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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA energía solar. Potencial, evaluación de recursos, barreras. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes alternativas de energía potencial solar El suministro anual de energía solar varía de 900-1000 kWh/m2 en la región norte del Mar Báltico hasta, por ejemplo, 1077 kWh/m2 en Europa Central (Bohemia) y hasta 1600 kWh/m2 en las regiones del Mediterráneo y el Mar Negro en un superficie horizontal. En el sur, en una superficie inclinada, el consumo anual de energía solar es un 20% mayor. Valoración de recursos La energía solar disponible varía a lo largo del día debido al movimiento relativo del Sol y dependiendo de la cobertura de nubes. Al mediodía, cuando hace buen tiempo, la irradiancia producida por el Sol puede alcanzar los 1000 W/m2, mientras que en condiciones de densa nubosidad puede descender a 100 W/m2 o menos, incluso al mediodía. La cantidad de energía solar cambia con el ángulo de inclinación de la instalación y la orientación de su superficie, disminuyendo a medida que se aleja de la dirección sur. Las células solares producidas en fábrica y vendidas en el mercado tienen una potencia nominal específica, expresada en vatios de potencia máxima (Wpp). Este es un indicador de su potencia máxima en condiciones de prueba estándar, cuando la radiación solar está cerca de su valor máximo de 1000 W/m2 y la temperatura de la superficie de la célula solar es de 25°C. En la práctica, las fotocélulas rara vez tienen que funcionar en tales condiciones. La potencia aproximada (P) de un sistema fotovoltaico se estima mediante la fórmula: P (kWh/día) = Pp (kW) * I (kWh/m2 por día) * P donde: Pp es la potencia nominal en kW, equivalente a la eficiencia multiplicada por el área en m2, I es la exposición a la radiación solar superficial, en kWh/m2 por día PR es el factor de rendimiento del sistema. En la tabla se muestra el valor medio diario de la irradiancia solar (I) en Europa en kWh/m2 por día (inclinación hacia el sur, ángulo de inclinación con respecto al horizonte de 30 grados).
Factores de rendimiento típicos:
En las condiciones europeas, la energía solar entrante en la mayoría de los casos supera el consumo de energía del edificio. Por ejemplo, un edificio de apartamentos típico en la República Checa recibe 1077 kWh/m2, mientras que cada piso consume aproximadamente 150 kWh/m2 para calefacción y otros 25-50 kWh/m2 para iluminación y cocina, lo que generalmente equivale a 875 - 1000 kWh/m2. para un edificio de cinco pisos (los pisos se miden en m2 de superficie horizontal). La energía solar suministrada durante todo el año es generalmente suficiente, pero el recurso útil está limitado por las fluctuaciones de la energía solar y la capacidad de almacenamiento. Se puede realizar una evaluación correcta de la proporción de calor solar útil teniendo en cuenta las diferentes cargas de calor. Las limitaciones de los sistemas integrados suelen ser que la calefacción solar sólo puede suministrar entre el 60% y el 80% del agua caliente y entre el 25% y el 50% de la demanda de calefacción. Depende de la ubicación de la casa y del tipo de sistema. En el norte de Europa, los límites son del 70% y el 30% respectivamente para el suministro de agua caliente y la calefacción de espacios. Los análisis y la experiencia con los sistemas de calefacción central solar muestran que pueden cubrir el 5% del consumo sin almacenamiento, el 10% con almacenamiento de 12 horas y alrededor del 80% con almacenamiento estacional. Estos datos se basan en sistemas de calefacción urbana residencial donde la pérdida de calor promedio es del 20%. Los sistemas de calefacción solar sin almacenamiento de calor son, con diferencia, la solución más económica. La calefacción solar puede satisfacer aproximadamente el 30% de las necesidades de las empresas industriales que utilizan calor por debajo de los 100 °C, si su consumo de calor es estable. Dependiendo de la época del año y la temperatura, la energía solar puede cubrir el 100% de la demanda de productos de secado. La calefacción solar de piscinas puede proporcionar casi por completo la carga de calor para las piscinas cubiertas y el 100% para las piscinas al aire libre en verano. Por lo tanto, calcular el potencial de calentamiento solar es principalmente una cuestión de estimar la necesidad de calor a baja temperatura. barreras La mayoría de las instalaciones de calefacción solar están bien desarrolladas y, si se encuentran dificultades en el camino, éstas se deben más a la falta de ciertos materiales o tecnologías en un lugar determinado que a la falta de tecnología en sí. Por tanto, las principales barreras, además de las económicas, son:
A veces el obstáculo es la falta de energía solar. Cuando se trata de sistemas de calefacción solar activos, casi siempre se puede encontrar un lugar para instalar el colector del que se pueda aprovechar la energía de la luz solar. En el caso de la energía solar pasiva, que normalmente llega a través de ventanas comunes, la proximidad a casas o árboles puede provocar una reducción importante de la energía entrante. Incluso después de la fuerte reducción de precios, las células solares cuestan actualmente 5 dólares por vatio. La electricidad procedente de células solares cuesta hoy entre 1 y 0,5 dólar/kWh, es decir, más cara que la procedente de otras fuentes renovables. En el futuro, a medida que su uso se generalice, el coste de las células solares debería disminuir. A pesar de su alto coste, la energía fotovoltaica puede ser más barata que otras fuentes en regiones remotas aisladas de la red eléctrica, o donde generar electricidad por otros medios (por ejemplo, generadores diésel) es difícil o inaceptable por razones medioambientales (por ejemplo, en zonas montañosas). áreas).
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