Enfocaré este artículo en dos partes; por un lado, la generación de electricidad termosolar y por otro, la incidencia de dicha energía solar en el cálculo de la carga térmica, la cual es sumamente alta en los países tropicales.
por Camilo Botero*
Recientemente adquirí el libro La electricidad termosolar. Historia de éxito de la investigación, que me ha resultado tremendamente motivante para que en Colombia y demás países latinoamericanos (en la mayoría de los cuales hay una gran intensidad de radiación solar) nos concentremos en el aprovechamiento de la energía renovable.
Hoy en día la generación de energía eléctrica, partiendo de la energía solar, representa en España un porcentaje considerable del total de la energía consumida (aproximadamente el 5%).
La electricidad termosolar vive un momento de gran interés en el concierto de las naciones, finalmente se ha producido su despegue y nuestros países iberoamericanos no pueden ser ajenos a este reto que representa una gran oportunidad para introducirnos, de manera significativa, en la utilización de esta energía renovable.
España ya nos da el ejemplo de manera categórica, puesto que es una de las naciones pioneras y quizás va a la vanguardia en el tema.
Debe resolverse lo más pronto posible el apoyo institucional a estos desarrollos, involucrando las instituciones científicas, académicas y gubernamentales con sus recursos de conocimiento y sobre todo el apoyo financiero a las iniciativas, pues sin duda la energía termosolar tendrá un papel muy importante en el sistema energético del futuro, el cual será, seguramente, más descentralizado y diversificado.
Por ejemplo, leí en la revista Futura que este tipo de energía se está usando en pozos petroleros para generar el vapor requerido por el proceso y logrando así comercializar el gas que se usaba para ese propósito; esto hará que el uso racional de la energía sea más eficiente y solidario.
En Colombia sería una gran alternativa para el sistema interconectado, pues cuando hay sequías se emplean plantas térmicas convencionales de muy baja eficiencia y de gran capacidad de deterioro del medio ambiente.
Algunas consideraciones con relación a Colombia
(Tomado de El Hombre y la Máquina No.37, Julio-Diciembre de 2011 UAO)
La Unidad de Planeación Minero Energética (UPME), en asocio con el Instituto de Estudios medioambientales (IDEAM), publicó el Atlas de radiación solar, el cual es el documento oficial de este recurso energético en el país.
Allí se presentan, registrados, los valores del recurso energético para el desarrollo de sistemas de energía solar para Colombia. En este trabajo se registran mediciones que contrastan con valores de la publicación oficial, lo que indica el gran potencial energético existente en algunas regiones.
Atlas de radiación solar
El mapa de radiación solar anual realizado por el IDEAM de Colombia y la UPME, muestra que las zonas aisladas o Zonas No-Interconectadas (ZM) al sistema presentan valores promedio de 4 a 4,5 kWh/m2 de radiación por día, lo cual es apto y muy motivante para el desarrollo de nuevos programas de aplicación de sistemas fotovoltaicos, dado que en países donde se ha desarrollado la energía solar fotovoltaica se aprovechan valores similares de radiación.
En el caso del sur de España, con la radiación más alta y las plantas y las plataformas solares más grandes del país, se registra una radiación solar diaria promedio de 3,8 a 4,5 kWh/m2 de radiación por día.
El país está caracterizado por las regiones: Andina, Atlántica, Pacifica, Orinoquia y Amazonia.
La intensidad de la radiación solar en la región Andina colombiana muestra que las zonas del Valle del Cauca y del Magdalena poseen el mayor potencial de esta región y a medida que se asciende hacia las cimas de las cordilleras, ese potencial va disminuyendo gradualmente, con excepción de algunas zonas llamadas altiplanos, donde se observa un potencial solar mayor comparado con el de las laderas y los valles.
Se puede observar, de acuerdo con las convenciones, que sobre la mayor parte del territorio colombiano que tiene incidencia de la radiación solar global, tiene promedios entre 4 y 4,5 kwh/m2 por día, especialmente sobre gran parte de la Amazonia y la región Andina. Colombia, debido a su posición geográfica, es favorecida con una gran disponibilidad del recurso solar.
Mediciones realizadas en otro punto del Valle del Cauca, contrastan con los valores obtenidos del documento oficial. Es así como en el Lago Calima, municipio de Darién, en el Valle del Cauca, donde no se conoce de estaciones meteorológicas que reporten radiación solar, se usó un pirómetro digital y se midieron valores de radiación solar superando los 1.000 W/m2.
En cuanto a valores de energía solar fotovoltaica, se midieron en la Universidad Autónoma de Occidente en Cali valores superiores a 1.200 W/m2, lo cual es bastante alto y prometedor para generación.
El impacto de la radiación solar en el cálculo de la carga térmica
Como se dijo en el artículo anterior la radiación solar es uno de los tres modos de transferir calor y se hace por medio de ondas electromagnéticas.
Cuando se realiza el cálculo de la carga térmica con el fin de determinar cuál sería el tamaño del equipo en toneladas de refrigeración, este modo de transferencia de calor se constituye en un factor preponderante, sobre todo si hay grandes domos y ventanas que estén expuestos a dicha radiación.
La información que viene en los textos o software americanos o europeos y en los excelentes manuales de las principales firmas de equipos respecto a la intensidad de la radiación solar en nuestra región, no es correcta y aún cuando ya tenemos información local, no está presentada en la forma como se requiere en un proceso de cálculo de la carga térmica para calcular la radiación a las horas pico. Debemos trabajar en organizar esta información desde nuestros gremios.
Lo que sí resulta evidente es que la carga por radiación solar a través de materiales traslúcidos en un país tropical, es determinante de la capacidad de los sistemas centrales, con el agravante, en algunos casos, que se puede cumplir la condición de temperatura, pero por ser un fenómeno de ondas electromagnéticas causa disconfort térmico de una manera muy marcada si no se provee la sombra adecuada.
* Camilo Botero es el actual Secretario de la Federación de Asociaciones Iberoamericanas del Aire Acondicionado y la Refrigeración - FAIAR; fue presidente de ACAIRE y es presidente de Camilo Botero Ingenieros Consultores Ltda. Se ha desempeñado como docente en varias universidades colombianas, gremios y actualmente en ACAIRE en cursos de diplomado de proyectos de aire acondicionado, eficiencia energética en aire acondicionado y refrigeración, cogeneración y trigeneración, psicometría aplicada, termodinámica, mecánica de fluídos, transferencia de calor y turbomaquinaria.
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