Blog Ciencia
Colector solar
Colector solar
De Wikipedia, la enciclopedia libre
Un colector solar, a veces llamado panel solar, es un dispositivo que sirve para aprovechar la energía de la radiación solar, transformándola en energía térmica para usos domésticos o comerciales.
Tabla de contenidos |
[editar] Tipologías
Los captadores pueden clasificarse en tres grandes grupos:
- Colectores planos protegidos
- Colectores planos no protegidos
- Tubos de vacío
Los más utilizados son los colectores solares planos protegidos, que constan de una caja rectangular cuyas dimensiones habituales oscilan entre los 80 y 120cm de ancho, 150 y 200cm de alto, y 5 a 10cm de profundidad, aunque existen modelos más grandes. La cara expuesta al sol está cubierta por un vidrio, mientras que las cinco caras restantes son opacas y están aisladas térmicamente. Dentro de la caja y expuesta al sol detrás del vidrio se sitúa una placa metálica. Esta placa está unida o soldada a una serie de conductos por los que fluye un caloportador (generalmente agua, glicol, o una mezcla de ambos). A dicha placa se le aplica un tratamiento selectivo para que aumente su absorción de calor, o simplemente se la pinta de negro.
Los colectores planos no protegidos son una variante económica de los anteriores, donde se elimina el vidrio protector, dejando la placa interior expuesta directamente al ambiente exterior. También se elimina el aislamiento perimetral. Dada la inmediatez y simplicidad de este tipo de paneles, existen multitud de subvariantes tanto en formas como en materiales: conceptualmente, una simple manguera enrollada y pintada de negro es, en esencia, un colector solar plano no protegido.
Los tubos de vacío suponen un concepto distinto, donde se reduce la superficie captadora a cambio de unas pérdidas caloríficas menores. La lámina captadora se coloca dentro de tubos al vacío. Estos tubos presentan el mismo aspecto que un tubo fluorescente tradicional, pero de color oscuro. Los paneles se montan en una estructura de peine. Las ventajas de este sistema son su mayor aislamiento (lo que lo hace especialmente indicado para climas muy fríos o de montaña), y su mayor flexibilidad de colocación, ya que usualmente permite una variación de unos 20º sobre su inclinación ideal sin pérdida de rendimiento. La desventaja es un coste significativamente mayor.
[editar] Funcionamiento
Los colectores solares planos funcionan aprovechando el efecto invernadero, y es el mismo principio que se puede experimentar cada vez que se entra en un coche al sol en verano. La radiación incide sobre el vidrio (que ha de estar convenientemente orientado) el cual actúa como un filtro para ciertas longitudes de onda de la radiación, dejando pasar fundamentalmente la luz visible, y calienta la placa negra que, a su vez, se convierte en emisora de radiación en onda larga (infrarrojos), por su escasa temperatura. El vidrio es opaco a esta radiación, por lo que el recinto de la caja se calienta por encima de la temperatura exterior, a pesar de las pérdidas por transmisión que sufre el vidrio (es un mal aislante térmico). El caloportador que circula por los conductos se calienta a su vez y transporta la energía térmica a donde se desee.
El rendimiento de los colectores mejora cuanto menor sea la temperatura exigida en el caloportador, puesto que a mayor temperatura dentro de la caja (en relación con la exterior), mayores serán las pérdidas por transmisión en el vidrio. También, a mayor temperatura de la placa negra (captadora) menor será la longitud de onda de su radiación y el vidrio tendrá más transparencia a ella.
[editar] Aplicaciones
- Preparación de agua caliente para usos sanitarios,
- Calefacción
- Climatización de piscinas.
En la mayoría de los casos, tanto en viviendas unifamiliares como en edificios, las instalaciones de Energía Solar térmica proporcionan entre el 50% y el 70% del agua caliente demandada, por lo que necesitan el apoyo de sistemas convencionales de producción de agua caliente.
Utilizados para calefacción sólo son indicados para sistemas de baja temperatura, como el suelo radiante. Se emplean para precalentar el agua de la caldera, donde típicamente reducen el consumo de combustible en un 40%. Para la calefacción de espacios se puede circular aire a través de paneles especialmente diseñados para ello, proporcionando calefacción directa sin los riesgos operativos que presenta el agua.
El uso de paneles solares térmicos es particularmente adecuado para la climatización de piscinas, pues la baja temperatura de trabajo requerida permite incluso tipologías de colectores sin vidrio protector, lo que abarata enormemente tanto los costes como el impacto ambiental de la instalación. Además, no necesitan acumulador puesto que es el propio agua de la piscina el que actúa como tal.
[editar] Perspectivas de uso en calefacción
Se estima que el 80% del consumo energético de una vivienda se produce en forma de agua caliente a baja temperatura (calefacción y agua caliente sanitaria). De este consumo, aproximadamente el 70% se emplea en calefacción. La calefacción es por tanto uno de los grandes caballos de batalla del ahorro energético.
Los colectores solares planos no son tecnológicamente complejos, por lo que su margen de evolución es muy limitado. No obstante, actualmente consiguen captar en torno al 80% de la energía recibida del sol (compárese con el 10-15% de los paneles solares fotovoltáicos comunes actuales). Si bien hasta finales de 2006 su empleo en calefacción era económicamente discutible y su viabilidad dependía de subvenciones estatales, hoy en día y debido sobre todo al aumento del precio del petróleo, constituyen una interesante inversión. Sin embargo, el principal escollo que tiene que superar esta tecnología es su escasa utilización a lo largo del año: la demanda anual de calefacción, a diferencia del agua caliente, no se reparte homogéneamente, sino que se concentra en los meses más fríos, que además coinciden con los de menos luz solar. Por este motivo, los paneles de calefacción permanecen inactivos la mayor parte del año. La utilización masiva de paneles solares térmicos dependerá por tanto de nuestra capacidad para dotarlos de uso en verano, por ejemplo para aire acondicionado. Actualmente existen algunos proyectos en este sentido, pero su coste es todavía prohibitivo.
[editar] Véase también
[editar] Enlaces externos
Commons alberga contenido multimedia sobre colectores solares.- La Generación del Sol Energías Renovables
