Colector Solar 4x6e36

MATERIA: RADIACION SOLAR

TRABAJO: REPORTE DE LA ELABORACION DE UN COLECTOR PLANO CASERO CATEDRATICO: ING. HELIODOR SANCHEZ SANTIAGO.

ALUMNOS: MANZO ESTEVA DULCE JIMENEZ TOLEDO JULIO ANDRES VALDIVIEZO BAUTISTA EDWIN OMAR OSORIO HERNANDEZ WILFREDYD

GRUPO: 9 “J”

Heroica Cd. De Juchitán De Zaragoza Oaxaca A 17 De Diciembre Del 2014.

INDICE. Pág. Introducción Objetivos Objetivo General Objetivo Especifico Justificación Marco De Referencia Actividades Realizadas Tabla 1. Presupuesto Del Colector Plano Casero Tabla 2. Especificaciones Del Colector Solas Plano Casero Conclusiones Bibliografía

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INTRODUCCION. Si buscamos en el diccionario la palabra energía encontraremos el siguiente significado: “Es la capacidad para realizar un trabajo” La energía es el motor de nuestro mundo, mueve nuestros cuerpos, calienta nuestras casas, ilumina nuestras calles, alimenta nuestras industrias, desplaza nuestros vehículos y en definitiva es la base de cualquier actividad que se lleve a cabo a nuestro alrededor. Hoy en día vemos que nuestro clima está cambiando muy rápidamente a causa de la contaminación de nuestra atmósfera debido a que no hemos tomamos conciencia aun del daño que estamos causando a nuestro planeta. La humanidad está consumiendo cada vez más energía proveniente de los combustibles fósiles (gas, petróleo; recursos no renovables) y comprometiendo así el futuro de nuestro planeta, en el que todos vivimos. El actual consumo desmedido de combustibles produjo en los últimos años un notable aumento en los precios de los mismos, haciendo esto necesario la búsqueda de otros recursos energéticos, tales como la energía solar. Las instalaciones de Colectores Solares Térmicos en los hogares forman parte de una de las soluciones más convenientes, ya que presentan una sencillez constructiva tal que permite ser fabricados por los mismos propietarios. El calentamiento de agua mediante energía solar, se ha convertido en una solución para aquellos que no cuentan con suministro eléctrico o de gas, siendo además una opción económicamente atractiva y competitiva, es decir, permite un ahorro de dinero importante, para quien posea este tipo de calentadores. Más allá de las ventajas económicas antes mencionadas permite contribuir además a la disminución de la contaminación ambiental. El colector solar es el elemento encargado de absorber la energía contenida en la radiación solar y calentar al fluido. El tipo de colector que vamos a construir es el denominado colector solar plano. Los colectores solares planos destinados al calentamiento de agua pueden estar fabricados en distintos materiales (acero, cobre, aluminio, plásticos, etc.) pero están basados siempre en el mismo principio, denominado "efecto invernadero", consistente en captar en su interior la energía solar, y no dejar que se pierda lográndose así aumentar la temperatura del agua en su interior.

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OBJETIVOS. OBJETIVO GENERAL  Implementación de un sistema de calentamiento solar de agua para uso

residencial, construido a partir de materiales reciclables fáciles de conseguir, económicos y durables, OBJETIVOS ESPECIFICOS  Analizar la importancia de la utilización de energías limpias.  Comprender básicamente el funcionamiento de un colector solar plano casero  Utilización de material reciclado para construcción del colector.  Difundir el uso de energías alternativas

JUSTIFICACION. La presente práctica se realizara con el fin de mostrar el funcionamiento de un colector solar plano utilizando materiales reciclados y fáciles de conseguir, implementando así una nueva alternativa para poder aprovechar la energía solar.

