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Almacenamiento de energía solar de norbornadieno
La Administración de Información Energética de Estados Unidos clasifica los colectores solares térmicos en colectores de baja, media o alta temperatura. Los colectores de baja temperatura no suelen estar acristalados y se utilizan para calentar piscinas o el aire de ventilación. Los colectores de media temperatura también suelen ser placas planas, pero se utilizan para calentar agua o aire para uso residencial y comercial.
Los colectores de alta temperatura concentran la luz solar mediante espejos o lentes y suelen utilizarse para satisfacer las necesidades de calor de hasta 300 grados C / 20 bares de presión en las industrias, así como para la producción de energía eléctrica. Hay dos categorías: la energía solar térmica concentrada (CST) para satisfacer las necesidades de calor de las industrias, y la energía solar concentrada (CSP) cuando el calor recogido se utiliza para la generación de energía eléctrica. La CST y la CSP no son sustituibles en términos de aplicación.
Las mayores instalaciones se encuentran en el desierto americano de Mojave, en California y Nevada. Estas plantas emplean una variedad de tecnologías diferentes. Los ejemplos más grandes son, Ivanpah Solar Power Facility (377 MW), la instalación Solar Energy Generating Systems (354 MW) y Crescent Dunes (110 MW). España es el otro gran desarrollador de centrales termosolares. Los ejemplos más importantes son la central solar Solnova (150 MW), la central solar Andasol (150 MW) y la central solar Extresol (100 MW).
Energía líquida
Debido a la elevada demanda mundial de energía, es muy necesario desarrollar tecnologías para explotar y almacenar la energía solar. Se han sugerido sistemas de ciclo cerrado para el almacenamiento de energía solar, basados en la absorción de fotones en moléculas fotorreactivas, seguida de la liberación a demanda de energía térmica. Estos materiales se denominan combustibles solares térmicos (STF) o sistemas de almacenamiento de energía solar molecular (MOST). Para conseguir altas densidades de energía, los sistemas MOST ideales se necesitan en forma sólida o líquida. En el caso de estos últimos, hasta la fecha no se han demostrado materiales líquidos puros de alto rendimiento. Aquí se presenta un conjunto de derivados de norbornadieno líquido puro para aplicaciones MOST y su caracterización en soluciones de tolueno y muestras puras. Su síntesis se basa, en la mayoría de los casos, en reacciones de Diels-Alder sin disolventes, que permiten obtener fácil y eficazmente una serie de compuestos. La viscosidad de cizallamiento de las moléculas obtenidas se aproxima a la del aceite de colza, y pueden absorber hasta el 10% del espectro solar con una densidad de almacenamiento de energía medida de hasta 577 kJ/kg, correspondiente a 152 kJ/mol (100 kJ/mol calculados). Estos resultados allanan el camino hacia la aplicación de los norbornadienos líquidos en las tecnologías de almacenamiento de energía de ciclo cerrado.
Ventajas y desventajas de la energía solar
Es posible que pueda realizar algunas de las inspecciones y tareas de mantenimiento por su cuenta, pero otras pueden requerir un técnico cualificado. Los trabajos que requieran subir escaleras, caminar por los tejados, soldar o realizar trabajos en caliente, o cortar ramas de árboles, deben ser realizados por un servicio profesional por razones de seguridad. Pida un presupuesto por escrito antes de realizar cualquier trabajo. En el caso de sistemas con daños importantes, puede ser más rentable sustituir, apagar o retirar el sistema solar que repararlo.
A continuación se sugieren algunas inspecciones de los componentes del sistema solar. Lea también el manual del propietario para conocer el programa de mantenimiento sugerido y lleve un registro de las actividades de mantenimiento anteriores para poder gestionar los intervalos de mantenimiento preventivo y hacer un mejor seguimiento de los problemas que se presentan.
Dos de los principales factores que afectan al rendimiento de los sistemas solares de calentamiento de agua correctamente ubicados e instalados son la formación de incrustaciones (en los sistemas de base líquida o hidrónica) y la corrosión (en los sistemas hidrónicos y de aire).
El agua doméstica con alto contenido en minerales (o “agua dura”) puede provocar la acumulación de depósitos minerales (calcio) en las superficies de transferencia de calor. La acumulación de incrustaciones reduce el rendimiento del sistema de varias maneras. Si su sistema utiliza agua como fluido de transferencia de calor, la incrustación puede producirse en el colector, las tuberías de distribución y el intercambiador de calor. En los sistemas que utilizan otros tipos de fluidos de transferencia de calor (como el propilenglicol), pueden producirse incrustaciones en la superficie del intercambiador de calor en contacto con el agua potable que transfiere el calor del colector solar al agua doméstica. Las incrustaciones también pueden provocar fallos en las válvulas y bombas del circuito de agua potable.
Cuánto cuestan los paneles solares
En cualquier sistema hidrónico de colectores de calor solar de circuito cerrado, el fluido de transferencia de calor es el alma. Debe estar sellado y presurizado en las tuberías de calor solar, de forma parecida al fluido freón de un sistema de refrigeración. Para garantizar que el sistema de calefacción solar sea fiable durante mucho tiempo, el fluido de transferencia de calor del sistema no debe tener fugas, congelarse o hervir, y debe tolerar altas temperaturas dentro del colector solar sin “cocinarse”.
El propilenglicol (PG) se ha convertido en el fluido de transferencia de calor más utilizado en los sistemas de calefacción solar de circuito cerrado que contienen anticongelante. Tiene un largo historial de muchas décadas en esta aplicación y está ampliamente disponible en varias fuentes. No se trata de un anticongelante para automóviles, que es una sustancia diferente (etilenglicol), y es mucho más tóxica y nunca debe utilizarse en equipos de calefacción solar domésticos. Cuando se trabaja con PG, es bueno conocer sus propiedades, capacidades y limitaciones que tienen una relación directa con el bombeo, los componentes de las tuberías y los controles de temperatura que requieren estos sistemas.