Una característica fundamental que limita el desarrollo de la energía solar térmica es la falta de divulgación de la misma. Aquí se exponen algunas preguntas comunes. Cualquier duda no contemplada en esta web no dude en ponerse en contacto con Intersolar.
¿Cuáles son los elementos básicos de un colector solar térmico?
Elementos fundamentales.
Cubierta: Es el primer elemento con el que se encuentra la radiación solar. Debe ser lo más transparente a la radiación de longitudes de onda del espectro solar (aprox. Desde 0.29 µm, ultravioleta a 3 µm, infrarrojo) y lo más opaco a las longitudes de onda mayores a 3 µm. De esta manera se minimizan tanto las pérdidas ópticas como las térmicas. El material por excelencia es el vidrio aunque también hay algunos casos en los que se usa policarbonato (pero con un rendimiento óptico menor).
Placa de absorción (PA): Su función es absorber el máximo posible de radiación solar para lograr su calentamiento. A tal fin se usan pinturas del tipo selectivas que maximizan la absorción de la radiación electromagnética dentro del espectro solar y minimizan la emisión para longitudes de onda mayores al infrarrojo.
Tubos: Vinculados a la placa son los que transportan el fluido a calentar. Es esencial en ellos (y en la placa) que estén hechos de materiales buenos conductores del calor como cobre y aluminio.
Aislante térmico: Para minimizar las pérdidas de calor tanto en la parte posterior del colector como en sus costados se colocan materiales con una conductividad térmica muy baja.
Bastidor: Es la estructura que soporta todos los elementos anteriores y la que le provee la vinculación con el elemento de la construcción en donde irá fijado (techo, estructura independiente, etc).
El funcionamiento es el siguiente:
- El Colector solar térmico (CST) absorbe la energía de la radiación solar incidente sobre el mismo.
- El CST se calienta transfiriendo el calor que absorbió al fluido que por él circula. El proceso de calentamiento es similar al mismo que ocurre en un invernadero. De esta manera se minimizan las pérdidas originadas por factores como el viento por ejemplo.
- Como no existe una máquina 100% eficiente el CST tiene pérdidas térmicas por los tres mecanismos de transmisión del calor (conducción, radiación y convección) además de pérdidas ópticas en el vidrio de la cubierta. El CST que logre minimizar esas pérdidas maximizará la energía solar disponible para calentar el fluido y minimizará el área de CST necesarios para un determinado proyecto.
- A su vez las pérdidas térmicas del punto 3 dependen de la temperatura ambiente y de la temperatura del fluido con lo cual el rendimiento del colector es función también de estos dos parámetros.
¿Qué pasa los días nublados?ARRIBA
La radiación solar que llega a nivel del suelo puede dividirse en dos grandes grupos. Radiación DIRECTA es la que proviene directamente del disco solar y no se desvía por fenómenos de dispersión y absorción de la atmosfera (genera sombra) y radiación DIFUSA que proviene de toda la bóveda celeste ya que es dispersada y absorbida por los componentes de la atmósfera antes de llegar al nivel del suelo. Durante un día nublado toda la radiación es DIFUSA (no se generan sombras ya que la radiación solar viene de todos lados y la DIRECTA es dispersada por las nubes que encuentra a su paso). Todo esto significa que habrá distintos niveles de Irradiancia (Potencia Solar) disponible según las condiciones meteorológicas reinantes. Por lo tanto es crucial que el CST tenga una curva de rendimiento normalizada para poder hacer una evaluación de su rendimiento según las distintas variables ambientales y determinar si es adecuado al proyecto en cuestión.
¿Funciona de noche?ARRIBA
Los colectores solares térmicos funcionan calentando un fluido por medio de la absorción de la radiación solar. Esto solo ocurre durante el día. El gran desafío de dicha energía consiste (y al respecto se han desarrollado técnicas ingenieriles simples y eficaces) en asegurar la oferta de fluido calentado en cualquier momento en que se lo demande. Para eso se necesita la acumulación de la energía térmica en tanques de agua caliente. De esta manera se puede contar con agua caliente en los períodos en donde no hay radiación solar además de cumplir con la autonomía del proyecto.
