La energía solar térmica o energía termosolar consiste en el aprovechamiento de la energía del Sol para producir calor que puede aprovecharse para cocinar alimentos o para la producción de agua caliente destinada al consumo de agua doméstico, ya sea agua caliente sanitaria, calefacción, o para producción de energía mecánica y, a partir de ella, de energía eléctrica. Adicionalmente puede emplearse para alimentar una máquina de refrigeración por absorción, que emplea calor en lugar de electricidad para producir frío con el que se puede acondicionar el aire de los locales.
Los captadores solares son los elementos que capturan la radiación solar y la convierten en energía térmica, en calor. Como captadores solares se conocen los de placa plana, los de tubos de vacío y los captadores absorbedores sin protección ni aislamiento. Los sistemas de captación planes (o de placa plana) con cubierta de vidrio son los comunes mayoritariamente en la producción de agua caliente sanitaria ACS. El vidrio deja pasar los rayos del Sol, estos calientan unos tubos metálicos que transmiten el calor al líquido de dentro. Los tubos son de color oscuro, ya que las superficies oscuras calientan más.
El vidrio que cubre el captador no solo protege la instalación sino que también permite conservar el calor produciendo un efecto invernadero que mejora el rendimiento del captador.
Los colectores solares se componen de los siguientes elementos:
Cubierta: Es transparente, puede estar presente o no. Generalmente es de vidrio aunque también se utilizan de plástico ya que es menos caro y manejable, pero debe ser un plástico especial. Su función es minimizar las pérdidas por convección y radiación y por eso debe tener una transmitancia solar lo más alta posible.
Canal de aire: Es un espacio (vacío o no) que separa la cubierta de la placa absorbente. Su espesor se calculará teniendo en cuenta para equilibrar las pérdidas por convección y las altas temperaturas que se pueden producir si es demasiado estrecho.
Placa absorbente: La placa absorbente es el elemento que absorbe la energía solar y la transmite al líquido que circula por las tuberías. La principal característica de la placa es que tiene que tener una gran absorción solar y una emisión térmica reducida. Como los materiales comunes no cumplen con este requisito, se utilizan materiales combinados para obtener la mejor relación absorción / emisión.
Tubos o conductos: Los tubos están tocando (a veces soldadas) la placa absorbente para que el intercambio de energía sea lo más grande posible. Por los tubos circula el líquido que se calentará e irá hacia el tanque de acumulación.
Capa aislante: La finalidad de la capa aislante es recubrir el sistema para evitar y minimizar pérdidas. Para que el aislamiento sea el mejor posible, el material aislante deberá tener una baja conductividad térmica.
He construído un calentador solar artesano, con materiales de reciclaje:
- Palet de madera para transporte de productos.
- Vidrio para tapar el calentador.
- Aislante (madera, cartón).
- Silicona para sellado de juntas de vidrio.
- Papel de aluminio para absorber el calor y transmitirlo a los tubos.
- Rejilla de condensador de frigorífico.
- Recipiente de 25 litros de agua.
- Tubos de pástico.
- Motor de pecera para mover el agua.
La utilización del motor de pecera se hizo con el fin de mover el agua a través del circuito captador. La teoría dice que el aguan fría debería ir al captador y, desde aquí, al calentarse y hacerse más ligero, subir solo al depósito acumulador. A esto se le llama termosifón. Pero debido a la gran pérdida de carga del agua al atravesar el circuito y al pequeño diamétro de este, el termosifón no funcionó y me decidí por la circulación forzada.
Advertencia: La rejilla del frigorífico debe ser comprada en un lugar adecuado en donde hayan podido recoger y reciclar apropiadamente los gases que contiene (CFC y similares) que atacan a la capa de ozono.
Se hicieron dos puebas: La primera con el papel de alumnio tal cual. La segunda con el papel de alumnio pintado de pintura negra mate.
El tubo absorbedor debe ser fjado contra el aluminio del fondo mediante bridas, con el fin de que la transferencia de calor sea óptima. Si el fondo fuera metálico, podŕia ir soldado.
El agua fŕia, debe entrar al dispositivo por debajo y salir por arriba hacia el depósito de agua caliente.
Las dimensiones son 1m de longitud y 56 cm de anchura.
A nuestras latitud llega, en buen tiempo, una potencia energía solar de 1000 wat/metro cuadrado. En el aprovechamiento de esta energía influyen variables como la orientación hacia el sol, la inclinación (latitud + 10 grados).
Aunque el rendimiento del sistema es muy escaso, en las pruebas que he realizado he obtenido resultados aceptables (dado la escasa calidad de los materiales, poco aislamiento, etc…)
Un factor importante es el aislamiento total y, sobre todo el del depósito de agua. Influyen la temperatura ambiente, ausencia de nubes, viento…
Gastos: Dado que todo es de reciclaje, el único gasto fue el de la silicona aislante (unos 3€). Sin embargo, la compra del motor de pecera para mover el agua, supuso uno 35€)
Resultados (en un proximo post)
Dedicado a Javier P.C. por el interés demostrado en el proyecto.
