Energía Solar para conseguir frío
La tecnología del frío solar parte de aprovechar el calor para generar frío. Es necesario utilizar los sistemas solares térmicos y añadirles un equipo de absorción. Teniendo en cuenta que el consumo eléctrico sube considerablemente durante los meses de verano por el uso de los aparatos de aire acondicionado, la generalización de esta tecnología puede suponer un desarrollo muy positivo en la utilización este sistema garantiza un ahorro de hasta un 70% ya que, por un lado, se utiliza una fuente de energía renovable y, por otro, se reduce el consumo de electricidad.
Los sistemas de refrigeración solar tienen la gran ventaja de que se utilizan cuando coinciden los niveles máximos de demanda y de producción, ya que las necesidades de climatización de un edificio se producen en la época de más radiación solar. Son especialmente eficientes y adecuadas para edificios que precisan de refrigeración y calefacción intensivas como es el caso del sector residencial y terciario, que necesitan refrigeración intensiva durante tantos meses como hoteles, centros comerciales, oficinas, etc., cada vez con más demanda de confort. Otra de las ventajas es que se evitan los problemas de dispersión energética que las instalaciones de energía solar térmica tienen en verano, al no disponer de sistemas de disipación de calor.
Un sistema que aprovecha la energía solar y evita los problemas medioambientales del consumo eléctrico.
La energía solar térmica utilizada para refrigeración descongestiona la red de distribución eléctrica y extrae un mayor rendimiento de las instalaciones solares, a menudo infra-aprovechadas o en riesgo de sobrecalentamiento durante el verano. En la Unión Europea (UE) se espera que su uso aumente en los próximos años, teniendo en cuenta el incremento de las energías limpias como fórmula para evitar las emisiones de gases de efecto invernadero y de los CFC y HCFC, refrigerantes implicados en la reducción de la capa de ozono.
El aprovechamiento de la energía solar para producir frío puede realizarse de dos maneras distintas. Por un lado, mediante módulos fotovoltaicos que generen la electricidad necesaria para accionar un equipo eléctrico. Por otro lado, mediante colectores solares que produzcan directamente energía térmica a baja o media temperatura.
Desde un punto de vista de utilidad energética, las aplicaciones que utilizan el calor sin intermediación eléctrica son más eficientes, ya que tanto la producción de frío como la energía consumida para abastecerlo son de carácter térmico. La electricidad generada por las placas solares puede emplearse en otros usos que no pueden ser abastecidos térmicamente, como la iluminación o la fuerza motora.
En la actualidad, hay varias tecnologías que aprovechan la energía calorífica. Las máquinas de refrigeración por absorción y por adsorción son las más utilizadas y cuentan con las mayores perspectivas de desarrollo futuro. El sistema de refrigeración por absorción se basa en la capacidad de absorber calor de ciertos pares de sustancias, como el agua y el bromuro de litio o el agua y el amoniaco. Su funcionamiento se basa en las reacciones físico-químicas entre un refrigerante y un absorbente. Son accionadas por una energía térmica, que en el caso de la energía solar es agua caliente. El tipo de captadores óptimos son los planos selectivos, de concentrador (CPC) o de vacío. Las máquinas de absorción más aplicadas en climatización (> 18°C ) son las de bromuro de litio (absorbente) y agua (refrigerante). Estas máquinas tienen un COP (frío producido / energía consumida) de 0.6 - 0.7 y pueden funcionar con agua caliente a partir de 80 ºC .
Por su parte, la refrigeración por absorción se basa en el fenómeno por el cual un cuerpo sólido, bajo la liberación de una determinada cantidad de energía en forma de calor, adsorbe o atrapa en su superficie una cantidad de materia gaseosa.
En los sólidos porosos o finamente divididos la adsorción es mayor debido al aumento de la superficie expuesta. En algunos casos, los átomos del material que se adsorbe comparten electrones con los átomos de la superficie sólida adsorbente, formando una capa fina de compuesto químico. La adsorción es también una parte importante de la catálisis y otros procesos químicos.
A diferencia de las anteriores, en las máquinas de absorción para aire acondicionado y refrigeración, en vez de un absorbente líquido se utiliza un absorbente sólido. Su ciclo de funcionamiento no es continuo y tiene una fase de carga y otra de descarga. El COP de estas máquinas se encuentra entre 0.55 - 0.65 y la temperatura de la fuente caliente puede ser inferior a la de las máquinas de absorción, a partir de 55º C, lo que permite el uso de captadores solares planos.
Conseguir temperaturas por debajo de los 2°C es bastante complicado técnicamente, sin embargo el potencial de aplicación de esta tecnología solar es muy alto y merece la pena seguir aplicando recursos en I+D+i ya que su utilización se encuentra en una fase temprana, principalmente en altos rangos de potencia para su aplicación en hoteles, hospitales, etc., pero en rangos menores por debajo de los 20 - 30 kW, para aplicaciones individuales, esta tecnología no está suficientemente desarrollada y los costes son todavía altos. Según sus defensores, aunque la inversión es elevada y su rendimiento es bajo en comparación con las máquinas convencionales, el desarrollo de la tecnología y el aumento de usuarios volverán competitivos los sistemas de frío solar. Además, el coste de una instalación fotovoltaica está subvencionado por el estado y puede conectarse a la red para vender la electricidad generada y conseguir beneficios, amortizando antes la inversión.
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