Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador

i Equation Chapter 1 Section 1 Trabajo Fin de Grado Grado en Ingeniería de la Energía Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador Autor: Manuel Valenzuela Lozano Tutor: José Julio Guerra Macho Tutor: Francisco Javier Pino Lucena Dpto. Ingeniería Energética Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2022 ii iii Trabajo Fin de Grado Grado en Ingeniería de la Energía Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador Autor: Manuel Valenzuela Lozano Tutor: José Julio Guerra Macho Catedrático de Universidad Tutor Francisco Javier Pino Lucena Profesor Titular de Universidad Dpto. de Ingeniería Energética Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2022 iv v Trabajo Fin de grado: Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador Autor: Manuel Valenzuela Lozano Tutores: José Julio Guerra Macho y Francisco Javier Pino Lucena El tribunal nombrado para juzgar el Trabajo arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: Presidente: Vocales: Secretario: Acuerdan otorgarle la calificación de: Sevilla, 2022 El Secretario del Tribunal vi vii AGRADECIMIENTOS Quiero agradecer a mis tutores José Julio Guerra Macho y Francisco Javier Pino Lucena por la ayuda que he recibido de su parte pero sobre todo por su paciencia, que no me han puesto ningún problema este tiempo y por comprender que mi situación personal ha ocasionado el retraso de la entrega del presente trabajo. A muchos de mis profesores y profesoras, de mis maestros y maestras que me han acompañado durante todo este tiempo y que me han ayudado a llegar hasta aquí y por tanto a poder realizar este trabajo de fin de grado. Sobre todo a aquellos que se han implicado directamente en fomentar en mí una actitud crítica y un deseo continúo por aprender. Especialmente quiero agradecer a mi compañero y amigo Juan José Molina Alcalá por su grandísima ayuda en los primeros pasos de este proyecto. Por su apoyo, que ha marcado una gran diferencia en cuanto a tiempo y trabajo empleados en la realización de este estudio. A mis amigos, gracias a ellos no me ha sido nunca difícil desconectar y coger fuerzas cuando ha sido necesario. Y por último a mi familia, por su apoyo y ayuda incondicional. Quiero dar gracias a mi hermana, ya que el mero hecho de estar ahí me ha servido siempre como inspiración con el objetivo de ser siempre el mejor ejemplo para ella. Y sobre todo a mis padres, por ser como son, por haberme criado como lo han hecho, son un ejemplo para mí en todo, por su esfuerzo y sacrificio todos estos años, les debo y les deberé todo lo que pueda llegar a conseguir en mi vida. viii ix RESUMEN Este Trabajo de Fin de Grado va a abordar el análisis de los resultados obtenidos mediante una batería de simulaciones llevadas a cabo con TRNSYS para un sistema de energía solar térmica de consumo único con interacumulador. El objetivo de estas simulaciones es la validación de los resultados obtenidos para el mismo sistema con CHEQ4. Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 1 1 INTRODUCCIÓN La sociedad ha experimentado grandes cambios a lo largo de la historia que han hecho que las personas modifiquen sus estilos de vida constantemente. Uno de los más notorios cambios que la sociedad ha experimentado desde la agricultura y el sedentarismo ha sido la industrialización. Desde la revolución industrial la sociedad no ha parado de crecer y evolucionar desde el punto de vista tecnológico. Esto, unido a un sistema económico capitalista, ha hecho del consumismo nuestro principal pilar económico. Una sociedad de consume es una sociedad que genera, y para ello es necesario un enorme consumo energético. Desde la industrialización el consumo mundial de energía se ha multiplicado de forma exponencial con el paso de los años como podemos observar en la figura 1-1. Hasta la actualidad, la mayor parte de esta energía se ha obtenido del uso masivo de combustibles fósiles. Figura 1-1: Evolución del Consumo Energético Mundial desde la Revolución Industrial Poco queda ya de esos cazadores recolectores que solo hacían uso de los recursos necesarios para su supervivencia y que eran capaces de convivir con su entorno sin alterarlo y explotarlo para su propio beneficio. Este nuevo estilo de vida en el que la sociedad se encuentra inmersa en la actualidad, no solo está haciendo un uso desmesurado de los recursos, sino que parece no tener ningún tipo de consideración con el entorno y con el resto de especies que lo habitan. Lo que nos lleva a la situación en la que nos encontramos ahora, en este siglo la sociedad va a tener que hacer frente a la peor crisis climática de origen antropogénico que jamás se haya visto. El Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 2 uso masivo de combustibles fósiles está generando emisiones de gases de efecto invernadero a nuestra atmósfera en cantidades tales que está llegando a alterar la climatología de nuestro planeta, con las desastrosas consecuencias que esto puede conllevar. En la figura 1-2 podemos observar el aumento exponencial de emisiones de gases de efecto invernadero a nuestra atmósfera desde la revolución industrial. El consumo desmesurado de energía de origen fósil ha generado en nuestra sociedad dos preocupaciones principalmente: por un lado, el impacto ambiental asociado y por otro lado, la limitación y disponibilidad de las reservas y su futuro agotamiento. La disponibilidad de los recursos es uno de los problemas que conlleva el uso de este tipo de combustibles, ya que estos se encuentran localizados en unas pocas regiones del planeta, lo que genera dependencia energética entre países y en muchas ocasiones conflictos bélicos y problemas políticos. Si queremos seguir manteniendo este estilo de vida, siempre desde el punto de vista de lo posible, debemos en primer lugar asegurar el abastecimiento energético. Otra cuestión sería abordar si este estilo de vida es el adecuado para nosotros, pero eso lo dejaremos para otra ocasión. Debido a esto, el principal reto al que la sociedad actual debe hacer frente y cuanto antes, es la transición energética. Es necesario un cambio de modelo energético. Debemos abandonar las formas convencionales de producción de energía e implementar nuevas formas de generación donde la energía generada provenga de fuentes renovables. También es necesario concienciar del uso responsable y sostenible de la energía y hacer hincapié en pautas de eficiencia energética. Una transición energética hacia fuentes de energía renovables no solo reduciría drásticamente las emisiones de gases de efecto invernadero a nuestra atmósfera si no que a su vez disminuiría la dependencia energética de los países y aseguraría el abastecimiento a largo plazo. Ya en el año 2000, el “Informe mundial de la Energía”, publicado por el Consejo Mundial de la Energía (CME), el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD) y el Departamento de Asuntos Económicos y Sociales de las Naciones Unidas, dice textualmente: “Aunque no parece haber límites físicos en el suministro mundial de energía durante al menos los próximos 50 años, el sistema energético actual es insostenible por consideraciones de equidad así como por problemas medioambientales, económicos y geopolíticos que tienen implicaciones a muy largo plazo.” Es por eso, sabiendo que nuestro sistema energético actual no se sostiene, que debemos llevar a cabo una transición energética orientada al desarrollo sostenible. Pero, ¿qué entendemos por “desarrollo sostenible”? El concepto de “desarrollo sostenible” fue formulado explícitamente en el informe presentado por la Comisión de Medio Ambiente y Desarrollo de Naciones Unidas en 1987, conocido como el Informe Brundtland, que lo define como “el desarrollo que satisface las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las futuras generaciones para satisfacer sus propias necesidades”. El desarrollo sostenible descansa sobre la aceptación de que el desarrollo es posible y necesario; de que debe de hacerse sostenible, perdurable y viable en el tiempo, y que la sostenibilidad debe ser triple:  Sostenibilidad Social. Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 3  Sostenibilidad Económica.  Sostenibilidad Medioambiental. Figura 1-2: Evolución de las emisiones de gases de efecto invernadero desde la Revolución Industrial Debemos de ser capaces de establecerlo como marco conceptual de orientación de políticas y estrategias para el desarrollo mundial. En la actualidad el desarrollo sostenible puede considerarse como un verdadero principio jurídico, que se va incorporando gradualmente en la legislación a todos los niveles. 1.1 SITUACIÓN ENERGÉTICA ACTUAL Europa consume menos energía que hace 10 años, principalmente gracias al aumento de la eficiencia energética. También es menos dependiente de los combustibles fósiles gracias al ahorro energético y al aumento de energías renovables, tanto es así, que en la década de 20052015, la proporción de energías renovables en el consumo de energía de la UE prácticamente se duplicó, pasando del 9 % a cerca del 17 %. No obstante, la mayor parte de la energía que se consume en la UE sigue procediendo de los combustibles fósiles, que aunque su proporción en el conjunto de fuentes energéticas no ha dejado de descender sigue estando entorno al 70 % del consumo interior bruto. Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 4 La energía nuclear sigue teniendo un papel importante en nuestro mix energético con una generación eléctrica en el conjunto de los países de la Unión Europea superior al 20 %. Aunque son datos prometedores Europa sigue estando lejos de lograr sus objetivos, ya que siguen quedando pendientes sectores como el transporte, que según los objetivos marcados por el PNIEC, Plan Nacional Integrado de Energía y Clima, debe de alcanzar un 28 % de energías renovables y reducir el 33 % de las emisiones generadas para el 2030. A más largo plazo, para 2040, el PNIEC apuesta porque todos los turismos y vehículos comerciales ligeros nuevos sean de cero emisiones, para lo cual será necesario el desarrollo de biocarburantes avanzados e hidrógeno verde, de origen 100 % renovable. La generalización del uso del hidrógeno como combustible es imprescindible, sobre todo para el transporte pesado y de largas distancias. Además, su desarrollo será un elemento importante para la descarbonización tanto del transporte como de la industria y proporcionará un importante modo de almacenamiento de energía a medio y largo plazo dando respuesta a los excedentes de generación eléctrica renovable. Figura 1-3: Consumo de Energía Primaria en Europa en 2018 Como podemos ver en la figura 1-3 las energías renovables representaron el 15,5 % de la energía primaria consumida en la Unión Europea durante el año 2018, lo que supuso un aumento en su contribución del 7,8 % respecto al año anterior. Aun así, los combustibles fósiles ocupan los primeros tres lugares en el consumo de energía primaria. En primera posición se encontraría el petróleo (36,2 %), seguido del gas natural (23 %) y del carbón (15 %), es decir, cerca de las tres cuartas partes de le energía primaria consumida por la Unión Europea tiene su origen en fuentes de energía fósil, lo que hace que mantenga una dependencia energética exterior muy alta, superior al 55 %. Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 5 Las energías renovables ganan cada vez más terreno en Europa. El último informe de la Comisión Europea sobre el mercado de la energía, que corresponde al segundo cuatrimestre del 2020, ha revelado que las EERR han alcanzado una participación del 43 % en el mix energético, la cifra trimestral más alta de la historia. Además, la generación de carbón cayó un 34 % interanual y el gas también sufrió pérdidas, incluso la generación nuclear se ha visto gravemente afectada con una disminución de un 17 % interanual. El abandono de los combustibles fósiles ha provocado que la huella de carbono de la generación eléctrica de la UE cayera un 25 % interanual. La Comisión Europea destaca que el sector de la energía está en camino de lograr una reducción anual de dos dígitos en las emisiones de CO2 en 2020. También hay que destacar que debido a la situación económica actual provocada por la pandemia global debida al SARSCoV-2 el consumo eléctrico en la UE se ha reducido un 11 % con respecto a 2019, en el año 2020. Si tomamos una visión más global, podemos ver como las energías renovables representaron aproximadamente el 11 % de la energía primaria consumida en el mundo en el año 2018, lo que supone un crecimiento del 7,1 % con respecto al año anterior. A pesar de todo, las energías renovables siguen siendo la cuarta fuente en consumo de energía primaria a nivel global. El consumo mundial de petróleo disminuyó en 0,5 puntos porcentuales hasta situarse en el 33,6 % en dicho año. Le siguen el carbón que también disminuyó en términos porcentuales pasando del 27,6 % al 27,2 % y el gas natural, que por contrario aumentó a nivel global su cuota de participación en la energía primaria, situándose en el 23,9 % en 2018. Si nos fijamos en la figura 1-4, en 2018 el uso de combustibles fósiles representó el 84,7 % del total de energía primaria consumida a nivel mundial. Figura 1-4: Consumo de Energía Primaria en el mundo en 2018 Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 6 Hay que ser conscientes de la clara falta de sostenibilidad del presente modelo energético y de la necesidad de una profunda transición energética hacia fuentes de energía renovable en las próximas décadas. La visión actual del modelo energético español y mundial es muy preocupante, pero no es una visión desesperanzadora. En efecto, la enorme dependencia energética actual de España, y la previsible falta a medio plazo de un suministro fiable y a precios asequibles de los combustibles que previsiblemente vamos a necesitar, ponen en peligro nuestro aprovisionamiento energético, que es imprescindible para mantener e incrementar nuestro nivel de bienestar. Además, los impactos medioambientales, y muy en particular el cambio climático, exceden límites tolerables y compatibles con la calidad de vida a la que aspiramos. Como venimos comentando, es evidente que, tanto la disponibilidad y precio de los combustibles energéticos como las emisiones de gases de efecto invernadero, convierten en global el problema energético, y lo asocian directamente con la falta de equidad en el acceso a las formas avanzadas de energía y con el inevitable y necesario incremento del consumo energético en los países en vías de desarrollo, que a su vez agrava el impacto ambiental y la escasez de recursos. El fuerte desarrollo económico de las últimas décadas en España ha ido acompañado de un crecimiento en la demanda energética. En Europa y particularmente en España nos hemos tomado en serio la transición energética. Podemos decir que el 2019 ha sido el resurgir de la industria renovable. En 2019 obtuvimos record en potencia instalada renovable, con un crecimiento del 13,6 % con respecto al año anterior al entrar en funcionamiento 6528 MW nuevos de energía solar fotovoltaica y eólica. De esta manera, las energías limpias representan ya el 49,3 % de la capacidad de generación en España. El contingente renovable asciende a un total de 54457 MW, de los que un 46 % son eólicos y un 16 % fotovoltaicos (la energía solar fotovoltaica se ha incrementado en un 93,2 % con respecto al 2018 en capacidad de generación instalada). Así lo recoge el Avance del Informe del Sistema Eléctrico Español 2019 de Red Eléctrica de España, y es por tanto que el 2019 ha marcado un punto de inflexión en la transición del sistema eléctrico peninsular hacia un modelo energético sostenible. Observando las figuras 1-5, 1-6 y 1-7 vemos que el incremento de la potencia instalada renovable ha permitido que, de los 247002 GWh de electricidad generados en la península en 2019, el 39 % haya sido producido a partir de estas tecnologías. La eólica, con un 21,5 % de aportación, ha ocupado el segundo lugar en el mix, tras la nuclear con un 22,6 % y seguida del ciclo combinado (20,7 %). No difiere mucho del porcentaje alcanzado en 2018 y esto se debe principalmente a la propia naturaleza intermitente de estas fuentes de energía, y en particular a la hidráulica, que se vio fuertemente afectada por la sequía que sufrimos durante ese año. Una de las principales consecuencias de este impulso a la descarbonización ha sido el descenso de las emisiones de CO2 asociadas a la generación eléctrica, que han marcado un mínimo histórico desde que se tienen registros (1990): 40,6 millones de toneladas de CO2, un 25,5 % menos que en 2018. Debemos tener en cuenta que la transición energética no es un camino fácil, es cierto que en España podemos decir que contamos con las condiciones climáticas adecuadas para poder llevarla a cabo, pero como dice el presidente del Grupo Red Eléctrica, Jordi Sevilla, en su informe presentado en 2019 “Hacer posible la transición energética”, no solo importa la disponibilidad del recurso si no que desde el punto de vista técnico se debe llevar a cabo una gran inversión para realizar una serie de medidas y mejoras en nuestra red de transporte Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 7 eléctrico para reforzar su fiabilidad, control y capacidad permitiendo así la integración de nueva generación renovable. Figura 1-5: Evolución de la potencia renovable instalada en España Como podemos observar en la figura 1-8, la transición energética requiere el desarrollo, operación y mantenimiento de una red robusta, flexible y fiable que permita conectar la nueva generación eléctrica en un escenario que estará predominado por renovables no gestionables y una generación distribuida. También deberá tener en cuenta el comportamiento de la demanda en un escenario de mayor electrificación y eficiencia energética que deberá contemplar la electrificación del transporte. La transición energética más que un reto es una necesidad. Esto quedó ya bastante claro con el Acuerdo de París, y en consonancia con este la Unión Europea presenta el llamado “Pacto Verde Europeo”, un ambicioso paquete de medidas que van desde la reducción ambiciosa de las emisiones de gases de efecto invernadero hasta la inversión en investigación e innovación de vanguardia y la preservación del medio ambiente natural de Europa. Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 8 Figura 1-6: Consumo de energía primaria en España en 2018 Figura 1-7: Mix eléctrico español en 2018 Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 9 Las primeras iniciativas de acción climática bajo dicho pacto incluyen:  Ley climática europea para consagrar el objetivo de neutralidad climática de 2050 en la legislación de la UE.  Pacto Europeo por el Clima para involucrar a los ciudadanos y a todas las partes de la sociedad en la acción climática.  Plan de metas climáticas 2030 para reducir aún más las emisiones netas de gases de efecto invernadero al menos un 55 % para 2030. Figura 1-8: Evolución del Sistema Eléctrico Con estos objetivos presentes en la figura 1-9, la UE pretende conseguir ser el primer continente climáticamente neutro para 2050. Y como no debe ser menos, para cumplir con este mandato, el Gobierno de España presenta su Plan Nacional Integrado de Energía y Clima 2021-2030 (PNIEC 2021-2030) que fue remitido a la Comisión Europea. Los objetivos planteados en el PNIEC 2021-2030 para la necesaria transición energética consiguiendo una economía prácticamente descarbonizada en 2050 son:  Una reducción de emisiones del 21 % respecto de los niveles de 1990. Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 10  Una cuota de renovables del 42 % sobre la energía final.  Una mejora de la eficiencia energética del 39,6 %.  Una previsión de que la contribución renovable en el mix eléctrico alcance el 74 % en 2030. Figura 1-9: Objetivos energéticos europeos a corto, medio y largo plazo Como podemos ver, los escenarios presentados son algo esperanzadores, por lo menos por la parte que nos toca, la Unión Europea y con ella España están llamadas a marcar el ritmo hacia la transición renovable, pero, ¿será esto suficiente? Bien, aquí es donde hago mi gran apuesta al decir que los problemas a los que se va a enfrentar la humanidad en este siglo serán los que marquen el futuro de no solo de nuestra especie, si no del planeta en su conjunto, es decir, está en nuestras manos la vida de todos los seres vivos hasta ahora conocidos en el universo. Pues no podemos olvidar que ahora mismo emigrar a otro planeta no es una solución viable debido a los grandes retos que eso plantearía y que el único planeta hasta ahora conocido capaz de albergar vida, es el nuestro. Con todo esto quiero resaltar la gran responsabilidad que esto supone, y es ahora cuando me aventuro a decir que el siglo XXI estará marcado por extinciones masivas de especies de animales y plantas, donde la temperatura media global se incrementará por encima de los 2 grados centígrados como poco, el nivel del mar subirá considerablemente en muchas regiones debido al derretimiento de los casquetes polares y dónde veremos migraciones masivas y mucha desigualdad económica y social. Pues un problema global no puede ser solucionado de forma local, es aquí donde está el principal problema, no podemos hacer frente al cambio climático solo desde Europa, necesitamos la cooperación de todos los países del mundo, y es aquí donde veo yo nuestro mayor escoyo, pues no veo actualmente posible que los países del mundo sean capaces de unirse desde el punto de vista político para solucionar un problema común que afecta de manera económica de forma desigual a cada uno de ellos. Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 17  Captador Solar Plano Un captador solar térmico debe maximizar la captación de la radiación solar y minimizar las pérdidas térmicas con el exterior. Su funcionamiento está basado en el denominado “efecto invernadero” que aprovecha las propiedades de transmisión de la cubierta que permite el paso de la radiación solar que a su vez incide en la superficie del absorbedor produciendo el calentamiento del fluido caloportador. De la radiación solar incidente, de longitud de onda corta (0,3 – 3 μm), una parte pequeña es reflejada y otra es absorbida por la cubierta, pero la mayor parte la atraviesa e incide sobre el absorbedor que la transforma en calor aumentando su temperatura. El absorbedor, al calentarse, emite radiación como cualquier cuerpo por encima del cero absoluto, pero emite radiación de onda larga (3 – 30 μm) que no puede escapar al exterior debido a que la cubierta es opaca frente a esa radiación. Dado que se pretende que el calor sea extraído por un fluido caloportador que recorre el absorbedor, se deben reducir las pérdidas térmicas que se producen cuando el absorbedor se calienta y para ello, se utilizan: la cubierta, que además de eliminar las pérdidas radiantes producidas por el aumento de temperatura que se genera en el absorbedor, también disminuye las pérdidas por convección con el aire ambiente exterior y el aislamiento en la parte posterior y en los laterales del absorbedor. Figura 2-2: Sección constructiva de un captador solar plano Los componentes básicos que componen un captador solar plano son como vemos en la figura 2-2: a) La cubierta transparente normalmente es de vidrio y, además de reducir las pérdidas por radiación y convección, asegura la estanqueidad del captador protegiendo a los componentes interiores frente a agentes externos. b) El absorbedor es una placa plana, normalmente metálica, que se calienta al recibir la radiación del sol que ha atravesado la cubierta. El rendimiento del captador depende, en gran medida, del tipo y calidad del tratamiento superficial del absorbedor que, básicamente, determina su capacidad de absorber radiación (absortancia) y su capacidad de emitir radiación cuando se calienta (emisividad). Se pueden distinguir básicamente Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 18 entre dos tipos de tratamientos que pueden ser selectivos o no selectivos. Los tratamientos selectivos reducen la emisividad del absorbedor, a valores comprendidos entre 0,05 y 0,5 para minimizar las pérdidas radiantes mientras que la emisividad en los no selectivos es bastante elevada, normalmente superior al 80 %. c) El circuito hidráulico del captador por el que circula el fluido caloportador debe garantizar la correcta transferencia de calor generado en el absorbedor. El aumento de la temperatura del fluido es el efecto útil que se pretende conseguir que, a su vez, hace disminuir la temperatura del absorbedor. Es imprescindible un buen contacto térmico entre la parte plana del absorbedor y las tuberías del circuito para facilitar la transferencia de calor al fluido por conducción. La disposición más habitual de este circuito dentro del captador suele ser en forma de parrilla o serpentín con tubos de cobre. d) El aislamiento en la parte posterior y en los laterales reduce las pérdidas térmicas del absorbedor. Normalmente se utiliza lana de vidrio o lana mineral y, algunas veces, poliuretano rígido, pero, en este caso y para que no le afecten las elevadas temperaturas de estancamiento del captador, se toman medidas incorporando una capa de lana mineral intermedia entre el absorbedor y el poliuretano. e) La carcasa es la caja que contiene al resto de componentes, los protege del exterior y da rigidez al conjunto. La carcasa debe tener una elevada resistencia mecánica, un buen comportamiento frente a la corrosión y a las variaciones de temperatura. Habitualmente se emplea aluminio, acero inoxidable, acero galvanizado y lacado o material de plástico reforzado con fibra de vidrio. Normalmente se fabrican las carcasas con perfiles extruidos para construir el marco y una lámina plana en el fondo, aunque también se utilizan las carcasas realizadas con una única chapa, normalmente de aluminio, a la que se proporciona su forma por embutición. A continuación explicaremos las características funcionales de los captadores solares, empezando por: 1. Rendimiento del captador solar: La potencia térmica útil extraída del captador solar (Qu) se emplea en aumentar la temperatura del fluido caloportador que circula por el absorbedor y puede expresarse como: Qu = mCAP * Cp * (Ts – Te) = η * ACAP * I Donde: mCAP : Caudal másico que circula por el captador, que es igual al caudal volumétrico multiplicado por la densidad del fluido Cp : Calor específico a presión constante del fluido Ts : Temperatura de salida del captador [ ºC ] Te : Temperatura de entrada del captador [ ºC ] η : Rendimiento del captador ACAP : Superficie útil del captador [ m2 ] Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 19 I : Irradiancia total sobre la superficie del captador [ W/m2 ] La potencia obtenida del captador solar es por tanto proporcional al rendimiento y a la irradiancia total por lo que es necesario conocer las variables de las que depende el rendimiento del captador. El rendimiento de un captador se puede establecer mediante un modelo físico matemático que es función de las condiciones de trabajo y se puede comprobar que la transformación de la energía radiante en energía térmica se realiza conforme a una expresión de la forma: η = í  í  =   = FR * (τ * α ) – FR * UL * (Te – Tamb)/I Donde FR * (τ * α) es el rendimiento óptico del captador, también denominado factor de eficiencia óptica, y representa el rendimiento del captador cuando la temperatura de entrada al captador Te es igual a la temperatura ambiente Tamb y es, por tanto, el máximo rendimiento que puede alcanzar el captador. El valor de FR * UL corresponde al coeficiente de pérdidas térmicas y representa la disminución del rendimiento producido por las pérdidas térmicas del captador. Las pérdidas térmicas aumentaran, y por tanto el rendimiento disminuirá, a medida que este coeficiente crezca. Ambos valores se pueden determinar por análisis teórico de las características del captador o experimentalmente mediante la realización de un ensayo en condiciones reales de funcionamiento en el que se miden todas las variables y se realiza un ajuste de la función que representa el rendimiento en función de la variable (Te –Tamb)/G que representa las condiciones de funcionamiento. Una vez determinados dichos valores se dispone de la función lineal representativa del funcionamiento del captador solar y se puede calcular el rendimiento para diversas condiciones de trabajo conociendo la temperatura de entrada del fluido caloportador Te, la temperatura ambiente Tamb y la irradiancia sobre la superficie del captador G. En la siguiente tabla podemos ver los valores típicos de la función rendimiento para diversos tipos de captadores solares. El rendimiento también se puede representar en función de la temperatura de salida del captador Ts en lugar de la temperatura de entrada Te, o lo que es más habitual, de la temperatura media Tm = (Te+Ts)/2 del mismo. Debido a que el valor UL no es exactamente constante, sino que tiene una cierta dependencia con la temperatura, la precisión de la función lineal expuesta anteriormente mejora si se ajusta como función cuadrática