Menu

Instal·lació d'energia solar tèrmica

Planta d'energia solar
termoelèctrica

Acumulador solar

Acumulador solar

Un acumulador solar és un dipòsit on s'emmagatzema l' energia calorífica que s'ha anat captant durant el dia. En el camp de l' energia fotovoltaica, l'equivalent d'un acumulador seria una bateria.

Escalfar un litre d'aigua requereix cert temps. Per tant, cal disposar d'un acumulador per anar emmagatzemant la major quantitat d'aigua calenta  per quan es necessiti . Per exemple, en hores nocturnes es pot requerir aigua calenta sanitària però no es disposa de radiació solar per escalfar-la.

Quan el sistema necessita, per exemple, aigua calenta sanitària l'acumulador subministra aquesta aigua calenta i la reemplaça per aigua freda. L'aigua freda passarà pel circuit de col·lectors solars exposats a la radiació solar i augmentarà la seva energia tèrmica. L'aigua calenta torna a l'acumulador per quan es necessiti.

Com està format un acumulador solar?

Un acumulador solar està constituït per una cuba metàl·lica fabricada a partir de material sintètic i aïllat.

Al seu torn, l'acumulador incorpora a la seva instal·lació un o dos intercanviadors de calor o intercanviadors tèrmics. Aquests intercanviadors permeten augmentar a l'màxim la seva seguretat per evitar el risc de fuites i la pèrdua termodinàmica d'energia.

Com funciona un acumulador?

El sistema funciona mitjançant dos circuits d'aigua. El circuit primari és un circuit tancat en el qual sempre hi circula el mateix líquid passant pels col·lectors solars (c) i per un intercanviador de calor (FG).

Acumulador solarEl circuit secundari està obert. Té una entrada d'aigua freda (A) i una sortida d'aigua calenta (E) que és la que es va a utilitzar en el nostre sistema de calefacció o d'aigua calenta sanitària.

L'aigua freda entra a l'acumulador solar (B) a mesura que aquest es buida quan es consumeix. L'aigua freda és lleugerament més densa que l'aigua calenta de manera que tendeix a situar-se a el fons de l'acumulador. Per tant, quan es necessiti aigua calenta s'extraurà de la part superior.

El líquid de l'circuit primari passa pels col·lectors solars que ho escalfen gràcies a l'exposició a la radiació solar (D). D'aquesta manera augmenta l'energia tèrmica de el líquid. Llavors, el líquid calent es dirigeix ​​un intercanviador de calor amb el líquid de l'acumulador.

En l'intercanviador de calor els dos líquids estan en contacte tèrmic, però no es barregen. D'acord amb la segona llei de la termodinàmica i de l'enunciat de Clausius, la calor només pot transferir d'un cos calent a un cos fred. Per tant, la calor sempre passarà de el líquid de l'circuit primari (més calent perquè ha estat exposat a el Sol) a el líquid d'acumulador.

Per què és important l' intercanviador de calor?

Un sistema que no utilitzés intercanviador de calor i l'aigua que entrés en els col·lectors fos la mateixa que s'emmagatzema al dipòsit també funcionaria.

No obstant això, la transmissió de calor en un sistema termodinàmic l'eficiència és proporcional a la diferència de temperatures. És a dir, com més fred sigui el líquid que passa pel col·lector solar, més ràpid s'escalfarà.

Quina és la millor orientació d'un acumulador?

Si l'acumulador es troba en posició vertical, l'estratificació de temperatures s'executa amb més facilitat i efectivitat, per la qual cosa no cal que tot el dipòsit estigui a la temperatura marcada.

A més, instal·lat en posició vertical de l'acumulador s'obté un major rendiment tèrmic dels captadors solars, i s'eviten de nou les pèrdues tèrmiques.

Tipus d'acumuladors solars

La mida de la instal·lació solar és l'element més important per triar un tipus d'acumulador o un altre.

Depenent de la mida de la instal·lació

Per estructures petites o mitjanes és habitual que  el propi dipòsit contingui també l'aigua de consum .

D'altra banda, en instal·lacions d'energia solar tèrmica de grans i complexes dimensions, és fonamental que  s'estableixin gradualment altres dipòsits intermedis d'inèrcia.  Els dipòsits d'inèrcia permeten emmagatzemar l'energia tèrmica que es traspassarà posteriorment a l'acumulador solar.

Intercanviadors interns o externs

A més, en funció de si els intercanviadors de calor són exteriors o estan situats dins de l'condensador, podem obtenir altres variants.

Si el dipòsit no presenta l'intercanviador incorporat, l'escalfament de l'aigua s'efectua a l'exterior. D'altra banda, si s'inclou en el seu interior, tant l'acumulació de l'aigua com la seva posterior augment de temperatura es produeixen dins de la mateixa dipòsit.

Depenent de la ubicació de l'acumulador

L'acumulador pot estar:

  • Per sobre dels col·lectors solars
  • En un altre lloc de la instal·lació.

Si estan per sobre, es tracta d'un  sistema solar d'termosifóel fluid que circula entre els col·lectors solars i l'acumulador no requereix de bombament.

Si, per contra, l'acumulador es troba en un altre lloc, es requereix una  aportació d'energia elèctrica per bombar el fluid . En aquests casos, l'energia aportada pot provenir d'una altra font d'energia renovable o directament de la xarxa elèctrica.

Autor:

Data de publicació: 25 de abril de 2019
Última revisió: 12 de abril de 2020