Como hacer una chimenea solar

El viento o corriente de aire en la atmósfera es producido por el calor del sol. Basados en este principio vamos a construir un molinete de papel que girará gracias al aire calentado por el Sol, que ascenderá por una pequeña chimenea fabricada con botellas de agua de 1,5l.

Material necesario

• 4 botellas de plástico de agua de 1,5 l.
• 1 folio de papel de cierto espesor.
• Un plato macetero grande pintado de negro.
• Un palo de madera fino, para actuar de eje.
• Una tachuela o chincheta y un alfiler.
• Una plancha de metacrilato transparente de 30 x 30 cm y 2 mm de espesor.

Montaje

• Cortar la base y el cono de dos botellas para conseguir una forma cilíndrica.
• Realizar un molinete de diámetro 1,5 cm menor que el de las botellas, para ello se divide el círculo resultante en 6 partes. Hacemos un círculo concéntrico menor de 1,5 cm de diámetro. Hacemos seis cortes y doblamos las aspas, como en el esquema.
• Pasar el alfiler por el centro del molinete.
• Cortar la base de la tercera botella y clavar con una chincheta al tapón un palo de una longitud de 10 cm en cuyo extremo clavaremos el molinete con el alfiler.
• Cortar con un cúter 4 ventanas de ventilación en la botella en la parte del cono, por encima del molinete.
• Unir las partes cilíndricas con silicona.
• Recontar en la plancha de metacrilato un círculo centrado de 30 cm de diámetro.
• Unir con silicona la plancha de metacrilato preparada con el plato macetero.
• Colocar el cilindro de plástico encima y sellar con silicona. 

Funcionamiento

La base actúa como un invernadero, el color negro del plato absorbe el calor de la radiación solar y el metacrilato impide que salga la radiación reflejada, calentándose el aire del interior. Como el aire caliente pesa menos, tiende a subir generándose una corriente ascendente que mueve el molinete.

Extraído del libro "Ingenios solares. Manual práctico para la construcción de aparatos sencillos relacionados con la energía solar" de José Manuel Jiménez "El Súper"

El modelo energético actual.

El modelo energético se encuentra en una encrucijada, con una serie de retos en cuanto al cambio climático, la seguridad de suministro energético y la competitividad.

• Desde el punto de vista de la competitividad es necesario reducir la dependencia de la energética de la economía y hacerla menos vulnerable a la variabilidad de sus precios.
• En España nuestra dependencia energética del exterior es total, esto supone riesgos de suministro, variación de precios e inestabilidad política de los países de suministro.

Dentro del contexto de la Unión Europa tenemos fijado para el año 2020, el objetivo 20, 20, 20.

• 20 % de suministro obligatorio de renovables
• 20 % de reducción del consumo energético.
• 20 % de reducción de emisiones de gases efecto invernadero.

La solución a nuestro modelo energético pasa por la eficiencia energética y el uso de tecnologías no emisoras de gases efecto invernadero. La implantación de la eficiencia energética supondría una reducción de emisiones del 43 %, mientras que la utilización de energías renovables supondría una reducción de emisiones del 21 %.

Energía solar térmica.

Una de las formas de aprovechamiento de la energía que recibimos del sol es la energía solar térmica consiste en el aprovechamiento del calor solar mediante el uso de paneles solares térmicos.

La energía solar térmica se basa en conocido como efecto invernadero. Un panel solar térmico es básicamente un recipiente metálico de forma rectangular con algún tratamiento anticorrosión.

En la parte inferior interna del panel hay una superficie de color negro muy absorbente de la radiación solar, para evitar que la radiación reflejada se escape del panel se coloca una superficie traslucida, que permita la entrada de la radiación solar incidente pero impida salir la radiación solar reflejada.

De esta forma tenemos fabricado un generador de calor, para su aprovechamiento, hacemos pasar por el interior del panel, un sistema de tuberías de Cu u otro material, que actúa como intercambiador.

Por el interior de las tuberías circula un fluido portador del calor, normalmente agua con algún sistema anticongelante, que se calienta a su paso por el interior del panel.

Si el sistema se diseña de forma adecuada, no sería necesaria bomba de impulsión para el agua, porque aprovechando la diferencia de densidades entre agua fría y caliente, el panel funcionaría como termosifón.

Las aplicaciones prácticas de la energía solar térmica más utilizadas son:

v  El calentamiento de agua sanitaria (ACS)

v  La calefacción por suelo radiante.

v  El precalentamiento de agua para procesos industriales.

v  El calentamiento de agua para piscinas.

v  Climatización mediante bombas de absorción.

El aprovechamiento de la energía solar térmica es una tecnología madura y fiable, amortizable sin la necesidad de subvenciones, y respetuosa con el medio ambiente.

En el 2007 entró en vigor el Código Técnico de la Edificación (CTE) que obliga a todas s nuevas construcciones a instalar sistemas de aprovechamiento de energía solar térmica.

Energía solar fotovoltaica.

La energía solar fotovoltáica, aprovecha el efecto del mismo nombre, por el que determinadas sustancias emiten electrones al recibir la radiación solar. Este efecto nos permite la transformación de la radiación solar  directamente en energía eléctrica.

En la actualidad utilizamos la energía solar fotovoltáica en dos formas:

v  Instalaciones aisladas de la red eléctrica.

Ø  Es muy útil en lugares donde el coste de la red de distribución de electricidad sería muy elevado, y mediante su uso  podemos suministrar electricidad a casas de campo, refugios de montaña, bombeos de agua, instalaciones ganaderas, sistemas de iluminación o balizamiento, sistemas de comunicaciones, etc.

