Un col·lector solar de tubs de buit és un tipus de panell solar que aprofita lenergia 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 al dels col·lectors plans.
Els tubs de buit solar es poden fer servir per obtenir aigua calenta sanitària, sistemes de calefacció, climatització de piscines, etc.
Com funciona un col·lector solar de tubs de buit?
Als col·lectors solars de tubs de buit, l'efecte aïllant s'aconsegueix mitjançant un buit en un tub de vidre o l'espai de dos tubs de vidre concèntrics.
El vapor escalfat va al condensador, transferint la seva energia tèrmica al fluid de treball solar a través del col·lector. En conseqüència, havent perdut temperatura, el vapor es condensa i torna a la zona exposada al sol.
Una bomba fa fluir el fluid de treball solar pel circuit. El fluid ingressa el col·lector a baixa temperatura per augmentar la seva temperatura a mesura que passa pel col·lector.
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 quant 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 tenen un captador de calor principal del circuit primari a la part superior del 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 circula el fluid del 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 el 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 del circuit primari a la part superior. En aquest cas, el tub de buit disposa dun tub de coure central segellat i ple duna barreja alcohòlica.
Aquest tub es connecta a l'absorbidor del captador mitjançant una pipeta condensadora. La pipea fa un intercanvi de calor cap al circuit primari.
La radiació solar fa escalfar l'absorbidor i evapora la barreja alcohòlica del seu interior. La barreja evaporada puja fins al condensador situat al panell solar tèrmic. En aquest punt, cedirà la calor al circuit primari i es condensa de nou tornant a la part inferior del 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, calgui muntar els col·lectors solars desorientats del sud.