L'energia solar tèrmica de baixa temperatura és una manera innovadora i sostenible d'aprofitar la radiació solar per a múltiples aplicacions. Aquest enfocament utilitza col·lectors solars per capturar la calor del sol i convertir-lo en energia útil, amb temperatures més moderades en comparació amb lenergia solar dalta temperatura.
S'utilitza per escalfar aigua, espais i en aplicacions agrícoles, contribuint a la reducció de costos energètics i emissions de carboni. Els seus beneficis inclouen sostenibilitat, baixos costos d'operació, versatilitat i un menor impacte ambiental, fet que el converteix en una solució prometedora per a la generació de calor i energia en diverses aplicacions.
Per què es fa servir l'energia solar tèrmica?
L'aprofitament de l'energia solar tèrmica de baixa temperatura s'utilitza en moltes aplicacions de les quals destaquem les següents:
Producció d'Aigua Calenta Sanitària (ACS)
La principal aplicació de lenergia solar tèrmica és la producció daigua calenta sanitària (ACS) per al sector domèstic i de serveis. L'aigua calenta sanitària es fa servir a una temperatura de 45 graus centígrads. A aquesta temperatura es pot arribar fàcilment amb captadors solars plans que poden assolir com a temperatura mitjana 80 graus centígrads.
Calefacció de baixa temperatura
Els sistemes de calefacció solar són un complement al sistema de calefacció tradicional, sobretot per a sistemes que facin servir aigua d'aportació a menys de 60 °C.
Per a calefacció amb aportació solar, el sistema que funciona millor és el de terra radiant (circuit format per una xarxa de canonades per terra), ja que la temperatura del fluid que circula a través d'aquest circuit és d'uns 45 °C, fàcilment assolible mitjançant captadors solars.
Escalfament daigua de piscines
L'ús de col·lectors solars permet el suport energètic a les piscines a l'exterior allargant el període de bany.
Cal considerar que la legislació d'alguns països no permet la climatització de piscines exteriors mitjançant fonts d'energia convencionals que solen ser fonts d'energia no renovables.
En aquest tipus d'instal·lacions es poden fer servir els captadors solars sense vidre. Aquests panells solars estan formats simplement per una gran quantitat de diminuts tubs de metall o de plàstic disposats a serpentí pels quals circula l'aigua.
Sistemes de captació de la radiació solar
El sistema de captació de radiació solar està format per captadors solars connectats entre ells. La seva missió és copsar l'energia solar per transformar-la en energia tèrmica, augmentant la temperatura de fluid que circula per la instal·lació.
El captador solar pla està format per una placa metàl·lica que s'escalfa mitjançant la radiació solar amb la seva exposició al Sol (absorbedor). Aquesta placa és de color negre de manera que no reflecteix la radiació solar incident. Normalment la placa solar està col·locada en una caixa amb coberta de vidre. Per l'interior de la caixa es fa circular aigua mitjançant un serpentí o un circuit de tubs de manera que la calor es transmet al fluid mitjançant un procés termodinàmic.
L'efecte que es produeix és semblant al d'un hivernacle, la llum del Sol travessa la placa de vidre i escalfa la placa ennegrida. El vidre és una “trampa solar”, ja que deixa passar la radiació del Sol (ona curta) però no deixa sortir la radiació tèrmica que emet la placa ennegrida (ona llarga) i com a conseqüència, aquesta placa s'escalfa i transmet la calor al líquid que circula pels tubs.
Hi ha també al mercat els captadors solars de buit. Consisteixen en tubs de metall que recobreixen el tub metàl·lic que conté el fluid de treball deixant entre tots dos una cambra que actua com a aïllant. Tenen un rendiment molt elevat, però el cost també és elevat.
Componenets d'un col·lector solar
Els col·lectors solars tèrmics estan compostos per diversos elements clau:
- Coberta : La coberta, fabricada amb material transparent, exerceix un paper fonamental en minimitzar les pèrdues de calor i reduir la pèrdua termodinàmica.
- Canal d'aire : El canal d'aire actua com una càmera que separa la coberta de la placa absorbent i pot estar buit o ple d'aire o altre fluid.
- Placa absorbent La placa absorbent és la part del col·lector que capta l'energia solar i la converteix en calor. Heu de tenir una alta capacitat d'absorció de la radiació solar i, alhora, minimitzar l'emissió de calor.
- Tubs o conductes : Els tubs estan en contacte directe amb la placa absorbent per maximitzar la transferència de calor per conducció tèrmica. El líquid que circula a través d'aquests tubs s'escalfa i es transporta la calor a un tanc d'emmagatzematge.
- Capa aïllant : La capa aïllant recobreix tot el sistema i evita les pèrdues de calor. Per aconseguir un aïllament òptim, es fa servir un material amb baixa conductivitat tèrmica.
En conjunt, aquests components permeten que els col·lectors solars tèrmics capturin i utilitzin eficaçment l'energia solar per escalfar fluids que després s'emmagatzemen i s'utilitzen en sistemes de calefacció d'aigua o en aplicacions industrials i comercials.
Beneficis dels sistemes de baixa temperatura
L'energia solar tèrmica de baixa temperatura ofereix diversos beneficis:
- Sostenibilitat: Utilitza una font denergia inesgotable i neta: la radiació solar.
- Reducció de costos: Podeu reduir les despeses en calefacció i aigua calenta en llars i negocis.
- Respectuosa amb el medi ambient: Minimitza les emissions de gasos amb efecte d'hivernacle i redueix la dependència de combustibles fòssils.
- Versatilitat: S'aplica a sistemes de calefacció d'aigua, calefacció d'espais, refrigeració solar i aplicacions agrícoles.
- Costs d'operació baixos: Un cop instal·lats, els sistemes de baixa temperatura són econòmics d'operar i requereixen un manteniment mínim.
- Emmagatzematge de calor: Podeu integrar sistemes d'emmagatzematge de calor per mantenir la disponibilitat d'energia en horaris no solars.
- Independència energètica: Els usuaris poden reduir la dependència de xarxes elèctriques convencionals.
- Aplicacions descentralitzades: Podeu portar energia a zones remotes sense accés a xarxes elèctriques.