No hay duda de que la mayoría de nosotros tenemos sistema de calentamiento de agua doméstico.

Pero, ¿se siente cómodo con las altas facturas de energía? Sin embargo, la calefacción puede hacer que el costo de las facturas de electricidad se dispare.

Es por esto que muchas personas prefieren no instalar estos sistemas.

¿Sabe que la energía solar se puede utilizar para alimentar su sistema de agua caliente sanitaria?

Puede hacer esta función muy bien, al igual que el sistema de calefacción eléctrico.

¿Cómo aprovechar la energía solar para calentar agua?

Una forma es mediante el uso de un colector solar térmico de placa plana.

¿Pero como funciona?

Para darle una perspectiva más amplia, vamos a discutir los fundamentos de un colector de panel de placa solar.​

1.1 ¿Qué es el colector solar térmico de placa plana?

Empezar es la definición.

Un colector de placa plana es una caja de metal de tamaño considerable que consta de una cubierta (cristal) en la parte superior y una placa absorbente en la parte inferior.

La cubierta o glaseado está hecha de material plástico o vidrio.

Los lados de esta caja están bien aislados para evitar la pérdida excesiva de calor.

1.2 Componentes de un colector solar de placa plana

Veamos los componentes principales de un colector solar de placa plana.a) Placa absorbente

Una placa absorbente generalmente está hecha de cobre de alta calidad. Algunos están hechos de acero, mientras que otros de plástico.

La superficie de la placa está cubierta con un material negro. Esto es para aumentar su poder de absorción.

Para placas de cobre y acero, puede aplicar un recubrimiento personalizado.

El tipo de recubrimiento tendrá un impacto directo en el desempeño del panel.b) Pasajes de flujo

A veces puedes llamarlos tubos.

Su trabajo es conducir el fluido de trabajo. La transferencia de calor pasa a través de ellos.

Los tubos suelen estar unidos a la placa absorbente. En algunos sistemas, los tubos forman parte de la superficie absorbente.

Los pasajes de flujo siempre deben colocarse debajo de la placa absorbente.

El diámetro de los tubos puede variar en función del tamaño del conductor térmico solar.c) Placa de cubierta/Acristalamiento

Esta es una cubierta transparente que se coloca sobre la placa absorbente.

Su función es reducir la convección que es probable que provoque la pérdida de calor.

La placa de cubierta también minimiza la radiación de la placa absorbente.

Una placa plana puede tener una o dos placas de cubierta.

El acristalamiento puede estar hecho de plástico o material de vidrio.d) Aislamiento

Un panel solar típico tiene aislamientos en los lados y en la parte posterior. Estos materiales están hechos de fibra de vidrio.

¿Qué hace el aislamiento?

La función principal de los aislamientos es minimizar la pérdida de calor.

Recinto

Un gabinete es una caja que contiene todos estos componentes juntos.

Proporciona protección contra los caprichos de la naturaleza, como el mal tiempo.

Un recinto también proporciona cierto nivel de protección contra daños físicos.

Un recinto también mantiene el sistema compacto. Esto hace que sea más fácil de operar.

Entonces, ¿cómo funciona un colector térmico de placa plana?

La luz del sol penetra a través del acristalamiento directamente a la placa absorbente.

La placa absorbente se calienta convirtiendo la energía solar en calor.

Esta energía térmica se transfiere luego al fluido que se encuentra en los tubos. Los fluidos comúnmente utilizados son agua y aceite. En algunos casos, también se puede utilizar gas.

Para el sistema de agua caliente sanitaria, utilizará agua.

La transferencia de la energía térmica es por convección.

¿Cómo conservan la energía térmica los colectores solares térmicos de placa plana?

El acristalamiento o cubierta evita que se escape el exceso de calor que es irradiado por el absorbedor.

Crea lo que comúnmente se conoce como efecto invernadero en el colector.

Además, la cubierta transparente evita que el viento enfríe el absorbedor.

El aislamiento en los laterales y parte posterior del panel evita la pérdida de calor por conducción.

Todas estas razones explican por qué una placa solar térmica plana es capaz de retener el calor durante mucho tiempo.

Calentamiento Directo e Indirecto en Colector Térmico de Placa Plana

¿Cómo puedo calentar mi agua con el sistema?

El colector solar térmico de placa plana utiliza un mecanismo de remolque para calentar el agua. Ellos son:

-Sistema de calentamiento de agua solar directo

-Sistema de calentamiento de agua solar indirecto

Un sistema de calentamiento solar de agua directo se conoce como un sistema activo de circuito abierto.

Aquí se utiliza una bomba para hacer circular el agua en el sistema.

El agua fría se bombea desde su fuente de agua a un tanque de almacenamiento.

