Instal·lació d'energia solar tèrmica

Planta d'energia solar
termoelèctrica

Sistemes solars per termosifó

Aquests equips presenten una circulació natural, basada en els corrents de convecció que es formen en els fluids a temperatures diferents.

Si escalfem un dipòsit d’aigua per la part inferior, quan l’aigua del fons s’escalfa, perd densitat i puja cap a la superfície on es refreda. Llavors torna cap al fons del recipient i així es genera un corrent de circulació natural.

Aquest és el principi de funcionament d’un equip termosifó, en el qual serà imprescindible que:

  • El captador solar (focus de calor) estigui situat sempre a un nivell inferior al del’acumulador.
  • El circuit primari sigui el més curt possible i amb un pendent continu que facilitila circulació natural.

Funcionament del sistema de termosifó

Quan arriba prou radiació solar, és a dir, amb valors superiors a 200 W/m2, el fluid acumulat als captadors augmenta de temperatura i circula a través del circuit primari fins l’acumulador. Llavors, cedeix aquesta escalfor, sense barrejar-se amb l’aigua de consum de l’interior.

El funcionament en el circuit primari és per termosifó. La diferència de temperatura habitual a les boques del captador (T2-T1) acostuma a ser de 5 a 15ºC, en funció del nivell d’insolació.

A mesura que s’escalfa, l’aigua de l’acumulador s’estratifica per temperatura, és a dir, la part alta és ocupada per aigua calenta i a la part baixa hi queda l’aigua més freda. En acumuladors verticals, aquest diferencial de temperatures pot arribar a ser de 15ºC. En acumuladors horitzontals, aquest diferencial baixa a només 4-5ºC.

Elements bàsics d'un sistema de termosifó

Aquest tipus d’instal·lacions presenten una configuració molt simple amb pocs elements.

Captadors solars: en aquests sistemes, la circulació de l’aigua a través del captador no és forçada i, per tant, convé que la pèrdua de càrrega sigui mínima, és a dir, que els tubs que formen la graella del captador, siguin del màxim diàmetre possible.

Pel que fa al nombre de captadors a connectar, no es recomana connectar més de 10 m2 de captadors, perquè la pèrdua de càrrega del circuit de captació serà massa alta i es reduirà considerablement el rendiment de la instal·lació.

Acumulador: l’acumulador emprat en els equips amb funcionament per termosifó en circuit indirecte acostumen a ser de tipus doble envoltant, perquè són els que presenten una superfície d’intercanvi més gran, amb la mínima pèrdua de càrrega al circuit.

La disposició del dipòsit acumulador facilitarà la circulació natural. En aquest cas, la millor configuració seria poder emprar acumuladors verticals per aprofitar l’estratificació de la temperatura, però els condicionants d’integració estètica fan que la majoria dels equips incorporin acumuladors horitzontals.

Una altra qualitat a considerar és que les preses d’aigua, dels components del circuit primari, siguin d’un diàmetre similar al de la canonada d’unió per tal d’evitar les pèrdues de càrrega que representen les reduccions.
És important també que l’entrada d’aigua freda estigui situada a la part inferior del tanc per tal d’evitar que aquesta refredi la zona d’aigua calenta quan es produeix l’entrada d’aigua nova.

Elements de seguretat d'un sistema solar per termosifó

Per tal de protegir el circuit primari de sobrepressions és obligatori instal·lar una vàlvula de seguretat (VS) que no tingui cap element de seccionament o tall que l’aïlli hidràulicament de la instal·lació.

Aquest és l’únic element necessari de seguretat a les instal·lacions que treballin a pressió ambient. A les instal·lacions pressuritzades o sobrepressionades és imprescindible afegir-hi un vas d’expansió (VE) i un manòmetre.

Per les característiques específiques d’aquestes instal·lacions, no resulta viable instal·lar-hi elements actius de protecció contra baixes temperatures (gelades) o contra altes temperatures (sobreescalfaments).

valoración: 3 - votos 6

Referències

ICAEN - Institut Català d'Energia

Última revisió: 22 de setembre de 2015