Lo que necesitas saber de los colectores solares



Dónde y cuándo se inventaron los sistemas de calentamiento por radiación solar. En qué consisten y cómo funcionan. Claves para utilizarlos correctamente y sus características técnicas para cada región bioclimática de la Argentina.

Los colectores solares planos para el calentamiento de agua fueron desarrollados a principios del siglo XX (William J. Bailey, 1911) y tuvieron un gran éxito comercial en los EE.UU. Ese colector estaba compuesto por una serpentina de cobre soldada sobre una chapa metálica pintada de negro, dentro de una caja aislada térmicamente con fieltro y con un vidrio plano en la parte superior. No necesitaba bomba recirculadora de agua porque aprovechaba la energía solar para activar la circulación del líquido por diferencias de temperaturas.

Para garantizar suficiente agua caliente en épocas de mal tiempo o mucho uso, Bailey recomendaba añadir un calentador auxiliar. El sistema podía conectarse a una cocina de leña, un calentador a gas o un horno de carbón.
Para aumentar la eficiencia del sistema hay tres componentes importantes: el panel (colector o captador solar), el tanque de acumulación y las cañerías.

 

En cuando a los paneles hay que considerar:

  • Orientación. En el hemisferio sur, los colectores deberán orientarse al norte para aprovechar las horas de sol a lo largo de todo el año. Son admisibles variaciones hacia el este u oeste no mayores a 20 grados. Deben evitarse todas las sombras arrojadas porotros colectores, edificios, árboles o irregularidades del terreno.
  • Inclinación. La inclinación óptima del panel será la que asegure la máxima radiación solar en el momento más desfavorable del año: el invierno. La mayor captación solar se obtiene colocando el colector en forma perpendicular a los rayos del sol. Por ejemplo: en Buenos Aires (latitud S34,5°) la pendiente del sol en invierno será de 33°. El ángulo inclinación será 90°-33° = 57°.
  • Colectores y regiones bioclimáticas. En las regiones muy cálida y cálida (I y II) los colectores pueden ser más simples ya que la radiación solar diaria y la temperatura ambiente son altas.
Panel solar
Panel solar

Pueden tener menor aislamiento térmico y un solo vidrio como cubierta. En las regiones templadas (III y IV) se debe analizar el uso de un DVH y un buen aislamiento térmico del panel y el tanque acumulación. En las subzonas secas con frecuentes heladas, un solo vidrio podría no ser suficiente, y si se congela el agua en la serpentina del panel, puede romperlo.

Para San Luis, por ejemplo, se desarrolló un plano captador de acero inoxidable que permite la dilatación por congelamiento sin roturas. En las zonas fría y muy fría (V y VI, sur de la latitud 40°) el panel plano no es suficiente por la baja radiación solar. Es mejor usar sistemas con tubos Pirex evacuados o tubos con concentración lineal.

Para prevenir la destrucción por congelamiento, hay que usar un sistema indirecto donde el agua circule en un circuito cerrado con anticongelante que ceda calor en un intercambiador. En estos casos se requiere una bomba recirculadora y el tanque de acumulación debe quedar a cubierto.

funcionamiento de un panel solar
funcionamiento de un panel solar

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