Cabe destacar que, aunque las palabras placas, paneles, módulos y colectores son usados como sinónimos, existen algunas diferencias entre ellas. El aprovechamiento de la energía solar se realiza principalmente mediante dos procedimientos profundamente distintos: uno es la generación de electricidad, mientras que el otro es la acumulación del calor; para el primer caso, se usan los módulos, placas o paneles fotovoltaicos, mientras que para el aprovechamiento del calor, disponemos de los colectores solares que, obviamente, estan construidos con una tecnología muy diferente a los anteriores. Pasamos a detallar los diferentes tipos de colectores.
Placas solares o módulos fotovoltaicos
Dentro de una instalación fotovoltaica, el componente más conocido es la placa, módulo o panel solar, que usa ciertos materiales semiconductores y capta los fotones transmitidos en la luz solar para transformarlos en una corriente continua de electrones, es decir, en electricidad.
Estos materiales están dispuestos en conjuntos de células, interconectadas en serie o en paralelo y protegidas por un vidrio en la parte superior y por varias capas plásticas en la parte posterior, todo ello reforzado mediante un marco metálico. En la parte posterior se encuentran las conexiones eléctricas pertinentes.
Existen tres tipos principales de módulos, en función del material que forma las células:
- materiales amorfos: tienen un alto grado de desorden en la estructura de los átomos. Su construcción es simple y barata.
- materiales policristalinos: disponen de más calidad que los anteriores, por lo que su efectividad es mayor. También son más caros.
- materiales monocristalinos: son los de mayor calidad, aunque en los últimos años han sido casi alcanzados por nuevas patentes de policristalinos, y en la actualidad su rendimiento es solo ligeramente superior.
Colectores solares para energía térmica
Los colectores solares más comunes son los denominados planos. Están constituidos por una placa absorbente, que debe ser oscura para tener el máximo índice de absorción de calor y el mínimo de reflexión, esto es, aprovechar al máximo la energía de los rayos del sol y minimizar las pérdidas.
Soldado a la placa, un serpentín de tubos de cobre se calienta con el calor que le transmite la placa y que, seguidamente, calienta el líquido que fluye por su interior. Estos elementos están protegidos por un cristal muy resistente, para soportar una buena granizada, y con bajo contenido en hierro para tener el máximo índice de transparencia (menores pérdidas por reflexión y absorción).
Todo el conjunto es perfectamente aislado, con poliuretano o fibra de vidrio, para reducir al máximo las pérdidas.
Cabe mencionar que el fluido que circula por dentro del serpentín es anticongelante y no agua, como podría parecer, protegiendo así al captador de posibles heladas.
Colectores solares de tubos de vacío
Los colectores solares de vacío incluyen una innovación: se ha hecho el vacío en el espacio que queda entre el cristal protector y la superficie absorbente. Con este cambio se consigue eliminar las pérdidas por convección interna, ya que internamente no hay aire que pueda transferirlas, y aumentar así la temperatura de trabajo y el rendimiento.
La forma de estos captadores ya no es plana, sino cilíndrica, ya que permite efectuar mejor el vacío en su interior. Además, los colectores de tubos de vacío permiten la integración de concentradores cilíndrico-parabólicos (CPC) con lo que se consigue mejorar el rendimiento durante las estaciones en que los rayos solares no inciden en el ángulo óptimo.
También permiten adaptarse mejor a aquellos casos en que no pueden colocarse a la inclinación o dirección óptimas, donde los paneles planos tendrían muy poco rendimiento. Esta propiedad hace que los captadores de tubo de vacío CPC puedan integrarse perfectamente a la arquitectura.
Colector solar termosifónico
Si se quiere ahorrar al máximo en la producción de agua caliente sanitaria, los equipos temosifónicos no consumen energía eléctrica, ya que funcionan sin bomba.
Esta capacidad ayuda a disminuir el consumo energético de una vivienda y convierte a los equipos en autónomos: siguen funcionando aunque el sistema eléctrico falle.
El hecho de ser autónomos hace muy atractiva su aplicación en aquellos lugares remotos donde no llega la red eléctrica. Así, se puede producir agua caliente aunque el grupo generador eléctrico esté desconectado.
Principio de funcionamiento
Los equipos termosifónicos funcionan por gravedad. El sol calienta el fluido que está en su interior, éste aumenta de temperatura disminuyendo su densidad y fluye hacia la parte superior, dejando que el fluido más frío ocupe su lugar para calentarse.
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