problemas de energía solar

TECNOLOGIA INDUSTRIAL I
ENERGÍA SOLAR
COLECCIÓN DE PROBLEMAS
1. Un colector solar plano que tiene una superficie de 4m2 debe calentar agua para uso
doméstico. Sabiendo que el coeficiente de radiación solar es de K=0.9cal/min·cm2 y que el
consumo de agua es constante, a razón de 6 litros/min, determina el aumento de temperatura
del agua si está funcionando durante 2 horas. Se supone que inicialmente el agua está a 18 ºC
y que no hay pérdidas de calor.
(SOL: 24 ºC)
2. Calcula que superficie debería tener un colector solar plano, si se emplea para calentar el
agua de una piscina cubierta en el que el agua está a 14 ºC y queremos calentarla a 25 ºC.
Se supone que no se producen ni pérdidas de calor ni de reflexión alguna. El coeficiente de
radiación solar de ese día vale k=0.7 cal/min·cm2. El caudal del agua queremos que sea de
3600 litros cada hora.
(SOL: 94,28m2)
3. Para calentar el agua de uso industrial, una empresa emplea colectores planos. Sabiendo que
el agua, inicialmente, está a 18 ºC y se quiera calentar a 90 ºC, determina:
a. La superficie del colector, si k=0.5 cal/min·cm2. se supone que no hay pérdidas de
calor ni de reflexión alguna dentro del colector y el caudal requerido es de 600l/h.
b. ¿Qué cantidad de energía calorífica captura diariamente el colector si funciona 4
horas al día?
(SOL: 144 m2, 172.800 Kcal.)
4. ¿Cuánto dinero se habrá ahorrado la empresa en un año si el colector del ejercicio anterior
está funcionando una media de 4 horas diarias durante 300 días al año?. La alternativa a la
energía solar es la electricidad. Cada KWh de energía eléctrica vale 0,08 €
(SOL: 4.815,55 €)
Dpto. de Tecnologías
IES “INFIESTO”
1
TECNOLOGIA INDUSTRIAL I
ENERGÍA SOLAR
5. Un colector solar plano, que se va a utilizar como medio de calefacción en Andalucía mide 4m2
y vale 2.600€, incluida la instalación. Determina el tiempo que se tardará en amortizar (pagar
lo que ha costado) si k=0.8 cal/min·cm2 y está funcionando una media de 6 horas al día,
durante150 días al año. Este colector sería una alternativa al radiador eléctrico. Cada KWh de
energía eléctrica vale 0,08 €.
(SOL: 16,19 años)
6. Para calentar el agua de uso industrial, una empresa emplea colectores planos. Sabiendo que
el agua, inicialmente, está a 15 ºC y se quiere calentar a 60 ºC, determina la superficie del
colector, si k=0.5 cal/min·cm2. que el rendimiento del colector es del 50% y el caudal requerido
es de 300l/h.
(SOL: 90 m2)
7. En una casa se quiere instalar una placa fotovoltáica que alimente dos lámparas de bajo
consumo (9W cada una) y un televisor de 29W. Determina la superficie de la placa si el
rendimiento de la misma es 30% y k=0.8 cal/min·cm2.
(SOL: 0,28 m2)
8. Determinar la potencia mecánica de un motor eléctrico que trabaja con un rendimiento del
85% si es alimentado por 12 m2 de paneles fotovoltáicos con k=0.5 cal/min·cm2 de coeficiente
de radiación solar.
(SOL: 3553W)
9. Para extraer agua de un pozo de 20m de profundidad se ha instalado una bomba que trabaja
con un 30% de rendimiento alimentada por una placa solar de 1,5 m2. Determinar la cantidad
de agua que se extraerá dicha bomba durante 6 horas si trabaja bajo un coeficiente de
radiación solar medio de k=0.67 cal/min·cm2.
(SOL: 23,07 kg)
Dpto. de Tecnologías
IES “INFIESTO”
2