Energia Solar Termica en Chile - Pedro Sarmiento
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SEMINARIO
ENERGIA SOLAR TERMICA EN CHILEPASADO, PRESENTE Y FUTURO
NODO SOLAR 2009CDT- CChC
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M.Universidad T. F. Santa María 19 de Marzo 2009
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OBJETIVOS
� Dar a conocer las posibilidades de aplicación de la energía solar y la evolución de la energía solar térmica en evolución de la energía solar térmica en el país.
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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CONTENIDO
– Antecedentes históricos de la Energía Solar.
– Requisitos para el éxito de los proyectos solares.
– Perspectivas de desarrollo.
– Incentivos.
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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RADIACION SOLAR EN CHILE
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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CONSUMO DE ENERGIA EN CHILE
� CONSUMO DE ENERGIA POR SECTORES
� AÑO: 2007 � (COMISION NACIONAL DE ENERGÍA)
%� COMERCIAL Y RESIDENCIAL 25,7 � INDUSTRIAL Y MINERO 38,3� TRASPORTE 35,9
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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APLICACIONES DE LA ENERGIA SOLAR
SISTEMA CARACTERISTICAS APLICACION
Colectores planos Bajas temperaturas.Tecnología simple.
Calentamiento de agua viviendas y piscinas.Industria.
Colectores concentradores
Altas temperaturas.Alto costo y tecnología.
Hornos solares, plantas de fuerza.
Celdas fotovoltaicas Alto costo y tecnología.
Satélites, rurales y comunicaciones.
Helioarquitectura
Arquitectura bioclimática
Diseño arquitectónico y trabajo interdisciplinario.
Calefacción, ventilación y enfriamiento.
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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COLECTORES CONCENTRADORESPLANTA DE FUERZA SOLAR DE 10 (MWe) EN BARSTOW, USA
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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PLANTA DE FUERZA SOLAR DE 10 (MWe) EN BARSTOW, USA
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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1818 HELIOSTATOS72.500 (m2)
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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PLANTA DE FUERZA DE 80 (MW)COLECTORES PARABOLICOSCALIFORNIA, USA.
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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COLECTORES CONCENTRADORES HORNO SOLAR DE ODEILLO, FRANCIA (1967)
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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CELDAS FOTOVOLTAICAS
� RENDIMIENTO : ALREDEDOR 15 %� ALTO COSTO.� ALTO COSTO.� APLICACIONES :
EspacialesRurales
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CELDAS FOTOVOLTAICAS INTEGRALES A EDIFICIO
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Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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CELDAS FOTOVOLTAICASAplicación en carreteras
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CELDAS FOTOVOLTAICASAplicación espacial
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CARACTERISTICAS DE PLANTAS GENERADORAS DE ELECTRICIDAD
COSTO DE
� INVERSION OPERACIÓN GENERACION� (US$/kW) (US$c/kW-h) (US$c/kW-h)� 1980 1995� TIPO DE PLANTATIPO DE PLANTA� FOTOVOLTAICA 20000 - 30000 - 100 – 300 10-20� SOLAR TERMICA 1500 - 2000 - 23 10�
� NUCLEAR 5,1� HIDRAULICA 1200 - 1400 1,0 2,4� TERMICA� C. FOSIL 500 - 800 0,4 2,4
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ARQUITECTURA SOLAR
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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CENTRO DE DIFUSION AMBIENTALLICEO MUNICIPAL POLIVALENTE
Conama Metropolitana, Fondo Protección Ambiental, Fundacion CAS2008
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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ALGUNOS ANTECEDENTES INTERNACIONALES SOBRE USO DE LA ENERGIA SOLAR
� Proyecto SOLINFO(Comunidad Europea), recursos Escuelas arquitectura.
� Proyecto REMMA(Residencial Energy Management), Cataluña, Francia y Portugal.
� Programa WSSP(World Solar Summit Process) , UNESCO.� Programa ALURE, Asociación Latinoamericana Uso Racional Energía.� Programa ALURE, Asociación Latinoamericana Uso Racional Energía.� Programa SOL sobre conservación energía en edificaciones en
Suecia.� Regulación sobre subvención para instalaciones solares, según Art.13,
Ley 82, en España desde 1980.� Ordenanza de Barcelona desde 2000 que obliga a utilización de
instalaciones solares para satisfacer como mínimo el 60 % del agua sanitaria, sea viviendas (sobre 14), piscinas, hospitales, escuelas hoteles o supermercados. Multa hasta 3 millones de euros.
� 35 Municipalidades españolas han seguido esta legislación.Prof. Ing. Pedro Sarmiento M.
