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• Juan Rico Castro

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Calcular el % de sustitución de energía convencional para el mes de febrero que se consigue con la instalación de un equipo compacto de 2 colectores que se utiliza todo el año. La ecuación de rendimiento de los colectores del equipo es: =0,7883801-0,626311(tm-ta)/I y su superficie de 2,17 m2. Con el equipo se pretende cubrir las necesidades de una familia de 4 personas ubicada en Málaga. Se estima un consumo medio de 40 litros/persona por día. Suponer que la instalación se encuentra situada en un lugar con aire muy puro y 2 limpio y que la energía disponible por mes el 85% de la energía aportada por m2 de superficie colectora (rendimiento del acumulador).

Lo primero que voy a hacer es calcular cuanta energía necesita esta familia con los consumos que tienen. -

Consumo diario: 40 l/pers dia

-

Personas: 4

-

Días: 28 días febrero

40l/pers dia x 4 pers x 28 días; Obtenemos el consumo en litros que es 4480 litros Esos litros lo vamos a pasar a Kg. con la formula de la densidad. M = d x v;

densidad del agua: 1 Kg/l

M = 1 Kg/l x 4480 l ;

M = 4480 kg.

-

La Tª del agua de la red en el mes de febrero en Málaga es de 9ºC

-

Calor específico: 1 Kcal/kg ºC.

Ejercicios Energía solar térmica

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Ejercicios

Ejercicio 3. Unidad 5

Q = m x ce x (tf – ti). Q = 4480 kg x 1 Kcal/kg ºC x (45 ºC – 9 ºC); Q= 161280 Kcal 161280 Kcal x 4.18KJ/Kcal = 674150.4 KJ = 674.1MJ Es la energía que necesita esta familia con dichos consumos en el mes de febrero.

Ahora voy a calcular cuanta energía me aporta mi instalación en el mes de febrero y así poder decir cuanta energía puede sustituir dicha instalación. Para calcular esto lo primero que voy a hacer es ver los valores de K y H los cuales se obtienen a partir de unas tablas. Para obtener el valor de K, sabemos que la latitud en la que se encuentra Málaga es 36.7 º. Y como la instalación se va a utilizar todo el año, debemos de inclinar nuestro colector 10 º más de la latitud en la que nos encontremos, por lo tanto debemos de inclinarla 46.7º. Con estos datos podemos obtener K donde: -

K = 1.25

-

H = 14.8 MJ/m²dia

-

f = 0.95.

Por lo tanto la energía media diaria es E = 0.94 x f x k x H; El valor de 0.94 lo debo de tener en cuenta ya que es la energía que el sistema es capaz de gestionar. Por lo tanto quedaría: E = 0.94 x 0.95 x 1.25 x 14.8;

E = 16.52 MJ/m²dia Esa es la energía que incide y

gestiona nuestra instalación por metro cuadrado en Málaga.

Ejercicios Energía solar térmica

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Ejercicios

Ahora vamos a calcular la energía que necesita dicha familia que es:

rendimiento que tiene este colector. T es el numero medio de horas diarias de sol útil: h = 9.5 que pasado a segundos nos da 32400 seg. I= E/T; I= 16520000/34200; I = 483.04W/m² Y ahora con el rendimiento que nos dice que es: =0,7883801-0,626311(tm-ta)/I, calculamos dicho rendimiento que es: 0.7883801-0.626311( 45- 12)/ 483.04 esto da un rendimiento de 0.74559. El rendimiento de nuestro colector es de 74.55%. Por lo tanto la E que nos quedaria seria: 16.52 MJ/m²dia x 0.74559; E = 12.317 MJ/m²dia. Como nosotros queremos saber la energía que nos proporcionaría todo el mes de febrero nuestra instalación, lo único que hay que hacer es multiplicar dicho resultado por los m² que tiene de paneles y por los días que tiene el mes de febrero. E = 12.317 MJ/m²dia x 2.17 m² x 28 días ;

E = 748.38 MJ

Pero como dice que la energía disponible es del 85% de toda la energía aportada, pues tendremos que calcularle el 85% a la energía aportada que son los 41.31 MJ quedando una energía de: 636.12 MJ Por lo tanto como la energía que necesita esta familia es de 674.1MJ y la energía que nos proporciona nuestra instalación es de 636.12 MJ, podemos decir, que con esta instalación estarían cubiertos tan solo el 94.36 %.

Ejercicios Energía solar térmica

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Ejercicios

Ahora voy a calcular la intensidad que me proporciona para asín poder calcular el