PASOS PARA LA INTEGRACION DE LA ENERGIA SOLAR TERMICA EN PROCESOS TERMICOS  INDUSTRIALES.

PASOS PARA LA INTEGRACION DE LA ENERGIA SOLAR TERMICA EN PROCESOS TERMICOS INDUSTRIALES.

En un mundo cada vez más consciente de la importancia de la sostenibilidad y la eficiencia energética, el sector industrial se enfrenta al desafío de reducir su huella de carbono y optimizar sus procesos. En este contexto, la adopción de la energía solar térmica emerge como una solución prometedora para satisfacer las necesidades energéticas de las industrias, reduciendo así su dependencia de los combustibles fósiles y contribuyendo a la mitigación del cambio climático.

La integración de sistemas solares térmicos en el entorno industrial requiere un enfoque sistemático y bien planificado. Desde la evaluación de la demanda energética hasta la integración con los sistemas existentes, cada paso juega un papel crucial en el éxito de la implementación. Este artículo proporciona una pequeña introducción de como facilitar paso a paso la adopción de la energía solar térmica en el sector industrial, abordando los aspectos clave que deben considerarse.

PASO 1. Determinación de la demanda energética.

Para ejecutar una instalación solar térmica que sea rentable, debería optimizarse su dimensionado, siendo necesario conocer con la mayor precisión posible la demanda de energía térmica del proceso térmico.

Se recomienda realizar una auditoria energética que nos indique los consumos reales de nuestra instalación:

  • Identificación del proceso industrial y el nivel térmico de la demanda de calor, esto es, la temperatura de entrada, salida del producto y/o de operación del proceso. Las temperaturas de los procesos pueden requerir captadores más eficientes y por tanto que los restantes sistemas de la instalación solar sean aptos para trabajar a las temperaturas de funcionamiento exigidas por el proceso.
  • Verificar si es necesario realizar algún tipo de intercambio entre el fluido utilizado en la propia generación solar o en la acumulación y el fluido utilizado en el proceso térmico (aire, aceite, vapor, etc.). En su caso, se requerirá los caudales másicos, presiones, capacidades calóricas y humedades del producto y del fluido caloportador a la entrada y salida de la operación.
  • Perfil diario, semanal y anual de la demanda de energía del proceso. Es de atención especial en el diseño, dado que hay industrias que no operan los fines de semana, o dejan de producir durante un largo periodo (meses) por vacaciones o por estacionalidad en el proceso productivo.

PASO 2. Analizar el coste del combustible empleado.

La rentabilidad del ahorro energético se consigue al poner en funcionamiento una instalación solar térmica depende en gran medida del combustible que se pretende disminuir su consumo.

Se deberá recopilar la información disponible de las facturas de los últimos años de los suministros de energía primaria utilizadas en el proceso térmico: electricidad, bunker, LPG y Diesel.

Es evidente que la rentabilidad de la instalación solar depende en gran medida del coste de combustible empleado, pero sobre todo del coste de combustible a medio y largo plazo. La posible subida del precio de los combustibles hace más rentable la inversión.

PASO 3. Determinar el espacio disponible en la cubierta del edificio.

El espacio libre con acceso suficiente al sol es en algunos casos limitado. Se trata de un especto que condiciona el tamaño de la instalación solar térmica: se instalan todos los captadores que caben de forma simple (sin la instalación de grandes superestructuras que a veces rechaza la propiedad).

La orientación de los captadores solares sebe ser al Sur, pero no hay ningún problema en instalarlos con un acimut de ±35° respecto del sur si con esto se consigue mantener las líneas en la cubierta.

La distancia d, medida sobre la horizontal, entre una fila de captadores y un obstáculo, de altura h, que pueda producir sombra sobre la instalación será igual o superior al valor obtenido por la expresión:

d = h / tan (67º - latitud)

La distancia entre apoyos de dos baterías de captadores de 2,00 de longitud e inclinados 10º sobre una cubierta plana debe ser 0.23 m, que se reduce al máximo en caso de superposición sobre una superficie inclinada. Además los captadores solares requieren de mantenimiento y en la fase de diseño, deben dejarse las distancias necesarias para que el mantenimiento se pueda realizar con las condiciones de seguridad necesarias.

PASO 4. Determinar el espacio disponible para los nuevos componentes.

Las instalaciones solares térmicas requieren instalar acumuladores de gran tamaño. El volumen de acumulación en litros suele ser de 50 – 75 veces el área de captación en m2.

Por ejemplo, para una instalación solar de 48 m2 se requiere de uno o varios acumuladores solares de un volumen comprendido entre los 6000 y 9000 litros. Además se requiere de la instalación de bomba de primario y si se quiere proteger al circuito primario de aguas duras con riesgo de provocar calcificaciones, se instalaran, intercambiadores de calor y bombas de circulación de circuito secundario. En la rehabilitación energética de la industria se deberá asegurar que se dispone del espacio necesario.

Por último, se deberá garantizar que el local seleccionado para la instalación de los nuevos acumuladores cumple con los requisitos siguientes

  • La estructura soporta el peso de los acumuladores llenos
  • Los acumuladores pueden entrar por la puerta de acceso
  • El acceso al local es el adecuado y los acumuladores solares están lo más próximos posibles al acumulador de apoyo.
  • Accesibilidad para el mantenimiento.

PASO 5. Integración y acoplamiento al sistema térmico existente.

Es fundamental que la integración de la instalación solar no afecte al correcto funcionamiento del proceso productivo y solamente intervenga en reducir el consumo energético.

La instalación solar y la del proceso deben de ser independizarles, teniendo en cuenta que hay procesos de funcionamiento continuo que pueden exigir una forma de acoplamiento y un sistema de control optimizado para cualquier aporte solar.

PASO 6. ¿Hay algún otro condicionante que aconseje la ejecución de la instalación solar térmica?

En caso de procesos industriales alimentados mediante electricidad, puede conducir a una reducción de la dependencia de la red eléctrica, reduciendo significativamente la necesidad de consumir electricidad para este fin. especialmente durante los períodos de racionamiento, como los anunciados recientemente por el ICE.

También una notable contribución a la sostenibilidad, la energía solar térmica es una fuente de energía renovable y limpia que no emite gases de efecto invernadero ni contamina el medio ambiente. Su adopción contribuye a la sostenibilidad ambiental y la lucha contra el cambio climático.

Conclusiones.

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