan y dan un diagnostico adecuado segun lo que se requiera, algunas de estas empresas que trabajan en nuestro estado son Hidrosolar, Biograda y Captasol. Esta ultima me parecio las mas adecuada ya que sus productos estan en los dos sectores, manejan los primeros dos tipos de calentadores que se mencionaron ademas de que son mas especificos de acuerdo a tus necesidades.

Para finalizar solo me queda puntualizar en la importancia de ampliar nuestro panorama respecto a los calentadores solares, sensibilizarnos con el tema y recordar lo esencial que es la realizacion de este proyecto en el orfanato, pues seremos participes de un acto solidario con nuestra sociedad, siguiendo asi los principios y adeptos que tiene nuestra institucion educativa en su comunidad educativa Glosario Calor. – La transferencia de energia de un cuerpo a otro que se da por una diferencia de temperatura se llama flujo de calor o transferencia de calor, y la energia asi transferida se llama calor. En base en el cambio de temperatura de un material especifico se define una unidad y es la caloria (cal) definida como la cantidad necesaria de calor para elevar la temperatura de 1 gramo de agua.

Dado que el calor es energia en transito, debe haber una relacion entre estas unidades y la de energia mecanica que conocemos como joule (J). Por su equivalencia la 1 cal = 4. 18 J Temperatura. – es una medida, o indicacion, de que tan caliente o frio esta un objeto. La temperatura no depende del numero de particulas que se mueven sino de su velocidad media. Es una magnitud refleja el nivel termico de un cuerpo (su capacidad para ceder energia calorifica) y el calor es la energia que pierde o gana en ciertos procesos (es un flujo de energia entre dos cuerpos que estan a diferentes temperaturas) ademas indica el sentido en que fluye el calor.

La temperatura la podemos medir con un termometro y sus unidades son el grado centigrado (C) que tiene como escala el punto de congelacion y ebullicion a 0 ? C y 100 ? C respectivamente, existen unidades equivalentes como el Fahrenheit (F) y el Kelvin (K) que cuentan con escalas diferentes. Densidad. – La densidad es una medida utilizada que determina la cantidad de masa contenida en un determinado volumen, se distinguen dos tipos la densidad relativa que mide masa por unidad de volumen y la relativa que compara la densidad de una sustancia con la del agua. La formula de la densidad es masa sobre volumen aplicado a cualquier sustancia que se homogenea.

La densidad de una sustancia puede variar si se cambia la presion o la temperatura. En el caso de que la presion aumente, la densidad del material tambien lo hace; por el contrario, en el caso de que la temperatura aumente, la densidad baja. En cuanto a las medidas de la densidad son variadas. La utilizada por el Sistema Internacional es kilogramo por metro cubico (kg/m3) Tambien se puede utilizar gramo por centimetro cubico (gr/m3) gramo por galon (gr/gal), gramo por pie cubico (gr/ft3 ) o libra por pie cubico (lb/ft3). Termosifon. – un termosifon es un aparato cuyo funcionamiento se explica con las corrientes de conveccion naturales de los fluidos, en los que las partes calientes de los mismos tienden a ascender.

A este fenomeno se le conoce tambien como sistema de circulacion natural, aplicado a la produccion de agua caliente mediante captadores solares. Conduccion. – es un mecanismo de transferencia de energia termica entre dos sistemas basado en el contacto directo de sus particulas sin flujo neto de materia y que tiende a igualar la temperatura dentro de un cuerpo y entre diferentes cuerpos en contacto. Conveccion. – es una de las tres formas de transferencia de calor y se caracteriza porque esta se produce a traves del desplazamiento de particulas entre regiones con diferentes temperaturas. La conveccion se produce unicamente en materiales fluidos. Estos al calentarse disminuyen su densidad y ascienden al ser desplazados por las porciones superiores que se encuentran a menor temperatura.

Lo que se llama conveccion en si, es al transporte de calor por medio de las parcelas de fluido ascendente y descendente. Radiacion. – El fenomeno de la radiacion consiste en la propagacion de energia en forma de ondas electromagneticas o particulas subatomicas a traves del vacio o de un medio material. Referencias Sollano, F. X. (1 de Marzo de 2007). La Regulacion de Energias Renovables en Mexico. Recuperado el 21 de Agosto de 2009, de Encuentro de Reguladores Iberoamericanos de Energia sobre Cambio Climaticorelated:www. ariae. org/pdf/Encuentro_reguladores_Colombia/Jornada_Primera_Reguladores/Mexico_Francisco_Salazar/Cartagena. ppt Villamar, J. M. (2007).

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