Colectores o captadores solares: función y precios

• ¿Qué es un colector solar?
• ¿Cómo funcionan los colectores solares?
• ¿Para qué sirve un colector solar?
• Tipos de colectores solares
• Aplicaciones de los colectores solares
• ¿Qué hay que tener en cuenta al momento de la instalación?

Fuente de la imagen: ©Roy - Fotolia.com

La técnica de la que se vale es crear un mini efecto invernadero dentro del colector (el mismo principio que se puede experimentar al entrar en un coche aparcado al sol en verano):

• El vidrio opaco superior deja pasar cierta parte de la radiación solar dentro del colector, que se transforma a su contacto con la placa interior.

• La radiación resultante es incapaz de pasar a través del vidrio opaco superior, por lo que el calor se acumula en el interior del colector creando un pequeño efecto invernadero.

• Al paso por el intercambiador de calor, el fluido del depósito cercano se calienta y transporta esa energía térmica a donde se desee.

En el siguiente vídeo, podemos ver la forma de funcionamiento de un colector o captador solar:

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• El colector toma la energía que viene del Sol. Por lo general, esta energía se convierte en calor, el cual es aprovechado para calentar agua y distribuirla en casas y negocios.

• Algunos colectores toman la energía del Sol para convertirla en electricidad. Esta se puede aprovechar para encender luces y aparatos eléctricos, inclusive algunos colectores solares se utilizan para alumbrar las calles y las carreteras con el propósito de hacerlas más seguras.

• Algunos colectores están diseñados de tal forma que pueden almacenar el calor producido en el día y utilizarlo durante la noche, razón por lo que algunas personas transforman sus casas en colectores para mantenerlas a una temperatura cálida a un bajo costo.

• Otros están hechos de tal forma que el colector solar permite enfocar la energía del sol en un punto para crear temperaturas más altas en un lugar específico para calentar fluidos.

Hay muchos tipos de colectores solares en el mercado. Sin embargo, debemos tener en cuenta la función para la que buscamos los diferentes tipos de colectores solares y de esta forma darle según el tipo, un debido uso:

1. No concentradores: el área colectora (la que intercepta la radiación solar) es la misma que la que se encarga de absorber el calor.

2. Colectores con almacenamiento interno: tienen una capacidad térmica adicional sin requerir un tanque de almacenamiento por separado.

3. Colectores planos y de tubos de vacío: se usan para calentar o enfriar espacios y agua.

4. De aire: calientan el aire directamente. Son usados en los sistemas comerciales e industriales de calefacción, ventilación y aire acondicionado. Se clasifican en dos categorías:

4a. Con cristal: es un tipo de colector solar o captador solar que minimiza la pérdida de calor.

4b. Sin cristal: plato absorbente que deja pasar el aire a través del mismo y de esta forma separar el calor.

5. Tazón: opera de forma similar al plato parabólico, sólo que tiene un espejo esférico con un receptor de seguimiento.

1. Colectores cilindro-parabólicos: generalmente usados en plantas de energía solar. Están compuestos por un reflector parabólico en forma de canal que se utiliza para concentrar la luz solar en un tubo aislado o de calor, colocando un refrigerante en el punto focal, mismo que transfiere el calor de los colectores a las calderas en la estación de energía.

2. Plato solar parabólico: este es el tipo de colector más poderoso. Consta de una o más parábolas que concentran la energía solar en un solo punto focal.

3. Torre de poder: es una gran torre rodeada de espejos, que se alinean y concentran la luz solar sobre el receptor en la parte superior de la torre, el calor se transfiere a una estación eléctrica de potencia situada al pie de la torre.

Ya hemos podido observar anteriormente que un captador solar, gracias a su funcionamiento, se le podrían dar muchos diferentes tipos de aplicaciones. Sin embargo, a continuación nos queremos centrar en las más comunes al referirnos a instalaciones para viviendas o uso dómestico:

Los usos que se les pueden dar a los colectores solares son principalmente estos cuatro:

1. Apoyo a la generación de agua caliente en el hogar

Se debe ser muy claro en que estos sistemas no pretenden reemplazar los métodos tradicionales, sino integrarse a ellos para lograr un ahorro de las energías no renovables y generar así un beneficio ecológico y económico para el usuario.

2. Calentamiento de agua para piscinas

Aunque realizar un cálculo de este tipo es complicado, se puede tener como referencia que si se colocan tantos metros cuadrados de colector como el 50% de la superficie de la piscina, el agua de la misma incrementaría su temperatura en 8 ºC. Además se debe tener en cuenta que el sol incidirá directamente sobre ella y de noche se podría recubrir para reducir las pérdidas.

3. Calefacción de hogares

Mediante la conexión de la salida del acumulador a una serie de radiadores, se puede lograr que el agua caliente circule a través de ellos dentro del hogar. La temperatura necesaria que debe tener el agua oscila entre los 40ºC a 60ºC. Aunque debemos tener en cuenta que no siempre será suficiente con el Sol, y necesitaremos de sistemas tradicionales para completar la cantidad de calor que necesitaremos para la calefacción.

4. Pre-calentamiento de agua para usos industriales

Mediante una gran cantidad de colectores se puede lograr un pre-calentamiento de agua para usos industriales. Aunque en la industria se necesitan temperaturas más altas de las que puede brindar el colector, este pre-calentamiento que se le puede brindar permitiría ahorrar energías convencionales. Recordemos que: es más eficiente calentar grandes volúmenes de agua a temperaturas medias que calentar pequeños volúmenes de agua a altas temperaturas.

Los colectores solares no térmicos también pueden ser utilizados para generar electricidad para industria u hogares. Para la generación de la misma se debe contar con una instalación de placas solares fotovoltaicas. En muchas viviendas españolas existen instalaciones de colectores solares para hacerse con una gran parte de la electricidad que se consume dentro de la misma.

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