UTFSM
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ANTECEDENTES NACIONALES SOBRE USO RACIONAL DE LA ENERGIA Y DE LA ENERGIASOLAR
� Programa incentivo al Acondicionamiento Térmico, I. Municipalidad de la Florida, 1992-1993.
� Ministerio de la Vivienda y Urbanismo, Modificación Ordenanza General, 1ª Etapa Reglamentación Térmica, 1999. 2ª Etapa,2005
� MINVU, en estudio 3ª Etapa Reglamentación Térmica.� Colegio de Arquitectos, Santiago, Seminario sobre Aplicaciones de la
Energía Solar en Arquitectura, 1983, 1985 , 2008 y 2009.� Programa de electrificación rural , 1990 , CNE� Programa de electrificación rural , 1990 , CNE� Comisión Nacional de Energía e Instituto Catalán de Energía,
Seminario sobre Eficiencia Energética en Edificios, 1995.� Programa País Eficiencia Energética (MINECOM,2005)� Plan Nacional de Fomento al Uso de Colectores Solares (CNE,2006)� Proyecto Ley 2008 de Ejecutivo sobre Franquicia Tributaria para
instalación colectores solares en nuevas construcciones.100 % franquicia para viviendas has 2000 UF.
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FUNCIONAMIENTO DELCOLECTOR SOLAR PLANO
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FUNCIONAMIENTO DELCOLECTOR SOLAR EVACUADO
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM 2009
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TABLA DE U DE PÉRDIDAS APROXIMADASSEGÚN TIPO DE COLECTOR
Tipo de colector U de pérdidas(W/m2 ºC)
Sin cubierta 15 – 25Sin cubierta 15 – 25Una cubierta 7Doble cubierta 5Superficie selectiva 5Tubos de vacío 2
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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CURVAS CARACTERISTICAS DE COLECTORES
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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TIPOS DE COLECTORES
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TIPOS DE ALETAS
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TIPOS DE SERPENTINES
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CANCHA DE COLECTORES
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ESTANQUE ACUMULADOR
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ESTANQUE ACUMULADOR HORIZONTAL (8500 litros)
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SISTEMA DIRECTO
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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SISTEMA INDIRECTO
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SISTEMAS DE CIRCULACION NATURAL (a presión de red)
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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SISTEMAS DE CIRCULACION NATURAL (presión de atmosférica)
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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Intercambiadores Calor
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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INSTALACIÓN TIPICA DE TEMPERADO DE PISCINA
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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COLECTORES SIN CUBIERTASAUSALITO
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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COLECTORES PLANOSTEMPERADO DE PISCINA RESIDENCIAL EN VIÑA DEL MAR
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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Colectores con cubierta de vidrio
Justificable para piscinas:
� Termales (sobre 30 ºC)� Termales (sobre 30 ºC)� Lugar con mucho viento� Escasa área disponible
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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COLECTORES CON CUBIERTA SAUSALITO
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
![Page 42: Energia Solar Termica en Chile - Pedro Sarmiento](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022052119/53fdc27bdab5ca004a8b4679/html5/thumbnails/42.jpg)
SISTEMAS ANTICONGELAMIENTO
� Válvulas anticongelante
� Sensor de circulación
� Drenado
� Intercambiador de calor
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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ASOCIACIO�ES
ACHESA
Asociacion Chilena de Energía Solar AplicadaFundada el 31 Agosto 1963 – 1980 ? Miembros Fundadores:Universidades de Chile, de Concepción, Técnica Federico
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
Universidades de Chile, de Concepción, Técnica Federico Santa María, Técnica del Estado y del Norte.Empresas ENDESA, SOMELA e IMPLATEC. Oficina Meteorológica, Fuerza Aérea
ACESOL
Asociacion Chilena de Energía Solar2007
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CO�GRESOS Y SEMI�ARIOS
Primer Seminario Nacional de Energía Solar y Eólica 1979 - Universidad Católica - Santiago
Segundo Seminario Nacional de Energía Solar y Eólica 1981 – Universidad del Norte – Antofagasta
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
