Un acumulador solar és un dipòsit on s‟emmagatzema l‟aigua calenta d‟una instal·lació solar tèrmica. És a dir, és un magatzem denergia calorífica.
La producció daigua calenta a través de lenergia solar és lenta. Per tant, cal disposar d'un acumulador per anar emmagatzemant la quantitat d'aigua calenta més gran quan es necessiti. Per exemple, en hores nocturnes es pot requerir aigua calenta sanitària, però no es disposa de radiació solar per escalfar-la.
Components d´un acumulador d´aigua solar
Un acumulador solar està constituït per una cisterna metàl·lica, fabricada a partir de material sintètic o d'acer inoxidable i aïllat.
Alhora, l'acumulador incorpora a la seva instal·lació un o dos intercanviadors de calor o intercanviadors tèrmics. Aquests intercanviadors permeten augmentar al màxim la seguretat per evitar el risc de fuites i la pèrdua termodinàmica d'energia.
Com funciona un acumulador?
El sistema funciona amb dos circuits daigua. El circuit primari és un circuit tancat on sempre circula el mateix líquid passant pels col·lectors solars (c) i per un intercanviador de calor (FG).
El circuit secundari és obert. Té una entrada d'aigua freda (A) i una sortida d'aigua calenta (E) que és la que s'utilitzarà al nostre sistema de calefacció o aigua calenta sanitària.
L'aigua freda entra a l'acumulador solar (B) a mesura que es buida quan es consumeix. L'aigua freda és lleugerament més densa que l'aigua calenta, per la qual cosa tendeix a situar-se al fons de l'acumulador. Per tant, quan es necessiti aigua calenta sextreurà de la part superior.
El líquid del circuit primari passa pels col·lectors solars que l'escalfen gràcies a l'exposició a la radiació solar (D) i s'adreça a un intercanviador de calor amb el líquid de l'acumulador.
A l'intercanviador de calor els dos líquids estan en contacte tèrmic, però no es barregen ja que forma una paret diatèrmica. D'acord amb la segona llei de la termodinàmica, la calor només es pot transferir d'un cos calent a un cos fred, que és el líquid d'acumulador.
Orientació horitzontal o vertical?
Si l'acumulador es troba en posició vertical, l'estratificació de temperatures s'executa amb més facilitat i efectivitat, per tant, no cal que tot el dipòsit estigui a la temperatura marcada.
A més, instal·lat en posició vertical de l'acumulador s'obté un rendiment tèrmic més gran 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 a estructures petites o mitjanes és habitual que el dipòsit també contingui també l'aigua de consum.
D'altra banda, en instal·lacions d'energia solar tèrmica de dimensions grans i complexes, és fonamental que s'estableixin gradualment altres dipòsits intermedis d'inèrcia. Els dipòsits d'inèrcia permeten emmagatzemar l'energia tèrmica que posteriorment es traspassarà a l'acumulador solar.
Intercanviadors interns o externs
A més a més, en funció de si els intercanviadors de calor són exteriors o estan situats dins del 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'hi inclou, tant l'acumulació de l'aigua com el posterior augment de temperatura es produeixen dins del mateix 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, és un sistema solar de termosifó; el fluid que circula entre els col·lectors solars i l'acumulador no requereix bombament.
Si, per contra, l'acumulador es troba en un altre lloc, cal una aportació d'energia elèctrica per bombar el fluid. En aquests casos, lenergia aportada pot provenir duna altra font denergia renovable o directament de la xarxa elèctrica.