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MARCO TEÓRICO Calentador Solar Un calentador solar es un aparato que utiliza el calor del sol para calentar alguna sustancia, como puede ser agua, aceite, salmuera, glicol o incluso aire. Su uso más común es para calentar agua para uso en albercas o servicios sanitarios (duchas, lavado de ropa o trastes etc.) tanto en ambientes domésticos como hoteles. Son sencillos y resistentes, pueden tener una vida útil de hasta 20 años sin mayor mantenimiento. En muchos climas un calentador solar puede disminuir el consumo energético utilizado para calentar agua. Tal disminución puede llegar a ser de hasta 50%-75% o inclusive 100% si se sustituye completamente, eliminando el consumo de gas o electricidad. Aunque en muchos países, por lo general en vías de desarrollo con climas muy propicios para el uso de estos sistemas, no los utilizan debido al costo inicial que se debe de cubrir para calentar la primera gota de agua. Se recomienda limpiar el colector cada 4 o 6 meses para aumentar su eficiencia y vida útil. La eficiencia para captar la energía solar es muy elevada en los calentadores solares. Dependiendo de la tecnología y materiales implementados, puede llegar a tener eficiencias de 70% u 80%. No debemos confundirnos con el fotovoltaico, el cual no se utiliza para calentar substancias, sino para generar electricidad a partir de la luz. ¿Cómo es? Un calentador solar de agua consta principalmente de tres partes: El colector solar plano, que se encarga de capturar la energía del sol y transferirla al agua; el termotanque, donde se almacena el agua caliente; y el sistema de tuberías por donde el agua circula. En las ciudades donde se alcanzan temperaturas muy bajas durante las noches, los calentadores deben estar provistos de un dispositivo que evite el congelamiento del agua al interior del colector solar plano. ¿Cómo funciona? El funcionamiento de un calentador solar de agua es muy sencillo: El colector solar plano se instala normalmente en el techo de la casa y orientado de tal manera que quede expuesto a la radiación del sol todo el día. Para lograr la mayor captación de la radiación solar, el colector solar plano se coloca con cierta inclinación, la cual depende de la localización de la ciudad donde sea instalado. El colector solar plano está formado por aletas captadoras conectadas a tubos por donde circula el agua, lo cual permite capturar el calor proveniente de los rayos y transferirlo al agua que circula en su interior. 13

¿Para qué nos sirve? Para nuestro aseo personal y algunos quehaceres domésticos, requerimos agua caliente. Para ello, normalmente utilizamos un calentador, que conocemos como “boiler” y que funciona con gas, o en algunos casos utilizamos leña. Entonces, si instalamos en nuestra casa un calentador solar de agua del tamaño adecuado, en épocas de mucho calor y en lugares donde hay mucho sol, todo el año servirá, no sólo para bañarnos, sino para cubrir todas las necesidades de agua caliente. Incluso en los días los días muy nublados, el “boiler” servirá para calentar, parcialmente, el agua que requerimos para el aseo personal.

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CONSTRUCCION DE UN COLECTOR SOLAR PLANO CASERO. ACTIVIDADES REALIZADAS. Para realizar esta práctica se necesitan los siguientes materiales:           

Madera Serpentín de un refrigerador Vidrio Papel aluminio Unicel Spray negro mate Spray verde Silicón Pegamento Clavos Martillo

La construcción del proyecto fue: Armado del marco:

Figura 1. En la figura 1 se muestra como la construcción de nuestro colector tiene como eje fundamental el marco que contiene a todo el sistema. Para la construcción del mismo, en nuestro caso, vamos a utilizar madera ya que es fácil de obtener y manipular. Esto no impide que se realice el marco con otros materiales, lo importante es mantener las medidas interiores del mismo y una rigidez adecuada.

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Figura 2. Una vez armado el marco, en la figura 2 se observa como se le coloca el aislante en este caso unicel, en la base y los lados. Cubriendo cada rincón del marco. Para que el unicel no se mueva se le aplica pegamento al momento de estar acomodando el unicel.

Figura 3

Figura 4

En las figuras 3 y 4 se muestra como el unicel es forrado con papel aluminio, previamente pintado con color negro mate. La lámina reflejará la luz del sol que no fue absorbida por el colector en la primera pasada y la hará saltar de nuevo sobre el colector en otro intento de absorción. La cubierta de cristal mantendrá todo el calor dentro del para la absorción de más calor.

