CAPACITACIÓN PARA LOS ESTADOS MIEMBROS DE LA CURSO CAPEV 10 2009

1. CAPACITACIÓN PARA LOS ESTADOS MIEMBROS DE LA CURSO CAPEV 10 2009 CURSO DE CAPACITACIÓN VIRTUAL: INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA TERMOCONVERSIÓN DE LA ENERGÍA SOLAR Energía Termosolar para Procesos Industriales Dr. Oscar Alfredo Jaramillo Salgado Centro de Investigación en Energía. Universidad Nacional Autónoma de México ojs@cie.unam.mx24 sep 2009

2. CONTENIDO DE LA PRESENTACIÓN • Objetivo de la sección • Un poco de historia en el uso de la energía solar en la conversión fototérmica • Calor de proceso industrial: consideraciones generales del diseño • 3.1 Sistemas solares de aire y de agua para procesos industriales • Sistemassolares de generación delvapor • 4.1Steam-flash • 4.2 Generación directa de vapor • 4.3. Unfiredboliler • 4.4 Diseñodel recipiente de destello de vapor • Aplicaciones químicas • 5.1 Reformado de combustibles • 5.2 Procesamiento de materiales • 5.3 Celdas combustible • 5.4 Detoxificación o remediación solar

3. Objetivo de la sección Describir el potencial de la utilización de la energía termosolar en la industria. Tecnologías solares disponibles.

4. Un poco de historia en el uso de la energía solar en la conversión fototérmica • Siglos VII y VIII A. C., las sacerdotisas vestales romanas prendían fuego con espejos cónicos (Plutarco). • 212 A. C., Arquímides defiende Siracusa de la flota romana (Galeno). • 77 D. C., Los romanos usaban lentes para prender fuego y cauterizar heridas (Plinio). • 1000, Proclus repite la hazaña de Arquímides durante el sitio de constantinopla (IoanneZonaras). • 1615, Salomon de Caux construye la primera máquina solar a partir de diversos estudios sobre la condensación y expansión del vapor. • Mitad del siglo XVII, AthanasiusKircher intenta repetir los espejos quemantes de Arquímides • Finales del siglo XVII, von Tschirnhus construye lentes para derretir metales y cerámicas. 212 A. C., Arquímedes defiende Siracusa de la flota romana (Galeno).

5. 1695, Targioni y Averani tratan de fundir diamante con un espejo concentrador. • 1747, Buffon prende fuego a una celdas de madera a 65 metros de distancia, con un sistema de 168 espejos planos. • 1744, Joseph Priestly produjo oxígeno calentando oxido mercúrico con un concentrador solar. Concluyo que el aire es una mezcla de gases • Lavoisier también usó concentradores solares en sus experimentos. • Bessemer (siglo XIX) usó concentradores para fundir cobre y zinc. • AugustinBouchot entre 1864 y 1882 construyo varios concentradores cónicos solares para mover máquinas de vapor. • Ericsson, máquina con concentrador de canal parabólico en 1870. • En 1912 Shuman construyó una planta de canal parabólico de 55 kW para bombear agua en Egipto. • Horno Solar de Antoine Lavoisier

6. En la década de 1970 se llevan a cabo investigaciones muy importantes para generar electricidad mediante sistemas de engría solar. • 1991, primera central eléctrica comercial con una capacidad de 354 MWe, basada sobre el concepto de energía solar concentrada (en California, Estados Unidos). Esta planta fue erigida sobre un área de 7 kilómetros cuadrados y suministraba a la red cerca de 800 millones de KWh/año. • Sin embargo, la mayoría de las plantas de energía solar concentrada en operación siguen siendo prototipos o plantas de demostración y requieren de importantes subsidios para su operación. Exposición Universal de París, 1882 Estos dispositivos fueron los precursores de los colectores parabólicos modernos