Ø  El sistema está formado por una serie de paneles solares que hacen la captación de la radiación solar transformándola en electricidad, y además es necesaria la utilización de un conjunto de baterías donde se almacene la energía eléctrica producida para su uso, en las condiciones de carencia de radiación solar.

v  Centrales de generación conectadas a la red.

Ø  El modelo más desarrollado en España es el conocido como huerta solar, que consiste en la agrupación de varias instalaciones de distintos propietarios en suelo rústico. Cada instalación tiene una potencia de hasta 100kw que es el umbral que establecía la legislación para el máximo precio de venta de energía eléctrica. Estas instalaciones pueden ser fijas o con seguimiento, de manera que los paneles fotovoltáicos están instalados sobre unas estructuras que se mueven siguiendo el recorrido del sol para maximizar la generación de electricidad.

Ø  Con el devenir de la actual crisis económica las personas que invirtieron en su día en este tipo de instalaciones, se han arruinado debido a la retirada de las subvenciones estatales, que ha supuesto la práctica paralización del sector.

La tecnología actual está muy desarrollada permitiendo que la energía solar fotovoltáica pueda aportar una parte importante de nuestra demanda de electricidad, solo es necesario que nuestra Sociedad decida cómo resolver nuestro problema energético.

Fuentes de energía.

El origen principal de las fuentes de energía es el Sol. El Sol produce:

• De forma indirecta:

o   La energía eólica

o   La energía maretomotríz

o   La energía hidraúlica

o   La biomasa.

•   De forma directa:

o   La energía solar fotovoltaica

o   La energía solar térmica.

Las fuentes de energía son los recursos naturales que el hombre utiliza para producir la fuerza necesaria para hacer funcionar las máquinas, las industrias y los transportes. 

Las fuentes de energía pueden clasificarse según su disponibilidad:

·       Fuentes de energía renovables o alternativas

Son fuentes de energía inagotables, que pueden ser las repuestas a nuestras necesidades a corto o medio plazo. Se están extendiendo por todo el mundo y progresivamente va aumentando su producción a nivel mundial.

·      Fuentes de energía no renovables o tradicionales

Las fuentes de energía no renovables cubren la mayor parte de la demanda energética mundial, son también las más avanzadas en cuanto a tecnología de extracción o producción se refiere, pero suelen causar un gran impacto medioambiental. 

Energías tradicionales:	Energías alternativas:
·  El carbón ·  El petróleo ·  El gas natural ·  La energía hidráulica ·  La energía nuclear	·  La energía eólica ·  La energía solar ·  La energía geotérmica ·  La biomasa ·  La energía maretomotriz

Si a la hora de diseñar un proyecto tenemos en cuenta las necesidades de ahorro energético y medioambientales, inicialmente el presupuesto se verá incrementado algo, pero el ahorro a lo largo de la vida útil del proyecto lo compensará sobradamente.

Si a la hora de diseñar un proyecto tenemos en cuenta las necesidades de ahorro energético y medioambientales, inicialmente el presupuesto se verá incrementado algo, pero el ahorro a lo largo de la vida útil del proyecto lo compensará sobradamente.

Si las edificaciones en España cumplirían con la Normativa Europea, estaríamos hablando de edificios de bajo consumo energético e incluso de edificios de demanda energética casi nula, que es la tendencia que nos impone la normativa a medio plazo.

Una de las actuaciones que pueden suponer una mejora en la eficiencia energética de un edificio es la construcción de terrazas ajardinadas.

En edificios en los que los propietarios están sensibilizados con el tema, se construyen terrazas habilitadas para el paseo y la estancia, con zonas para huertos urbanos y jardines de esparcimiento, donde se aprovechan las aguas pluviales y residuales correctamente tratadas.

Las terrazas con huertos urbanos, además de suponer un aislamiento térmico de alta calidad, permiten una mayor convivencia de los vecinos y un aprovechamiento de las aguas y generan una pequeña producción de verduras y hortalizas.

Pero una de las actuaciones más eficaces en un edificio y es darle una orientación adecuada, en el hemisferio norte la orientación predominante debe ser la sur, esto permite la captación de una mayor cantidad de radiación solar en invierno, lo que supone un ahorro en calefacción. Como en verano el sol está mucho más alto, la radiación solar incide en menor proporción en las fachadas sur.

Elegir una adecuada orientación del edificio solo se puede hacer en proyecto.

La forma más sencilla de ahorrar energía es no necesitar gastarla.

La forma más sencilla de ahorrar energía es no necesitar gastarla.

Una de las formas de tradicionales de climatizar una vivienda es el uso de una chimenea solar.

Cuando un cierto volumen de aire se calienta, siendo su temperatura mayor que la del entorno que le rodea, al ser menor su densidad se produce un desplazamiento vertical ascendente del aire caliente. Una chimenea solar es un conducto vertical que favorece el tiro natural de un aire caliente mediante radiación solar, y que se puede utilizar para climatizar locales habitados.

En el siguiente esquema podemos ver su funcionamiento:

La aplicación más sencilla y antigua de una chimenea solar, es una chimenea de color oscuro, normalmente negro, para que mejore su capacidad de absorción de la radiación solar.

La radiación solar calienta durante el día el aire en el interior de la chimenea, este aire caliente al ser menos denso, origina una corriente ascendente y por tanto una succión en la base de la chimenea, que se puede utilizar para climatizar el edificio.

Existen proyectos que pretenden aprovechar este efecto de chimenea solar para la generación de energía eléctrica. Se adjunta un esquema.