Desde el tanque, el agua pasará por el colector solar donde se calentará.

El agua calentada luego fluirá de regreso al tanque de almacenamiento para formar un circuito completo.

A continuación, obtendrá agua caliente del acumulador.

Un sistema de calentamiento de agua solar indirecto también se conoce como sistema de circuito cerrado.

Aquí se utiliza un intercambiador de calor para distribuir el calor del colector de placas al agua en el tanque.

Utiliza bombas para suministrar calor desde el intercambiador al colector.

1.4 Especificaciones técnicas del calentador de agua solar de placa plana

¿Hay algún detalle técnico de un calentador de placa plana que deba saber?

Aquí hay detalles específicos que necesita saber sobre el colector de panel plano:

• Tamaño del colector: 2000 mm * 800 mm * 800/ 2400 mm * 800 mm * 80 mm

• Grosor de la placa absorbente 0,4 mm

• Material del tubo colector alambre de cobre

• Colector de calor Placa de cubierta Vidrio templado bajo en hierro

• El absorbedor está hecho de cobre y alambre.

• Tiene una tasa de absorción de 0.94±0.2

• El tanque interno está hecho de esmalte.

• Material aislante de algodón aislante de fibra de vidri

¿Cuáles son los colectores solares térmicos más populares del mercado?

Además del colector solar térmico de panel plano, también debe conocer otros tipos de colectores solares térmicos.

Ellos son:

-Sistemas solares térmicos de tubos de vacío

-Paneles termodinámicos.

-Colector de aire solar térmico

-Cuenco colector solar térmico

Antes de decidir cuál es el mejor, echemos un breve vistazo a ellos.

2.1 Sistema solar térmico de tubos de vacío

Este es uno de los sistemas de calefacción solar más populares del mercado.

Te encantará por su eficacia. Tiene una eficiencia energética del 70 por ciento.

El sistema de calefacción tiene una construcción sólida y un sistema de aislamiento a prueba de calor.

El colector contiene tubos de vidrio que proporcionan un aislamiento adecuado.

2.2 Paneles solares termodinámicos

Estos son los últimos avances en la energía solar.

Por eso es posible que no hayas oído hablar de ellos.

A diferencia de otros, los paneles solares termodinámicos no utilizan el calor de radiación para calentar los fluidos de trabajo.

En cambio, calientan un refrigerante.

Los refrigerantes recogen el calor del panel solar y lo convierten en gas. Se comprime aún más para elevar su temperatura.

Luego, el gas caliente pasa a través de un intercambiador de calor. Aquí proporciona una temperatura adecuada para calentar el agua.

2.3 Calentadores de agua solares por lotes

Son los colectores solares térmicos más antiguos.

Están hechos de tanques de almacenamiento negros que están bien aislados.

El tanque está cubierto por un material transparente para permitir la penetración de la luz solar.

Los últimos modelos de calentadores por lotes se utilizan principalmente para el precalentamiento.

El agua de estos sistemas de calefacción se somete a un calentamiento adicional por parte de otros sistemas.

2.4 Colector solar térmico de aire

Como sugiere el nombre, los colectores de aire térmicos solares se utilizan para calentar el espacio.

¿La temperatura ambiente es demasiado baja para ti?

¿Quieres ahorrar en la factura de la luz? Esta es la mejor alternativa a los calentadores convencionales.

El colector de aire solar térmico es altamente eficiente energéticamente. Por esta razón, se utilizan principalmente en edificios comerciales.

Esto no debería impedirle usarlo en su hogar.

¿Hay alguna diferencia estructural entre estos calentadores y otros?

Sí.

Una de las características más exclusivas de estos sistemas es que no están vidriados.

El sistema tiene una capa superior transparente. Esto es diferente a los paneles de placa plana.

Al igual que otros colectores solares térmicos, la placa circundante está aislada. Esto ayuda a minimizar cualquier pérdida de calor.

Pero, ¿cómo funciona el sistema?

Como no está vidriado, se hace pasar aire frío a través del absorbedor. Mientras lo hace, acumula el calor. Esto termina calentando la habitación.

2.5 Colector Solar Térmico Tazón

El nombre lo dice todo. Este colector solar térmico tiene forma de cuenco.

Es bastante similar a un plato parabólico. Solo que tiene un espejo fijo.

La forma esférica del cuenco ayuda a enfocar la luz del sol en un punto. Se las arregla para lograr esto independientemente de la posición del sol.

¿Cuál es el uso del colector solar de tazón?

Para serle sincero, puede ser bastante difícil instalar este colector de calor solar térmico en su hogar.

La luz solar dirigida del sistema se puede utilizar para producir energía de calefacción.

Hasta la fecha, el sistema se utiliza para la cocción al vapor.