7. Calor de proceso industrial: consideraciones generales del diseño Más allá de los usos a baja temperatura, hay varios campos potenciales para eluso de la energía térmica solar a mediana temperatura(80-240°C). El más importante de ellos es la producción de calor para losprocesos industriales, que representa una cantidad significativa de calor. Por ejemplo, la demandaindustrial del calorconstituye el cerca de 15% de la demanda total de lasnecesidades energéticasfinalesen los países europeos. La actualdemanda energética en laUE para las temperaturas medias y medio-altas se estima enalrededor300 TWh/a (Schweiger et al., 2000). Varios estudios de la demanda de calor de procesos industriales, algunos sectores industriales se han identificado con condiciones favorables para el uso de la energía solar. Los procesos industriales más importantes en los que se puede usar energía solar de mediana temperatura son: esterilización, pasteurización, secado (granos, frutas, maderas), hidrolización, destilación y evaporación, lavado y limpieza, y polimerización. Algo de los procesos más importantes y de la gama de las temperaturas requeridas para cada uno se muestra en Tabla 7.1 (Kalogirou, 2003).

11. Los sistema de termosolares se benefician del efecto de escala. Por lo tanto, los costos de inversión deben ser comparativamente bajos, incluso si los costospara los captadores de mediana temperatura son más altos se artizan rápidamente por el ahorro de combustible. Una forma para asegurar viabilidad económica es diseñarlossistemas sinalmacenaje de calor, es decir, el calor solar se alimenta directo en unprocesoconveniente. Generalmente, dos problemas fundamentales se necesitan considera aldiseñar unsistema de energía solar para calor de proceso industrial. Estos se refieren la cantidad de energíaque se emplearáy la temperatura en el cual el calor debe ser entregado. También se debe considerar si se requieren diferentes temperaturas durante el proceso, ya que se pueden requerir temperaturas que varían por varias decenas de grados Celsius en las diferentes etapas. De cualquier forma, es necesario realizar modelación teórica o experimental antes de llevar a la practica un sistema de energía solar que será aplicado a un proceso particular.

12. Otra consideración importante es que, en muchos procesos industriales, las granes cantidades de energía son requeridas en pequeños espacios. Por lo tanto, puede haber un problema para la localización de captadores solares. Los captadores se pueden situar en los techos de los edificios o terrenos adyacentes. La localización de los colectores en tales áreas, sin embargo, da lugar a operar largar tuberías o de conductos, que causan pérdidas de calor que se deben considerar en el diseño del sistema. Cuando los captadores se colocan en la azotea de una fábrica se debe asegurar que las filas no se sobren entre si. El área captación se puede limitar por el área, la forma, y la orientación de la azotea. Resulta muy importante considerar la carga muerta (peso neto del sistemas) y dinámica (distribución de carga durante el uso del sistema, carga por viento, ráfagas de viento, huracanes) del uso de captadores en las azoteas. En un sistema solar de calor del proceso industrial, la interconexión de los colectores con los suministros de energía convencionales se debe hacer de una manera compatible con el proceso. La manera más fácil de lograr esto es usando el almacenamiento de calor, que puede también permitir que el sistema trabaje en períodos de baja irradiación y durante la noche.

13. En la mayoría de las fábricas utilizan un sistema central como fuente del calor que suministra agua caliente o vapor a unapresión que corresponde a la temperatura más alta necesaria en losdiversos procesos. Agua caliente o vapor de baja presión con temperaturas menores que 150° se puedeutilizar para precalentar agua (u otros líquidos) usada para losprocesos (lavando, teñido, etc.), para la generación del vapor, o por el empalme directo de laSistema Solar a unproceso individual que trabaja a temperaturas por bajo de la fuentecentral devapor. Varias posibilidades se muestran en la Figura 7.1.

