Invertir en colectores solares no es solo cuidar el medio ambiente, sino también un proyecto rentable. Aunque Polonia no se encuentra en la región soleada del Mar Mediterráneo, puede contar con una buena parte de energía limpia también en el Mar Báltico. La mayoría de nosotros tenemos días soleados en la temporada de primavera y verano, pero tampoco son infrecuentes en invierno y otoño. Los sistemas solares modernos también capturan incluso la radiación solar difusa en los días nublados.
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Colectores solares: funcionamiento y áreas de aplicación
Calor de la radiación solar, es decir, el uso de energía renovable
Los colectores solares (o colectores de calor, paneles solares) son dispositivos para convertir la energía solar en energía térmica. Al usar un nombre popular, aunque suene extraño, como un colector solar, a menudo no reflexionamos sobre su etimología, lo que puede dar lugar a malentendidos y errores evidentes. Bueno, la palabra latina sal = sol, a colligere = coleccionar. Por lo tanto, la frase "solares solares" no tan raramente encontrada no es más que un pleonasmo, tan ilógico como "un cuerpo de agua" o "retroceder".
El colector solar es el elemento principal de los dispositivos térmicos que extraen energía de la radiación solar. Básicamente consta de las siguientes partes:
- amortiguador - absorbe la luz solar y la convierte en calor. El absorbedor más simple era una placa de metal pintada de negro. Actualmente, los colectores de calor están equipados con absorbentes con un recubrimiento galvánico de níquel negro, cromo o cobre, o con un recubrimiento de óxido de titanio con recubrimiento catódico.
- intercambiador de calor - el calor absorbido se transfiere a la solución de glicol que se encuentra con mayor frecuencia en los tubos de cobre. El fluido de circuito cerrado toma el calor del absorbedor y lo transporta al acumulador de agua caliente.
- aislamiento - desde abajo, protege el colector contra la pérdida de calor. La parte superior del colector debe permanecer transparente y estar cubierta con vidrio templado o plástico transparente. El vidrio que cubre las pantallas solares también crea un efecto invernadero, aumentando la temperatura del fluido.
- bomba de circulación - proporciona una circulación forzada del fluido, mejorando la eficiencia de la instalación.
- control automático - sobre la base de las señales de los sensores de temperatura, controla la bomba de circulación.
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Diversos usos del calor de los sistemas solares térmicos
Los colectores solares pueden ser útiles no solo para la preparación de agua caliente sanitaria. Aquí hay unos ejemplos:
- preparación solar de agua caliente (ACS) - una solución de calentamiento de agua sanitaria de uso prolongado. En verano, incluso puede satisfacerse completamente con uno o más colectores solares.
- calefacción solar - Solares de agua, es decir, pantallas solares que calientan el agua, también se pueden utilizar para calentar la casa, o al menos para apoyar el sistema de calefacción (para calefacción central). El beneficio anual del año es mayor, especialmente cuando se utiliza calefacción de baja temperatura, por ejemplo, calefacción por suelo radiante, en edificios bien aislados.
- calor en procesos industriales - Los sistemas solares se pueden utilizar en plantas industriales que tienen una alta demanda de calor durante todo el año. Los costos del calor generado de esta manera son más bajos que los de la energía fósil.
- equipo de aire acondicionado - El uso de colectores solares para impulsar dispositivos de aire acondicionado suena muy interesante, porque son más necesarios en los meses soleados de verano. El calor del sol, por regla general a altas temperaturas, al menos 70 ° C, se utiliza en enfriadores de absorción.
- plantas de energía solar - Los colectores solares especiales, principalmente colectores parabólicos, se utilizan para generar electricidad. La energía solar se convierte primero en calor y luego las turbinas de vapor convierten la energía mecánica en electricidad en generadores.
Elección del tipo y tamaño del colector solar.
Condiciones que afectan la eficiencia de los colectores de calor durante el año
Generación de energía térmica en la cantidad de 400 a 600 kWh / m2 durante el año es bastante posible utilizar colectores solares, pero depende de muchos factores. Los calentadores de agua, es decir, los calentadores solares de agua, funcionan en condiciones muy diferentes y la eficiencia de su trabajo depende de muchos factores. Los más importantes del año son:
- Diferencias entre tipos individuales de recolectores.
