Menu

Panells d'energia
solar fotovoltaica

Com funciona un col·lector solar pla? Característiques

Com funciona un col·lector solar pla? Característiques

El col·lector solar de placa plana és un tipus de panell solar tèrmic amb l'objectiu de transformar la radiació solar en energia tèrmica.

Aquest tipus de panells solars tèrmics tenen una bona relació cost / efectivitat en climes moderats i s'adapta correctament a un gran nombre d'aplicacions tèrmiques, com ara:

Com funciona un col·lector solar pla?

El funcionament d'un col·lector solar pla es basa en la transferència de calor.

La radiació solar incideix sobre l'absorbidor de calor d'el col·lector. Quan la radiació impacta contra la superfície de l'absorbidor part de la seva energia es converteix en calor. Conseqüentment, augmenta la temperatura de l'captador solar.

Si fem passar un fluid per l'interior de el col·lector, part d'aquesta calor es transfereix a el líquid d'acord amb les primera i segona llei de la termodinàmica. La resta d'energia es continua perdent en forma de radiació des del col·lector solar tèrmic cap a l'ambient exterior.

Si volem obtenir un bon rendiment i reduir el consum energètic, cal treballar els captadors a la temperatura més baixa possible.

Quin avantatge tenen els col·lectors solars vidriats?

Aquest tipus de col·lectors disposen d'una coberta transparent que atrapa la radiació que rebota de l'absorbidor i augmenta l'eficiència global. Per aconseguir-ho la coberta transparent de l'col·lector genera un efecte hivernacle.

L'efecte hivernacle es genera en alguns cossos transparents, que normalment només són travessats per radiacions amb longitud d'ona entre 0,3 i 3 micres. Atès que la major part de la radiació solar està compresa entre 0,3 i 2,4 micres, la llum solar pot travessar un vidre.

Un cop travessat, la radiació troba l'absorbidor, que s'escalfa per la radiació solar i emet radiacions compreses entre els 4,5 i 7,2 micres que no poden tornar a travessar el vidre.

Aquesta radiació solar que no pot sortir és reflectida cap a l'interior de nou. Una part d'aquesta energia escalfa el vidre i el vidre la remet cap a dins i cap a fora.

Tipus de col·lectors solars plans

Podem distingir dos tipus bàsics de col·lectors solars de placa plana, en funció de la configuració de l'absorbidor i de si està vidriat o no:

  • Configuració de l'absorbidor en paral·lel; aquest tipus de col·lector es pot utilitzar en horitzontal i vertical. La configuració en paral·lel afavoreix que es pugui estratificar la temperatura de l'col·lector amb més volum de circulació de l'aigua per les ramificacions de l'interior de l'captador.

  • Configuració de absorbidor en sèrie: està composta per un únic circuit continu amb poc volum d'aigua de circulació i un salt tèrmic superior, amb un bon rendiment.

  • Vidriat: s'usa generalment en sistemes de calefacció d'aigua domèstics o en instal·lacions. La temperatura de funcionament és generalment entre 30 ° C i 60 ° C. Consisteix en una caixa aïllada coberta per vidre. A l'interior, hi ha un absorbent en el qual circula el fluid de transferència de calor. El vidre bloqueja la radiació infraroja i aïlla l'espai d'aire per sobre de l'absorbent per mantenir la calor.

  • No vidriat: aquest tipus de col·lector pla és molt més econòmic però menys estès. Depenent de la temperatura exterior, generalment s'usa en sistemes de calefacció de piscines, però de vegades es pot usar com a sistema de calefacció d'aigua calenta en països càlids. En zones temperades, la temperatura de funcionament és generalment inferior a 30 graus centígrads.

Components d'un col·lector solar plànol

El col·lector solar pla està format pels següents elements:

1. Absorbidor

L'absorbidor és l'element que intercepta la radiació solar a l'interior de l'captador i és l'encarregat de transformar l'energia solar en energia tèrmica.

El absorbidor està format, habitualment, per una làmina metàl·lica, normalment de coure (bon conductor tèrmic) que es fa fosc. Els cossos foscos i mats capten millor la radiació solar que qualsevol altre color.

Hi ha dues formes d'enfosquir l'absorbidor:

  1. Una fina pel·lícula de pintura negra calòrica resisteix a altes temperatures.

  2. Un tractament selectiu, basat en deposicions electroquímiques o pintures amb òxids metàl·lics que tenen una alta absorció de la radiació solar i una baixa emissivitat de la calor.

L'absorbidor incorpora una graella de conduccions per on circularà el fluid caloportador.

2. Coberta transparent

La coberta transparent té la funció d'aïllar el col·lector solar de les condicions ambientals exteriors i deixar passar la radiació solar. Aquesta coberta és la que provoca l'efecte hivernacle.

Normalment està formada per una sola làmina de vidre resistent de 4 mm de gruix aproximadament.

Aquesta part només està present en els col·lectors solars plans vidrats.

3. Aïllament

L'aïllament té la funció d'evitar les pèrdues de calor de l'interior de l'captador -concretament de l'absorbedor- cap a l'exterior. Normalment està format per planxes d'escumes sintètiques (poliuretà, cianurats, fibra de vidre, etc.) situades als costats ia la part posterior de el panell solar.

4. Carcassa

La carcassa serveix per allotjar la resta de components de l'col·lector solar.

Aquest tancament normalment està format per un perfilat d'alumini que garanteix una resistència del conjunt, fins i tot, en les condicions extremes de treball. A més, la carcassa disposa d'unes perforacions de desguàs de condensats a la part inferior.

Autor:
Data de publicació: 30 de maig de 2018
Última revisió: 13 d’octubre de 2021