Menu

Instal·lació d'energia solar tèrmica

Col·lector solar de tubs de buit, tipus i funcionament de captadors de buit

Col·lector solar de tubs de buit, tipus i funcionament de captadors de buit

Un col·lector solar de tubs de buit és un tipus de panell solar que aprofita l'energia solar tèrmica. L'objectiu dels captadors solars és convertir la radiació solar en energia tèrmica.

El captador solar de tubs de buit consisteix en un conjunt de tubs cilíndrics. Els tubs estan formats per un absorbidor selectiu, situat sobre un assentament reflector i envoltat d'un cilindre de vidre transparent.

Entre el tub exterior transparent i l'absorbidor interior s'ha fet el buit. Amb això, s'eviten les pèrdues termodinàmiques per conducció i convecció des de la superfície absorbent. Aquesta característica permet assolir temperatures de més de 100ºC i aprofitar molt més la radiació solar.

Aquest tipus de panells solars tenen un rendiment superior a el dels col·lectors plans.

Els tubs de buit solar es poden utilitzar per obtenir aigua calenta sanitària, sistemes de calefacció, climatització de piscines, etc.

Tipus de col·lectors solars de tubs de buit

Actualment, hi ha dos tipus col·lectors solars tèrmics de tubs de buit, amb tècniques força diferenciades pel que fa a la transmissió de la calor des del tub de buit fins al circuit primari.

  • Els col·lectors solars de buit amb flux directe.

  • Els captadors solars de buit heat pipe.

Col·lectors solars de buit amb flux directe

Els captadors solars de buit amb flux directe disposen d'un captador de calor principal de l'circuit primari en la part superior de l'tub. Cada tub es connecta amb aquest captador mitjançant un circuit d'anada i un altre de tornada (de vegades poden arribar a 20 tubs).

Per aquest circuit es fa circular el fluid de l'circuit primari que s'escalfa durant el recorregut i transporta l'energia tèrmica a un intercanviador de calor.

Els circuits interiors dels tubs presenten dues configuracions bàsiques: el circuit concèntric o circuit separat.

Col·lectors solars de buit heat pipe

En aquest sistema, com en el cas anterior, els col·lectors solars tèrmics disposen d'un col·lector solar principal de l'circuit primari en la part superior. En aquest cas, el tub de buit disposa d'un tub de coure central segellat i ple d'una barreja alcohòlica.

Aquest tub es connecta a l'absorbidor de l'captador mitjançant una pipeta condensadora. La pipea realitza un intercanvi de calor cap al circuit primari.

La radiació solar fa escalfar l'absorbidor i s'evapora la barreja alcohòlica del seu interior. La barreja evaporada puja fins al condensador situat en el panell solar tèrmic. En aquest punt, cedirà la calor en el circuit primari i es condensa de nou tornant a la part inferior de l'captador pel seu propi pes.

Una de les característiques específiques d'aquest tipus de captadors és que alguns models permeten inclinar cada tub de forma individual. Aquesta característica és molt útil a les ubicacions que, per requisits de l'edifici, sigui necessari muntar els col·lectors solars desorientats de sud.

Com funciona un col·lector solar de tubs de buit?

En els col·lectors de tubs de buit solar l'efecte aïllant s'aconsegueix mitjançant un buit en un tub de vidre o en l'espai de dos tubs de vidre disposats concèntricament. Aquesta tècnica redueix en gran mesura la transferència termodinàmica de calor a l'aire ambient a través de pèrdues convectives reduïdes.

Especialment a l'hivern, els col·lectors de buit, per la seva bon aïllament, obtenen un rendiment tèrmic significativament més alt que els col·lectors solars de placa plana. La resistència a temperatures molt baixes es dóna com una mitjana de -30 graus Celsius.

Els fabricants individuals de el camp de l'energia solar citen el límit de tubs de 70 mm a -50 graus Celsius. No obstant això, s'ha de proporcionar protecció contra gelades a temperatures inferiors a -10 graus Celsius per a les línies.

Per realitzar aquesta protecció ha diverses possibilitats. Les solucions més comuns són els additius anticongelants per escalfar el medi. Per a sistemes que funcionen amb aigua pura, el controlador solar controlarà els límits de temperatura.

Si la temperatura en el retorn cau a aproximadament 4 graus centígrads, la calor de l'tanc d'emmagatzematge o el sistema de calefacció alternativa es bomba a sistema de línia de el sistema solar.

Autor:

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