Guia Completa d'Energies Alternatives i Sistemes Solars

Energies Alternatives i Renovables

Les energies alternatives també es coneixen com a energies renovables perquè provenen de fonts d'energia que es renoven de manera continuada, a diferència dels combustibles fòssils.

Beneficis de les Energies Renovables

• Reducció de diòxid de carboni.
• Aprofitament de recursos autòctons.
• Potencial de creixement elevat i gran capacitat d'exportació.
• Protecció de l'entorn natural.
• Beneficis socials derivats de l'electrificació de nuclis aïllats.
• Afavoriment de l'equilibri territorial.

Centrals Solars: Aprofitament de l'Energia del Sol

L'energia solar arriba a la superfície de la Terra directament o després de reflectir-se amb la pols i el vapor d'aigua que conté l'atmosfera.

Inconvenients de l'Energia Solar

• La radiació arriba de manera dispersa i inconstant a la superfície.
• S'ha de transformar en energia tèrmica o elèctrica en el moment que arriba.
• Per utilitzar-la a gran escala, són necessaris sistemes de captació de gran superfície.
• Inversió inicial elevada.

Sistemes d'Aprofitament de l'Energia Solar

Actualment es disposa de dos sistemes d'aprofitament de l'energia solar:

Via Tèrmica

Transformació de radiació solar en energia tèrmica.

Conversió Fotovoltaica

Transforma la radiació en energia elèctrica.

L'aprofitament tèrmic es pot realitzar mitjançant sistemes actius i també és possible amb l'aprofitament passiu. Els sistemes de temperatura baixa més utilitzats són els captadors plans, també anomenats col·lectors.

Centrals Termosolars

La radiació solar es concentra sobre un fluid i es transforma en energia tèrmica. El fluid, en passar per un intercanviador, produeix el vapor que acciona un grup turboalternador, en el qual s'obté l'energia elèctrica.

Centrals amb Col·lectors Distribuïts

Utilitzen col·lectors de concentració que concentren la radiació solar que reben en la superfície d'un element receptor de superfície molt reduïda, la qual cosa permet obtenir temperatures més altes, suficients per produir vapor a alta temperatura i generar electricitat.

Centrals Solars de Torre Central

Aprofiten l'energia solar a alta temperatura. El sistema d'obtenció està format per una gran superfície anomenada camp d'heliòstats que concentra la radiació solar en un receptor instal·lat a l'extrem superior de la torre.

Els Heliòstats

Els heliòstats són miralls amb un sistema de seguiment de la trajectòria del sol en els dos eixos i només aprofiten la radiació directa.

Conversió Fotovoltaica

Consisteix a transformar la radiació solar directament en energia elèctrica mitjançant captadors formats per cèl·lules solars o fotovoltaiques.

Les aplicacions es poden classificar en dos grans grups:

• Instal·lacions aïllades.
• Instal·lacions connectades.

L'Efecte Hivernacle en Sistemes Solars

L'efecte hivernacle consisteix a atrapar la radiació infraroja que emet l'objecte escalfat, de manera que quedi retinguda dins l'espai confinat on es troba l'objecte. Amb això, la temperatura augmenta. Aquest efecte s'aconsegueix tancant l'espai, per exemple, amb un vidre.

Sistemes d'Aprofitament Tèrmic: Actius i Passius

Els aprofitaments es classifiquen en sistemes actius i passius. Els dos sistemes no són excloents; en la majoria de dissenys s'aplica una combinació per aprofitar els avantatges de cadascun.

Arquitectura Bioclimàtica i Sostenibilitat

Busca l'obtenció del confort en els habitatges mitjançant la millor disposició d'un conjunt d'elements arquitectònics que permetin l'aprofitament de l'energia solar rebuda i les possibilitats de ventilació natural.

Elements Bàsics de l'Arquitectura Bioclimàtica

• Vidrieres: Capten l'energia solar i retenen la calor (efecte hivernacle).
• Masses tèrmiques: La seva finalitat és emmagatzemar calor.
• Elements de protecció: Com aïllaments, persianes, volades, teulades.
• Reflectors: Superfícies adequades per produir increments de radiació a l'hivern.

El Col·lector o Captador Solar

És l'element principal de la instal·lació, encarregat de captar l'energia de la radiació solar i transferir-la al fluid que s'ha d'escalfar. El seu funcionament es basa en l'efecte hivernacle.

Elements Principals d'un Col·lector Solar

• Placa absorbent: Element encarregat d'absorbir la radiació solar i cedir-la en forma de calor al fluid que circula pel seu interior.
• Coberta transparent: Té la finalitat de reduir les pèrdues, protegir la placa absorbent i crear l'efecte hivernacle.
• Aïllament tèrmic: Redueix les pèrdues de calor a través del fons i les parets laterals del captador.
• Caixa contenidora: S'hi allotgen tots els elements del col·lector, donant rigidesa i estanquitat al conjunt.