del modelo físico real. Según la norma UNE-EN 12975 se puede expresar el rendimiento del captador solar mediante un modelo matemático que lo calcula experimentalmente a partir de los resultados del ensayo y en función de la temperatura media: η = η0 – a1*  – a2*( )^  Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 20 Tabla 2-2: Valores típicos de la función rendimiento de diversos tipos de captadores solares Es necesario señalar que la función de rendimiento determinada experimentalmente en el ensayo del captador solar está siempre asociada a un caudal y a una superficie de referencia que, normalmente, es la de apertura del captador (ver figura 2-3). Cualquier modificación en los valores de referencia modifica los parámetros de rendimiento del captador por lo que deben estar siempre biunívucamente referenciados. Figura 2-3: Diferentes áreas de un captador solar Si representamos el rendimiento para tres captadores solares para una irradiancia de 1000 W/m2 con los factores: CS1: η0 = 0.85, a1 = 8.5, a2 = 0.03 CS2: η0 = 0.80, a1 = 4, a2 = 0.025 CS3: η0 = 0.75, a1 = 2, a2 = 0.02 Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 21 Figura 2-4: Rendimiento de tres tipos de captador solar En el gráfico de la figura 2-4 podemos observar como el mayor rendimiento se alcanza en un tipo de captador u otro en función de diferencia entre la temperatura de trabajo y la temperatura ambiente. Como este valor es variable a lo largo del día y del año no se puede discriminar ninguna tecnología de captador solar por su rendimiento instantáneo, sino que hay que evaluar las prestaciones anuales de cada solución. 2. Pérdidas de Carga: La dependencia de la pérdida de carga del captador PCCAP (expresada en mbar o en Pa) con el caudal másico mCAP (en kg/h o kg/s) se determina experimentalmente en un ensayo que mide la caída de presión a través del captador en función del caudal de agua es una función exponencial del tipo: PCCAP = k1 * mCAP + k2 * mCAP2 La figura 2-5 muestra una representación gráfica de la pérdida de carga de distintos tipos de circuitos en absorbedores. La pérdida de carga es un factor relevante tanto para el cálculo de la pérdida de carga total del circuito primario como para el equilibrado de captadores y de baterías de captadores. Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 22 Figura 2-5: Pérdida de carga de tres tipos de absorbedor 3. Temperatura de Estancamiento: Cuando no hay circulación de fluido por un captador expuesto a la radiación solar, su temperatura aumenta, y aumentan también las pérdidas térmicas, hasta que llega un momento en que las pérdidas térmicas igualan la energía captada de la radiación solar incidente alcanzándose un equilibrio térmico. La temperatura a la cual se alcanza este equilibrio térmico se denomina temperatura de estancamiento. La temperatura máxima de fluido que se debe considerar en el diseño de un captador es la temperatura de estancamiento que debe calcularse para las condiciones más desfavorables y se determina en los ensayos referida a una irradiancia global incidente superior a 1000 W/m2 y a una temperatura ambiente del aire circundante de 30 ºC (admisible entre 20 y 40 ºC). Las temperaturas típicas de estancamiento se encuentran en la gran mayoría de captadores solares, según las condiciones anteriores, suelen estar entre 120-140 ºC en captadores sin tratamiento selectivo y entre 160-200 ºC en captadores selectivos. Es fundamental tener en consideración que una parte de los elementos del circuito primario de la instalación solar, como por ejemplo los racores, juntas y tuberías de conexión de captadores, deben de ser capaces de soportar la temperatura de estancamiento que es la máxima temperatura que se puede producir en el circuito. Asimismo, debe tenerse en cuenta que la temperatura de estancamiento obtenida en el ensayo se ha definido para unas condiciones determinadas de radiación y temperatura ambiente, por lo que el manual del captador deberá indicarlas para que el captador no se pueda instalar en otras condiciones más desfavorables. 2.2.2 Sistema de Intercambio y Acumulación Debido a que el perfil de producción de ACS y el de consumo no coinciden necesitamos un acumulador que almacene la energía que se genera en el campo de captadores durante las horas de luz, garantizando que el consumo se pueda producir en cualquier momento del día. Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 23 Generalmente en las instalaciones solares térmicas de producción de ACS utilizan sistemas de acumulación en forma de calor sensible y fundamentalmente utilizando agua como fluido caloportador. Los acumuladores utilizados en las instalaciones solares térmicas pueden ser del mismo tipo que los empleados en sistemas convencionales para producción de agua caliente sanitaria, ya sean de agua caliente sanitaria o de inercia teniendo en cuenta las particularidades de las instalaciones solares. Los acumuladores pueden tener incorporados uno o más intercambiadores de calor, en ese caso, se denominarán interacumuladores. En nuestra instalación disponemos de un interacumulador que contiene un serpentín que permite el intercambio térmico entre el fluido caloportador del primario y el agua que contiene el tanque, la cual será utilizada para consumo. Es necesario tener en cuenta que las condiciones de funcionamiento y de diseño del intercambiador (potencia, caudal, presión, salto térmico y temperatura máxima) son diferentes cuando son utilizados para calentamiento con energía solar que cuando son utilizados con calderas. El uso de este tipo de intercambiadores implica la no existencia del circuito secundario, ya que el fluido del primario llega hasta el depósito de acumulación generalmente de dos formas: - Intercambiador tipo serpentín: consiste en un conducto, habitualmente de cobre, acero inoxidable o acero vitrificado, arrollado en espiral situado en la parte inferior del acumulador. Por el interior del tubo circula el fluido caloportador proveniente del sistema de captación, realizando la transferencia de calor por conducción al agua del depósito. El fluido caloportador está en circulación forzada, mientras que en el exterior, la renovación del fluido en contacto con el serpentín se hace por convección natural. - Figura 2-6: Interacumulador de intercambio indirecto tipo serpentín - Intercambiador de doble envolvente: en este sistema el fluido caloportador procedente del sistema de captación circula alrededor del depósito en una capa cilíndrica concéntrica, transfiriendo por conducción el calor ganado a través de la superficie interna del acumulador al agua del depósito. Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 24 Figura 2-7: Interacumulador de intercambio indirecto tipo doble envolvente Los acumuladores de agua caliente sanitaria deben de estar diseñados de tal forma que el agua que almacenan sea apta para el consumo humano. Podrán ser de acero con recubrimiento interior vitrificado, de acero con protección interior mediante resinas epoxi o equivalente, de acero inoxidable o de cobre. Deben de ser resistentes frente a la corrosión. Los acumuladores de inercia podrán ser de acero negro con o sin protección interior, de acero inoxidable, hormigón, o no metálicos, pero en este caso, además de soportar condiciones extremas del circuito, deben resistir la acción combinada de presión y temperatura más desfavorable. Suelen utilizarse en grandes instalaciones, muy a menudo con calderas de biomasa o pellets. Como podemos observar en la figura 2-6 de abajo, podemos decir que existen tres tipos de acumuladores para las instalaciones solares térmicas, los acumuladores de inercia los cuales trabajan en circuito cerrado independiente al circuito de ACS, los acumuladores solares de ACS y los acumuladores del sistema convencional. Existen otros tipos de acumuladores más novedosos que mejoran la estratificación y reducen los efectos de mezcla, mejorando el rendimiento de las instalaciones solares. También están empezando a penetrar en el mercado acumuladores que aprovechan el calor latente de cambio de fase de determinados fluidos. En la tabla 2-3 podemos ver una comparativa de las características de los acumuladores solares. A continuación explicaremos las características funcionales de los acumuladores solares:  Estratificación: El agua del acumulador, cuando se calienta, disminuye su densidad y tiende a ascender por efecto termosifón mientras que el agua fría, más densa, tienda a bajar, de esta manera el agua se estratifica por temperatura en el interior del acumulador. El mejor aprovechamiento de la energía térmica se consigue cuando el agua caliente en el interior del acumulador se almacena con un gradiente vertical de temperaturas y se evitan flujos entre las capas de agua a distinta temperatura manteniendo así la estratificación anteriormente mencionada. De esta forma conseguiremos disponer del agua a una mayor temperatura en la parte superior del Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 25 acumulador que será la primera en alimentar el sistema de apoyo, mientras que el agua más fría se acumula en la parte inferior para ser calentada por el fluido caloportador del primario que ha absorbido la energía solar en el campo de captadores. Figura 2-8: Tipos de Acumuladores en instalaciones termosolares Tabla 2-3: Tabla comparativa de características de los acumuladores solares Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 26 Para mejorar la estratificación se deben incorporar medidas que la favorezcan y evitar, o reducir, los efectos que la destruyen. Es recomendable adoptar al menos las siguientes medidas: a) Utilizar una disposición vertical con una relación de altura/anchura adecuada para favorecer el movimiento vertical. b) Introducir el agua fría de consumo por la parte inferior y disponer la salida para el consumo en la parte superior del depósito donde tendremos el agua a una mayor temperatura. Asimismo, para evitar mezclas, reducir la velocidad de entrada del agua con el uso de deflectores o difusores a la entrada. c) En caso de un interacumulador, deberemos colocar el serpentín preferiblemente en la mitad inferior del tanque favoreciendo así el intercambio.  