Tecnología Solar Térmica de Baja Temperatura: Funcionamiento y Componentes

Energía Solar Térmica de Baja Temperatura

Colector Plano

Es el tipo de colector más habitual. Opera en un rango de temperaturas de 40-60ºC, siendo ideal para aplicaciones como el agua caliente sanitaria (ACS) y la calefacción, tanto industrial como doméstica. Su eficiencia se sitúa entre el 30% y el 40%.

El principio de funcionamiento se basa en crear un efecto invernadero en el interior del colector. La radiación solar incide sobre la placa absorbente, que se calienta. La cubierta del colector, generalmente de vidrio o policarbonato, permite la entrada de la radiación pero impide la salida de la radiación infrarroja emitida por la placa caliente, atrapando el calor. Esto eleva la temperatura del fluido (agua) que circula por los tubos hasta aproximadamente 60ºC. El rendimiento final del colector depende de sus características específicas y de la temperatura exterior, pero generalmente no supera el 60%.

Partes del Colector Plano:

• Cubierta: Fabricada en policarbonato o vidrio, permite el paso de la radiación solar hasta la placa absorbente. Su función principal es confinar el calor en el interior, minimizando las pérdidas térmicas por radiación y convección. El vidrio utilizado debe ser templado para resistir las condiciones climáticas adversas. Se puede emplear una doble cubierta o aumentar el espesor del material para reducir las pérdidas por convección, aunque esto puede disminuir la cantidad de radiación que llega a la placa. La transmitancia de la cubierta (porcentaje de radiación que la atraviesa) debe ser superior al 90% para asegurar un buen rendimiento.
• Placa absorbente: Compuesta típicamente por dos láminas metálicas por las que circula el fluido a calentar. Alternativamente, el fluido puede encontrarse dentro de tubos soldados directamente a la placa.
• Tubos: Pueden estar dispuestos en paralelo o en configuración de serpentín. El fluido que circula por ellos puede ser agua, una mezcla de agua y anticongelante, o líquidos de silicona. Los materiales más comunes para los tubos son el cobre y el acero galvanizado. Es crucial minimizar la resistencia a la transmisión de calor entre la placa absorbente y los tubos para maximizar la eficiencia.
• Caja exterior: Generalmente construida en madera, plástico o metal, esta caja está equipada con un aislante térmico para reducir las pérdidas de calor hacia el entorno.

Tubos de Vacío

Los tubos de vacío constan de dos tubos concéntricos: un tubo interior, pintado de negro para maximizar la absorción, y un tubo exterior de vidrio. Este diseño aumenta significativamente el rendimiento del colector, permitiendo alcanzar temperaturas de hasta 120ºC. Sin embargo, su implementación incrementa los costes de fabricación y añade la complejidad técnica de mantener el vacío en el interior de los tubos.