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Curso de Energía Solar Térmica

Termotanques solares para hogares y calefactores de piscinas

El Sol, composición, estructura interna, reacciones de fusión nuclear, el Sol como fuente de energía, espectro electromagnético de radiación solar: espectro Visible (V)-Ultra Violeta (UV)-Infrarrojo (IR), movimiento solar, conceptos de altura solar y azimut, georreferenciación, Latitud y Longitud, la tierra como colector solar: estaciones del año, movimiento solar visto desde la superficie de la tierra, altura solar y sombras para distintas latitudes (cálculos simplificados)

Energía solar térmica, captación solar para baja y alta temperatura de agua, STS para uso domiciliario en calentamiento de agua y climatización de piscinas, colectores solares de placa plana: elementos que lo componen, tipos de vidrios empleados. STS con colectores solares de tubos de vacío: de flujo directo y flujo indirecto o heat-pipe. STS por circulación natural o termosifón, sistemas directos e indirectos. STS por circulación forzada, sistemas directos e indirectos. STS para climatización de piscinas, perfil de temperatura estacional, uso de cobertores térmicos, elementos constitutivos. Curva de eficiencia de un colector solar, que información nos brinda, como usarla para elegir un STS según la aplicación.

Elementos constitutivos de un colector de placa plana, balance de energía dentro del colector, propiedades de los elementos constitutivos principales: cubierta-absorbedor-aislamiento y carcasa. Curva de rendimiento, soluciones constructivas, vidrios óptimos, aislamiento, carcasa, tanque acumulador, tipos, conexiones entre el colector-acumulador, aislación, cañerías. Sistemas por termosifón o circulación forzada, directa e indirecta (con intercambiador), esquemas típicos de conexiones, instalación de colectores para evitar sombras entre ellos, conexionado de colectores en grupo. Balance energético dentro del STS, intercambiador de calor en el tanque acumulador (sistemas indirectos), funcionamiento diurno y nocturno de un STS, tanque acumulador: temperaturas, porcentaje de energía aprovechada en función del tamaño y máxima eficiencia acorde a la temperatura del agua.

Elementos constitutivos de un colector de vacío, curva de eficiencia, de flujo directo entre colector y tanque acumulador y heat pipe, montaje, ventajas y desventajas, modelos comerciales típicos, colectores de vacío sin tanque de acumulación integrado, Kit de tubos de vacío y tanque acumulador separados (sistema directo con bombeo), tanques externos, curva de rendimiento.

Gráfica del período anual ampliado de uso de la piscina, objetivo de la climatización de piscinas exteriores, colectores solares especiales para uso en piscinas, ejemplo de montaje de colectores, curva de eficiencia en época estival, esquema básico de conexionado, característica de los colectores solares, accesorios para el montaje, detalle constructivo y características técnicas de los colectores solares, accesorios de montaje y cálculo de cantidad, uso de mantas térmicas para disminuir las pérdidas de energía, funcionamiento del sistema de control, relación de área de colección y área de la piscina, configuración de montaje de los colectores solares, conexión entre colectores, fijación, integración con el sistema de recirculación y filtrado existente en la piscina, instalación de sensores de temperatura.

Cinco reglas de oro a cumplir en el dimensionamiento de un STS, método de cálculo simplificado manual y por el método de F-Chart para una demanda dada, estimación de los requerimientos diarios de Agua Caliente Sanitaria (A.C.S.), Tabla de datos meteorológicos necesarios para el dimensionamiento de un STS, Ejemplos de cálculo (ejercicios en clase), cálculo de la Fracción de Ahorro Solar anual (F.A.S.), área de colectores solares para A.C.S. y volumen del tanque acumulador y, climatización de una piscina con uso o no de manta térmica.

Motivos para instalar un STS, período de retorno del capital invertido (amortización), Tasa de Rentabilidad Interna (T.I.R.), fórmulas de cálculo financieras a considerar, ejemplo de evaluación.

Criterios de instalación de los tres (3) tipos de sistemas estudiados, orientación óptima de los colectores solares, minimización del efecto de sombras, recomendaciones, precauciones, integración con el entorno arquitectónico, montaje sobre estructuras soporte o sobre techos/tejados, minimización del impacto visual, mantenimientos predictivos y preventivos, recomendaciones de operación para su uso óptimo y eficiente.

Consideraciones a la hora de decidir instalar un sistema solar térmico.