Características Térmicas: Las pérdidas térmicas del acumulador se deben evaluar para, además de cumplir con la normativa vigente, ajustar las soluciones óptimas de cara a la integración en la instalación solar dada su importancia en las prestaciones energéticas globales. Es imprescindible tener en cuenta la necesidad de cubrir con el aislamiento toda la superficie exterior del acumulador, incluyendo tuberías, bocas de conexión y tapas de registro. Todo el aislamiento debe disponer del espesor necesario establecido según la normativa vigente en función de la temperatura de uso y quedar correctamente sellado ya que cualquier cámara de aire interior permitirá movimientos convectivos que aumentarían las pérdidas térmicas. En caso de que el acumulador esté situado al exterior, el material aislante debe disponer de una envolvente de protección para evitar su deterioro por efecto de la humedad, radiación solar, etc. Se usará un recubrimiento exterior resistente (aluminio, chapa lacada, poliéster, etc) y completamente sellado que evite la posible penetración de agua al interior lo que aumentaría significativamente las pérdidas térmicas. 2.2.3 Sistema Hidráulico El sistema hidráulico engloba a todos los elementos encargados de la distribución y acondicionamiento necesarios para el consumo de ACS en nuestra instalación. De esta forma, transporta la energía térmica captada en el campo de captadores solares desde el circuito primario hasta el punto de consumo recorriendo toda la instalación de la forma más eficiente posible. Los elementos que conforman el circuito hidráulico y que son los encargados de interconectar y hacer funcionar de forma correcta nuestra instalación son:  Bombas de circulación: las bombas de circulación son las encargadas de impulsar el fluido a lo largo del circuito hidráulico de una instalación con circulación forzada. En su instalación es necesario tener en cuenta las pérdidas de carga que se producen en la instalación, ya sea por el paso del fluido a través de las tuberías y sus accesorios como las que se generan en los captadores solares y en el intercambiador de calor. La bomba de circulación podrá ser del tipo en línea (de rotor seco o húmedo) y tendrán que cumplir los requisitos del marcado CE y ecodiseño que les sean de aplicación. Los Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 33 3.1.1 Descripción y funcionamiento Utilizar CHEQ4 es muy sencillo. Partimos de seis apartados o interfaces generales: localización, configuración, demanda, solar/apoyo, otros parámetros y resultados. El programa nos pedirá que introduzcamos una serie de datos de nuestra instalación en cada uno de los cinco primeros apartados, tras introducir los datos y parámetros de la instalación, CHEQ4 nos dirá si nuestra instalación cumple o no con la contribución solar mínima exigida por el HE4. Localización de la Instalación Las condiciones ambientales y climatológicas son algunos de los factores más importantes a considerar durante el diseño de cualquier instalación solar térmica. Estos condicionaran la demanda, la ganancia y las pérdidas energéticas de nuestra instalación. En CHEQ4 todos los parámetros ambientales y climatológicos del sistema se definen en la pestaña “Localización” como podemos ver en la figura 3-1. El usuario únicamente debe seleccionar una localización para la instalación (provincia y municipio) y su altura absoluta respecto al nivel del mar. Automáticamente, el programa mostrará la zona climática a la que pertenece dicho municipio según el HE4 y su latitud y altura de referencia. Además mostrará una tabla con los datos de: irradiación global media mensual sobre la horizontal (según Atlas de Radiación Solar en España de la AEMET), temperatura diaria media mensual del agua de red según la norma UNE 94002 y temperatura ambiente diaria media mensual según UNE 94003. Si la altura del emplazamiento de la instalación especificada no coincide con la altura de referencia de dicho emplazamiento, el programa corregirá de forma automática las temperaturas ambiente y de agua de red (según la metodología especificada en la UNE 94002 y UNE 94003). Configuración del Sistema Una de las principales características de CHEQ4 y de su metodología de cálculo MetaSol es que ambos han sido especialmente diseñados para predecir correctamente el comportamiento de las tipologías de instalaciones más habituales en España. El motor de cálculo MetaSol consiste en un conjunto de curvas, dos por configuración, que permiten predecir las ganancias y pérdidas de cada uno de los sistemas. Las diferentes configuraciones disponibles se encuentran agrupadas según sean para “consumo único” o “consumo múltiple”. Como podemos ver en la figura 3-2, CHEQ4 nos permite elegir entre las siguientes configuraciones tipo: Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 34 Figura 3-1: CHEQ4, localización Figura 3-2: CHEQ4, configuración Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 35 a) Instalación para consumo único con sistema prefabricado: Figura 3-3: Instalación para consumo único con sistema prefabricado Sistema solar térmico prefabricado para la producción de ACS en instalaciones de consumo único con válvula termostática. En este tipo de instalaciones, es posible definir un sistema de apoyo tipo “Termo eléctrico”, que consiste en un acumulador conectado en serie con una resistencia eléctrica en su interior. La selección de un sistema de apoyo de este tipo se debe realizar en el apartado “Sistemas de apoyo” de la pestaña “Solar/Apoyo”. Para el cálculo de instalaciones con sistemas prefabricados, se ha adaptado la metodología de cálculo MetaSol a la normativa de ensayos vigente para este tipo de sistemas (UNE-EN 12976-2). b) Instalación para consumo único con interacumulador: Figura 3-4: Instalación para consumo único con interacumulador Sistema solar térmico para la producción de agua caliente sanitaria (ACS) en instalaciones de consumo único con acumulador solar, intercambiador interno, sistema de apoyo conectado en serie y válvula termostática. Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 36 c) Instalación para consumo único con intercambiador independiente: Figura 3-5: Instalación para consumo único con intercambiador independiente Sistema solar térmico para la producción de agua caliente sanitaria en instalaciones de consumo único con acumulador solar, intercambiador de calor externo, sistema de apoyo conectado en serie y válvula termostática. d) Instalación para consumo único con intercambiador independiente y piscina cubierta: Figura 3-6: Instalación para consumo único con intercambiador independiente y piscina cubierta Sistema solar térmico para la producción de agua caliente sanitaria y el calentamiento de una piscina cubierta con intercambiadores de calor externos para ACS y piscina, acumulador solar y de apoyo centralizados, sistema de apoyo conectado con intercambiador interno o resistencia eléctrica y válvula termostática. e) Instalación para consumo múltiple con todo centralizado: Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 37 Sistema solar térmico para la producción de agua caliente sanitaria en instalaciones de consumo múltiple con acumulador solar centralizado, intercambiador de calor externo, acumulación de apoyo centralizada, sistema de apoyo conectado con intercambiador interno o resistencia eléctrica y conexión directa del circuito de distribución. Figura 3-7: Instalación para consumo múltiple con todo centralizado Esta tipología de instalación también es válida para el cálculo de sistemas con interacumulador. f) Instalación para consumo múltiple con acumulación centralizada y apoyo distribuido: Figura 3-8: Instalación para consumo múltiple con acumulación centralizada y apoyo distribuido Sistema solar térmico para la producción de agua caliente sanitaria en instalaciones de consumo múltiple con acumulador solar centralizado e intercambiadores de calor Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 38 externo, intercambiador de calor centralizado para la preparación de ACS, sistemas de apoyo instantáneos en serie y válvulas termostáticas. Esta tipología de instalación también es válida para el cálculo de sistemas con circuito de distribución abierto. No obstante, se deberá prestar especial atención en el correcto diseño y dimensionado del circuito de distribución. g) Instalación para consumo múltiple con acumulación distribuida: Figura 3-9: Instalación para consumo múltiple con acumulación distribuida: Sistema solar térmico para la producción de agua caliente sanitaria en instalaciones de consumo múltiple con acumuladores individuales, intercambiador de calor interno, sistemas de apoyo instantáneos en serie y válvulas termostáticas. En este tipo de instalaciones, es posible definir un sistema de apoyo tipo “Termo eléctrico”, que consiste en un acumulador conectado en serie con una resistencia eléctrica en su interior. h) Instalación para consumo múltiple con intercambio distribuido: Sistema solar térmico para la producción de agua caliente sanitaria en instalaciones de consumo múltiple con acumulación solar centralizada e intercambiador de calor externo, con intercambiadores de consumo distribuido, sistemas de apoyo instantáneos en serie y válvulas termostáticas. En este tipo de instalaciones, es posible definir un sistema de apoyo tipo “Termo eléctrico”, que consiste en un acumulador conectado en serie con una resistencia eléctrica en su interior. Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 39 Figura 3-10: Instalación para consumo múltiple con intercambio distribuido Demanda Energética de la Instalación Figura 3-11:CHEQ4, demanda Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 40 En esta interfaz el usuario debe especificar la demanda total de agua caliente sanitaria del edificio o vivienda. Los parámetros necesarios variarán en función de si se trata de una instalación de consumo único o de consumo múltiple. - Consumo Único: el cálculo de la demanda en instalaciones de consumo único se realiza en función de cual sea su tipo de aplicación final. El usuario únicamente debe seleccionar el tipo de aplicación y el número de elementos de dicha aplicación. - Consumo Múltiple: se deberá especificar el número de viviendas y dormitorios. Se considerará un consumo en viviendas multifamiliares de 28 L/día a 60 ºC. El número de personas por dormitorio y el factor de centralización también están especificados por la norma (HE4-4.1.4 y HE4-4.1.5). Es posible indicar si existen otras demandas adicionales y si existe ocupación estacional. Llegados a este punto, CHEQ4 ya es capaz de determinar el requerimiento de contribución solar mínima exigida por el HE4. Solar/Apoyo En esta interfaz el usuario deberá especificar todos aquellos parámetros que definen el sistema y que son comunes a todos los tipos de configuraciones. Para el campo de captadores habrá que seleccionar de la base de datos de CHEQ4 el captador que utilizaremos en nuestra instalación, únicamente el usuario debe especificar la “empresa” comercializadora del producto y su “marca” o “modelo”. Automáticamente se mostrarán los principales datos correspondientes al captador seleccionado (datos de ensayo). Es importante asegurarse de que poseemos la última versión de la base de datos, ya que los resultados únicamente serán válidos si la base de datos de CHEQ4 está actualizada. Para una correcta parametrización del campo de captadores será necesario especificar: - Número de captadores - Número de captadores en serie - Pérdidas debido a sombras - Orientación - Inclinación Con estos parámetros el programa nos mostrará el área total de captación de nuestro campo de captadores de forma automática. Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 41 Figura 3-12: CHEQ4, parámetros del sistema Para el circuito solar, que comprendería el circuito primario y secundario (cuando este existe), habría que definir los siguientes parámetros: - Caudal del circuito primario - Porcentaje de anticongelante del fluido caloportador - Longitud equivalente del circuito primario - Espesor y tipo de aislante utilizado CHEQ4 especifica por defecto, un valor para el parámetro caudal del circuito primario en función del caudal de test, el número de captadores y el número de captadores conectados en serie. Pero dentro de un rango este valor puede ser definido por el usuario. Para la selección del material aislante el programa nos proporcionará una serie de alternativas que guarda en su base de datos que podemos ver en la tabla 3-1. Con estos datos el programa nos proporcionará el valor del diámetro interior de la tubería del circuito primario. Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 42 Tabla 3-1: Base de datos de materiales aislantes de CHEQ4 Por último, debemos escoger que tipo de sistema de apoyo vamos a incorporar en nuestra instalación a igual que el combustible que utilizaremos: - Caldera convencional (gas natural, gasóleo o GLP) - Caldera de condensación (gas natural, gasóleo o GLP) - Caldera de baja temperatura (gas natural, gasóleo o GLP) - Caldera de biomasa (biomasa) - Caldera eléctrica (electricidad) En algunas instalaciones también es posible utilizar un sistema de apoyo tipo “Termo eléctrico”. Este sistema consiste básicamente en un acumulador conectado en serie con una resistencia eléctrica en su interior. Otros parámetros Aquí se especifican aquellos parámetros que son propios de cada instalación. En esta pestaña definiremos: - Volumen de acumulación (acumulación centralizada) - Volumen de acumulación de las subestaciones (acumulación distribuida) - Características del circuito de distribución - Características de las subestaciones de distribución - Temperatura del agua de impulsión Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 49 instalaciones diferentes. La biblioteca estándar incluye aproximadamente 150 modelos, desde bombas a aerogeneradores, electrolizadores, procesadores de datos meteorológicos u otros equipos. Puesto que la estructura de todos los componentes es la misma, y que TRNSYS se distribuye con su código fuente, los usuarios pueden desarrollar sus propios modelos, expandiendo las posibilidades de dicho software adaptándolo a sus necesidades. Los componentes serán identificados con un número de TYPE específico, que hará referencia a la subrutina de FORTRAN correspondiente. Habrá casos donde haya más de un número TYPE asociado en la simulación del sistema, por lo que se le asignará un nombre de UNIT para poder distinguirlos. La biblioteca TRNSYS incluye muchos de los componentes que se encuentran comúnmente en los sistemas de energía térmica y eléctrica, así como rutinas de componentes para manejar la entrada de datos meteorológicos u otras funciones. 3.2.2 TYPES de nuestro sistema Para la simulación de nuestra instalación debemos crear un fichero que consiste en la disposición y descripción de los Types que componen nuestra instalación mediante la definición de sus variables de entrada y los parámetros correspondientes y la posterior interconexión entre los mismos. Como hemos dicho, podemos considerar estos Types como cajas negras que necesitan dos tipos de información: los parámetros que los describen y sus variables de entrada. Algunas de estas variables de entrada pueden ser las variables de salida de otro Type. Se construirá un “diagrama de flujo de información” que representa las iteraciones que aparecen en el sistema. El sistema de ACS que se ha simulado se describirá en el siguiente apartado. A continuación voy a detallar brevemente cada uno de los componentes que componen nuestra instalación y que han sido utilizados en TRNSYS para llevar a cabo la simulación: TYPE 109-TMY2: Este fichero será el encargado de leer todos los datos meteorológicos que deba procesar nuestro sistema (radiación, temperatura ambiente, etc). Figura 3-17: TRNSYS, Type 109 TYPE 1b: Este fichero se encargará de simular el sistema de captación formado por captadores solares planos. Básicamente sirve para simular un campo de captadores de una instalación solar térmica. Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 50 Figura 3-18: TRNSYS, Type 1b TYPE 31: Este type representa una tubería hidráulica. Básicamente se encarga de simular las pérdidas que se producen en el circuito hidráulico por el paso del fluido a través de una tubería que se encuentra en un entorno a una determinada temperatura. Figura 3-19: TRNSYS, Type 31 TYPE 60d: Este type representa un tanque de acumulación con una entrada para el agua de red, una salida para el consumo y un intercambiador interno en forma de serpentín que estará conectado con el campo de captadores. Básicamente simula un interacumulador. Figura 3-20: TRNSYS, Type 60d TYPE 3b: Este fichero se encarga de simular una bomba hidráulica de caudal constante. Es necesaria la presencia de una bomba en el primario para garantizar el movimiento del fluido, ya que nos encontramos en un circuito con circulación forzada. Su funcionamiento está determinado por los controladores del sistema. Figura 3-21: TRNSYS, Type 3b TYPE 2b: Este fichero simula un actuador que determina cuándo debe de funcionar la bomba. Su funcionamiento por histéresis queda determinado por la temperatura de salida del campo de captadores y la temperatura de retorno del serpentín en el interacumulador. Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 51 Figura 3-22: TRNSYS, Type 2b TYPE 2d: Se trata de otro controlador, en este caso se encargará de que circule fluido caloportador a través del campo de captadores siempre que la radiación incidente supere un cierto valor garantizando una captación solar eficiente. Para que el fluido circule por el primario, es decir, para que la bomba funcione ambos types deberán de dar la señal de ON simultáneamente. El correcto funcionamiento de estos dos controladores repercute de forma muy significativa en el sistema. Un fallo en estos ficheros implicaría un sistema ineficiente. Figura 3-23: TRNSYS, Type 2d TYPE 6: Este type simula un calentador auxiliar. Este se encarga de garantizar que el sistema alcance la temperatura de demanda. Figura 3-24: TRNSYS, Type 6 TYPE 11b: Este fichero simula una válvula divergente que regula la corriente de salida según su temperatura. Este type garantiza de igual forma que se logre la temperatura de demanda, aportando agua de red siempre que sea necesario. Si la temperatura de salida del interacumulador es superior a 45 ºC, esta válvula se encargará de mezclar el agua para rebajar su temperatura hasta conseguir la de consigna. También se encarga de suministrar el agua de red al acumulador. Figura 3-25: TRNSYS, Type 11b TYPE 11h: Este fichero simula una válvula convergente de dos entradas y una salida, se encarga de mezclar el agua proveniente del calentador auxiliar con el agua fría de red proveniente de la válvula divergente. Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 52 Figura 3-26: TRNSYS, Type 11h TYPE 14b: Este fichero simula una función de forzamiento dependiente del tiempo y caracterizada por un patrón de repetición. Se encargará de simular el perfil de demanda horario para un día tipo, simulando así la ocupación del edificio. Figura 3-27: TRNSYS, Type 14b TYPE 14e: Este type es similar al anterior, solo que este se va a encargar de simular la temperatura a la que se encuentra el agua de red a lo largo del año. Al simular el sistema imitando las condiciones que se imponen en CHEQ4, la temperatura del agua de red variará de forma mensual. Figura 3-28: TRNSYS, Type 14e TYPE 65d: Este type se encargará de graficar las variables que le sean indicadas a lo largo de la simulación. Es muy útil para detectar errores evidentes en el sistema. Figura 3-29: TRNSYS, Type 65d TYPE 25c: Este fichero genera un archivo de salida en el que se registrarán los datos que le sean indicados. Gracias a este type podemos dejar grabados cualquier variable de salida independientemente del type que sea que conforme el sistema, pudiendo extraer dichos datos en un formato EXCEL. Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 53 Figura 3-30: TRNSYS, Type 25c Calculadora: Este es un fichero diferente, posee la posibilidad de unirle tantas entradas y salidas como sea necesario con la característica de poder operar en su interior con estas. Básicamente simula una calculadora avanzada en la que puedes definir funciones cuyas variables sean salidas de otros types. Figura 3-31: TRNSYS, Calculadora 3.3 ANÁLISIS COMPARATIVO Finalmente, para terminar con este capítulo, vamos a hacer un resumen comparativo entre las características más destacables de ambas herramientas:  Tipos de configuraciones: podemos destacar que TRNSYS puede llevar a cabo una simulación para múltiples configuraciones diferentes propias de sistemas termosolares para la producción de ACS, a parte de muchos otros tipos de sistemas e instalaciones. En cambio, CHEQ4 solo puede trabajar con los 8 tipos de instalaciones que describimos anteriormente y con unas características concretas, por lo que estamos mucho más limitados.  Forma de operar: mientras que CHEQ4 trabaja los datos meteorológicos en base mensual, TRNSYS es un sistema dinámico que puede operar en base horaria, por lo que obtenemos mayor exactitud.  Tiempo de simulación: es cierto que CHEQ4 es un programa estático cuyos resultados se obtienen prácticamente de forma instantánea, pero esto se debe principalmente a que en comparación TRNSYS al trabajar en base horaria necesita resolver una gran cantidad de algoritmos, es el precio a pagar por su mayor precisión.  Resultados: TRNSYS permite un análisis exhaustivo del sistema, nos permite analizar prácticamente cualquier variable de cualquier elemento de la instalación, mientras que CHEQ4 es una herramienta cerrada, que no te permite analizar casi ninguna variable interna, simplemente te da unos resultados a partir de unos datos y parámetros que se le proporcionan. Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 54 4 SIMULACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS 4.1 INTRODUCCIÓN En este apartado voy a describir las diferentes partes de mi instalación y a detallar los diferentes datos y variables que he utilizado para llevar a cabo las respectivas simulaciones en TRNSYS. 4.2 INSTALACIÓN CON INTERACUMULADOR Podemos apreciar el sistema con el que hemos llevado a cabo las diferentes simulaciones en la figura 4-1: Instalación simulada en TRNSYS. Figura 4-1: Instalación simulada en TRNSYS Podemos apreciar claramente el circuito primario y el sistema de agua de red y de distribución, ambos marcados con trazos continuos en azul cielo. También podemos ver de forma muy clara el sistema de control, marcado con líneas rojas a trazos discontinuos. Como aclaración cabe mencionar que las líneas discontinuas en color negro son únicamente los enlaces entre el type del fichero climático con el captador y las tuberías exteriores del primario; mientras que las Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 55 marcas discontinuas en color verde claro señalan únicamente las salidas para la toma y estudio de los datos recogidos en las simulaciones. 4.2.1 Circuito Primario Figura 4-2: TRNSYS, Circuito Primario Como podemos ver en la figura 4-2 el circuito primario está constituido por el campo de captadores, que tomará los datos de radiación horaria solar del fichero climatológico correspondiente a cada ciudad para un año tipo a través del type 109. El campo de captadores está compuesto por captadores solares planos. Por la bomba, type 3b, que garantizará el movimiento del fluido caloportador en el circuito primario. La bomba estará controlada por el sistema de control, que activará y desactivará la bomba dependiendo de las condiciones estipuladas, las cuales dependerán de la temperatura del interacumulador, el captador y los niveles de radicación incidentes en el campo de captadores. El circuito de tuberías exteriores e interiores de la instalación que serán las encargadas de transportar el fluido caloportador a través del campo de captadores hasta el serpentín del tanque de agua. Las tuberías y el serpentín serán siempre de cobre de 2 mm de grosor y estarán recubiertas por lana de vidrio como material aislante de un espesor siempre constante de 30 mm. El serpentín claramente no poseerá este material aislante y siempre será una tubería lisa sin aletear. El coeficiente de convección para los tramos exteriores será de un valor constante hext = 13 W/m2k y para los tramos internos al edificio de hint = 6 W/m2k. El fluido caloportador del primario será agua con un 30% de porpilenglicol para el que utilizaremos siempre las siguientes constantes de calor específico CpFc = 3.94 Kj/Kg*k y de densidad ρFc = 1010 kg/m3. (Consultar Tablas_Anexo: Propiedades del agua con anticongelante a diferentes temperaturas). Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 56 4.2.2 Sistema de Agua de Red y de Distribución Figura 4-3: TRNSYS, Sistema de Agua de Red y de Distribución En este caso, podemos observar en la figura 4-3 el sistema de distribución compuesto por el tanque interacumulador, las tuberías internas de distribución junto con la caldera o equipo de apoyo auxiliar, para el cual hemos elegido una caldera de gas natural con una eficiencia del 79 %, y el sistema de agua de red compuesto por una válvula divergente controlada por una temperatura de consigna igual a la temperatura del agua de consumo de 45 ºC, Type 11b. Además encontramos el type “Demanda_pu” que simula el perfil de demanda horario para un día tipo y los ficheros de Temperatura de agua de red para las diferentes ciudades. El tanque interacumulador poseerá un grosor de 80 mm de lana de vidrio como material aislante y utilizaremos una conductividad térmica del agua de 0.58 W/m*k. Para el agua, usaremos los valores constantes de calor específico Cpagua = 4.212 Kj/kg*k y de densidad ρagua = 992.4 kg/m3. Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 57 4.2.3 Sistema de Control Figura 4-4: TRNSYS, Sistema de Control Como podemos observar en la figura 4-4, marcado con trazo discontinuo y en color rojo tenemos el sistema de control del sistema, que está constituido por:  Controlador por Temperatura: el Type 2b se ha programado para que haga funcionar la bomba del primario mediante un control por histéresis para una temperaturas de banda muerta superior e inferior de 7 y 3 ºC respectivamente.  Controlador por Radiación: el Type 2d garantiza que las bombas funcionen únicamente cuando el captador reciba una radiación mínima. También funciona por histéresis para unas radiaciones de banda muerta superior e inferior de 300 y 250 W/m2 respectivamente. La calculadora, Type “Equa-3”, se encarga de combinar las señales de ambos controladores y hacer que la bomba funcione únicamente cuando estas coincidan en una señal de salida “ON”. Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 58 4.3 DEFINICIÓN DE CASOS Para saber que tan fiables son los resultados obtenidos en las simulaciones llevadas a cabo con CHEQ4 hemos llevado a cabo una batería de simulaciones en nuestro sistema con TRNSYS y las hemos comparado con los resultados proporcionados para los mismos casos por CHEQ4. Al utilizar un programa dinámico con datos horarios estamos obteniendo un mayor grado de exactitud que si utilizamos únicamente los resultados de CHEQ4. En este estudio se han realizado un total de 162 simulaciones en ambos programas y se ha obtenido la fracción solar para cada caso. A continuación, en la tabla 4-1, voy a detallar los casos que se han simulado: Tabla 4-1: Casos para los que se ha llevado a cabo las simulaciones Como podemos ver, las simulaciones se han llevado a cabo en tres ciudades distintas: Bilbao, Madrid y Sevilla. Estas están situadas en diferentes zonas climáticas de España, zona I, IV y V respectivamente. De igual forma, únicamente se utilizarán tres tipos de captadores, los cuales están definidos en la tabla 4-2. Tendremos por tanto, simulaciones con tres captadores en cada ciudad, lo que implica 9 casos. Para cada captador se simularán tres ocupaciones distintas, siempre para 30, 120 y 300 usuarios lo que daría lugar a unos 27 casos. A su vez para cada ocupación se harán simulaciones para tres diferentes áreas de captación del campo de captadores: 81 casos. Y finalmente para cada área de captación habrá que tener en cuenta los ratios de acumulación máximo y mínimo (0.09 y 0.05 m3/m2) lo que su pone un total de 162 casos diferentes. Por tanto y como podemos ver se han estudiado tres captadores diferentes para cada ciudad:  Empresa Nagaterm, modelo Nagaterm NT215A.  Empresa Bioenergy del Principado, modelo T12180.  Empresa Cosmosolar, modelo MNE01. Esta elección se ha llevado a cabo teniendo en cuenta el siguiente criterio: los captadores deben tener el coeficiente lineal, “a1”, diferente entre sí. Y un coeficiente de segundo orden, “a2”, lo más similar posible. Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 65 De la misma forma, si nos guiamos por los resultados obtenidos en la gráfica 4-7, este análisis es equivalente, solo encontrando la diferencia de que el error cometido en este caso es algo menor. Como de acertado es este análisis, pues suponiendo que el calor intercambiado por el serpentín en el interacumulador debería ser algo mayor que el aporte solar, podemos decir que no es tan disparatado este segundo análisis y es por eso que lo he querido incluir en este trabajo. Podemos observar que únicamente para fracciones solares mayores al 65 % y en el caso de los paneles de Nagaterm, la fracción solar obtenida por TRNSYS es menor que la obtenida por CHEQ4, que sería lo más esperado teniendo en cuenta los datos de radiación mencionados anteriormente. En términos generales, y como podemos observar en las figuras 4-8 y 4-9, con forme más al sur de España nos situemos mayor es la fracción solar. De forma evidente las fracciones solares obtenidas para Sevilla son mayores que las obtenidas para Madrid, que a su vez son mayores que las obtenidas en Bilbao. Esto se debe a que la demanda es algo menor en Sevilla y en Madrid que en Bilbao debido a que las temperaturas suelen ser mayores en estas ciudades y además la cantidad de radiación solar disponible en Sevilla es mucho mayor que la disponible en Bilbao. Con esto podemos concluir que para esta batería de simulaciones, CHEQ4 comete un error considerable en muchos casos, pero quiero destacar que es casi siempre a la baja, por lo tanto, podríamos decir que si CHEQ4 marca que una instalación cumple con la contribución solar mínima exigida por el HE4 podemos decir que es cierto en la mayoría de casos, aunque los datos que obtengamos con este programa puedan tener un % de error considerable como veremos más adelante. Figura 4-8: f_TRNSYS (A_Solar) frente a f_CHEQ4 para las distintas ubicaciones Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 66 Figura 4-9: f_TRNSYS (QintS) frente a f_CHEQ4 para las distintas ubicaciones Aunque lo más interesante se puede observar con el cambio de captador solar, y es por ello que he querido centrarme más en este aspecto. Como podemos observar es el captador del modelo Nagaterm el que obtiene mayores fracciones solares, seguido por el modelo de Bioenergy del Principado y por el modelo de Cosmosolar. Pero a su vez, las fracciones solares obtenidas con Nagaterm son los puntos más cercanos a la bisectriz, seguidos de igual forma por Bioenergy y posteriormente por el modelo Cosmosolar. Es decir, el captador Nagaterm es con el que menos error se comete entre ambos programas, mientras que el captador de Cosmosolar es el que proporciona una fracción solar la cual muestra las diferencias más considerables entre estos programas. Hay que destacar que el modelo Nagaterm es el que posee un mayor rendimiento del captador y un menor valor para “a1”. Podemos concluir en base a estos resultados que la diferencia entre f-Trnsys y f-Cheq4 está justificada por el modelo del captador solar y la radiación solar disponible en una determinada ubicación o localidad. Recordemos que un captador solar plano se caracteriza de acuerdo a una serie de parámetros entre los que quiero destacar: Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 67 Figura 4-10: Recta de Rendimiento de un Captador Solar Plano El rendimiento del captador se define como la relación entre la energía captada por la placa absorbente y la energía incidente en el captador. Si observamos la figura 4-10, el corte con el eje de ordenadas es el factor óptico o Factor de Ganancias FR(τα), mientras que a la pendiente de la recta FRUL se le denomina Factor de Pérdidas “a1”. 4.4.3 Error Cometido En este apartado vamos a analizar como de grande es la diferencia entre los resultados obtenidos por ambos programas. Tras calcular las fracciones solares he medido el error absoluto y el error relativo que comete CHEQ4 con respecto a TRNSYS. EABS = |f_TRNSYS – f_CHEQ4| EREL = (EABS/f_TRNSYS)*100 Para el análisis de los errores hemos tenido en cuenta el área de captación, el modelo del captador, la localidad y la fracción solar en TRNSYS. En las siguientes gráficas podremos observar, en todas ellas, los siguientes criterios: Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 68  En el eje X la fracción solar, ordenada de menor a mayor.  En el eje Y primario el valor del error absoluto y relativo.  En el eje Y secundario el área de captación. En las siguientes gráficas vamos a analizar la evolución del error absoluto y relativo entre CHEQ4 y TRNSYS con respecto a la fracción solar y la influencia que pueda tener en el mismo el área de captación. Modelo Nagaterm: Si observamos las figuras 4-11 y 4-12 podemos concluir que para las mayores áreas de captación el error cometido es mínimo, mientras que para menores áreas de captación el error que se comete entre programas es máximo. Este último se corresponde con fracciones solares intermedias. En el caso de Madrid, podemos observar en las figuras 4-13 y 4-14 que hay una diferencia considerable para el análisis llevado a cabo mediante el cálculo del Aporte Solar utilizando la ecuación (1) frente a la ecuación (2), aun así parece que al igual que en Bilbao el área de captación influye directamente en el error cometido, siendo este mucho menor para las mayores áreas de captación y superior en los casos donde el área de captación es menor. Podemos destacar que en el primer caso los errores cometidos entre programas se ven muy reducidos para las mayores fracciones solares, mientras que en el segundo el error se presenta un poco más constante. Figura 4-11: Resultados del modelo Nagaterm en Bilbao tomando el Aporte Solar como (1) Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 69 Figura 4-12: Resultados del modelo Nagaterm en Bilbao tomando el Aporte Solar como (2) Si observamos las figuras 4-15 y 4-16 correspondientes a la localidad de Sevilla, podemos ver como al igual que en los casos anteriores el área de captación influye directamente en el error cometido, siendo este último menor para los casos en los cuales el área de captación es mayor y mayor para los que ésta es menor. También parece que se consiguen errores más bajos para fracciones solares superiores. Figura 4-13: Resultados del modelo Nagaterm en Madrid tomando el Aporte Solar como (1) Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 70 Figura 4-14: Resultados del modelo Nagaterm en Madrid tomando el Aporte Solar como (2) Figura 4-15: Resultados del modelo Nagaterm en Sevilla tomando el Aporte Solar como (1) Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 71 Figura 4-16: Resultados del modelo Nagaterm en Sevilla tomando el Aporte Solar como (2) Modelo Bioenergy: Si observamos las figuras 4-17 y 4-18 podemos concluir de nuevo que hay una relación evidente entre el error cometido y el área de captación, siendo como hemos mencionado para el caso del modelo Nagaterm, menor el error para mayores áreas de captación. En el caso de Madrid, de la misma forma podemos concluir observando las figuras 4-19 y 4-20 que para mayores áreas de captación menor es el error cometido entre ambos programas, quedando en el caso de esta localidad más evidente que los casos de menor diferencia entre los resultados de ambos softwares se dan para las mayores fracciones solares. Figura 4-17: Resultados del modelo Bioenergy en Bilbao tomando el Aporte Solar como (1) Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 72 Figura 4-18: Resultados del modelo Bioenergy en Bilbao tomando el Aporte Solar como (2) Figura 4-19: Resultados del modelo Bioenergy en Madrid tomando el Aporte Solar como (1) Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 73 Figura 4-20: Resultados del modelo Bioenergy en Madrid tomando el Aporte Solar como (2) Para fracciones solares inferiores y menores áreas de captación del campo de captadores solares el error cometido entre Trnsys y Cheq4 es mayor. Figura 4-21: Resultados del modelo Bioenergy en Sevilla tomando el Aporte Solar como (1) Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 74 Figura 4-22: Resultados del modelo Bioenergy en Sevilla tomando el Aporte Solar como (2) En el caso de Sevilla, si comparamos las figuras de la localidad de Madrid con la 4-21 y 4-22 podemos observar que no existe mucha diferencia. Concluyendo por tanto de igual forma que para mayores áreas de captación y fracciones solares superiores los errores cometidos entre programas se minimizan. Modelo Cosmosolar: Figura 4-23: Resultados del modelo Cosmosolar en Bilbao tomando el Aporte Solar como (1) Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 81 ANEXO Este apartado estará compuesto por los siguientes archivos adjuntos: [1] Gráficas Fluido Caloportardor.pdf Se trata de las gráficas que he utilizado para calcular las constantes de densidad y calor específico del fluido caloportador (agua con un 30 % de anticongelante, propilenglicol). Figura A1: Densidad de una disolución de propilenglicol en función de la Temperatura Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 82 Figura A2: Calor Específico de una disolución de propilenglicol en función de la Temperatura Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 83 Figura A3: Viscosidad de una disolución de propilenglicol en función de la Temperatura (Un pascal por segundo equivale a 1000 centipoises) Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 84 Figura A4: Conductividad Térmica de una disolución de propilenglicol en función de la Temperatura Análisis mediante TRNSYS de los sistemas de energía solar térmica de consumo único con interacumulador 85