energia solar

Guía didáctica de Energía Solar

CAPTADORES SOLARES TÉRMICOS

CAPTADORES SOLARES TÉRMICOS

GUÍA DIDÁCTICA DE ENERGÍA SOLAR

ÍNDICE

Características y tipologías 3
Almacenamiento de energía 4
Termosifón 5
Descripción del funcionamiento 6
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Experiencia 1 7
Experiencia 2 8
Experiencia 3 9

I Características y tipología

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I Superficie absorbedora

I Circuito de fluido térmico
I Cubierta transparente
I Aislamiento térmico
I Caja

I Captadores de tubo de vacío (calentamiento de agua y producción de
vapor).

Normalmente, un captador solar está constituido no sólo por una superficie absorbedora sino también por elementos de protección térmica y mecánica de la misma.
I Captadores concentradores(CPC)
con cubierta (calentamiento de agua
y producción de vapor).
I Captadores planos con cubierta
(calentamiento de agua).
I Captadores planos sin cubierta
(climatización de piscinas).

Existen diversos tipos de captadores solares térmicos, que se diferencian
por el aislamiento térmico que utilizan, y la utilización o no, de concentradores, adaptándose a diferentes temperaturas deutilización:

TEMPERATURA

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I Almacenamiento de energía

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I Circuito directo

I Circuito cerrado

El calor resultante de la conversión térmica de la radiación solar se almacena en un depósito de acumulación. La conexión y la transferencia de calor entre el captador solar
y el depósito se efectúa a través de un circuitohidráulico de acuerdo con una de las
siguientes configuraciones:

El fluido que circula por los captadores solares es el agua de consumo
Nota: el circuito directo acarrea problemas de corrosión y calcificación de las tuberías, por lo que sólo se instala en lugares con agua de red aceptable

Por los captadores circula un fluido térmico, en circuito cerrado (primario) y con intercambio térmico hacia elcircuito de consumo (secundario) a través de un intercambiador de calor interior o exterior al depósito.
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I Termosifón

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I El fluido térmico se calienta en los captadores, haciéndose menos denso y subiendo
desde el captador hasta el depósito.
I Al llegar al depósito se enfría, descendiendo hacia los captadores.

I Elfluido térmico se enfría en los captadores, haciéndose más denso y retrocediendo
hacia el depósito.
I Dentro del depósito, el fluido
térmico es empujado hacia los
captadores, disipando el calor
del depósito.

La circulación del fluido por el captador puede realizarse a través de la utilización de
una bomba circuladota (circulación forzada) o por circulación natural basada en la diferencia dedensidades (circulación por termosifón).
La circulación por termosifón es autorregulada, estableciéndose siempre que exista
suficiente radiación:

Para que exista la circulación por termosifón, el depósito ha de estar situado encima
del captador solar.
La circulación por termosifón puede acarrear el riesgo de circulación inversa:

Para evitar la circulación inversa,
la parte superior delcaptador y la
parte inferior del depósito deben
tener un desnivel de aproximadamente 30 cm.

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I Descripción del funcionamiento

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El funcionamiento del sistema solar térmico, compuesto por el captador solar, por el
circuito solar y por el depósito de acumulación, puede calcularse, de forma simple, a
través de lacomparación entre la radiación solar disponible en un período de tiempo
y el aumento de la temperatura del agua en el interior del depósito.
El rendimiento del sistema está, de este modo, dado por la relación:

m × Cp × (Tf -Ti)
η = ––––––––––––––––
Ig × Acol × dt

En la que:

6

m

representa la masa de agua en kg.

Cp

representa el calor específico a presión constante del agua,...