14. 2.1 Sistemas solares de aire y de agua para procesos industriales Los sistemas solares de aire son de circuitoabiertoy derecirculación. En el circuito abierto, el aire ambiente se calienta y no es posible larecirculación del aire debido a que atrapa contaminaste durante el desarrollo del proceso (v. g. pintado con pistola, secado de sustancias solventes, aire fresco de abastecimiento a hospitales, entre otros).En larecirculación desistemas de aire, una mezcla de aire reciclado y de aire ambiente se suministra a los captadores solares. El índice de humedad del aire, puede ser controlado mediante la temperatura y la humedad del aire de la fuente. También los sistemas de calentamiento de agua pueden ser de circuito abierto o de circuito cerrado. Lo más común es que sean de circuito cerrado y presenten un intercambiador de calor para transferir la energía térmica ganada en el campo de captadores solares hasta el proceso industrial.

15. En un arreglo serie, mostrado en la Figura 7.2, la energíase utilizapara precalentar el líquido de transferencia térmica de la carga, que se puede calentar más en caso necesario,por uncalentador auxiliar, para alcanzar la temperatura requerida. Si latemperatura dellíquido en el tanque de almacenaje es más alta que lo requerida por la carga, unaválvula de tres vías se utiliza para mezclarla con el agua fría de retorno de la carga térmica del proceso.

16. La configuración paralela se muestra en la Figura 7.3. Puesto que laenergía no se puedeentregar a la carga con una temperatura por bajo de la temperatura requerida, elsistema de captadores solares debe poder producir la temperatura requerida antes de que laenergíapuedaser entregada.

17. Una configuración en serie es preferida sobre una paralelaporqueproporciona una temperatura promedio de funcionamiento más baja en el sistema de captación solar, que lleva a unaeficiencia de sistemamás alta. La alimentación paralela sin embargo, es común en la generación de vapor para procesos de medio-alta temperatura (Figura 7.4)

18. Sistemassolares de generación delvapor • Los captadores de canal parabólicos se emplean con frecuencia para lageneraciónsolar del vaporporque se pueden obtener temperaturas altas sin ladegradaciónseriaen laeficiencia del sistema solar. El vapor a baja entalpía se puede utilizar enla industrial, en la esterilización de materiales quirúrgicos para humanos y animales, en los evaporadores para desalación, entre otros. Se han empleado tresmétodos para generar el vapor usando concentradores de canal parabólico (Kalogirouet al., 1997): • 1. El concepto del steam-flash o flasheo, en el cual de agua se calienta a alta presión en el colectory se destella para producir el vapor al bajar su presión en un recipiente separado. • El concepto de generación directa de vapor o in situ, en el cual se presenta un flujo bifásico en elreceptor delcolectorpara generar el vapor. • El concepto unfiredboliler(caldera sin combustión), en el cual un líquido de transferencia de calor (aceite o glicoles principalmente) se circula a través delcampo de concentradores y del vapor se genera en un intercambiador de calor. • Los tres sistemas de generación de vapor tienen ventajas y desventajas.

19. 4.1 Steam-flash El sistema del steam-flash se muestra esquemáticamente en la Figura 7.5. En este sistema el agua se mantiene a alta presión para evitar la ebullición, se circula a través de los concentradores de canal parabólicoy se destellaa través de una válvula de estrangulación y vierte a un recipiente cerrado y presurizado (flash vessel).

20. 4.2 Generación directa de vapor El concepto de generación de vapor directa o in situ, mostrado en Figura 7.6, utiliza unaconfiguración desistema similar al de flasheo pero sin el sistema de destello. La ebullición y elvapor se formadirectamente en el tubo del receptor del concentrador. Según HurtadoyKast(1984) , loscostos de capital asociados a vapor directo y los sistemas de flasheo sonaproximadamenteiguales.

21. 4.3. Unfired boliler Un diagrama de unfiredbolilerse muestra en la Figura 7.7. En este sistema, unlíquido (anticongelante y anticorrosivo) de transferencia térmica se circula a través del colector, donde las presiones del sistema son bajas y el controles sencillo. Estos factores superan en gran parte las desventajas decircuitos de aguay son las razones principales del uso predominante de lossistemas de aceite como fluido térmico en sistema de generación de vapor para procesos industriales actuales.

