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La energía termal del sol puede ser utilizada
para calentar agua a temperaturas inferiores a los 100ºC o para la
calefacción de ambientes. El agua caliente para consumo domestico ocupa
el segundo puesto en el consumo de energía de una vivienda típica.
Las tecnologías solares termales de bajas
temperaturas, y en especial las tecnologías que no generan electricidad
se basan en los principios científicos del efecto invernadero para
generar calor. La radiación electromagnética del sol, incluyendo la luz
visible e infrarroja, penetra dentro de un colector y es absorbida por
alguna superficie ubicada dentro del mismo. Una vez que la radiación es
absorbida por las superficies dentro del colector, la temperatura
aumenta. Este incremento en la temperatura puede ser utilizado para
calentar agua, secar comida y granos, desalinizar agua o cocinar comida.
Calentadores domesticos solares para agua
Un sistema de calefacción de agua esta compuesto
principalmente por los siguientes elementos:
- Uno o más colectores para capturar la
energía del sol.
- Un tanque de almacenamiento.
- Un sistema de circulación para mover el
fluido entre los colectores y el tanque de almacenamiento.
- Un sistema de calefacción
auxiliar.
- Un sistema de control para
regular la operación del sistema.
Colectores
Colectores de placa plana
Los colectores de placa plana son sofisticados
invernaderos que atrapan y utilizan el calor del sol para aumentar la
temperatura del agua hasta alrededor de los 70ºC.
Estos colectores consisten en una caja
herméticamente cerrada con una cubierta de vidrio algún otro material
transparente. En su interior se ubica una placa de absorción la cual
esta en contacto con unos tubos por los que circula un liquido que
transporta el calor. Existen un gran número de diferentes
configuraciones de los tubos internos en los colectores de placa plana.
Colector de serpentina
Colector de de tubos paralelos
Los colectores tradicionales, como los de
serpentina o los de tubos paralelos, consisten en varios tubos de cobre
orientados en forma vertical con respecto al colector y en contacto con
una placa de color oscuro, generalmente esta placa es metálica aunque
que en algunos casos puede ser de plástico o algún otro material.
En el caso de los colectores de tubos paralelos,
se colocan tubos de mayor sección en la parte inferior y superior, para
asistir a la extracción de agua caliente y al ingreso de agua fría para
su calefacción.
La placa de absorción es aislada de la pared
exterior con material aislante para evitar pérdidas de calor.
En los últimos años se han desarrollado platos
compuestos de superficies de absorción selectiva, hechos de materiales
con fuerte absorción de la radiación electromagnética y baja emisión.
Colectores de tubo de vacío
Los colectores de tubo de vació se encuentran
entre los tipos de colectores solares más eficientes. Estos colectores
se aprovechan al máximo en aplicaciones que requieren temperaturas
moderadas, entre 50 ºC y 95 ºC, funcionan hasta en climas muy fríos.
Los colectores de tubo de vacío poseen un
absorbedor para capturar la radiación del sol que está sellado al vacío
dentro de un tubo. Las perdidas térmicas de estos sistemas son muy bajas
incluso en climas fríos.
Tanques de almacenamiento.
Existen varios tipos de tanques de
almacenamiento para agua caliente. Los utilizados más frecuentemente con
colectores de placa plana en sistemas nuevos son los sistemas
integrados, donde los tanques de almacenamiento son montados junto con
los colectores, generalmente sobre el techo. Los tanques son ubicados
sobre los colectores para aprovechar el efecto de termosifón. La
densidad del agua varía según la temperatura. En general, el agua es más
densa a mayores temperaturas de lo que es a menor temperatura. Los
sistemas de termosifón hacen uso de este principio para hacer circular
agua a través del colector, el agua fría, proveniente de la cañería,
atraviesa el colector mientras el agua caliente es extraída del tanque
de almacenamiento. Para que el termosifón sea exitoso es esencial que
los caños tengan el diámetro adecuado. Las principales ventajas del uso
de sistemas con tanques de almacenamiento integrados son que el sistema
es más rentable para quienes lo instalen y el agua caliente se
suministra a la presión de las cañerías.
Los sistemas de alimentación por gravedad
también pueden ser utilizados para almacenar agua de los colectores de
placa plana. En esta configuración, el tanque es instalado en una
cavidad en el techo, y únicamente el colector es expuesto al sol. La
posición de los colectores debe ser la adecuada para permitir que se
produzca termosifón en forma natural.
Agradecemos a http://www.textoscientificos.com/energia/solar/calentadores
por esta aportacion
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