¿Funciona para la ciudad?ARRIBA
Si. La contaminación del aire (smog) no solo constituye una amenaza para las vías respiratorias de los habitantes de las ciudades. También reduce en un pequeño porcentaje la radiación solar disponible para aplicaciones solares. Sin embargo este no es un impedimento para el uso de un sistema solar térmico en la ciudad. La ubicación de los CST es fruto de un muy cuidadoso estudio a realizar por nuestros profesionales dado que la proyección de sombras (tanto las presentes como las futuras) son tenidas en cuenta para la determinación de la superficie necesaria de colectores solares (principal variable económica del sistema solar térmico).
¿Cuál es el costo de un Sistema Solar Térmico?ARRIBA
Elegir un sistema solar térmico implica un cambio en el punto de vista sobre el costo real de un sistema energético determinado.
Haciendo un análisis estrictamente económico costo total = costo inicial + costo operativo.
Un sistema solar térmico generalmente (puede no ser así en algunos casos) tiene un costo inicial más elevado que un sistema térmico convencional.
Por otro lado el costo operativo con un sistema solar térmico disminuye notablemente resultando en una mayor autonomía respecto de los combustibles de tipo convencional así como en las variaciones de sus precios actuales y futuras (inflación).
Existe otro punto de vista, complementario al económico, que tiene en cuenta aspectos como:
- Sustentabilidad (Grado de impacto ambiental).
- Seguridad (posibilidad de accidentes).
- Regularidad del servicio (continuidad en el suministro).
Cuantificar este último punto de vista excede el objetivo de esta página web. Con ello simplemente se quiere ilustrar sobre los beneficios de un sistema solar térmico.
¿Qué pasa en climas fríos?ARRIBA
El principal peligro de los climas fríos reside en el posible congelamiento del líquido a calentar en los períodos en los que no hay radiación solar disponible (de noche y en invierno). Esto es importante en un colector solar que utilice agua como fluido dado que la misma se expande al congelarse con el riesgo de rotura de cañerías. Hay diversas soluciones al respecto como por ejemplo la utilización de fluidos anticongelantes utilizando un circuito cerrado, vaciado del colector durante la noche, etc.
¿Qué precauciones debo tener al utilizar un sistema de calentamiento solar?ARRIBA
Las posibilidades de intoxicación con gases de combustión, explosiones e incendios así como también el riesgo eléctrico son inexistentes en la utilización de un sistema termosolar. Generalmente los CST se ubican en las cubiertas de los edificios o en sitios donde el tránsito de personas es ocasional.
Las precauciones necesarias son mínimas en cuanto a la seguridad. Analizando el funcionamiento de un CST se deduce que no existen riesgos en su operatoria. La mayor preocupación proviene de los casos en que las precipitaciones están constituidas por granizo. Para este caso se han desarrollado distintas técnicas y materiales correspondientes a cada colector solar térmico.
¿Cómo afecta al medio ambiente la implantación de un sistema solar térmico?ARRIBA
Durante su operación un sistema solar térmico no genera ningún tipo de emisión de sustancias nocivas para el medio ambiente. Tampoco genera ruidos dado que en su funcionamiento las partes móviles son mínimas (bombas de muy pequeño caudal en los casos de circulación forzada). La fabricación de nuestros colectores solares está realizada con materiales 100 % reciclables.
¿Cuántos años de vida útil tiene la instalación provista por intersolar?ARRIBA
Siendo el agua el fluido térmico del CST su composición química determinará en gran medida la durabilidad de todo el sistema. Otro factor que influye son las características del medio ambiente en el que se halla el sistema (atmósferas marina y/o industriales por ejemplo). Para todos estos casos se evalúan los parámetros correspondientes ponderando su influencia en el proyecto en cuestión.
En condiciones normales de operación, o sea, con agua potable según la Ley de Seguridad e Higiene y condiciones ambientales estándar podemos asegurar una vida útil mínima de 20 años.
Intersolar desarrolló un plan de mantenimiento preventivo para asegurar que la vida útil supere ampliamente aquella proyectada en el plan de inversiones del cliente.