Energía Solar Activa A Baja Temperatura

Estos sistemas se caracterizan por emplear como elemento receptor de energía el colector o panel solar plano y son utilizados principalmente como calentadores de agua para el uso sanitario. Es el sistema activo más simple. Es conveniente disponer de sistemas solares de apoyo de algún sistema convencional de producción de energía para así garantizar que el suministro energético es el adecuado, ya que puede que la radiación solar pueda no ser suficiente en algún momento puntual para hacer una cobertura de las necesidades energéticas.

Las instalaciones de baja temperatura requieren el acompañamiento de tres subsistemas principales:

Subsistema colector:

La finalidad de éste es la captación de energía solar. Carecen de cualquier tipo de concentración de la energía incidente; captan tanto radiación directa como la difusa. No tienen ningún dispositivo que haga que el colector gire en la dirección del sol.

Componentes de un colector plano:

Cubierta:

Elemento transparente a la radiación solar y opaca a la radiación de onda larga que emite el absorbedor, produciendo así el efecto invernadero en el interior del captador 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 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 de trabajo. 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 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 esta zonas contribuye a disminuir el factor de pérdidas térmicas del captador aumentando consiguientemente su rendimiento.

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.

Carcasa:

Es el elemento que sirve para conformar el captador, fijando la cubierta. Contiene y protege a los restantes componentes del captador y soporta los anclajes. Habrá que prestar especial atención a los temas de corrosión y deterioro debido a la radiación solar.

Subsistema de almacenamiento:

Tiene como objetivo adaptar en el tiempo la disponibilidad de energía y la demanda, acumulándola cuando está disponible, para poderla ofrecer en cualquier momento en que se solicite. Tanto la energía que se recibe del sol como la demanda de agua caliente son magnitudes que dependen del tiempo y no siempre los requerimientos de ésta se producirán cuando se dispone de suficiente radiación. Por ello, si se quiere aprovechar al máximo las horas de sol, será necesario acumular la energía en aquellos momentos del día en que sea posible y utilizarla cuando se produzca una gran demanda.

Lo más habitual es almacenar la energía en forma de calor sensible por medio del agua que se pasará a consumo con posterioridad.

Subsistema de distribución o consumo:

Su finalidad es trasladar a los puntos de consumo el agua caliente producida.

El funcionamiento de los tres subsistemas está condicionado por la meteorología. El circuito primario está compuesto por los colectores solares donde se produce el calentamiento del agua, y la bomba de impulsión. El calor ganado por el agua a través de los colectores lo cede en el intercambiador térmico al circuito secundario. El depósito almacena el agua caliente en este circuito secundario. Como elemento independiente del depósito de acumulación además de la bomba del circuito secundario, se encuentra la fuente energética auxiliar, que entra en funcionamiento cuando la temperatura del agua de salida del acumulador es inferior a los requerimientos de la demanda.

La energía solar activa a baja temperatura tiene numerosas aplicaciones, pero se viene utilizando normalmente para la producción de agua caliente sanitaria (ACS) en el sector residencial y servicios. También están generalizadas las instalaciones para el calentamiento de piscinas. Además existen otras posibles aplicaciones pero hasta ahora el efectuar una instalación solar para estos usos se puede considerar como excepcional. Dichas aplicaciones son:

• Calefacción en sector doméstico o servicios:

La utilización de la energía solar para calefacción tiene en primer término el inconveniente de que las épocas de demanda de este servicio coinciden con las de menor radiación solar.

• Industria
• Precalentamiento de fluidos
• Acondicionamiento de naves
• Agricultura
• Invernaderos
• Secaderos

Para el caso en el que se genera agua caliente sanitaria, las instalaciones se pueden clasificar en:
• Circuito cerrado
• Circuito abierto:

El agua que se usa para los colectores es usada directamente para consumo. No dispone de intercambiador y su uso está condicionado fundamentalmente por la calidad del agua y el tipo de colector. En cualquier caso es conveniente que se incorpore un equipo de tratamiento de agua.

Para el calentamiento de piscinas, según la normativa actual las energías convencionales no pueden utilizarse para el calentamiento de piscinas, salvo que sea para un uso terapéutico o sean piscinas públicas cubiertas. Al no quedar la energía solar afectada por dicha normativa puede ser usada para cualquier tipo de piscina, particular o pública, cubierta o descubierta.

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