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Figura 5

Figura 6.

En la figura 5 se muestra como se realizan unos orificios para poder colocar Los tubos de entrada y salida del agua. En la figura 6 se muestra como queda colocado finalmente el serpentín del refrigerador.

Figura 7. En la figura 7 se muestra como queda terminado el colector solar plano casero, se muestra como queda el cristal y las mangueras donde entrara y saldrá el agua.

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Una palabra de advertencia, este funciona muy bien. Lo probamos en un día muy soleado y en cuestión de segundos el agua que salía del era lo suficientemente caliente como para escaldar. Esta agua muy caliente sólo se forma cuando el agua dentro del se deja reposar durante unos minutos sin moverse. Si el agua está en movimiento (sifón de gravedad) el agua que sale del tubo de retorno es de unos 42º C, y aunque está caliente, no nos quemará. El agua no fluye a través del colector solar muy rápido (ya que las tuberías son muy pequeñas), y así permite que el agua se caliente mucho en su viaje a través del colector. Sin embargo, tarda un tiempo para calentar un cubo de 20 litros de agua. Durante un par de horas, un día soleado con temperatura ambiente de 25ºC, el sistema calienta 20 litros de agua fría (a 20ºC) a más de 43º C. Si el agua se deja reposar en el colector durante varios minutos y luego se fuerza a salir (al soplar en una de las mangueras) el agua sale a 76º C. Estamos bastante contentos con el rendimiento (y coste) de este colector solar. Las posibles modificaciones para este diseño serían modificar el extremo de salida para que haya un termo sifón, de esta manera podríamos poner la manguera de retorno en el cubo de origen y el agua circularía continuamente en el colector cada vez más caliente.

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TABLA 1. PRESUPUESTO DEL COLECTOR SOLAR PLANO CASERO CANTIDAD 1 1 rollo 2 1 1 2 TOTAL

MATERIAL Vidrio Papel aluminio Unicel Spray negro mate Spray verde Silicón

PRECIO $100 $25 $30 $35 $35 $100 $325

TABLA 2. ESPECIFICACIONES DEL COLECTOR SOLAR PLANO CASERO CONCEPTO Longitud del colector Ancho del colector Altura del colector Distancia entre los tubos Diámetro del tubo Distancia entre el absorbente y el vidrio Grosor del vidrio Emitancia del vidrio Emitancia del absorbente Largo del serpentín Numero de vueltas en el serpentín Grosor del aislante Temperatura de entrada del agua Temperatura de salida sin dejar reposar el agua Temperatura de salida con reposo de 5 minutos Peso del colector

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MEDIDA 122cm 64 cm 6 cm 5 cm 3/16 3 cm 3 mm ᵋ= 0.88 ᵋ=0.95 12.8 m 22 1 cm 25° 45° 78° 8 kg

CONCLUSIONES Las energías limpias son las que más deberíamos de explotar ya que son renovables, inagotable y no contaminan el medio ambiente; con lo que nos evitamos problemas como la lluvia ácida o el efecto invernadero. Los beneficios económicos de la energía solar radican en que no requiere combustible para su funcionamiento y en que los costes de mantenimiento son muy bajos. Los calentadores solares son ecotecnias muy fáciles de hacer y utilizan materiales fáciles de conseguir, su uso permite tener una ahorro económico, se mejora el ambiente al reducir el consumo de biocombustibles fósiles hasta en un 80% y mejora la calidad de vida.

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BIBLIOGRAFIA. Energía solar, colectores solares planos Tratamiento teórico vol. 1 Jenaro Carlos Paz Gutiérrez Primera edición 2006 http://cdigital.uv.mx/handle/123456789/32777 http://calentadodeaguacaseramente.blogspot.mx/ http://www.mienergiagratis.com/energia-solar/item/59-colector-solar-casero-paracalentar-agua.html

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