Cambios

Nota: Medios didácticos complementarios sobre las siguientes cuestiones figuran, p. ej., en el portal de medios didácticos de la fundación Siemens Stiftung, en los paquetes de medios “Experimento | 10+: B5 Construimos una central solar térmica” y “Energía termosolar y tecnología fotovoltaica: formas de energía con futuro”. El profesor puede descargar estos medios y ponerlos a disposición de los alumnos para una investigación fuera de línea.

Nota: Medios didácticos complementarios sobre las siguientes cuestiones figuran, p. ej., en el portal de medios didácticos de la fundación Siemens Stiftung, en los paquetes de medios “Experimento | 10+: B5 Construimos una central solar térmica” y “Energía termosolar y tecnología fotovoltaica: formas de energía con futuro”. El profesor puede descargar estos medios y ponerlos a disposición de los alumnos para una investigación fuera de línea.

:a) La concentración de la energía solar se produce según las leyes físicas de la óptica. <br>¿Cómo se tendría que construir una central solar a gran escala? Elaboren al respecto un esquema.

a) La concentración de la energía solar se produce según las leyes físicas de la óptica. <br>¿Cómo se tendría que construir una central solar a gran escala? Elaboren al respecto un esquema.

::'''Respuesta:'''' En el paquete de medios “Experimento | 10+: B5 Construimos una central solar térmica” figuran una fotografía y un esquema de grandes centrales eléctricas de cilindros parabólicos.  

:'''Respuesta:'''' En el paquete de medios “Experimento | 10+: B5 Construimos una central solar térmica” figuran una fotografía y un esquema de grandes centrales eléctricas de cilindros parabólicos.  

:b) Expliquen por qué se tuvo que teñir con hollín el tubo de ensayo.

 

::'''Respuesta:''' Los cuerpos negros proyectan y absorben la radiación de manera ideal. El tubo de ensayo y el agua dejan pasar muchos rangos de longitud de onda de la luz solar, por lo que una gran parte de la luz podría atravesar sin obstáculos el cristal si no se oscureciera el tubo de ensayo y el agua no se calentaría de manera tan rápida e intensa. El oscuro hollín no deja pasar la luz del sol, por lo que transforma la luz del sol en calor. El calor es transmitido primero al tubo de ensayo y, de allí, al agua.  

b) Expliquen por qué se tuvo que teñir con hollín el tubo de ensayo.

:'''Respuesta:''' Los cuerpos negros proyectan y absorben la radiación de manera ideal. El tubo de ensayo y el agua dejan pasar muchos rangos de longitud de onda de la luz solar, por lo que una gran parte de la luz podría atravesar sin obstáculos el cristal si no se oscureciera el tubo de ensayo y el agua no se calentaría de manera tan rápida e intensa. El oscuro hollín no deja pasar la luz del sol, por lo que transforma la luz del sol en calor. El calor es transmitido primero al tubo de ensayo y, de allí, al agua.  

Si tienen conexión a internet:

Si tienen conexión a internet:

:c) Averigüen en internet dónde se encuentran las centrales solares más grandes del mundo y expliquen por qué están ubicadas allí.

 

::'''Respuesta:''' Las regiones idóneas para albergar grandes centrales termosolares son solamente aquellas en las que la intensidad y la duración de la radiación solar son suficientemente grandes y que, al mismo tiempo, están relativamente cerca de los consumidores. Ejemplos hay, entre otros, en el sur de España y en California. Centrales eléctricas aún más grandes están planificadas también en el norte de África (proyecto “Desertec”). En internet se puede encontrar una lista introduciendo el término de búsqueda “list solar thermal power stations”.  

c) Averigüen en internet dónde se encuentran las centrales solares más grandes del mundo y expliquen por qué están ubicadas allí.

:d) ¿Cuál es el concepto subyacente al así llamado “proyecto Desertec”?  

:'''Respuesta:''' Las regiones idóneas para albergar grandes centrales termosolares son solamente aquellas en las que la intensidad y la duración de la radiación solar son suficientemente grandes y que, al mismo tiempo, están relativamente cerca de los consumidores. Ejemplos hay, entre otros, en el sur de España y en California. Centrales eléctricas aún más grandes están planificadas también en el norte de África (proyecto “Desertec”). En internet se puede encontrar una lista introduciendo el término de búsqueda “list solar thermal power stations”.  

::'''Respuesta:''' Introduciendo el concepto de búsqueda “Desertec”, se llega a la página web de la Desertec Foundation, así como a abundante información adicional.

 

:e) Investiguen cuán grande es la constante solar. Calculen con ello la superficie espejada de una central solar para generar una potencia de 20 MW con un rendimiento del 80%.

d) ¿Cuál es el concepto subyacente al así llamado “proyecto Desertec”?  

::'''Respuesta:''' La constante solar es E₀ = 1,367 MW/m². Si una central eléctrica utiliza el 80% de ella para producir 20 MW, tendremos que 0,8 x E0 x A = 20 MW, siendo A la superficie reflectante. Hecha la conversión, tenemos A = 20 / (0,8 x 1,367) m²= 18,29 m².

:'''Respuesta:''' Introduciendo el concepto de búsqueda “Desertec”, se llega a la página web de la Desertec Foundation, así como a abundante información adicional.

::El profesor debe advertir que esa cifra únicamente representa el rendimiento de la potencia de radiación concentrada por el espejo. La parte que efectivamente se transforma en corriente eléctrica, depende de las pérdidas en la línea y del rendimiento de la turbina de vapor (2ª ley de la termodinámica). El rendimiento de las centrales eléctricas de cilindros parabólicos se halla en la actualidad por encima del 20% y el de las llamadas torres solares, en torno al 30%.

 

e) Investiguen cuán grande es la constante solar. Calculen con ello la superficie espejada de una central solar para generar una potencia de 20 MW con un rendimiento del 80%.

:'''Respuesta:''' La constante solar es E₀ = 1,367 MW/m². Si una central eléctrica utiliza el 80% de ella para producir 20 MW, tendremos que 0,8 x E0 x A = 20 MW, siendo A la superficie reflectante. Hecha la conversión, tenemos A = 20 / (0,8 x 1,367) m²= 18,29 m².

:El profesor debe advertir que esa cifra únicamente representa el rendimiento de la potencia de radiación concentrada por el espejo. La parte que efectivamente se transforma en corriente eléctrica, depende de las pérdidas en la línea y del rendimiento de la turbina de vapor (2ª ley de la termodinámica). El rendimiento de las centrales eléctricas de cilindros parabólicos se halla en la actualidad por encima del 20% y el de las llamadas torres solares, en torno al 30%.

==Comentarios adicionales==

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<small>©Siemens Stiftung 2015, Contenido licenciado bajo CC BY-SA 4.0 internacional</small>

<small>©Siemens Stiftung 2015, Contenido licenciado bajo CC BY-SA 4.0 internacional</small>