1981 – Universidad del Norte – Antofagasta
Tercer Seminario Nacional de Energía Solar y Eólica 1982 – Universidad T.F. Santa María - Valparaíso
Cuarto Seminario Nacional de Energía Solar y Eólica 1984 – Universidad de Concepción
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Quinto Congreso Latinoamericano de Energía Solar1986 - Valparaíso
Quinto Seminario Nacional de Energía Solar y Eólica 1988 - Universidad de Chile – Santiago
Sexto Seminario Nacional de Energía Solar y Eólica
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
Sexto Seminario Nacional de Energía Solar y Eólica 1990 - Universidad de la Serena
Séptimo Seminario Nacional de Energía Solar y Eólica 1992 - Universidad de Playa Ancha - Valparaíso
![Page 46: Energia Solar Termica en Chile - Pedro Sarmiento](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022052119/53fdc27bdab5ca004a8b4679/html5/thumbnails/46.jpg)
Octavo Seminario Nacional de Energía Solar y Eólica 1994 – Arica
Noveno Seminario Nacional de Energía Solar y Eólica 1996 – Antofagasta
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
Décimo Seminario Nacional de Energía Solar y Eólica 1998 - Punta Arenas
![Page 47: Energia Solar Termica en Chile - Pedro Sarmiento](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022052119/53fdc27bdab5ca004a8b4679/html5/thumbnails/47.jpg)
ALGUNOS PROYECTOS E INSTALACIONES SOLARES TERMICAS, DEL PASADO Y PRESENTE EN CHILE
PRESENTACIÓN INCOMPLETAARBITRARIA
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
![Page 48: Energia Solar Termica en Chile - Pedro Sarmiento](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022052119/53fdc27bdab5ca004a8b4679/html5/thumbnails/48.jpg)
DESTILADOR SOLAR (5000 m2)Ingeniero Sueco Charles Wilson, Las Salinas, Antofagasta, 1872-1914, ChileProducción de 21500 litros/día
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM 2009
![Page 49: Energia Solar Termica en Chile - Pedro Sarmiento](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022052119/53fdc27bdab5ca004a8b4679/html5/thumbnails/49.jpg)
Pozas solares, actual Soquimich 1880-actualidad
� Pozas solares de evaporación (más de 10) , de 44.000 m2 cada una.
� Evapora 236.000 litros diarios cada una.
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
![Page 50: Energia Solar Termica en Chile - Pedro Sarmiento](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022052119/53fdc27bdab5ca004a8b4679/html5/thumbnails/50.jpg)
Dr. Charles AbbotSmithsonian Institute� 1900 – 1930 aproximadamente.
� Registro de radiación y análisis espectral.
� Determinación de la constante solar.
� Localidad : Moctezuma, cerca de Calama.
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
![Page 51: Energia Solar Termica en Chile - Pedro Sarmiento](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022052119/53fdc27bdab5ca004a8b4679/html5/thumbnails/51.jpg)
IDIEM - U de Chile (1958)
� Cocinas solares.� Desalinización de agua por
congelamiento.congelamiento.
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
![Page 52: Energia Solar Termica en Chile - Pedro Sarmiento](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022052119/53fdc27bdab5ca004a8b4679/html5/thumbnails/52.jpg)
Prof. JULIO HIRSCMANN Crea Laboratorio de Energía Solar en
UTFSM y Archivo Nacional de datos solarimétricos. (1960)
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM 2009
![Page 53: Energia Solar Termica en Chile - Pedro Sarmiento](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022052119/53fdc27bdab5ca004a8b4679/html5/thumbnails/53.jpg)
Laboratorio de Energía Solar Departamento de Mecánica , UTFSM
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM 2009
![Page 54: Energia Solar Termica en Chile - Pedro Sarmiento](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022052119/53fdc27bdab5ca004a8b4679/html5/thumbnails/54.jpg)
Laboratorio de Energía Solar Departamento de Mecánica , UTFSM
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM 2009
![Page 55: Energia Solar Termica en Chile - Pedro Sarmiento](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022052119/53fdc27bdab5ca004a8b4679/html5/thumbnails/55.jpg)
Laboratorio de Energía Solar Departamento de Mecánica , UTFSM
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM 2009
![Page 56: Energia Solar Termica en Chile - Pedro Sarmiento](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022052119/53fdc27bdab5ca004a8b4679/html5/thumbnails/56.jpg)
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
Cursos de cocinas solares en Escuela de Verano, 1964
Universidad T.F. SantaMaría
![Page 57: Energia Solar Termica en Chile - Pedro Sarmiento](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022052119/53fdc27bdab5ca004a8b4679/html5/thumbnails/57.jpg)
U de Chile, U del Norte, U de Concepción (~1964)
� Diseño de colectores solares.� Ensayos de colectores solares.