22. 4.4 Diseñodel recipiente de destello de vapor Para separar vapor a presión baja se utiliza un recipiente de flasheo de vapor. Esto es un recipiente vertical, como se muestra en la Figura7.8, con la entrada del agua de alta presión aproximadamente una tercera parte de su altura. El diseño estándar de recipientes de destello requiere que el diámetro del recipiente se diseña para un flujo de 3 m/s. Esto asegura que ninguna gota de agua caiga hacia la parte inferior del recipiente en contraflujo de vapor. Se requiere de un altura adecuada sobre la entrada para asegurar la separación. La separación también es facilitada apuntando la entrada hacia abajo en el recipiente. El tamaño de la conexión del agua se establece para reducir al mínimo la caída de presión del recipiente a la entrada de la bomba para evitar lacavitación.

23. 5.1 Reformado de combustibles La energía solar es esencialmente ilimitada y su utilización no creaproblemas ecológicos. Sin embargo, la radiación solar es intermitenteyno está distribuida uniformemente. Hay así una necesidad de almacenar la energía solary de transportarla de lasregiones altamente soleadas, tales como desiertos, a lasregionespobladas industrializadas. Un modo eficazde alcanzar esto es mediante laconversiónfototermoquímica de laenergía solaren los combustibles químicos. Con este fin se requierencolectores del alta concentración de energía donde unopuede suministrarenergía a los procesos des alta temperatura para conducir reacciones endotérmicas. El hidrógenoserá en le futuro el principal combustible utilizado por celdas de combustible, sistemas de combustión externa y combustión interna. Su almacenamiento aún presenta retos importantes de desarrollo en ingeniería que deberán ser resueltos en los próximos años.

24. Diferentes vías para la obtención de hidrógeno

25. El hidrógeno puede ser obtenido de la transformación de un combustible fósil, a esto se llama generalmentereformado de combustible. El reformado con vapor es un ejemplo, enel cual elvaporse mezcla con el combustible fósil a temperaturas alrededor de760°C.Esta temperatura alta se puedeobtener quemando combustiblesconvencionaleso por un sistema solar de alta concentración. La ecuación química de estareacción dereformadopara elgas natural (metano CH4) es Esta manera de producir hidrógeno es una de las más usados industrialmente ya que la reacción es rápida y es casi completa. Otro proceso es emplear CO2 en lugar de agua; esto es: En el cracking los hidrocarburos de cadenas largas de carbón son sometidos a altas temperaturas para fragmentar las cadenas largas en unidades moleculares pequeñas. En esta ruta se utilizan diversos catalizadores y se producen diversos materiales; entre ellos se encuentra el hidrógeno.

26. El hidrógeno también se encuentra en el agua. Para obtener este elemento a partir del agua es necesario romper el enlace O-H, lo cual no es fácil ya que esta unión es una de las más energéticas. Sin embargo existen varios procesos para disociar el agua, entre los cuales se encuentra la termólisis directa del agua. Esta manera de producir hidrógeno consiste en aplicar el calor necesario a la molécula de agua para romper el enlace O-H, esto es: Esta reacción necesita temperaturas de aproximadamente 2900K para alcanzar un grado de disociación razonable (alrededor del 35%). Este nivel de temperatura es uno de los principales inconvenientes por los que este proceso casi no es utilizado ya que, para estas temperaturas, se tienen problemas con los materiales. Otro inconveniente es que los productos gaseosos deben ser separados inmediatamente después de efectuada la reacción para evitar su recombinación. Si no se realiza una separación efectiva, se puede terminar con una mezcla explosiva. En los años 80s, en el laboratorio solar de Odeillo, se desarrolló un sistema que realiza la termólisis directa y que utiliza la energía solar concentrada.

27. El Horno Solar es un dispositivo especializado para investigación científica donde actualmente se estudian los ciclos termoquímicos de las reacciones posibles para obtención de hidrógeno. • Los hornos solares se componen de • Helióstato de seguimiento continuo del Sol. • Espejo concentrador parabólico o conjunto de espejos esféricos. • Mesa de experimentación en la región focal.

