Instalaciones de energía solar térmica (II)

Las instalaciones de energía solar térmica en los edificios (II)

Captación, intercambio y acumulación de la energía solar térmica

Los sistemas de captación se componen de uno o varios captadores interconectados. Dependiendo del modo en que se conecten y de la zona climática en la que se instalen, variará el número de captadores que se puedan conectar:

• en sistemas conectados en paralelo, el número máximo de captadores será el que indique el fabricante
• en sistemas conectados en serie, el número máximo de captadores será de 5 en las zonas I y II, 4 en la zona III y 3 en las zonas IV y V.

La cubierta transparente de los colectores planos

En los colectores planos, la cubierta transparente tiene las siguientes funciones principales:

• reducir las pérdidas de energía por radiación y convección
• crear un efecto invernadero en el interior del panel.

En función del material empleado, la cubierta puede ser:

• de vidrio, que debe ser prácticamente transparente a la radiación solar de baja longitud de onda y opaco a la radiación emitida por el absorbente
• de plástico.

Entre las cubiertas de vidrio, los materiales utilizados son:

• vidrio selectivo, que no emite energía al calentarse
• vidrio con bajo contenido en hierro, que posee mayor transmitancia y menor absorción
• vidrio doble o triple, que presenta mayor aislamiento pero menor transmitancia.

Los colectores planos de vacío

Entre los sistemas térmicos de baja temperatura se encuentran los colectores planos de vacío. Estos colectores están compuestos por tubos de vidrio en cuyo interior se hace el vacío. Dentro de los tubos se dispone el absorbedor, rodeando total o parcialmente al tubo colector.

El sistema de intercambio de energía solar térmica

El intercambiador puede ser independiente, conectado al sistema de captación, o bien estar integrado en los captadores. Su misión es transmitir la energía captada al agua sanitaria.

El sistema de acumulación

Conectado al sistema de intercambio, un depósito acumulará el agua sanitaria calentada por el sistema de intercambio.

Instalaciones de energía solar térmica (I)

Las instalaciones de energía solar térmica en los edificios (I)

Sistemas térmicos, colectores planos, absorbedores y fluido caloportador

El aprovechamiento de la energía solar puede lograrse mediante los siguientes tipos de sistemas activos:

• sistemas térmicos
• sistemas termoeléctricos
• sistemas fotovoltaicos.

Los sistemas térmicos

Los sistemas térmicos para el aprovechamiento de energía solar se clasifican en los siguientes tipos:

• sistemas de baja temperatura, que se basan en el uso de colectores planos
• sistemas de media temperatura, que se basan en el uso de colectores concentradores
• sistemas de alta temperatura, que se corresponde con las centrales solares.

Los colectores planos

Existen en el mercado los siguientes tipos de colectores planos:

• sin cubierta
• con cubierta transparente, que sirve de tapa de una caja o carcasa dentro de la cual se dispone una cámara de aire, un absorbedor, por el que circula un fluido caloportador, y una capa aislante
• de vacío.

Los absorbedores

El absorbedor, también llamado absorbente o superficie absorbedora, tiene la función de recibir la radiación solar, absorberla y transmitirla al fluido caloportador. Dependiendo del modo en que circula el fluido, los absorbedores pueden ser de canales abiertos o de canales cerrados, dependiendo del tipo de fluido caloportador pueden ser de aire o de agua, y dependiendo del material pueden ser:

• de plásticos y gomas, normalmente polipropileno, en colectores sin cubierta
• de superficies metálicas, normalmente cobre, acero o aluminio,en colectores con cubierta
• de superficies selectivas.

De todos los materiales citados, los menos aconsejables son el aluminio y el acero galvanizado.

El fluido caloportador

La función del fluido caloportador es extraer el calor captado por el absorbedor y cederlo a un circuito secundario. El aire se utiliza raramente como fluido caloportador, debido a sus inconvenientes, que son su bajo calor específico, su baja densidad y su reducida conductividad térmica; sin embargo el aire tiene la ventaja de que con él se evita los problemas de corrosión e incrustaciones, se evita los problemas de congelación y se minimiza los problemas que causan las fugas. Normalmente, el fluido utilizado como caloportador es el agua, generalmente en dilución con anticongelantes; el agua tiene un alto calor específico, una densidad media y una conductividad térmica superior a la del aire, si bien produce problemas de corrosión e incrustaciones, puede congelarse y las fugas pueden llegar a producir lesiones en el edificio.