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Panel Solar Solarfree

 

Comparativa de Tecnologías en la Captación de la Energía Solar Térmica

Existen básicamente dos tipos de colectores solares de energía solar térmica, los más comunes son el Colector Plano (flat-plate) y los Colectores de Tubos al Vacío. Dentro de los colectores de tubos al vacío se encuentran los evacuados y los no evacuados cuya diferencia es que en los evacuados no circula agua por los tubos, sino la existencia de un “tubo de calor” que da el nombre a la tecnología Heat Pipe.

Colector de Tubos al Vacío Heat Pipe de Solar Free.

Funcionamiento de la tecnología Heat Pipe dentro Tubo al Vacío.

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El colector plano (flat-plate) es una caja aislada impermeable que contiene una lámina de absorción oscura debajo de una o varias cubiertas traslúcidas. El agua es calentada conforme va pasando a través de la tubería que está localizada debajo de la lámina de absorción.

Los colectores de tubos al vacío están hechos en líneas paralelas. Cada uno consiste de un tubo exterior y uno interior o tubo de absorción; este está cubierto con una capa especial que absorbe la energía solar e inhibe la pérdida de calor radiante. El aire es evacuado (extraído) del espacio entre los dos tubos para formar el vacío, el cual elimina la pérdida de calor convectivo y conductivo y calienta el agua que fluye dentro de él en el caso en que circula agua por ellos y calienta el tubo de calor en el caso de los tubos al vacío Heat Pipe.

El componente clave es el colector de tubo de vidrio al vacío, con la más alta y avanzada tecnología disponible para el aprovechamiento y almacenamiento de energía calorífica.

Un tubo colector al vacío puede ser comparado a un termo de vidrio aislado al vacío y el sistema de colector plano no puede igualar esta característica térmica. Los tubos colectores de vidrio son superiores a los colectores planos en varias maneras.

Debido a la forma cilíndrica del tubo al vacío, el sol siempre esta impactando a los tubos en un ángulo que es perpendicular a su superficie esto reduce la reflexión y maximiza la cantidad total de radiación solar a la que los colectores están expuestos cada día.

Los colectores planos tienen la desventaja de que el Sol está solo perpendicular a los colectores en el medio día y es por esto que una proporción de luz solar que impacta a la superficie del colector va a sufrir reflexión.

• El vacío en el tubo reduce grandemente la pérdida de calor, conductiva y convectiva del interior del tubo. Los tubos son capaces de absorber la energía de los rayos infrarrojos y ultravioleta que pueden pasar a través de las nubes. El viento y las bajas temperaturas también tienen mínimo efecto en la eficiencia de los tubos colectores al vacío comparados con los colectores solares planos que pueden producir una cantidad similar de calor que los tubos colectores al vacío, pero generalmente solo durante tiempos de calor, en condiciones soleadas cercanas al mediodía, y sin viento.


• La cantidad de calor por metro cuadrado proporcionado por el tubo al vacío es mucho mayor que la de los colectores planos.

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Tubos de Vidrio al vacío

El componente clave de los calentadores solares son los tubos de vidrio al vacío de alta tecnología que absorben rayos solares directos (radiación solar directa) y el calor del medio ambiente aún cuando esta nublado (radiación solar difusa).

Renombrados institutos de investigación de Alemania e Inglaterra inventaron y experimentaron con tubos al vacío como colectores de energía solar. La tecnología es ahora muy aceptada por todo el mundo y ha sido usada por varios años en países como Alemania, Inglaterra, Canadá y China. Anteriormente este sistema era mucho más caro que el sistema común de serpentín. Recientemente ha crecido el uso de sistema de tubos al vacío, se han abierto más fábricas produciendo más volumen, y a la vez el precio está al alcance de más gente.

Cada tubo de vidrio al vacío consiste en dos tubos de vidrio. El tubo exterior esta hecho de boro silicato transparente de alta resistencia capaz de resistir el impacto de un granizo de hasta 2.5 cms. de diámetro. El tubo interior esta también hecho de vidrio de boro silicato, pero este está recubierto con nitrato de aluminio que tiene una excelente absorción del calor solar y mínimas propiedades de reflexión.

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El Colector plano presenta varios inconvenientes frente a los de tubos al vació, tales como:

• Bajo rendimiento.
• Su rendimiento decrece bruscamente de acuerdo a la temperatura externa ambiente y nivel de radiación.
• Baja presión de trabajo, 3 bar.
• Mala transmisión térmica en unión tubo-aletas. (Soldadura con estaño)
• Acumulación excesiva de polvo sobre su cubierta de acuerdo a la inclinación.
• Mayor área de colectores para la misma producción de ACS.
• El angulo de incidencia de los rayos solares es crítico. (Reflexión)
• Tienen la desventaja que el sol está solo perpendicular a los colectores al medio día. El resto del día hay mucha refracción.
• La cantidad de calor por metro cuadrado proporcionado por los colectores planos es mucho menor que la de los colectores de tubos al vació.
• El impacto de algún objeto sobre la cubierta del colector plano puede romper el vidrio y como consecuencia una perdida de rendimiento muy importante.
• Deterioro por corrosión galvánica.
• Muy sensible en zonas con temperaturas bajo cero.
• Al ser instalados en zonas con variaciones de temperaturas muy altas en el día y muy bajas en la noche (-0°C) se produce dilatación y contracción de la soldadura con estaño de aleta captadora-tubo, que finalmente produce aislación térmica entre ambos.

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