28. Otra vía para la obtención de hidrógeno es le uso de energía solar concentrada para activar reacciones termoquímicas reversibles. Así se puede utilizar bióxido de cerio o bien oxido de cinc.

30. Laboratorio solar de Odeillo en Francia.

31. Los reactores químicos solares utilizan como fuente de calor de proceso a la energía solar concentrada; y estos se pueden clasificar en dos grandes grupos 1. Reactores irradiados indirectamente. En estos reactores el calentamiento de los reactivos se realiza de manera indirecta. Este calentamiento implica el uso de un material o compuesto que absorba la radiación solar concentrada, y, posteriormente, la transmita por conducción y radiación al sitio donde se lleva a cabo la reacción. Estos tienen la ventaja de que no necesitan una ventana transparente, lo cual hace que su costo disminuya. No obstante están restringidos por las limitaciones impuestas por los materiales de construcción de las paredes del reactor, tales como, la conductividad térmica, la temperatura máxima de operación, la absortancia radiativa y la resistencia a choques térmicos.

32. 2. Reactores irradiados directamente. En estos las partículas reactivas están directamente expuestas a la radiación solar concentrada, lo cual provee eficientemente la energía al sitio de reacción. Con este tipo de reactores se evitan las limitaciones anteriormente mencionadas; sin embargo, cuando se trabaja con atmósferas inertes, se requiere una ventana transparente. Esta ventana es un componente caro y problemático ya que a altas presiones puede romperse (se necesita modificar la forma y el grosor para que esto no ocurra) o, en ambientes gaseosos severos, puede ensuciarse perturbando la radiación solar que está entrando a la cavidad [2]; también puede ocurrir que si las partículas, que están a temperaturas muy altas, logran un contacto directo con la ventana, estas provoquen spots calientes en su superficie, lo cual provoca la destrucción de la ventana por estrés térmico por sobrecalentamiento local.

33. Reactor termoquímico solar para producción de hidrógeno por disociación de metano, en un concentrador de foco puntual tipo plato parabólico.

34. 5.2 Procesamiento de materiales El tratamiento de materiales con energía solar implica el afectar latransformación y composición química demateriales por su exposición directa a la energía solar concentrada. Con este fin,utilizamos hornos solares de alta concentración. La energía solar puedetambién asistir alproceso de materiales que son altamente intensivos en energía, alta temperatura, comoen laproducción de aluminio. También incluye los usos relacionados con la producción deproductos des alto valor agregados , tales como folurenos, que sonmoléculasgrandes decarbóncon potencial importante en usos comerciales en semi y superconductores, a losproductos básicos tales como cemento (Norton, 2001). Ningunos deestosprocesos, sin embargo, han alcanzado comercialización a gran escala. En un horno solar de 2 kW se estudió ladescomposicióntérmica deldióxido titanium a las temperaturas de 2000-2500°Cen unaatmósfera delargón(Palumbo y otros, 1995). La tasa de descomposición fue limitada por larazón a la cual el oxígeno difunde del interfaz del líquido-gas.

35. Un procesotermoquímicosolar desarrollado porSteinfeldet al. (1996)combina lareducción del óxido de cinc con la reforma del gas natural, llevando a laproducción delcinc, del hidrógeno, y del monóxido de carbono. En el equilibrio, lacomposición químicaen un reactor solar de cuerpo negro funcionado en una temperaturaalrededor de1000°C, a presión atmosférica y concentración solar de 2000, se han obtenido eficiencias entre0.4 y 0.65, dependiendo de la recuperación de calor del producto.Un reactor químico solar de 5 kW fue empleado para demostrar estatecnología en unhorno solar del alto flujo radiativo. Las partículas del óxido de cinc fueron introducidascontinuamente en unflujo de vórtice. Las partículas de óxido de cincse exponen directo al altoflujoradiativo, evitando la disminución de la eficiencia y el costo por el uso de cambiadores de calor.

