Un sistema solar de circulació forçada és una instal·lació solar tèrmica en la qual l'aigua circula dins el circuit impulsada per una bomba.
A diferència de les instal·lacions solars amb termosifó, aquest sistema no mou l'aigua calenta fins al punt més alt de l'circuit tancat, sinó que ho fa baixar des dels col·lectors solars fins on hi ha el dipòsit d'acumulació.
En nombroses ocasions no és viable instal·lar equips d'energia solar tèrmica per a l'obtenció d'aigua calenta sanitària per termosifó, atès que sovint la ubicació dels captadors solars està per sobre de l'acumulador.
Aquest sistema d'energia renovable és obligat a en sistemes de calefacció per terra radiant.
En aquests sistemes solars tèrmics, l'aigua que circula entre els captadors solars i l'acumulador no pot fer-ho per convecció natural atès que l'aigua més calenta ja es troba al punt més alt. Per a això, es necessitarà una bomba d'aigua convencional i, per tant, una font d'energia elèctrica externa.
Els sistemes forçats són sempre indirectes, llevat de les utilitzacions de climatització de piscina on es pot emprar el mateix sistema d'impulsió de filtratge de l'aigua del vas.
A l'utilitzar una font d'energia externa, aquesta forma d'aprofitament de l'energia solar ja no es pot considerar una sistema d'energia solar passiu.
Avantatges de el sistema de circulació forçada
Els avantatges dels sistemes solars de circulació forçada són:
- L'estructura de l'habitatge no condiciona per a la seva ubicació. L'acumulador d'aigua calenta pot estar a l'interior de l'edifici ia l'exterior només caldrà instal·lar les plaques solars.
- Millor protecció de l'acumulador: La possibilitat de col·locar l'acumulador a l'interior de l'habitatge et permet instal·lar un acumulador més gran, queda millor aïllat. A el no estar exposat a la climatologia, millorarà la seva durabilitat.
- Millor eficiència tèrmica: l'eficiència tèrmica per escalfar l'aigua és més gran que en el sistema solar tèrmic amb termosifó pel fet que a el poder regular la velocitat de l'aigua que circula pel col·lector solar es pot optimitzar per obtenir el major rendiment tèrmic d'acord amb les lleis de la termodinàmica.
Desavantatges de el sistema de circulació forçada
D'altra banda, els sistemes de circulació forçada impliquen certs inconvenients:
- El sistema requereix de la instal·lació d'una bomba d'aigua per permetre la circulació de l'aigua. La presència de la bomba implica un augment de el cost de manteniment ja que apareixen més elements amb possibilitat de patir avaries.
- Necessitat de tenir un punt d'electricitat per poder utilitzar l'energia elèctrica.
- L'eficiència global energètica és menor que amb el sistema de termosifó. Si bé l'eficiència tèrmica és més gran, cal sumar el consum d'electricitat per al funcionament de la bomba d'aigua.
Elements bàsics d'un sistema solar amb circulació forçada
Les instal·lacions d'energia solar tèrmica amb circulació forçada, disposen dels següents elements:
Captadors solars
Els captadors solars són els encarregats de transformar la radiació solar en energia tèrmica. Com que en aquests muntatges la circulació de el fluid a través del captador és forçada, les pèrdues de càrrega (resistència a el pas l'aigua) no són una limitació important quant al seu valor, ja que es podran compensar a l'hora de triar la bomba d'aigua. El que sí serà vital és conèixer les pèrdues de càrrega de seleccionar la bomba circuladora òptima.
A les instal·lacions de circulació forçada, es poden utilitzar indistintament captadors solars verticals i / o horitzontals en funció de criteris d'integració, encara que els verticals presenten un millor rendiment.
Acumulador d'actua calenta
L'acumulador és un dipòsit on s'emmagatzema l'aigua escalfada. Aquest tipus de muntatge permet utilitzar diverses variants pel que fa a l'acumulador, ja que el circulador farà passar l'aigua per l'intercanviador de calor que incorpori.
Termòstat diferencial
Els termòstats diferencials controlen la bomba de manera que només impulsi l'aigua en els moments en què pot haver guany energètic. Evitant el malbaratament energètic en hores nocturnes o en què la radiació solar rebuda és insuficient.
El termòstat diferencial compara contínuament les temperatures de l'captador i de l'acumulador connectant o desconnectant la bomba en funció de quina temperatura és superior.
Elements de seguretat
Per protegir el captador solar de sobrepressions és obligatori instal·lar una vàlvula de seguretat, en cada grup o filera de panells solars.
D'altra banda, el circuit primari estarà dotat d'un grup de seguretat que constarà de com a mínim:
- un got d'expansió
- una vàlvula de seguretat
- un manòmetre.
Així mateix, aquestes instal·lacions incorporaran sistemes de protecció activa contra baixes temperatures (gelades) o contra altes temperatures (sobreescalfaments).
Grup de circulació
El grup de circulació permet la circulació de el fluid pel circuit, generalment és una bomba.
El grup de circulació se situa generalment en la part inferior de l'acumulador (entrada d'aigua freda), en direcció cap a la part inferior dels captadors. A més, disposarà dels següents elements:
- Circulador electromecànic per a circuits tancats, de el tipus que s'utilitza en circuits de calefacció.
- Vàlvula antiretorn, per evitar circulacions inverses no controlades.
- Regulador de cabal, que permetrà ajustar el cabal d'el circuit.
- Filtre, que garantirà la durabilitat dels elements de l'circuit.
