Para aprovechar el sol, ahorrar energía en casa y meterse en la movida sustentable al mismo tiempo, nada mejor que utilizar estos colectores solares o Paneles térmicos. No dejes de leer hasta el final que te contamos de que se trata.
En primavera, los días son más largos y, por lo tanto, las horas de sol aumentan. En los últimos años, las noticias referidas a este astro se vinculan con el cuidado a la hora de exponernos a los rayos ultravioletas. Pero la otra cara del sol es la cantidad de energía que es capaz de brindarnos y sus cualidades renovables y ecológicas.
A través de la historia, los seres humanos hemos avanzado en dependencia energética. Hoy, es imposible imaginar la vida sin provisión de energía. Iluminación, calefacción, refrigeración, cocción de alimentos, transporte, comunicación; si lo pensamos así, todo nuestro universo cotidiano está ligado a esta necesidad.
El sol y colectores solares o paneles térmicos
El sol año tras año arroja más de cuatro mil veces que la energía que consumimos los seres humanos, por lo tanto su potencial es mucho más ilimitado. Esta energía hoy en día es utilizada para dos cosas principalmente. Por un lado, para generar electricidad, para esto se utilizan módulos o paneles. Y por el otro lados, para calentar comida o agua y se utilizan los colectores solares o paneles térmicos
Qué es un colector solar? Cómo funciona?
El colector solar (o panel solar térmico) está compuesto por un radiador / absorbedor – generalmente construido con un metal como el cobre, con buenas capacidades de conducción – que es capaz de absorber el calor de los rayos del sol y transferirlo al tanque de agua.
El principio de funcionamiento de un panel solar térmico se puede comparar con lo que ocurre en un invernadero. De los rayos solares incidentes, solo se refleja una pequeña parte de la superficie acristalada, el resto pasa a través del vidrio y es absorbido por una placa de recogida negra. Este último, al calentarse, recupera energía en forma de radiación infrarroja, con respecto a la cual el vidrio se comporta como si fuera opaco, reteniéndolo en su interior (efecto invernadero). De esta forma, la temperatura del fluido portador primario tiende a calentarse.
A partir de ese momento el líquido se mueve en la serpentina hacia el tanque según tres tipos diferentes de circulación: natural, forzada o vaciado. La insolación depende de la nubosidad y de la orientación del panel con respecto al sol, y un panel recibe más energía solar cuando está orientado directamente hacia el sol.
El panel fijo proporciona el mejor rendimiento si está orientado al sur y está inclinado 10 grados menos que la latitud del lugar si tiene que producir agua caliente, 10 grados más si es necesario para calentar.
Tipos de colectores solares o paneles térmicos
La calidad de los colectores solares depende de la eficiencia, o sea la capacidadde convertir la energía solar en energía térmica. En términos teecnicos, la eficiencia de un colector solar se define como la relación entre la energía ( densidad de energía) absorbida por el fluido caloportador y la energía ( densidad de energía solar) incidente en su superficie.
1) Colector plano vidriado
El panel solar más utilizado es el acristalado que se compone de la siguiente manera:
* Una placa de vidrio transparente, colocada encima del absorbedor, que permite el paso de la luz solar. El vidrio capaz de resistir el granizo (normalmente se prueban con granizo de 25 mm de diámetro)
* En el interior se encuentra un absorbedor de luz solar, formado por una placa similar a un radiador (que puede ser de acero o cobre), en cuyo interior se inserta un haz de tubos por los que fluye el líquido del circuito primario destinado a ser calentado. Este fluido es normalmente agua añadida con anticongelante para soportar el frío invernal sin congelarse. El absorbedor, al calentarse, emite energía en forma de radiación infrarroja: pero el vidrio, frente a estas radiaciones, atenúa la dispersión hacia el exterior por ser opaco (efecto invernadero).
* En la parte inferior del panel hay un aislamiento térmico (en fibra de vidrio o en espuma de poliuretano sin CFC) que reduce la dispersión del calor. El panel está cerrado en la parte trasera por un cuerpo, a menudo de chapa.
* Carcasa con aislamiento térmico. El conjunto (vidrio, absorbedor y haz de tubos, aislamiento térmico y carrocería trasera) se mantiene unido por un chasis que ensambla las piezas y confiere resistencia y estabilidad al panel.
Colector acristalado no selectivo:
A diferencia de los selectivos, el absorbedor está simplemente pintado de negro.
Los captadores de primera generación están compuestos por una cámara aislada obtenida entre un vidrio templado directamente expuesto al sol y una carrocería trasera aislada. Se inserta un absorbedor de metal ennegrecido dentro del panel solar, para aumentar su eficiencia. Este tipo de panel solar representa la solución más barata y extendida para casas de veraneo o para las zonas centro-sur que gozan de abundante sol.
Colectores solares vidriados con placa selectiva
El absorbedor se somete a un tratamiento electroquímico al vacío o por pigmentación para obtener una superficie con un alto coeficiente de absorción y un bajo coeficiente de reflexión hasta una temperatura de 140 ° C.
El tratamiento electroquímico generalmente consiste en un depósito de cromo negro sobre níquel, el de vacío mediante vapores de óxido de titanio, el de pigmentación mediante pinturas metálicas.