36. 5.4 Celdas combustibles Una cela de combustible es un dispositivo electroquímico que convierte la energía química de un combustible, tal como hidrógeno, gas natural, metanol, o gasolina, y un oxidante, tal como aire u oxígeno, en electricidad. Los dispositivos electroquímicos generan electricidad sin la combustión del combustible y del oxidante, en comparación con lo que ocurre con métodos tradicionales de producción eléctrica. En principio, una celda de combustible funciona como una batería, pero a diferencia de una batería, no requiere la recarga. De hecho, una celda de combustible produce electricidad y calor mientras se suministren el combustible y un oxidante. Una celdas de combustible, como una batería, tiene cátodo cargado positivamente y el ánodo cargado negativamente y un material iónico conductor llamó electrólito. El combustible principal usado en celdass de combustible es hidrógeno. La construcción de la celda de combustible consiste generalmente de un electrodo del combustible (ánodo) y un electrodo del oxidante (cátodo) separado por una membrana iónica conductora. En la celda de combustible básica, el oxígeno esta presente en un electrodo y el hidrógeno sobre el otro electrodo; al hacer esto, se genera electricidad, agua, y calor. Las celdas de combustible químicamente combinan las moléculas del combustible y con un oxidante sin la contaminación por la combustión tradicional.

37. Algunas otras características importantes de las celdas de combustible son como sigue: • Portador decarga. El portador de carga es el ion que pasa a través delelectrólito. El portador de carga se diferencia entre diversos tipos de celdas de combustible. Parala mayoría de los tipos de celdas de combustible, sin embargo, el portador de carga es union hidrogenado,H+,que tiene un solo protón. • Contaminación. Las celdas de combustible se pueden contaminar por diversos tipos de moléculas. El agente principal de la contaminación para todos lostipos deceldas de combustible es compuestos con sulfuro, tales comosulfuro dehidrógeno(H2S) ysulfuro del carbonyl(COS). • Combustibles. El hidrógeno es actualmente el combustible más popular para las celdas de combustible.Algunos gases, tales como CO yCH4, tienen diversos efectos en las celdas de combustible, dependiendo deltipo de celdas de combustible. Por ejemplo, el CO es un contaminante de lasceldas decombustibleque funcionanen las temperaturas relativamente bajas, tales como en la celdas de membrana del intercambio deprotónico (PEMFC). Sin embargo, el CO se puede utilizar directo como combustiblepara las celdas de combustible de alta temperatura, tales como laceldas decombustible de óxidos sólidaos (SOFC) • Factores defuncionamiento. El funcionamiento de una celdas de combustible depende de numerosos factores, tales como la composición del electrólito, la geometría de laceldas de combustible, la temperatura de funcionamiento, y la presión de gas. La geometría de la celdas decombustiblees afectada principalmente por la superficie del ánodo y del cátodo.

39. 5.4 Detoxificación o remediación solar Existen diversos procesos de tratamiento de agua contaminada como: físicos (sedimentación, filtración, flotación, etc.), en los cuales se eliminan los sólidos suspendidos o los materiales flotantes; biológicos-químicos en los que se emplean discos y filtros biológicos, o bien se adicionan agentes químicos para eliminar los contaminantes; y adsorción y oxido-reducción (REDOX). Los procesos de adsorción y REDOX son empleados cuando los contaminantes son altamente tóxicos y recalcitrantes, persistentes a los procesos biológicos-químicos. El proceso de adsorcón consiste en adherir al contaminante a otra sustancia como carbón activado, zeolitas, resinas etc. No obstante, este proceso sólo transfiere el contaminante a otra medio sin que dé una solución al problema de contaminación. Por su parte, los procesos REDOX también llamados Procesos Avanzados de Oxidación, PAOs, degradan e incluso mineralizan las moléculas contaminaste, por lo que se presentan como una solución al problema.

