PROBLEMAS ENERGÍAS

1. Queremos instalar en nuestra vivienda unos colectores planos que desarrollen una potencia

de 60 kW, con un rendimiento del 40%. Suponiendo una intensidad de radiación solar media

de 1200 W/m2, ¿qué superficie deben ocupar los colectores? Resultado: S = 125 m

2

2. La superficie total de España es de 500000 km2. Suponiendo una insolación media de 2250

horas anuales y una intensidad de radiación solar de 1200 W/m2, calcula la energía solar total

que recibe nuestro país en el transcurso de un año. Resultado: E = 4,86 x 1021

J.

3. Suponiendo una densidad de radiación solar media de 1000 W/m2, calcula la potencia que

conseguiremos con un grupo de colectores solares que ocupan una superficie total de 225 m2

y que tienen un rendimiento del 60%. Resultado: 135 kW.

4. Calcula la superficie que deben ocupar los colectores planos de una instalación si

pretendemos que desarrollen una potencia de 75 kW con un rendimiento del 50%. Resultado:

150 m2.

5. Calcula la superficie de panel fotovoltaico necesario para alimentar una estufa eléctrica de

1500 W de potencia durante 2 horas. Supón una densidad de radiación de 1000 W/m2, un

aprovechamiento solar de 6 horas y un rendimiento del 20%. Resultado: 2,5 m2.

6. Se desea instalar un conjunto de paneles solares para abastecer una vivienda con un consumo

estimado de 525 kWh mensuales. Calcula la superficie de panel necesaria suponiendo una

densidad de radiación de 1250 W/m2, un aprovechamiento solar diario de 5 horas y un

rendimiento de la instalación del 25 %. Resultado: 11,2 m2.

7. Calcula la potencia útil aprovechada por la hélice de un aerogenerador de 20 m de diámetro

cuando el viento sopla a 15 m/s si su coeficiente de aprovechamiento es 0,35. Resultado: 240

kW.

8. Calcula la potencia eficaz que desarrollará un aerogenerador cuya hélice tiene 8 m de radio

cuando el viento sople a 45 km/h, si el coeficiente de aprovechamiento es 0,4 y el

rendimiento del grupo es del 75%. Resultado: 76,18 kW.

9. Calcula la energía que se desprende en la combustión de 10 kg de hueso de aceituna. Expresa

dicha energía en kWh y valórala considerando que el precio del kWh es de 0,11 €. Resultado:

48500 kcal, 56,13 kWh, 6,17 €.

10. Una fábrica necesita un aporte energético diario de 100 kWh. Calcula la masa de combustible

que necesita y el coste económico, suponiendo un rendimiento energético del quemador del

60%, en cada uno de los casos siguientes:

a. Si emplea como combustible carbón de hulla (Pc= 7000 kcal/kg), a 0,12 €/kg.

Resultado: 20,57 kg y 2,47 €

b. Si emplea cáscara de almendra (Pc = 4800 kcal/kg), a 20 €/t.

11. En un digestor (depósito en el que se produce la fermentación de la materia orgánica) se

introducen 300 kg de estiércol de vaca y 600 kg de paja de trigo. Al cabo de 30 días se

produce el 80% de la fermentación. ¿Cuánta energía en kWh se habrá producido?. Estiércol

vaca = 0,315 m3/kg, paja de trigo = 0,3 m

3/kg. Pc(biogás) = 6900 kcal/m

3. Sol: 1757 kWh.

12. Una industria dedicada al trabajo con madera de pino produce diariamente, en forma de

desechos, 250 kg de serrín. Para aprovechar esta biomasa residual, se instala un horno

generador de vapor que mueve un alternador para producir energía eléctrica. El fabricante de

este sistema garantiza un rendimiento del 45%. Averigua el ahorro económico mensual que

supone esta instalación si los gastos de mantenimiento ascienden al 20% de la energía

producida. El kWh se paga a 0,09 € y se trabajan 25 días al mes. Pc serrín = 4204 cal/g.