- Condiciones climáticas.
- Orientación y alineación; la orientación óptima de las pantallas hacia el sur es de 45 °. Utilización de colectores como auxiliar de la calefacción central. es más preferible utilizar un ángulo mayor.
- Sombra de otros edificios o árboles, así como de una fuerte contaminación del aire. Se ha encontrado que la reducción de la eficiencia puede ser claramente mayor que la reducción de la insolación.
- Cuanto mayor sea la temperatura del medio enviado por los calentadores, mayores serán las pérdidas de calor. Por esta razón, el apoyo solar para el sistema de calefacción es mucho más eficiente que el calentamiento de agua sanitaria, especialmente si se utiliza calefacción central de baja temperatura.
Los costos de instalación de colectores solares también son diferentes. Los precios de los más baratos comienzan en alrededor de 1000 PLN, y los precios de los colectores de alta calidad alcanzan al menos 6000 PLN por pieza. A su vez, el precio de un sistema solar oscila entre 6.000 PLN y 20.000 PLN y más.
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El sol no siempre tiene que brillar sobre los solares
La máxima radiación solar llega a los colectores de calor bajo un cielo despejado, lo que no significa que desaparezca sin dejar rastro en los días nublados. Dependiendo del clima, puede contar con los siguientes valores energéticos:
- tiempo soleado - 100%;
- nublado - 60%;
- nublado - 30%;
- completamente turbio, poca transparencia del aire - 10%.
La instalación de colectores solares en el techo del edificio es la más popular. También se pueden colocar en la pared sur o de forma independiente. Si la pendiente del techo es demasiado pequeña, se deben instalar paneles solares en los soportes. Los costos de los colectores solares no son los más bajos, pero el precio de un conjunto de incluso varios miles de zlotys puede dar sus frutos en unos pocos años, sin mencionar los beneficios para el medio ambiente.
Tipos de colectores solares según el diseño.
Colectores planos
Forma particularmente utilizada del colector con un absorbedor plano hecho de metal ennegrecido (placas de aluminio o cobre). Los tubos con el medio de calentamiento se adjuntan a continuación. El vidrio solar que cubre la placa absorbente suele estar hecho de vidrio templado de 4 mm de espesor. El plástico se usa con menos frecuencia porque es menos duradero y tiene una vida útil más corta. El vidrio no solo evita que el aire caliente se escape por encima del absorbedor, sino que también evita que la radiación térmica pase al exterior.
La ventaja de los colectores de placa plana es la alta eficiencia óptica, mientras que la desventaja: pérdidas de calor significativas a baja temperatura del aire.
Colectores de tubos de vacío
Consisten en una gran cantidad de tubos de vacío rodeados de reflectores metálicos. Reflejan la luz del sol sobre las tuberías que contienen absorbente oscuro. Este tipo muestra una menor eficiencia de calefacción en invierno cuando las tuberías de vidrio se cubren de hielo. Sin embargo, su resistencia a las condiciones climáticas no es inferior a los colectores planos.
Colectores de vacío planos
Son menos populares que los dos tipos anteriores. El absorbedor es aquí como en un colector de placa plana ordinario, pero el aislamiento térmico se realiza por vacío. La renovación periódica del vacío con la ayuda de una bomba de vacío es posible y necesaria.
Colectores de aire
El aire es el medio de transferencia de calor en lugar del agua. El aire caliente resultante puede introducirse directamente en el edificio y, al mismo tiempo, utilizarse para la ventilación cuando proviene del exterior. Otra aplicación es ventilar y secar edificios o productos agrícolas.
Beneficios de instalar un sistema solar
Para evitar confusiones, conviene destacar que los colectores solares y los paneles fotovoltaicos tienen finalidades completamente diferentes. Aunque pueden parecer similares desde la distancia, los primeros usan energía solar para calentar el agua directamente, mientras que los segundos convierten la radiación del sol en electricidad.
Los colectores solares calientan el agua utilizable y el agua en el sistema de calefacción central. o en la piscina. Una vez que invierte en un sistema solar, puede beneficiarse de la energía solar limpia durante muchos años.
