mas sobre cocinas solares

¿Qué son?

Las cocinas y hornos solares son sencillas aplicaciones que aprovechan la energía del Sol para cocinar alimentos. Se basan en un recipiente aislante que acumula por efecto invernadero la radiación solar, en el caso de los hornos, o que recibe y concentra esta misma radiación en un punto focal donde se coloca el recipiente, en el caso de las cocinas solares parabólicas.

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¿Para qué sirven?

Las cocinas y hornos solares son ideales para preparar alimentos, pasteurizar agua, esterilizar material quirúrgico, reducir la presión sobre el bosque y la biomasa, prevenir la erosión y desertización, favorecer la libertad y educación de las mujeres y los niños... Para todo ello un único requisito: disponer de radiación solar, algo muy abundante y accesible en la gran mayoría de las zonas del planeta.

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Por qué utilizarlas

Por solidaridad, por necesidad ante la crisis de la leña, por compromiso con la implantación de las energías limpias y renovables en todas las sociedades.

Hay 2 grandes escenarios donde las cocinas y hornos solares son de gran ayuda, el principal es para los más de 2.000 millones de seres humanos que utilizan la leña como combustible y que en muchos casos es ya escasa y cada vez de más difícil acceso. El otro escenario es en nuestros países desarrollados, donde, a pesar de disponer de fuentes de energía abundantes y distribuidas, contribuimos con su utilización al cambio climático y al expolio de recursos naturales. La cocina solar representa una oportunidad solidaria, práctica y sabrosa para participar de los caminos hacia la economía solar y ecológica.

El funcionamiento de la cocina solar

Esencialmente, contamos con dos formas para aprovechar la radiación solar y convertirla en calor útil para cocinar. Se trata de dos principios físicos diferentes que pueden aplicarse conjuntamente: los de acumulación y los de concentración. Las dos tecnologías pueden complementarse.

Las de acumulación atrapan la energía solar a través del efecto invernadero y hacen de horno. En éstas, las temperaturas de trabajo se sitúan entre los 80 y los 160 ºC.

Las de concentración aprovechan la propiedad de reflexión de una pared parabólica y alcanzan temperaturas de más de 200 ºC, permitiendo hacer fritos con aceite. El coste, el tiempo de cocción y el tipo de alimentos que se pueden preparar vienen determinados por el diseño de cada tipo de cocina. La energía recogida en una cocina solar, en general, se utiliza para el calentamiento para alcanzar la temperatura de trabajo. Un 20 % del total puede perderse por fugas térmicas, el 35 % por vaporizar el agua y un 45 % por mantener la temperatura de trabajo.

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Arriba en la imagen de la izquierda un ejemplo de horno solar basado en el principio de acumulación. A la derecha, esquema de una cocina solar parabólica basada en el principio de concentración de rayos solares.

Hornos de acumulación solares

Fundamentos

La transmisión del calor asociada a la energía del Sol se da a través del aire en diversas longitudes de onda, una de las cuales es la infrarroja y que, por absorción, es captada de forma diferente según el material.

Los cuerpos pueden absorber, reflejar o transmitir la radiación a través de ellos. Los vidrios y los plásticos transparentes permiten en gran medida que la radiación solar los atraviese. En cambio, el resto de los cuerpos, en general, absorben una parte de la radiación y la otra la reflejan.

Podemos decir que el color que caracteriza a los diferentes cuerpos es una magnitud determinante de su correspondiente capacidad para reflejar la radiación solar. Los objetos negros absorben toda la luz solar, mientras que los blancos la reflejan casi toda. Esta capacidad de reflexión de la radiación solar es lo que genéricamente se conoce como albedo. En términos generales, el albedo del planeta Tierra, por ejemplo, es de 0,37, es decir, que refleja en el espacio un 37% de la luz que recibe del Sol.

