29.7.11

¿QUE ES LA REFRIGERACION SOLAR?

REFRIGERACION SOLAR |  GENERACION DE FRIO  APLICACIONES DE LA ENERGIA SOLAR |  ENFRIAMIENTO POR MOVILIZACION DEL CALOR POR OSCAR ARAOS, ING. CIVIL


refrigeracion solar
Proceso de Refrigeración Solar

¿QUÉ ES LA REFRIGERACIÓN SOLAR?


La aplicación de la energía solar con propósitos de preservación de productos refrigerados o de climatización es un campo con alto potencial y ya es una realidad. El diseño de equipos para este propósito se basa en el ciclo convencional de compresión de vapor accionado por energía fotovoltaica o en ciclos por absorción que utilizan energía térmica proveniente del sol.

Lo bueno de esta tecnología es que además de ser limpia y no contaminante, utiliza los mismos paneles solares requeridos para calefaccionar agua sanitaria., por lo que disponer de frío solar en verano permite una amortización del sistema mucho más rápida que si pretendiera utilizarse la instalación tan sólo para calefacción y agua caliente.

La aplicación más frecuente es el acondicionamiento de aire, tanto en edificios como en ambientes móviles (sobre todo vehículos). Existen sistemas basados en fotovoltaica y otros en energía solar térmica.

El fundamento científico de la generación de frío


Para mí se trata de uno de los logros científicos más espectaculares el que nos permite enfriar artificialmente algo. Casi diría que va contra el sentido común y desde luego contra nuestra experiencia natural, pues en el fondo se trata de “mover” el calor desde un lugar frío a otro caliente, justo lo contrario de lo que sucede espontáneamente en la naturaleza y que tantas veces a lo largo de nuestra vida hemos experimentado.


Ejemplo de Refrigeración Solar


Al echar unos cubitos de hielo a -5ºC en un vaso con agua a 25ºC, el calor fluye desde el agua hasta el hielo, hasta que se igualan sus temperaturas, pongamos a 5ºC. Nunca observamos que suceda lo contrario y que el hielo esté cada vez más frío y el agua más caliente porque el calor fluya desde el hielo hasta el agua. Sin embargo, eso es justamente lo que sucede cuando refrigeramos una habitación con un equipo de “aire acondicionado”. Hacemos que el calor fluya desde la habitación (por ejemplo a 22ºC) hasta la calle ¡que está más caliente! (pongamos a 30ºC).

La explicación

La generación de frío se basa en la “voracidad energética” de algunos sistemas cuando hacen todo lo posible para pasar al estado físico que, según las condiciones del entorno, debieran tener.

Si, por ejemplo, tenemos un líquido en unas condiciones de presión y temperatura y variamos bruscamente la presión –disminuyéndola- de forma que en esas nuevas condiciones debería estar en estado gaseoso, él repentinamente pasara a dicho estado y para ello arrebatará toda la energía que le haga falta –en forma de calor- a su entorno, que se enfriará bruscamente.

Así funcionan la mayoría de los frigoríficos y equipos de refrigeración.

El papel de la energía solar


Como hemos visto, para enfriar, es suficiente con que tengamos un líquido que pase a vapor. Ahora bien, si queremos repetir el proceso indefinidamente, después habrá que hacer pasar de nuevo el vapor a líquido –condensarlo- y para conseguirlo se utilizan diferentes técnicas. Por ejemplo en los frigoríficos y equipos de casa, se comprime el gas y se licua, pero existe la posibilidad de hacerlo pasar a líquido otra vez mediante calor. Primero se absorbe por un líquido “voraz” y después se separa de él calentándolo hasta el punto de ebullición de la sustancia que utilizamos para enfriar.

Ese calor lo puede suministrar una instalación solar de forma muy ventajosa, que además, puede ser apoyada por una bomba de calor tradicional cuando las condiciones lo exijan.

Refrigeración solar con termoeléctrica


En países calurosos de Oriente Medio, en determinadas épocas, hasta el 80% de la electricidad se utiliza para aire acondicionado y refrigeración.

Los Emiratos Árabes Unidos son una buena prueba de cómo el aire acondicionado afecta a la demanda general de energía. Durante los meses de verano, se consume el doble de electricidad que durante el invierno. Estos picos estacionales son típicos de muchos países y regiones en esta zona del mundo. También es muy característica y preocupante la falta de eficiencia energética en los sistemas, las viviendas, etc.

La energía solar, podría ser la generadora de este frío. Un colector de concentración puede producir suficiente vapor como para poner en marcha un sistema de refrigeración por absorción, proporcionando una alternativa ecológica a los sistemas de climatización convencional.

Otra posibilidad es utilizar colectores planos para obtener agua a temperatura cercana a los 100º C y hacer funcionar, también, sistemas de absorción.

Estos sistemas pueden aportar frío en verano y calor en invierno y recibir el apoyo de bombas de calor eléctricas, de alta eficiencia, que suplirían la falta de Sol cuando fuese preciso.

Aplicaciones Domésticas


A nivel doméstico ya se han desarrollado equipos comerciales aptos para viviendas de tamaño compacto, que evitan la necesidad de una torre de refrigeración externa y tienen potencias de enfriamiento de 5 a 10 Kw. Ello se ha conseguido mediante mejoras en la eficiencia de funcionamiento de la máquina de absorción, a través de procesos de rotación de los componentes. El refrigerante empleado es agua y su consumo eléctrico es reducido en comparación con otros sistemas (del orden de 300 wh). Esto también hace posible que este aporte eléctrico sea provisto por energía solar fotovoltaica, creando así un sistema autosuficiente energéticamente.

Hoy en día no sólo es posible encontrar en el mercado sistemas de refrigeración solar para viviendas complementarios con los sistemas de calefacción solar, sino que también refrigeradores solares alimentados por placas fotovoltaicas, extremadamente útiles en zonas rurales donde no existe energía eléctrica, o en situaciones de desastres naturales en que el suministro energético es lo primero que falla.

Tema y Autor:
¿QUE ES LA REFRIGERACION SOLAR?

Por, [OSCAR ARAOS GUZMAN] INGENIERO CIVIL, OSCAR ARAOS, CHILE.

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