Captura de la energía térmica
Los paneles o colectores solares térmicos son los elementos que capturan la radiación solar la transforman en calor. Posteriormente este calor es transferido a un fluido (líquido o aire) para poder usarlo en nuestras casas. Existen diferentes tecnologías en los paneles soleres térmicos, pero todas deben transformar la radiación solar en calor mediante algún cuerpo oscuro.
La eficiencia de un panel solar térmico es el porcentaje de energía solar que puede convertirse en calor. Sus valores van del 60 al 90 %, dependiendo de la tecnología y las temperaturas que debemos alcanzar.
En un panel solar térmico tenemos 2 procesos que ocurren simultáneamente: + Transferencia de la radiación solar en calor. + Perdidas del calor en el ambiente. ( que aumentan cuanto mayor es la diferencia de temperatura entre el panel y el aire)
Distintos tipos de Colectores solares térmicos
Colectores planos descubiertos
Son colectores, generalmente plásticos como polipropileno, polietileno, PVC o EPDM Colector plano
El agua pasa a través de los mismos impulsada mediante una bomba, y aumenta la temperatura. Se utilizan para elevar la temperatura del agua hasta un máximo de 40 °C Solarpool ofrece soluciones de este tipo para calentar piletas de natación ( ir a la pagina de solarpool)
Colectores planos recubiertos.
Son colectores planos recubiertos con vidrio templado o policarbonato, dentro de una caja metálica aislante. Colector plano recubierto
En su interior tiene una serie de tubos por los cuales circula el agua que absorbe el calor generado. Los tubos pueden ser de metal (generalmente cobre) o polipropileno. Los de plástico se utilizan para elevar la temperatura del agua entre 40 y de 55 °C, los de cobre permiten llegar a temperaturas de 50°C a 80 °C. [Solarpool ofrece soluciones de este tipo para calentar agua caliente sanitaria]. ira a www.solarpool.com.ar/agua_caliente.html)
Tubos de Vacío
Existen dos tipos, los llamados U pipe, que consisten en varios tubos de vidrio, de cristal boro silicato, uno dentro del otro, y el espacio entre los mismos esta al vacío (no tiene aire) para producir aislamiento. El fluído dentro de los tubos es en general agua que transfiere el calor generado.
El segundo tipo, denominados como “Heat Pipe” utiliza dentro de los tubos al vacío un líquido de bajo punto de evaporación, que al ser expuesto al sol se evapora y se eleva dentro del tubo. En la parte superior se condensa y al enfriarse cae a la parte inferior del tubo como líquido. El calor generado en la condensación es transferido mediante un segundo fluido.
Se utilizan para elevar la temperatura del agua entre 70 °C y 100 °C
Qué sistema conviene usar
La elección del sistema a usar depende de la eficiencia del colector. El siguiente gráfico muestra la curva de eficiencia para cada sistema (hay que hacer el gráfico nuevamente y cambiar los valores a grados centígrados)
Como puede verse en el gráfico, calentar agua a bajas temperaturas (TI 30 °C los colectores descubiertos plásticos tienen una eficiencia cercana al 85 %, por encima de los planos recubiertos.
Para temperaturas mayores a 70 °C, los tubos de vacío son los más eficientes, (aproximadamente 40 %). En el medio, entre 45 ¬C y 60 °C, la mayor eficiencia está dada por los colectores planos recubiertos.
¿Por qué es importante la eficiencia?
La radiación solar que llega a la tierra es aproximadamente constante en el espacio. Al ingresar a la atmósfera, parte de la misma se pierde en las nubes y el aire. Para cada latitud, la radiación solar que llega a un colector solar depende entonces de las condiciones atmosféricas (humedad, nubosidad, temperatura y viento), las sombras de elementos adyacentes. Por lo tanto, a mayor eficiencia del colector, menor es la superficie necesaria para realizar la tarea requerida, es decir elevar la temperatura de los fluidos a la temperatura requerida. Independientemente de la tecnología, la energía transformada en calor no puede ser mayor a la recibida multiplicada por la eficiencia del colector.
