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Paneles de energía
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Colectores solares planos

Colectores solares planos

El colector solar de placa plana es un tipo de panel solar térmico cuyo objetivo es transformar la radiación solar en energía térmica.

Este tipo de paneles solares térmicos tienen una buena relación coste / efectividad en climas moderados y se adapta correctamente a un gran número de aplicaciones térmicas, como por ejemplo:

¿Cómo funciona un colector solar plano?

El funcionamiento de un colector solar plano se basa en la transferencia de calor.

La radiación solar incide sobre el absorbedor de calor del colector. Cuando la radiación impacta contra la superficie del absorbedor parte de su energía se convierte en calor. Consecuentemente, aumenta la temperatura del captador solar.

Si hacemos pasar un fluido por el interior del colector, parte de este calor se transfiere al líquido de acuerdo con las primera y segunda ley de la termodinámica. El resto de energía se sigue perdiendo en forma de radiación desde el colector solar térmico hacia el ambiente exterior.

Si queremos obtener un buen rendimiento y reducir el consumo energético, hay que trabajar los captadores a la temperatura más baja posible.

¿Qué ventaja tienen los colectores solares vidriados?

Este tipo de colectores disponen de una cubierta transparente que atrapa la radiación que rebota del absorbedor y aumenta la eficiencia global. Para conseguirlo la cubierta transparente del colector genera un efecto invernadero.

El efecto invernadero se genera en algunos cuerpos transparentes, que normalmente sólo son atravesados ​​por radiaciones con longitud de onda entre 0,3 y 3 micras. Dado que la mayor parte de la radiación solar está comprendida entre 0,3 y 2,4 micras, la luz solar puede atravesar un vidrio.

Una vez atravesado, la radiación encuentra el absorbedor, que se calienta por la radiación solar y emite radiaciones comprendidas entre los 4,5 y 7,2 micras que no pueden volver a atravesar el vidrio.

Esta radiación solar que no puede salir es reflejada hacia el interior de nuevo. Una parte de esta energía calienta el vidrio y el cristal la remite hacia dentro y hacia fuera.

Tipos de colectores solares planos

Podemos distinguir dos tipos básicos de colectores solares de placa plana, en función de la configuración del absorbedor y de si está vidriado o no:

  • Configuración del absorbedor en paralelo; este tipo de colector se puede utilizar en horizontal y vertical. La configuración en paralelo favorece que se pueda estratificar la temperatura del colector con mayor volumen de circulación del agua por las ramificaciones del interior del captador.

  • Configuración de absorbedor en serie: está compuesta por un único circuito continuo con poco volumen de agua de circulación y un salto térmico superior, con un buen rendimiento.

  • Vidriado: se usa generalmente en sistemas de calefacción de agua domésticos o en instalaciones. La temperatura de funcionamiento es generalmente entre 30 ° C y 60 ° C. Consiste en una caja aislada cubierta por acristalamiento. En el interior, hay un absorbente en el que circula el fluido de transferencia de calor. El acristalamiento bloquea la radiación infrarroja y aísla el espacio de aire por encima del absorbente para mantener el calor.

  • No vidriado: este tipo de colector plano es mucho más económico pero menos extendido. Dependiendo de la temperatura exterior, generalmente se usa en sistemas de calefacción de piscinas, pero a veces se puede usar como sistema de calefacción de agua caliente en países cálidos. En zonas templadas, la temperatura de funcionamiento es generalmente inferior a 30 grados centígrados.

Componentes de un colector solar plano

El colector solar plano está formado por los siguientes elementos:

1. Absorbedor

El absorbedor es el elemento que intercepta la radiación solar en el interior del captador y es el encargado de transformar la energía solar en energía térmica.

El absorbedor está formado, habitualmente, por una lámina metálica, normalmente de cobre (buen conductor térmico) que se oscurece. Los cuerpos oscuros y mates captan mejor la radiación solar que cualquier otro color.

Hay dos formas de oscurecer el absorbedor:

  1. Una fina película de pintura negra calórica resiste a altas temperaturas.

  2. Un tratamiento selectivo, basado en deposiciones electroquímicas o pinturas con óxidos metálicos que tienen una alta absorción de la radiación solar y una baja emisividad del calor.

El absorbedor incorpora una parrilla de conducciones por donde circulará el fluido caloportador.

2. Cubierta transparente

La cubierta transparente tiene la función de aislar el colector solar de las condiciones ambientales exteriores y dejar pasar la radiación solar. Esta cubierta es la que provoca el efecto invernadero.

Normalmente está formada por una sola lámina de vidrio resistente de 4 mm de espesor aproximadamente.

Ésta parte solo está presente en los colectores solares planos vidriados.

3. Aislamiento

El aislamiento tiene la función de evitar las pérdidas de calor del interior del captador -concretamente del absorbedor- hacia el exterior. Normalmente está formado por planchas de espumas sintéticas (poliuretano, cianurados, fibra de vidrio, etc.) ubicadas a los lados y en la parte posterior del panel solar.

4. Carcasa

La carcasa sirve para alojar el resto de componentes del colector solar.

Este cierre normalmente está formado por un perfilado de aluminio que garantiza una resistencia del conjunto, incluso, en las condiciones extremas de trabajo. Además, la carcasa dispone de unas perforaciones de desagüe de condensados en la parte inferior.

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Fecha de publicación: 30 de mayo de 2018
Última revisión: 13 de octubre de 2021