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Automatización en sistemas de energía solar térmica
Por Gerald Esparza, Jefe del Area de Aplicaciones Tecnológicas de CLAS Ingeniería Eléctrica.
Mayor información en www.clas-sa.com o solicitar a clasmail@clas-sacom
 

Por su sencillez, la energía solar térmica es una pieza clave dentro del desarrollo de las energías renovables, contribuyendo a un modelo sostenible de abastecimiento energético, que pretende reducir el impacto ambiental que supone el uso de combustibles (gas, petróleo, carbón, etc.) y favorecer la independencia energética.

Las instalaciones solares térmicas no vierten ningún tipo de contaminante asociado a su operación, su energía se produce cercana al punto de consumo y son fáciles de instalar, por lo que la energía solar térmica está en línea con la sustentabilidad. Por tratarse de sistemas con una gran variedad de elementos, instrumentos para la medición y válvulas motorizadas, estas instalaciones requieren de un sistema de control con capacidad para controlar múltiples variables y actuadores.

Una instalación solar térmica está constituida por los elementos de captación de la radiación solar, transformándola en energía térmica utilizable por un sistema mediante un fluido de trabajo y almacenándola de forma eficiente, normalmente en otro fluido apto para el consumo. La acumulación se realiza mediante depósitos de acumulación para poder utilizarla en el momento de consumo, con las menores pérdidas posibles.

Dicho sistema se complementa con una producción de energía térmica por un sistema convencional auxiliar o de apoyo que puede estar integrado dentro de la misma instalación. Los sistemas que conforman la instalación solar térmica para agua caliente, son los siguientes:

Sistema de captación: Formado por los colectores solares, encargados de transformar la radiación solar incidente sobre los mismos en energía térmica aprovechable y transportarla mediante un fluido de trabajo.

Sistema de acumulación: Constituido por uno o varios depósitos que almacenan el agua caliente que se precisa para su uso.

Circuito hidráulico: Constituido por tuberías, bombas, válvulas, etc., que se encargan de transportar la energía térmica a través del fluido caliente, hasta la acumulación.

Sistema intercambiador de calor: Realiza la transferencia de la energía térmica desde el circuito de captadores o primario, hasta el consumo.

Sistema de regulación y control: Se encarga de asegurar el correcto funcionamiento del equipo para proporcionar la máxima energía solar térmica posible. Además, actúa como protección frente a la acción de múltiples factores como sobrecalentamientos del sistema, riesgos de congelación, etc.

Equipo de energía convencional auxiliar o de apoyo: Se emplea para complementar la contribución solar, suministrando la energía necesaria para cubrir la demanda prevista, garantizando la continuidad del suministro de agua caliente en los casos de escasa radiación solar o demanda superior a la prevista.

Para que una instalación solar sea completamente regulada por un sistema electrónico, debe poseer un controlador capaz de monitorear múltiples variables desde los captadores de la instalación y de regularlas por intermedio de los actuadores. Además, es muy importante almacenar todos los datos obtenidos, para su posterior análisis en las labores de mantenimiento de la misma.

Para satisfacer esta necesidad de control, se ajustan muy bien los productos de Automatización Industrial, como un PLC con entradas discretas y analógicas y salidas discretas y analógicas, así como también una pantalla HMI para que el operador o mantenedor pueda realizar Supervisión, Control y Adquisición de Datos del sistema. Esto es posible, ya que la brecha entre los software SCADA y las pantallas HMI con software embebido es muy pequeña, haciendo posible el monitoreo de la instalación de manera remota, gracias a sus funcionalidades de comunicación Ethernet y de Web Server.

En el país, ya se han desarrollado varios proyectos de gran envergadura,como los edificios Alto Serrano y Alto Cochrane, donde CLAS Ingeniería Eléctrica ha implementado el sistema de automatización especial para el uso de energía solar térmica.

Septiembre 2012
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