La reducción del reflejo de la radiación incidente permite la reducción de las pérdidas de calor conectadas a ella, por lo que estos paneles tienen una mayor eficiencia que los paneles tradicionales, y tienen un costo mayor de aproximadamente un 10% que los demás paneles. Pudiendo funcionar mejor en períodos más fríos y menos soleados. Por esta razón, también se pueden utilizar en integración con el sistema de calefacción.
2) Los paneles descubiertos (no vidriados)
Estos paneles no tienen tapa, aislamiento y caja de contención. Están fabricados en material plástico negro (polipropileno, neopreno, PVC) para facilitar la absorción del calor y constan de un haz de tubos por cuyo interior pasa el agua donde es calentada directamente por los rayos del sol antes de ser utilizada.
Trabajan con una temperatura ambiente de al menos 20 ° C (por debajo del equilibrio entre energía acumulada y energía dispersa es desfavorable), y la temperatura máxima del agua no supera los 40 ° C. Por la sencillez de la estructura, tienen un precio inferior al resto de colectores, pero la eficiencia es menor, por lo que se recomienda su uso para uso puramente estival para piscinas, hoteles, establecimientos balnearios.
3) Con tubos de vacío
Consisten en una serie de tubos de vacío de vidrio, cada uno de los cuales contiene un absorbedor (generalmente una placa de cobre) que absorbe la energía solar y la transfiere a un fluido que transporta calor.
Gracias a las propiedades aislantes del espacio vacío, las pérdidas de calor por conducción por el absorbedor son muy bajas y se pueden alcanzar temperaturas de unos 100 ° C por encima de la temperatura ambiente.
Los paneles de vacío son más complejos y costosos de fabricar que los paneles planos y son menos resistentes que estos últimos, pero al mismo tiempo tienen una alta eficiencia gracias a la baja dispersión de energía obtenida con el uso de conductos de vacío.
Esta tecnología es particularmente adecuada para su uso en lugares con baja insolación o para aplicaciones donde se requieren altas temperaturas (como calefacción de espacios) Tienen un excelente rendimiento durante todo el año y también son adecuadas para su instalación en condiciones climáticas muy duras (bajas temperaturas ambiente, escarcha).
4) Colectores solares de concentración
Son colectores cóncavos diseñados para optimizar la concentración de energía solar en un punto específico (fuego). Son efectivos solo bajo la luz solar directa ya que deben seguir el movimiento del sol.
Este tipo de colectores, pudiendo alcanzar altas temperaturas (400-600 °), se utilizan para generadores solares o plantas de energía electro-solar.
Los sistemas con captadores solares de concentración, denominados «solares termodinámicos», no son sistemas termosolares puros y en cualquier caso pueden implantarse en grandes instalaciones y no muy aptos para contextos civiles e industriales de pequeña o mediana dimensión.
5) Paneles solares vidriados con aire caliente
Los paneles de aire son paneles solares térmicos normalmente del tipo vidriado que hacen circular aire en su interior en lugar de agua. Aquí, en lugar de los tubos que permiten la circulación del fluido portador, hay aire que circula entre el vidrio y el absorbedor y entre el absorbedor y el fondo del panel.
A continuación, el aire caliente transfiere su calor al agua sanitaria, produciendo cantidades de agua caliente directamente proporcionales a la superficie del panel.
Estos paneles están diseñados de tal manera que el aire permanece en el panel solar el mayor tiempo posible ya que intercambia calor con más dificultad que agua. Puede haber un tanque de almacenamiento integrado, especialmente adecuado para ubicaciones con un clima muy duro.
Un tipo particular de paneles solares de aire son los paneles de revestimiento, utilizados para el acabado normal de los muros cortina externos de edificios civiles e industriales: estos no están vidriados sino que están compuestos por una superficie externa de caja metálica que actúa como intercambiador y calienta el el aire que pasa por el interior del panel, que puede introducirse en las habitaciones con un sistema de aspiración especial.
6) Paneles con tanque integrado
En los paneles con tanque integrado, el absorbedor de calor y el tanque de almacenamiento están contenidos en un solo bloque y la energía solar llega directamente para calentar el agua acumulada.
El tanque, por tanto, está físicamente cubierto por el absorbedor y, en general, hay una resistencia en el interior que puede calentar el agua en caso de ausencia prolongada del sol. Debido al principio de que el agua caliente tiende a subir y la fría a bajar, crea un llamado movimiento convectivo dentro del tanque que distribuye el calor capturado a toda la masa de agua.
Los paneles con tanque integrado se recomiendan generalmente para aquellas áreas que no son demasiado frías y que no tienen inviernos demasiado largos y duros. De hecho, debido a su estructura, a medida que bajan las temperaturas, el agua dentro del panel corre el riesgo de congelarse, dañando gravemente el sistema.
Fáciles de transportar y ensamblar, estos paneles solares tienen un costo relativamente bajo y son perfectos para usos térmicos en una casa de vacaciones de verano. Sin embargo, también se encuentran disponibles en el mercado sistemas compactos adecuados para todas las condiciones climáticas.
