Instalación de energía solar térmica

Planta de energia solar
Termoeléctrica

Colector solar de tubos de vacío

Colector solar de tubos de vacío

Un colector solar de tubos de vacío es un tipo de panel solar que aprovecha la energía solar térmica.El objetivo de los captadores solares es convertir la radiación solar en energía térmica.

Este sistema de energía solar renovable utiliza un tipo de panel solar está formado por colectores lineales alojados en tubos de vidrio al vacío.

El colector solar de tubos de vacío consta de un conjunto de tubos cilíndricos. Los tubos estan formados por un absorbedor selectivo, situado sobre un asentamiento reflector y rodeado de un cilindro de vidrio transparente.

Entre el tubo exterior transparente y el absorbedor interior se ha hecho el vacío. Con ello, se evita las pérdidas termodinámicas por conducción y por convección desde la superficie absorbente y este hecho permite alcanzar temperaturas de más de 100ºC y aprovechar mucho más la radiación solar.

Tipos de colectores solares de tubos de vacío

Actualmente, hay dos tipos colectores solares térmicos de tubos de vacío, con técnicas bastante diferenciadas en cuanto a la transmisión del calor desde el tubo de vacío hasta el circuito primario.

Colectores solares de vacío con fluido directo

Por una parte, los captadores solares de vacío con fluido directo, disponen de un captador principal del circuito primario en la parte superior del captador; cada tubo se conecta con este captador mediante un circuito de ida y otro de regreso. Por este circuito se hace circular el fluido del circuito primario que se calentará durante el recorrido.

Los circuitos interiores de los tubos presentan dos configuraciones básicas: el circuito concéntrico o circuito separado.

Colectores solares de vacío heat pipe

La otra tendencia de transmisión de calor en los tubos de vacío se llama heat pipe.

En este sistema, como en el caso anterior, los colectores solares térmicos disponen de un colector solar principal del circuito primario en la parte superior. En este caso, el tubo de vacío dispone de un tubo de cobre central sellado y lleno de una mezcla alcohólica. Se conecta este tubo en el absorbedor del captador solar mediante una pipeta condensadora. La pipea condesadora hará la función de elemento transmisor del calor hacia el circuito primario.

La radiación solar hace calentar el absorbedor y evapora la mezcla alcohólica de su interior, que sube hasta el condensador situado en el panel solar térmico. En este punto, cederá el calor en el circuito primario y se condensa la mezcla alcohólica que volverá a la parte inferior del captador por su propio peso.

Una de las características específicas de este tipo de captadores es la posibilidad, según el modelo, de inclinarse individualmente cada tubo. Esta característica es muy útil en las ubicaciones que, por requisitos del edificio, sea necesario montar los colectores solares desorientados del sur.

Funcionamiento del colector solar de tubos de vacío

El efecto aislante se logra en los colectores de tubos de vacío mediante un vacío en un tubo de vidrio o en el espacio de dos tubos de vidrio dispuestos concéntricamente. Esta técnica reduce en gran medida la transferencia termodinámica de calor al aire ambiente a través de pérdidas convectivas reducidas.

Especialmente en invierno, los colectores de vacío, debido a su buen aislamiento, obtienen un rendimiento térmico significativamente más alto que los colectores solares de placa plana, pero se descongelan ligeramente en la cubierta de nieve o hielo. La resistencia a temperaturas muy bajas se da como un promedio de -30 grados Celsius.

Los fabricantes individuales del campo de la energía solar citan el límite de tubos de 70 mm a -50 grados Celsius. Sin embargo, se debe proporcionar protección contra heladas a temperaturas inferiores a -10 grados Celsius para las líneas. Para realizar esta protección existen varias posibilidades. Las soluciones más comunes son los aditivos anticongelantes para calentar el medio. Para sistemas que funcionan con agua pura, el controlador solar controlará los límites de temperatura. Si la temperatura en el retorno cae a aproximadamente 4 grados centígrados, el calor del tanque de almacenamiento o el sistema de calefacción alternativa se bombea al sistema de línea del sistema solar.

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Última revisión: 27 de marzo de 2019