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Energía Solar Térmica
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El Sol ofrece la posibilidad de obtener tanto calor como electricidad.
Cada uno de estos aprovechamientos tiene su tecnología específica. Para la generación
de electricidad se hace uso de un fenómeno físico llamado efecto fotovoltaico
el cual utiliza la energía luminosa proviniente del Sol, que es captada por los
módulos fotovoltaicos, para convertirla en electricidad.
Los sistemas de captación de la energía calorífica proviniente del Sol, son llamados
colectores térmicos. El colector térmico consiste en una superficie que expuesta
a la radiación solar, posibilita absorber el calor y transmitirlo a un fluido. En
función de la temperatura que se quiera conseguir se necesitará un determinado tipo
de colectores y un dimensionado concreto. Se puede obtener agua caliente a media
y baja temperatura para poder disponer de ella en utilidades tanto domésticas como
industriales, climatizar piscinas, etc.
Dentro de estas utilidades existen tres grandes tipos de aplicaciones:
- Agua Caliente Sanitaria (A.C.S.)
- Calefacción por suelo radiante.
- Climatización de piscinas.
Existen varios tipos y modelos de colectores térmicos, pero los más empleados son
dos: los colectores de placa plana y los colectores de tubos de vacío.
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Colector de placa plana
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El colector térmico de placa plana es el más difundido actualmente. Consiste básicamente
en una caja hermética aislada, capaz de soportar las inclemencias meteorológicas,
por la que discurre una serie de tubos a modo de serpentín que conducen un fluido
portador el cual es calentado por transferencia de calor proveniente de la placa.
La placa está formada por una lámina metálica aunque en algunos modelos puede ser
de material plástico. En ocasiones, a fin de aumentar el poder de absorción se suele
revestir la placa con una capa de color negro, sometiéndola a un proceso electroquímico
que evite la pérdida de sus cualidades con el paso del tiempo. El fluido portador
normalmente suele ser agua con anticonlegante.
De esta forma, el proceso se puede resumir en que el agua fria entra por la boca
de entrada, recibe a través de su recorido por la placa la radiación calorífica
con lo que se calentando a medida que avanza. Cuando alcanza la boca de salida,
ha logrado alcanzar la temperatura esperada en función del rendimiento del colector.
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Colector plano
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Esquema de colector plano
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Colector de tubos de vacío
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El colector de tubos de vacío basa su funcionamiento en un fenómeno llamado principio
de concentración. Requiere una superficie reflectante curva donde recibir
la radiación, por efecto de esta curvatura los rayos son proyectados hacia la parte
central del colector donde se concentran y alcanzan una temperatura elevada. El
circuito de calentamiento consiste en unas cámaras de vidrio cilindricas y rectilíneas,
por cuyo interior pasa un fluido caloportador.
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Tubo de vacío Heat Pipe
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Interior del Colector de tubo de vacío
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Hay otro sistema de funcionamiento de los colectores de tubos de vacío llamado
Heat Pipe. En este sistema los tubos de vacío llevan un fluido vaporizante
que no puede salir del interior del tubo y que funciona como caloportador. Este
fluido se evapora por efecto de la radiación solar, asciende hasta el extremo superior
del tubo que se encuentra a temperatura inferior, esto hace que el vapor se condense,
ceda su energía y retorne a su estado líquido cayendo por acción de la gravedad
a la parte inferior del tubo, donde al recibir más radiación vuelve a evaporarse
y comienza de nuevo el ciclo.
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Funcionamiento Colector Heat Pipe
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Una vez captado el calor es necesario un sistema complementario de acumulación del
mismo, que nos permita poder hacer uso del agua caliente en el momento en que sea
preciso. Por lo general, este sistema es un depósito acumulador de agua aislado
térmicamente, en cuyo interior se aloja el intercambiador de calor, que consiste
en un serpentín por el que circula el agua caliente que procede de los colectores,
y que transmite el calor al agua de consumo.
Un elemento de apoyo opcional es una resistencia eléctrica que irá ubicada dentro
del acumulador y que entrará en funcionamiento cuando por condiciones adversas,
los colectores no sean capaces de aportar el calor necesario.
Esta tecnología proporciona una muy alta eficacia de absorción lo que les hace alcanzar
unos rendimientos superiores a sus hermanos de placa plana. Por ello, permiten reducir
la superficie de captación para lograr los mimos niveles de prestaciones. Además,
otra ventaja, bastante interesante para el personal de instalación, es que el montaje
es más simple al poder colocarse los tubos uno a uno de forma independiente, e incluso
una vez el colector esté instalado en su emplazamiento definitivo.
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Colector de tubo de vacío
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