Uso de energía solar para calentamiento de procesos

Integración en el suministro de calor
El desarrollo de proyectos de calentamiento solar de procesos requiere tanto de la generación de calor solar económico y una integración eficiente en el suministro de calor existente. Por lo tanto, una comprensión profunda del suministro de calor, así como los diversos procesos, sus temperaturas específicas y el/los perfil(es) de carga son importantes. Se pueden utilizar dos enfoques de integración diferentes para el nivel de suministro solar de proceso y el nivel de proceso, como se muestra en la Figura 1. Ambos necesitan ser especificados adicionalmente por el intercambiador de calor y el tipo de intercambio de calor aplicado, por ejemplo. Los dos enfoques difieren principalmente con respecto a la temperatura y a la velocidad de flujo del intercambiador de calor, lo que da lugar a diferentes diseños de plantas y rendimientos. En la Tabla I se presentan seis criterios principales para seleccionar un enfoque de integración y una evaluación indicativa.

La definición de un concepto de integración está inevitablemente ligada a la elección de la tecnología de colectores, lo que es más importante, la selección entre los colectores solares no concentradores y concentradores. En la primera, el intercambiador térmico circula a través del colector y es calentado directamente por la irradiación solar. El tipo más antiguo fue el colector de placas planas, en el que las tuberías se colocan en cajas aisladas con una cubierta de vidrio en la parte superior. Más comunes hoy en día son los colectores de tubos de vacío, en los que el intercambiador de calor circula a través de tuberías cubiertas por un vidrio hueco para reducir las pérdidas de calor. Ambos conceptos son de diseño sencillo, pero debido a que su eficiencia disminuye con el aumento de las temperaturas, una aplicación rentable se limita a temperaturas por debajo de 100 °C. Por el contrario, los colectores concentradores, concentran la luz solar con superficies reflectantes en absorbedores más pequeños y pueden alcanzar temperaturas incluso superiores a 300 °C. Esta tecnología es más compleja, especialmente porque los colectores necesitan moverse para rastrear el sol y su aplicación se limita espacialmente a regiones con un suministro razonable de irradiación directa (no difusa). Los tres ejemplos siguientes muestran que el calentamiento solar de procesos ya se aplica en el sector farmacéutico, utilizando diferentes tecnologías de colectores y conceptos de integración.

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