cualquiera

Anexo E

Balance t´ rmico de colectores solares planos
e

El funcionamiento de un colector solar plano se basa en el efecto invernadero. Al utilizar una cobertura
de vidrio sobre una superficieabsorbedora se produce dicho efecto, donde el vidrio permite el paso de la
radiaci´ n incidente que proviene del sol, pero dificulta la radiaci´ n emitida por la superficie absorbedora,
o
o
esdecir, el vidrio tiene gran transmisividad frente a la radiaci´ n solar, pero baja transmisividad frente a la
o
radiaci´ n que emite la superficie absorbedora. Un esquema del efecto invernadero se apreciaen la figura E.1
o

Figura E.1: Efecto invernadero en colector solar plano, Fuente [13]

El balance t´ rmico de un colector se aprecia en la figura E.2
e

101

Figura E.2: Balance t´ rmicode colector sometido a radiaci´ n solar, Fuente [13]
e
o

´
Ac´ se aprecia que el calor util es la diferencia entre la radiaci´ n incidente y las p´ rdidas debido a la
a
o
e
reflexi´ n delvidrio. La energ´a incidente por unidad de tiempo que aprovecha el colector est´ dada por la
o
ı
a
irradiaci´ n global que incide sobre el colector, por la transmisividad de la cubierta y laabsortibidad de la
o
superficie absorbedora. Gr´ ficamente se puede apreciar en la figura E.3
a

Figura E.3: Energ´a incidente en colector solar
ı

´
Al multiplicar esto por el area de captaci´ n, setiene la energ´a total incidente
o
ı

Pi = A ∗ I ∗ τ ∗ α

(E.1)

La potencia perdida al exterior depende del coeficiente global de p´ rdidas t´ rmicas, la temperatura media
e
e
´
delabsorbedor, la temperatura ambiente y el area de captaci´ n.
o
102

Pp = A ∗ UL ∗ (tc − ta )

(E.2)

´
Luego la potencia util se expresa de la siguiente forma

Pu = Pi − Pp = A[I ∗ τ ∗ α − UL ∗ (tc− ta )]

(E.3)

Dada la dificultad de medir la temperatura del absorbedor, se define una temperatura media del fluido
Tf =

tent + tsal
2

(E.4)

´
Por lo que la potencia util se define...