L'energia solar tèrmica consisteix en la transformació de l'energia solar en energia tèrmica. Es tracta d'una forma d'energia renovable, sostenible i respectuosa amb el medi ambient.
Aquesta forma de generar energia pot aplicar-se en habitatges i instal·lacions petites i en grans centrals elèctriques.
Hi ha tres tipus d'energia solar tèrmica:
-
Les plantes d'alta temperatura s'utilitzen per generar electricitat. Treballen amb temperatures per sobre dels 500 ºC (773 kelvin).
-
Les plantes de mitja temperatura treballen amb temperatures entre els 100 i 300 graus Celsius.
-
Les instal·lacions de baixa temperatura s'utilitzen habitualment en habitatges. Treballen amb temperatures menors de 65 graus Celsius.
Com és una instal·lació solar tèrmica per a un habitatge?
Aquest tipus d'instal·lacions són sistemes solars tèrmics de baixa temperatura.
L'esquema bàsic d'una instal·lació d'energia solar tèrmica és el següent:
Es tracta de dos circuits tancats amb un intercanviador de calor. En el primari, el fluid caloportador fred passa pels panells solars. La radiació de el Sol l'escalfa i es dirigeix a un intercanviador de calor on cedeix energia tèrmica al circuit secundari. A continuació, torna a repetir el cicle.
En el circuit secundari, el fluid caloportador, després de rebre la calor a l'intercanviador es dirigeix a l'acumulador. A l'acumulador el fluid caloportador cedeix la calor a l'aigua emmagatzemada al seu interior. Un cop fred torna a dirigir-se a l'intercanviador per repetir el cicle.
Què és un sistema d'acumulació tèrmica?
Aquest sistema consisteix en emmagatzemar l'energia calorífica en un dipòsit d'aigua. Actua com una bateria però en lloc d'emmagatzemar energia química emmagatzema energia tèrmica.
Sistema de distribució
Un cop escalfat el medi portador de calor, podem traslladar l'energia tèrmica a altres fonts més fredes.
En aquest sistema s'hi engloben tots els elements destinats a la distribució del medi portador de calor i condicionament per al consum (sistemes de control, canonades, bombes, etc.)
Sistemes convencionals de suport energètic
Les instal·lacions solars tèrmiques necessiten sistemes de suport d'energia convencional en previsió de la falta de radiació solar o per un consum superior a l'dimensionament.
Aquests sistemes de suport energètic poden provenir de diverses fonts:
-
Directament de la xarxa de la pròpia companyia elèctrica.
-
Altres fonts d'energia renovable. Per exemple, l'energia eòlica.
-
Fonts d'energia no renovables o combustibles fòssils. En algunes instal·lacions s'utilitzen calderes de pellet o de biomassa.
En els mesos de més baixa radiació solar no s'arriba a cobrir el 60% de les necessitats. Per contra, a l'estiu s'arriba pràcticament el 100%.
Pretendre cobrir per sobre d'un 60% o 70% anual requeriria posar un camp solar molt gran que ser seria difícil d'amortitzar. D'altra banda, a l'estiu es generaria un excedent de producció i provocaria problemes de sobreescalfament.
Què és i per a què serveix una central termosolar?
Una central termosolar és una central tèrmica que té per objectiu la producció d'energia elèctrica. Aquest tipus de planta solar es classifica com un tipus d'energia solar tèrmica d'alta temperatura.
A les centrals termosolars es concentra la radiació solar en un punt per produir vapor. Amb el vapor es acciona una turbina de vapor connectada a un generador elèctric.
A diferència de les plantes d'energia solar fotovoltaica, únicament s'utilitza l'energia solar com a font de calor.
El rendiment termodinàmic és baix, però el preu de el combustible és nul.
Com s'obté l'energia solar tèrmica? Tipus de col·lectors solars
Un col·lector solar és un tipus de panell solar per a l'energia solar tèrmica. També rep el nom de captador solar.
Els col·lectors obtenen energia tèrmica aprofitant l'energia solar. Hi ha tres tipus de col·lectors depenent de l'ús que tindran:
-
El col·lector solar pla és el més estès. Es poden obtenir augments de temperatura de 60 graus centígrads a un cost reduït.
-
Els col·lectors solars tèrmics no vidriats s'utilitzen habitualment per a la producció d'aigua calenta en piscines. L'augment de temperatura és baix, al voltant de 30 graus Celsius. Són més econòmics que els captadors solars plans.
-
Els col·lectors solars de buit. Consisteixen en tubs de metall que recobreixen el tub metàl·lic que conté el fluid caloportador deixant entre ambdós una càmera que actua com a aïllant. Tenen un rendiment i cost més elevats.
-
Els col·lectors solars amb sistemes de concentració de la radiació obtenen temperatures més elevades.
-
Els captadors amb sistemes de seguiment de el Sol varien la seva posició i inclinació per mantenir una posició perpendicular a la radiació solar.