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Efecto invernadero

Uno de los principios básicos de captación de la radiación solar es lo que se conoce como efecto invernadero. Éste se basa en la propiedad que tienen algunos materiales como el vidrio de dejarse atravesar por la radiación solar, pero reflejar sólo una parte. Si dentro de un receptáculo de vidrio, además, el color básico de los materiales es el negro, éstos concentran con una gran dosis la energía recibida, de manera que los rayos infrarrojos no tengan bastante energía para escaparse a través del vidrio. Esta conversión de la radiación solar en energía calorífica a través de los rayos infrarrojos, que permite que la temperatura de los objetos en su interior aumente, se conoce como efecto invernadero. La temperatura alcanzada por los materiales afectados por el efecto invernadero se puede transmitir por conducción y ésta permite, por ejemplo, cocinar los alimentos o simplemente generar calor para hacer de sauna.

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arriba en la imagen tenemos un Modelo mixto de cocina solar combinando los principios de acumulación y concentración y aumentando la eficiencia al variar el ángulo de captación de los rayos solares según la época del año (2 para verano; 3, para invierno.

Cocinas solares de concentración


Fundamentos

Una propiedad de los discos esféricos con la superficie cóncava es que son capaces de recoger y concentrar las ondas luminosas y sonoras. Según los metros cuadrados de este receptáculo, la profundidad y la brillantez de la superficie, se alcanza (en un punto separado del centro de la esfera que se conoce como punto focal) una determinada temperatura.

El nivel de calor capaz de concentrar por una pantalla parabólica puede ser de miles de grados cuando la superficie es enorme. Éste es el caso, por ejemplo, de los hornos solares como el de Odielló (La Cerdanya) construido a principios de los años setenta bajo la dirección de Félix Trombé. Este horno va equipado con un campo de 2.000 espejos repartidos en 63 heliostatos sobre una superficie de 1.000 m2, los cuales obtienen una potencia de 1.000 kwp térmicos que permiten alcanzar temperaturas de entre 800 y 2.500 ºC. Además de fundir metales, incinerar materiales y hacer experimentos diversos, la energía calorífica concentrada puede tener otras utilidades.

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Aplicaciones

Una de las aplicaciones innovadoras que se estudian de la concentración de rayos solares es conducir esta fuente luminosa por fibra óptica hacia un instrumento quirúrgico y utilizarla para diseccionar como si se tratase de un bisturí médico. De hecho, la cirugía con láser hace tiempo que funciona con mucho éxito, y lo hace con un principio similar. Sin embargo, es una tecnología muy cara (alrededor de 150.000 euros) y que requiere mucha energía. Con la concentración solar no se pueden conseguir los 100 w/mm2 que aporta la luz láser, pero se alcanzan entre 30 y 40 w/mm2 que son suficientes para muchas intervenciones quirúrgicas. Esta energía, por ejemplo, es suficiente para desobstruir arterias coronarias, extirpar tumores, etc. La ventaja de las aplicaciones de la concentración solar es que son móviles, ya que no requieren fuentes de energía fijas.

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Tipos

De concentración solar, existen con o sin sistemas ópticos. Los sistemas ópticos aumentan la temperatura de los rayos solares y los conducen, generalmente, a través de un fluido, hacia donde se necesita. En la aplicación del principio de la concentración solar es muy importante que el eje de la pantalla reflectora sea perpendicular al ángulo de los rayos solares. Eso obliga a ir orientando el reflector si queremos mantener la concentración energética en el punto focal.

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A grandes rasgos, podemos decir que una cocina solar parabólica permite obtener alrededor de 1kW por cada 2 m2 de superficie de captación con un rendimiento del orden del 50%. Los sistemas de uso familiar acostumbran a utilizar superficies de algo más de 1 m2.

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mas info:
http://www.terra.org/html/s/sol


saludos:

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1 comentario - mas sobre cocinas solares

@MrBook Hace más de 7 años
Muy interesante. Todo lo que nos podemos ahorrar en consumo de energéticos, lástima que estas tecnologías todavía resulten muy caras e inaccesibles para la mayoría.