Tecnologías de Captación Solar Térmica: Componentes y Funcionamiento de Colectores

El mayor problema asociado a estas instalaciones es la gran extensión de terreno que pueden ocupar.Se estima que una central termoeléctrica basada en colectores cilindro-parabólicos, puede ocupar una hectárea por MW, mientras que una instalación basada en sistema de torre central necesitaría entre 6 y 8 Ha.

Sistemas a baja y media temperatura:

Estos sistemas son los q se utilizan principalmente en servicios de tipo doméstico, tales como la producción de ACS, calefacción, climatización de piscinas,etc.Tipos:1) Arquitectura solar pasiva :utiliza principios como la orientación del edificio, la inercia térmica, el soleamiento, etc. 2)Sistemas basados en colectores: utilizan un colector que absorbe el calor proveniente del sol y lo transmite a un fluido, generalmente agua o aire.

Captador solar plano:

El principio d funcionamiento dl colector solar plano se basa en el efecto invernadero, que consiste en un cuerpo transparente q deja pasar una radiación electromagnética determinada. El vidrio dla cubierta es transparente para las radiaciones del espectro visible y es opaco para el resto. En la parte interior, en el absorbedor es necesario que haya superficies q tengan alta absorbancia para la radiación solar visible y baja emitancia para las radiaciones de onda larga (infrarrojo). Esto se consigue ennegreciendo la superficie, consiguiendo q la mayoría de las emisiones sean de una longitud de onda superior a 3 µm, q son retenidad en su interior  y transformadas a energía térmica, aprovechándolas para calentar un fluido.

Carcasa

: elemento que sirve para conformar el captador, fijando la cubierta. Contiene y protege a los restantes componentes del captador y soporta los anclajes.

Cubierta

: elemento transparente a la radiación solar y opaco a la radiación de onda larga que emite el absorbedor produciendo así el efecto invernadero. También sirve para reducir las pérdidas por conducción y convección.

Absorbedor

: elemento donde se produce la transformación de la energía que llega por radiación en energía térmica que absorbe el fluido caloportador.
Generalmente está constituido por unos tubos o placas conformadas de metal o un material plástico que se encuentran expuestos a la radiación solar y por cuyo interior circulael fluido de trabajo.

Fluido caloportador

: es el líquido que transporta el calor al acumulador o a la utilización directa. La cantidad de calor que absorbe el fluido depende de: calor específico del mismo, caudal que circula por el colector, temperatura alcanzada en el absorbedor, temperatura del fluido a la entrada del colector. Ej.: agua + anticongelante (etilenglicol).

Aislamiento

: permite reducir las pérdidas térmicas del captador aislando los laterales y la parte posterior del captador solar. Algunos materiales utilizados son: fibra de vidrio, poliuretano expandido, etc.

Colectores de tubo vacío:

Presentan mejor rendimiento y obtienen mayores temperaturas mas altas qlos de placa plana. Se utilizan principalmente en el calentamiento de agua para procesos industriales y en instalaciones de refrigeración mediante equipos de absorción. Presentan un precio mucho mas alto qlos de placa plana, dificultad de montaje y menor consistencia.Están compuestos por tubos de vidrio que en su interior se le hace el vacío, además deq hay una tubería de cobre soldada a un absorbedor(placa rectangular) q absrobe la radicación solar y cede calor al fluido q circula xla tubería. Su funcionamiento se basa en el efecto invernadero, con la diferencia enq no se requiere material aislante debido a q hay menores perdides por el vacío de los tubos. Su rendimiento es mayor qlos de placa plana, sobre todo en condiciones de baja radiación solar.

Heat pipe:

es un tubo superconductor de calor q consiste en 1 tubo cerrado que contiene un alcohol en su interior. Cuando se calienta el alcohol se evapora absorbiendo gran cantidad d energía y asciendo hasta el extremo superior en fase gas.

Rendimiento colector placa plana:

Es la relación entre el calor total extraído en un intervalo de tiempo y la energía solar incidente durante el intervalo. El rendimiento instantáneo (nt), es el cociente entre el calor extraído por unidad d tiempo,Pu, y el producto dl área dla placa xla irradiancia solar. Se considera qla diferencia entre la temperatura de la placa y el fluido es pequeña.