Es consideren instal·lacions denergia solar tèrmica de baixa temperatura aquelles instal·lacions denergia solar tèrmica que proveeixen una calor útil a temperatures menors a 65 graus Celsius mitjançant lenergia solar.
Una instal·lació solar tèrmica de baixa temperatura està formada per:
Captadors solars.
Dos circuits daigua (circuit primari i circuit secundari).
Fluid caloportador.
Intercanviador de calor.
Acumulador.
Got d'expansió.
Canonades.
La circulació de laigua per dins dels circuits es pot obtenir mitjançant termosifó, aprofitant la diferència de densitat de laigua a temperatures diferents o mitjançant una bomba de circulació. Tot i que amb una bomba de circulació cal una aportació externa d'energia elèctrica.
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.
Com es fa la captació de 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 tipus de captador tèrmic més estès és el captador solar pla que aconsegueix augments de temperatura de 60 ° C a un cost reduït.
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.
Els col·lectors solars tèrmics es componen dels elements següents:
Coberta: La coberta ha de ser de material transparent. La funció de la coberta és reduir al mínim les pèrdues termodinàmiques de calor.
Canal dʻaire: El canal dʻaire és un espai que separa la coberta de la placa absorbent i pot estar buit o no.
Placa absorbent: La placa absorbent és l'element que absorbeix l'energia solar i la transmet la calor al líquid que circula per les canonades. La principal característica de la placa absorbent és que ha de tenir una gran absorció de la radiació solar i una emissió tèrmica reduïda.
Tubs o conductes: Els tubs estan tocant la placa absorbent per maximitzar lintercanvi denergia calorífica per conducció tèrmica. Pels tubs circula el líquid que s'escalfa i transporta la calor cap al tanc d'acumulació.
Capa aïllant: La finalitat de la capa aïllant és recobrir el sistema per evitar i evitar pèrdues tèrmiques. Perquè l´aïllament sigui el millor possible, el material aïllant haurà de tenir una baixa conductivitat tèrmica.
