Colectores solares térmicos

• ¿Qué son y para que sirve los colectores solares térmicos?
• Tipos de colectores solares térmicos
• Características de un colector solar térmico
• Componentes y conexión
• Equilibrado de los colectores solares térmicos

Fuente de la Imagen: ©adelaidesolarsystems.com.au

El captador solar térmico es también conocido como placa o panel solar. Son la parte visible de una instalación solar, ya que van ubicados en los tejados o azoteas de viviendas unifamiliares o edificios. No obstante, a simple vista, si no tenemos claro cuáles son exactamente los componentes de la energía solar térmica, podemos confundirlos con los fotovoltaicos.

Su funcionamiento es muy sencillo. Consiste en hacer pasar un líquido con propiedades anticongelantes por su interior. En su recorrido por el interior del colector solar térmico, este líquido, también llamado glicol, va aumentando su temperatura gracias a la incidencia de los rayos del sol. Y a su vez, a la configuración de los propios paneles, que potencian la acumulación de calor por el efecto invernadero. Una vez fuera del captador solar térmico, el glicol cederá ese calor al agua sanitaria o para la calefacción, mediante intercambiadores individuales, o dentro de acumuladores de agua.

Pero no todos los captadores solares térmicos funcionan igual, ya que, en función de su uso, los fabricantes los diseñan y fabrican de diferente forma y con diferentes componentes. Y debemos conocerlos para saber cuál es el que mejor se adapta a nuestra vivienda o uso especifico.

Como hemos indicado, existen diferentes tipos de colectores solares térmicos. No todos sirven para el mismo objetivo o se usan en el mismo tipo de instalaciones. En función de su uso o del tipo de instalación a que van destinados, los investigadores y fabricantes han ido desarrollándolos con unas características u otras, de forma que se consiga el máximo rendimiento a un coste relativamente bajo.

✓ Plano

Es el colector solar más común. Consiste en una caja con cubierta de cristal, dentro de la cuál serpentea una tubería de cobre por la que pasa el glicol.

✓ Tubular

También llamado de tubos de vacío. Están formados por un conjunto de tubos a los que se les ha hecho el vacío, y en los que hay un tubo interior con un anticongelante. El vacío realizado entre los dos tubos actúa como aislamiento, ayudando a conseguir mayores temperaturas en el tubo interior.

✓ Plano para piscinas

Es un sistema más económico y de menor rendimiento, y es utilizado esencialmente para climatización de piscinas. Este tipo de captador solar térmico no dispone de vidrio protector, por lo que no aprovecha el efecto invernadero, y se calienta simplemente porque la radiación solar calienta mejor una superficie negra que otra de color claro.

✓ Concentrador solar lineal

Este colector solar térmico tienen forma cóncava, casi de medio cilindro. En este tipo de captadores solares térmicos el fluido se calienta al recorrer una tubería situada en el foco de la parábola.

Fuente de la imagen: ©Europa Press (Concentradores solares de espejo parabólico)

✓ Concentrador solar puntual

Este tipo de colector solar térmico concentra los rayos del sol en un solo punto, en vez de un conducto lineal. Esta configuración permite generar temperaturas entorno a los 650 °C.

Fuente de la imagen: ©Technology Power

✓ Espejos planos o lentes fresnel lineales

Son unos espejos largos, estrechos, de baja curvatura o incluso planos. Se usan para enfocar en uno o más receptores lineales localizados sobre los espejos. Tienen idéntica función que los concentradores solares lineales.

Fuente de la imagen: ©fineartamerica.com

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Las instalaciones solares térmicas son sistemas generadores de agua caliente para utilizarla en nuestras vivienda, comercios o edificios públicos. Bien como agua sanitaria para las duchas y lavar, bien para la calefacción en los radiadores, suelo radiante o incluso para la generación de electricidad (las llamadas centrales termo-solares o termo-eléctricas)

Centrándonos en la composición del captador solar térmico de placa plana entenderemos mejor su funcionamiento. Está formado por una serie de elementos que confieren unas características especificas y necesarias para su funcionamiento. Aunque dependiendo de cada fabricante estos pueden variar en el material utilizado o en las propiedades de estos, al aplicarles diferentes tratamientos, buscando potenciar alguna característica en especial, ya sea la resistencia, el aislamiento térmico, u otro.

Cubierta

Elemento de vidrio especial, con un tratamiento para altas temperaturas, temperaturas y que además en su cara interior dispone de un tratamiento que hace dos funciones. La primera es dejar pasar hacia el interior la radiación solar, para que caliente el interior del panel solar, y la segunda no deja salir la radiación que es reflejada por el panel metálico, produciendo así el efecto invernadero en el interior del captador solar térmico por lo que aumenta considerablemente el rendimiento del mismo.

La cubierta también sirve para reducir las pérdidas por conducción y convección. Algunos captadores llevan varias cubiertas transparentes que reducen aún más las pérdidas, pero aumentan considerablemente el coste del equipo.

Absorbedor

Es el elemento donde se produce la transformación de la energía que llega por radiación en energía térmica que absorbe el fluido-calo-portador. Generalmente está constituido por unos tubos de cobre o dos placas conformadas de metal o un material plástico, que se encuentran expuestos a la radiación solar y por cuyo interior pasa el fluido caloportador. Este líquido es conocido como Glicol.

Tratamiento absorbedor

Atendiendo al tipo de tratamiento, los absorbedores pueden ser presentados con pinturas negras especiales o con tratamiento selectivo absorbente.

Aislamiento

Para reducir las pérdidas térmicas del captador solar térmico es conveniente aislar las zonas no expuestas la mayor parte del día a la radiación solar, estas son los laterales y la parte posterior del captador solar. Un buen aislamiento térmico en estas zonas contribuye a disminuir el factor de pérdidas térmicas del colecto solar térmico aumentando consiguientemente su rendimiento. Además, algunos fabricantes incorporan una lamina termo-reflectante para ayudar a que el calor se quede dentro del propio captador solar, aumentando el efecto invernadero.

Junta de cubierta

Es un elemento de material elástico cuya función es asegurar la estanqueidad de la unión entre cubierta y carcasa. Servirá a su vez para absorber las diferencias en las dilataciones entre la carcasa y la cubierta, para que no se produzca rotura en ningún elemento del captador solar.

Carcasa

Es el elemento que sirve para conformar el colector solar térmico, fijando la cubierta. Fabricando generalmente de Aluminio a Acero. Contiene y protege a los restantes componentes del captador solar y soporta los anclajes.

En cuanto al conexionado de los captadores solares térmicos, el CTE (Código Técnico de la Edificación) nos indica unos pasos o recomendaciones a seguir:

Por equilibrado de los captadores solares térmicos, se entiende como la acción o ajuste de los diferentes elementos para asegurar que el fluido que circula por su interior tenga el mismo caudal por todos los caminos de la instalación. Evidentemente es algo que afecta cuando la instalación es lo suficientemente grande y se ha realizado con captadores en serie y en paralelo, formando una cuadricula. Y en la que el glicol puede circular por varios caminos a la vez.

El CTE recomienda el retorno invertido, y no obliga a colocar válvulas de equilibrado. Como es lógico hay instalaciones que por la disposición de las cubiertas se hace imposible realizar un circuito equilibrado sin válvulas, por lo que se deberá colocar válvulas de equilibrado en cada una de las baterías de captadores.