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
![Page 58: Energia Solar Termica en Chile - Pedro Sarmiento](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022052119/53fdc27bdab5ca004a8b4679/html5/thumbnails/58.jpg)
Sistema termosifón en Valparaíso(1965)
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
![Page 59: Energia Solar Termica en Chile - Pedro Sarmiento](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022052119/53fdc27bdab5ca004a8b4679/html5/thumbnails/59.jpg)
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
Planta destiladora de 100 [m2] funcionando en Quillagua,
desierto de Atacama, 1966
![Page 60: Energia Solar Termica en Chile - Pedro Sarmiento](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022052119/53fdc27bdab5ca004a8b4679/html5/thumbnails/60.jpg)
EmpresasLista incompleta:
SOMELA (1967 – 1970) , Antofagasta
INDUGAS (1980 - ) , Zona central
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
INDUGAS (1980 - ) , Zona central
AISLAPOL (1980 - ) , Zona central
Calder, Intecsolar, Madeco, Mirosolar, Solarco, Solar3.
![Page 61: Energia Solar Termica en Chile - Pedro Sarmiento](https://reader034.fdocuments.co/reader034/viewer/2022052119/53fdc27bdab5ca004a8b4679/html5/thumbnails/61.jpg)
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
Celdas fotovoltaicas en Baquedano, Provincia de
Antofagasta, 1969
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Algunos proyectos (1980-1990)(Fuente:Prof.Roberto Román)
� Agua sanitaria Hotel de Copiapó.� Calefacción Hospital de Combarbalá.� Agua sanitaria Cárcel de Colina.� Agua sanitaria Cárcel de Colina.� Colegios varios en Santiago.� Casa solar con muro Trombe, en La Ola
(El Salvador).� Cocinas solares en Villaseca.
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Colector solar de la planta deshidratadora en la
Escuela Agrícola de Curimón (1983)
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Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
Cámara de secado de planta deshidratadora en la
Escuela Agrícola de Curimón
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Calentamiento de agua para cocinaESCUELA AGRICOLA DE CURIMON 1985
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM 2009
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COLECTORES PLANOS (100 m2)INSTALACION PARA DUCHAS Y COCINA DE CLUB DE CAMPO DE SANTIAGO (1985).
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INSTALACION TIPICA EN VIVIENDAS VIÑA DEL MAR (1990)
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SISTEMA ACUMULADOR DE 400 (lt) Escuela de San Pedro de Atacama, 1993.
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM 2009
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Instalación Viña Gracia de CORPORA215 m2 colectores evacuados (2007)
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Instalación Edificio Al Ras21 conjuntos de colectores evacuados (2007)
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CENTRO DE DIFUSION AMBIENTALLICEO MUNICIPAL POLIVALENTE
Conama Metropolitana, Fondo Protección Ambiental, Fundacion CAS2008
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CONDICIONES DE PROYECTO EXITOSO
� Ingeniería : DimensionamientoSistema de controlPiping y acumulaciónPiping y acumulaciónProtección contra heladas
� Componentes de calidad� Instalador competente� Servicio postventa (mínimo si se
cumplen requisitos anteriores)Prof. Ing. Pedro Sarmiento M.
UTFSM
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SITUACION ACTUAL ENERGIA SOLAR � Chile país privilegiado por radiación solar y clima
benigno.� Necesidades a satisfacer de agua sanitaria y
calefacción es fracción importante de demanda de calefacción es fracción importante de demanda de energía.
� Tecnología solar simple y disponible.� Razonable concentrar esfuerzos en colectores
planos y arquitectura..� Conveniente difusión y política de estado
apropiada.
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TECNOLOGÍAS DISPONIBLE
� Colectores planos para calentamiento de agua (con y sin superficies selectivas)selectivas)
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TECNOLOGÍAS DISPONIBLE
� Colectores evacuados
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TECNOLOGÍAS DISPONIBLE
� Colectores acumuladores
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TECNOLOGÍAS DISPONIBLE
� Colectores para calentamiento de aire
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Software de dimensionamientopronto disponible por USM
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Datos de entrada del proyecto
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Resultados del dimensionamientodel proyecto
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Comportamiento mensual del proyecto
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Factor solar óptimo
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Demanda de energía y aporte solar mensual
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REFERENCIAS
Sarmiento Pedro (2008). Energía Solar, Aplicaciones e Ingeniería. 4ª Edición,
Ediciones Universitarias de Valparaíso.www.euvsa.cl
Duffie & Beckman (2000). Solar EnergyThermal Processes. John Wiley & Sons,USA
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
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Sarmiento Pedro (2007). Energía Solar en Arquitectura y Construcción. 1ª Edición,RIL Editores.www.rileditores.com
CNE,PNUD, UTFSM (2008) . Irradiancia solar en territorios de la República de Chile.
Prof. Ing. Pedro Sarmiento M. UTFSM
en territorios de la República de Chile.Disponible en :www.labsolar.utfsm.cl