La energía solar térmica de media temperatura se utiliza en aplicaciones que requieren temperaturas entre 100 y 400 grados Celsius. La energía solar térmica es una fuente de energía renovable que convierte la energía solar en energía térmica.
En general, en los sistemas de energía solar térmica de baja temperatura se utilizan colectores planos. Sin embargo, para temperaturas superiores a los 80 grados Celsius, los colectores planos prácticamente ya no tienen ningún rendimiento y hay que recurrir a otros sistemas de concentración solar.
Los sistemas de captación de energía térmica de media temperatura se utilizan principalmente para aplicaciones industriales. Por contra, los sistemas de baja temperatura se utilizan para obtener agua caliente sanitaria y los sistemas de alta temperatura se utilizan para producir vapor y generar energía eléctrica.
Tipos de colectores solares de media temperatura
Los dos tipos de colectores de energía solar térmica de media temperatura son:
1. Colectores solares de tubos de vacío
Los colectores solares de vacío son un conjunto de tubos lineales por los que en el centro circula un fluido caloportador. En el espacio entre el conducto por el que circula el fluido y la capa externa del tubo se genera el vacío para evitar la transmisión de calor por convección para reducir pérdidas y obtener un mejor aprovechamiento de la energía solar.
El fluido caloportador se mantiene en un circuito cerrado y transfiere la energía térmica mediante un intercambiador de calor externo.
Los colectores de vacío permiten alcanzar temperaturas de hasta 120º C.
Ventajas de los colectores de tubos de vacío
La principal ventaja respecto a los colectores planos es su mejor aislamiento térmico.
En los colectores planos existen pérdidas termodinámicas por convección, mientras que en los tubos, al estar aislados al vacío, estas pérdidas se reducen a valores en torno a un 5%. Comparado con los paneles solares planos estas pérdidas suponen hasta un 35% menos.
1. Colectores solares de concentración
Los colectores solares de concentración son un tipo de colector solar que gracias a su forma concentra la radiación solar recibida en un superficie en un punto.
Existen diferentes tipos de colectores de concentración, pero el principio de funcionamiento se basa en una disposición de espejos que reflejan toda la radiación solar recibida sobre un punto o un tubo de vidrio situado a lo largo de la línea focal del espejo.
En el punto focal se encuentra la superficie absorbente en contacto con el fluido caloportador. Esta disposición entre el absorbedor y el fluido tiene como objetivo reducir las pérdidas por convección.
Los procedimientos ópticos con dispositivos de lentes, son enormemente costosos. Los concentradores más desarrollados en la actualidad son los de reflexión mediante espejos y que para este rango de temperatura corresponde a concentradores lineales con superficie reflexiva cilindro-parabólica.
Usos y aplicaciones de los sistemas de media temperatura
Los sistemas solares térmicos de media temperatura se utilizan en una variedad de aplicaciones que requieren temperaturas más elevadas en comparación con los sistemas solares de baja temperatura, pero no tan altas como las necesarias en sistemas solares de alta temperatura.
Algunos de los usos más comunes incluyen:
- Calefacción de agua: Los sistemas solares térmicos de media temperatura son ideales para calentar agua utilizada en aplicaciones residenciales, comerciales e industriales. Esto incluye agua caliente sanitaria en hogares, piscinas y sistemas de calefacción de espacios y calefacción por suelo radiante en edificios comerciales.
- Procesos industriales: En la industria, estos sistemas se emplean para proporcionar calor en procesos que requieren temperaturas moderadamente elevadas, como la esterilización, la pasteurización y la cocción en la industria alimentaria, así como en aplicaciones de secado y calentamiento en la fabricación.
- Generación de electricidad: Algunos sistemas solares térmicos de media temperatura se utilizan para generar electricidad mediante la producción de vapor, que luego impulsa una turbina conectada a un generador.
- Climatización y refrigeración: En aplicaciones comerciales y residenciales, estos sistemas también pueden utilizarse para la climatización, proporcionando calor o refrigeración según la demanda.
- Desalinización de agua: En regiones áridas, los sistemas solares térmicos de media temperatura se emplean para la desalinización del agua de mar, lo que ayuda a abastecer de agua potable a zonas con escasez de recursos hídricos.
- Agricultura: En la agricultura, se usan para el calentamiento de invernaderos, secado de productos agrícolas y aplicaciones de riego.
Estos sistemas proporcionan una fuente de energía renovable y sostenible para una amplia gama de aplicaciones, contribuyendo a la reducción de costos energéticos y a la disminución de emisiones de carbono. Su versatilidad y eficiencia los hacen atractivos para una variedad de sectores.
