Nota técnica | Energía solar térmica, tipos y aplicaciones | Alumbrar S.A.
| Los recursos para la obtención de energía se agotan de forma lenta pero constante, por eso se trata de explotar fuentes de energía alternativas que sean limpias y puedan ser utilizadas de manera respetuosa con el medioambiente. El sol es la fuente que ofrece los mayores potenciales. Su energía existe en abundancia, se puede utilizar sin costo alguno y ayuda a economizar valiosos combustibles. En media hora, la Tierra recibe del sol la energía necesaria como para cubrir el consumo anual de energía de todo el mundo. Con cada aumento de precio de la energía, el calor solar se hace más rentable. A su vez, a través de la energía solar se reduce la contaminación del medio ambiente y ayuda de forma notable a la reducción de las emisiones de dióxido de carbono con el fin de conservar el planeta para las generaciones futuras. El agua calentada por el sol puede ser utilizada de diversas formas. Mientras que la más conocida es la residencial, el agua caliente solar también tiene aplicaciones industriales. Para utilizar dicho sistema, un colector, frecuentemente sujetado a un techo o un muro frente al sol, calienta un fluido de trabajo bombeado (sistema activo) o por convección natural (sistema pasivo) a través de él. El colector puede ser de dos distintos formatos: - Una caja aislada con tapa de vidrio simple con una placa absorbente metálica ligada a tubos de cobre y pintada de negro. - Un conjunto de tubos metálicos, en general de cobre, rodeados por un cilindro de cristal evacuado (al vacío).
Requisitos para el diseño de sistemas El tipo, complejidad y tamaño de un sistema de calentadores solares están determinados principalmente por los siguientes valores: |
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Colectores de placa plana Los colectores de placa plana, desarrollados por Hottel y Whillier en la década de 1950, son uno de los tipos más comunes. Se trata de una placa plana oscura absorbente de energía solar; una cubierta transparente que permite a la energía solar pasar, aunque reduciendo las pérdidas de calor; un fluido de transporte del calor (aire, líquido anticongelante o agua) para trasladar la energía recibida, y un aislante de calor de respaldo. La placa absorbente consiste en una hoja delgada de polímeros térmicamente estables, aluminio, acero o cobre, a la que se aplica un recubrimiento negro mate a menudo respaldada por una tubería en forma de bobina, colocada en una carcasa aislada con una cubierta de vidrio o policarbonato. En paneles de calefacción de agua, el líquido se distribuye normalmente a través de tubos para transferir calor desde la placa absorbente a un tanque de agua aislado. Esto puede lograrse directamente o a través de un “intercambiador” de calor.
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Colectores de tubos evacuadosLa mayoría, si no todos, de los colectores de tubos evacuados contiene tubos de calor en su núcleo en lugar de pasar líquido a través de ellos. Los tubos evacuados de calor se componen de múltiples tubos de vidrio, cada uno con una placa de absorción fundida a una cañería. El calor se transfiere desde el extremo caliente de los tubos al fluido de transferencia, por lo general agua, que se encuentra en un intercambiador de calor o “múltiple”. Dicho múltiple se encuentra recubierto por material aislante y por una hoja de metal o caja de plástico para protegerse de los elementos externos.
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Comparación entre colectores de placa plana y colectores de tubos evacuados Los colectores de placa plana suelen perder más calor al medio ambiente que los de tubos evacuados, y esta pérdida aumenta con la diferencia de temperatura. Por consiguiente, son generalmente inadecuados para aplicaciones comerciales de alta temperatura como la producción de vapor. Los colectores de tubos evacuados poseen una relación zona (normalmente 60-80% del área bruta)/área bruta más baja en comparación con los de placa plana. A su vez, basados en el área de absorción de la placa, los sistemas de tubos evacuados son, en su mayoría, más eficientes por metro cuadrado que los sistemas de placa plana equivalentes. Esto los hace adecuados donde el espacio de instalación disponible es limitado. |
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