40. Los PAOs son definidos como los procesos que involucran la generación y uso de especies transitorias poderosas, principalmente el radical hidroxilo (HO.), el cual posee alta efectividad para la oxidación de materia orgánica y puede ser generado por medios fotocatalíticos, fotoquímicos y por otras formas de energía, como: radiólisis g procesos con haces de electrones, oxidación electroquímica, plasma no térmico, descarga electrohidráulica-ultrasonido, entre otras. Dentro de los PAOs se ubica el proceso de Fotocatálisis Heterogénea, el cual posee alta efectividad en la degradación de una amplia variedad de moléculas contaminantes.

41. En los últimos 20 años, el proceso de la fotocatálisis heterogénea ha tenido un desarrollo importante, ya que ha demostrado su capacidad para oxidar compuestos orgánicos, transformándolos a productos finales como CO2, H2O y algún acido inorgánico, y capacidad para reducir iones de metal. Este proceso se muestra como una nueva tecnología para procesos de remediación medio-ambientales. En la fotocatálisis heterogénea, los semiconductores TiO2, ZnO, ZrO2, CdS, MoS2, Fe2O3yWO3, actúan como foto-catalizadores induciendo las reacciones oxido-reducción. Esto es debido a sus estructuras electrónicas, que están caracterizadas por una banda de valencia llena de electrones y una banda de conducción vacía. La absorción de un fotón de energía mayor o igual a su banda de energía prohibida conduce a la formación del un par de carga electrón-hueco (e- h+). En ausencia de un aceptor de carga, la energía almacenada es disipada en el interior, en pocos nanosegundos, por la recombinación. Si esta presente algún aceptor de carga, este puede atrapar al electrón o al hueco ocurriendo las reacciones de oxido-reducción [6, 7]. El semiconductor TiO2 es el fotocatalizador mas empleado, dado que presenta ventajas como actividad química, estabilidad bajo condiciones de operación, bajo costo y no es toxico .

42. En la figura se presenta el mecanismo básico del proceses de fotocatálisis heterogénea. Este consiste en incidir sobre el semiconductor radiación con fotones de energía igual o mayor a su energía de banda prohibida (Ebg). Cuando un fotón es absorbido un electrón es promovido de la banda de valencia hacia la banda de conducción, generando un hueco en la banda de valencia. El par de cargas electrón-hueco generadas participan en las reacciones de redox, principalmente a través de la generación de radicales

45. Planta Canal Parabólico: Área: 128 m2 de colección Capacidad de procesamiento: 200 L entre 2 y 4 horas Planta de CPC Área: 6 m2 de colección Capacidad de procesamiento: 70 L en 6 horas.

46. Planta experimental instalada en la empresa HIDROCEN S.L. (Arganda del Rey, Madrid) 100 m2 de campo solar de colectores. Capacidad de tratamiento: 800 L

47. Cirugía Solar Concentración de 15,000 soles Potencia de 5 W Costo: U$ 1,000 Unidad laser convencional: U$ 100,000

48. Referencias Hurtado, P., Kast, M., 1984. Experimental Study of Direct In-Situ Generation of Steam in a Line Focus Solar Collector. SERI, Golden, CO. Kalogirou, S., 2003. The potential of solar industrial process heat applications. Appl. Energy 76 (4), 337–361. Kalogirou, S., Lloyd, S., Ward, J., 1997. Modelling, optimization and performance evaluation of a parabolic trough collector steam generation system. Sol. Energy 60 (1), 49–59. Norton, B., 2001. Solar process heat. In: Gordon, J. (Ed.), Solar Energy: The state of the art. James and James, London, pp. 477–496. Palumbo, R., Rouanet, A., Pichelin, G., 1995. Solar thermal decomposition of TiO2 at temperatures above 2200 K and its use in the production of Zn and ZnO. Energy 20 (9), 857–868. Schweiger, H., Mendes, J.F., Benz, N., Hennecke, K., Prieto, G., Gusi, M., Goncalves, H., 2000. The potential of solar heat in industrial processes. A state of the art review for Spain and Portugal. In: Proceedings of Eurosun’2000, Copenhagen, Denmark on CD ROM.