Panells d'energia
solar fotovoltaica

Instal·lació d'energia solar tèrmica

Planta d'energia solar
termoelèctrica

Col·lector solar

Col·lector solar

Els col·lectors solars són els elements que capturen la radiació solar i la converteixen en energia tèrmica, en escalfor. Es tracta d'un tipus de panell solar dissenyat per a usar-lo en instal·lacions d'energia solar tèrmica. També és conegut com a captador solar.

La funció de l'energia solar tèrmica és aprofitar l'energia solar per obtenir calor, per escalfar un fluid. A diferència de l'energia solar fotovoltaica la funció és generar electricitat.

Com col·lectors solars es coneixen els de placa plana, els de tubs de buit i els col·lectors absorbidors sense protecció ni aïllament. Els sistemes de captació plans (o de placa plana) amb coberta de vidre són els comuns majoritàriament en la producció d'aigua calenta sanitària. El vidre deixa passar els raigs del Sol, aquests escalfen uns tubs metàl·lics que transmeten la calor al líquid dins. Els tubs són de color fosc, ja que les superfícies fosques escalfen més.

El vidre que cobreix el col·lector no només protegeix la instal·lació, sinó que també permet conservar la calor produint un efecte hivernacle que millora el rendiment del col·lector.

Estan formats d'una carcassa d'alumini tancada i resistent a ambients marins, un marc d'alumini eloxat, una junta perimetral lliure de silicones, aïllant tèrmic respectuós amb el medi ambient de llana de roca, coberta de vidre solar d'alta transparència, i finalment per tubs soldats ultrasònics.

Els col·lectors solars es componen dels següents elements:

  • Coberta: És transparent, pot estar present o no. Generalment és de vidre, encara que també s'utilitzen de plàstic, ja que és menys car i manejable, però ha de ser un plàstic especial. La seva funció és minimitzar les pèrdues per convecció i radiació i per això ha de tenir una transmitància solar el més alta possible. La presència de la coberta millora el rendiment termodinàmic del panell solar.
  • Canal d'aire: És un espai (buit o no) que separa la coberta de la placa absorbent. El seu gruix es calcularà tenint en compte la finalitat d'equilibrar les pèrdues per convecció i les altes temperatures que es poden produir si és massa estret.
  • Placa absorbent: La placa absorbent és l'element que absorbeix l'energia solar i la transmet al líquid que circula per les canonades. La principal característica de la placa és que ha de tenir una gran absorció solar i una emissió tèrmica reduïda. Com els materials comuns no compleixen amb aquest requisit, s'utilitzen materials combinats per obtenir la millor relació absorció / emissió.
  • Tubs o conductes: Els tubs estan tocant (de vegades soldades) la placa absorbent perquè l'intercanvi d'energia sigui el més gran possible. Per als tubs circula el líquid que s'escalfarà i anirà cap al tanc d'acumulació.
  • Capa aïllant: La finalitat de la capa aïllant és recobrir el sistema per evitar i minimitzar pèrdues. Per què l'aïllament sigui el millor possible, el material aïllant ha de tenir una baixa conductivitat tèrmica.

Col·lectors solars de placa plana

L'ànima del sistema és un reixat vertical de tubs metàl·lics, per simplificar, que condueixen l'aigua freda en paral·lel, connectats per baix per un tub horitzontal a la presa d'aigua freda i per dalt per un altre similar al retorn.

La graella ve encaixada en una coberta, com la descrita més amunt, normalment amb doble vidre cap amunt i aïllant per darrere.

En alguns models, els tubs verticals estan soldats a una placa metàl·lica per aprofitar la insolació entre tub i tub.

Col·lectors solars de tubs de buit "tot vidre"

En aquest sistema els tubs metàl·lics del sistema precedent se substitueixen per tubs de vidre, encapsulats, d'un amb un, en un altre tub de vidre entre els quals es fa el buit com aïllament. Els grans avantatges que presenten aquests tipus de col·lectors són el seu alt rendiment i que, en cas que un dels tubs es fes malbé, no cal canviar tot el panell per un de nou, sinó que només cal canviar el tub afectat. Per contra, com a inconvenient tenim que, en relació amb els de placa plana, aquests resulten més cars.

Col·lectors solars de tubs de buit amb "tubs de calor" per canvi de fase

Aquest sistema aprofita el canvi de fase de vapor a líquid dins de cada tub, per lliurar energia a un segon circuit de líquid de transport.

Els elements són tubs tancats, normalment de coure, que contenen el líquid que, en escalfar pel sol, bull i es converteix en vapor que puja a la part superior on hi ha un capçal més ample (zona de condensació), que en l' part exterior està en contacte amb líquid transportador, que sent més fred que el vapor del tub capta la calor i provoca que el vapor es condensi i caigui en la part baixa del tub per tornar a començar el cicle.

El líquid del tub pot ser aigua que, havent reduït la pressió fent un buit parcial, tindrà un punt d'ebullició baix per a treballar fins i tot amb la insolació dels raigs infrarojos en cas de núvol.

El tub de calor es pot embolicar amb una jaqueta de materials especials per a minimitzar les pèrdues per irradiació.

El tub de calor es tanca dins d'un altre tub de vidre entre els quals es fa el buit per aïllar. Se solen emprar tubs de vidre resistent, per reduir els danys en cas de petites pedregades.

valoración: 3 - votos 1

Última revisió: 31 de maig de 2018

Tornar