Colectores solares
¿Qué es un colector solar?
Un colector solar es un dispositivo que capta la radiación solar del sol. La energía captada puede calentar fluidos y aire o generar electricidad. Sin embargo, es esencial distinguir entre los paneles fotovoltaicos (FV) y los colectores solares térmicos. Los paneles fotovoltaicos absorben la radiación electromagnética del sol y generan electricidad mediante semiconductores. Los colectores solares térmicos, por su parte, acumulan el calor del sol para calentar los sistemas térmicos. Los colectores solares térmicos pueden ser concentradores o no concentradores en función de su diseño, y suelen incluir un portador de calor como el aceite térmico o el agua. A continuación, nos detendremos en los distintos tipos de colectores solares (térmicos), sus características y sus usos.
¿Qué tipos de colectores solares existen?
Aunque los colectores solares están diseñados con el mismo principio básico de recoger y concentrar la energía del sol, existen varios tipos de colectores solares con diversos fines y escalas de aplicación. Además, las tecnologías de colectores solares térmicos son cada vez más populares a medida que aumenta la demanda de calefacción y refrigeración. A continuación se presentan los tipos más comunes de colectores solares térmicos.
Colectores de placa plana
Los colectores solares planos son simples cajas metálicas compuestas por un absorbedor de color oscuro, un acristalamiento transparente y aislamiento para minimizar las pérdidas de calor. La luz del sol incide sobre la placa y la radiación solar atraviesa la cubierta transparente golpeando el absorbedor de color oscuro. Entonces la placa se calienta y transfiere su calor al portador térmico. Los colectores de placa plana se utilizan principalmente para satisfacer la demanda de agua caliente y pueden reducir significativamente los costos relacionados con el calentamiento del agua. Las aplicaciones residenciales de estos colectores solares son las más comunes. Estos colectores solares ofrecen una relación precio-rendimiento factible.
Colector de tubos de vacío
Como su nombre indica, este colector solar es un colector de vacío, y se utiliza para calentar agua con una pérdida de calor mínima. Tiene una serie de tubos que están hechos de vidrio a prueba de presión. Debajo del tubo de vidrio exterior, hay un revestimiento absorbente que está conectado a un tubo de calor. Este tubo de calor contiene un fluido mantenido a cierta presión que se evapora a bajas temperaturas, lo que crea vapor en el tubo de calor individual que calienta el líquido en el tubo principal moviendo la energía térmica libre y eficazmente. Son más eficaces que los colectores planos pero su instalación es más cara y frágil.
Los dos tipos de colectores mencionados hasta ahora eran sistemas de circuito abierto en los que el agua se calienta directamente, y suelen ser más adecuados para aplicaciones domésticas que comerciales. Pasando ahora a las tecnologías de concentración solar, los colectores solares térmicos en cuestión pueden generar temperaturas mucho más elevadas concentrando los rayos del sol en un punto.
Cilindro parabólico
Los colectores solares cilindro-parabólicos son curvos y tienen una superficie reflectante para concentrar la luz solar en un tubo de calor o un tubo aislado. Se utilizan principalmente en centrales solares y aplicaciones no residenciales. Pueden generar calor hasta 200°C. Disponen de seguidores para seguir al sol de este a oeste a lo largo del día.
Disco parabólico
Los colectores de disco parabólico son colectores puntuales y se parecen mucho a enormes antenas parabólicas de televisión. Estos colectores solares recogen la luz solar siguiendo al sol y concentrando la energía solar en un punto focal al reflejarla desde sus superficies. Funcionan mejor en condiciones de sol constante. Este colector se utiliza habitualmente en centrales de energía solar y con fines de investigación.
Torre de energía solar
Este tipo de colector solar suele instalarse en una gran superficie en la que un receptor situado en lo alto de una torre recoge la luz solar concentrada que reflejan los espejos de seguimiento del sol, llamados helióstatos, que se colocan en el suelo alrededor del receptor. Estos colectores suelen instalarse en lugares más remotos, requieren un gran espacio de aplicación y alcanzan temperaturas muy elevadas. En el receptor, el calor se utiliza para producir vapor que luego acciona un turbogenerador para producir electricidad.
Industrial Solar es un proveedor pionero de la tecnología de colectores Fresnel con sus colectores LF-11. Son un tipo ventajoso de colectores solares térmicos por su bajo peso y su diseño modular, que permite una fácil instalación y ampliación del tamaño del sistema. Las industrias que pueden beneficiarse de los colectores Fresnel lineales son los sectores alimentario, textil, papelero y farmacéutico, entre otros.
Colector Fresnel lineal
Un colector Fresnel es un colector solar de concentración lineal que puede proporcionar calor hasta 400°C y funcionar con hasta 120 bares de presión. Varias hileras de espejos de cristal de seguridad de seguimiento solar de un solo eje captan la luz solar y la reflejan en un receptor fijo situado encima del colector. Este receptor consta de un reflector secundario y un tubo absorbedor al vacío de alta eficacia con revestimiento selectivo. Los tubos pueden contener agua caliente a presión o aceite térmico como portador de calor. El colector genera vapor listo para su uso, que puede optimizarse en términos de temperatura y consistencia para las aplicaciones industriales pertinentes.
También pueden integrarse en los sistemas existentes con una conexión directa para proporcionar vapor a los niveles de proceso o suministro de las operaciones industriales. Los colectores Fresnel requieren menos superficie de instalación que los colectores cilindro-parabólicos. También pueden instalarse en tejados, lo que supone otra ventaja para los usuarios que desean ahorrar la superficie de suelo disponible. Los colectores Fresnel LF-11 tienen una gran resistencia al viento, un funcionamiento y un mantenimiento sencillos con una intervención humana mínima y la posibilidad de autolimpiarse. Su vida útil es de unos 25 años.
Cómo utilizar los colectores solares
Los colectores solares (térmicos) pueden utilizarse con fines residenciales e industriales. En las zonas residenciales, proporcionan agua caliente y calefacción y refrigeración urbanas. Para fines industriales, los colectores solares pueden satisfacer la demanda de agua caliente, vapor o aire caliente en cualquier proceso, y en algunos casos pueden configurarse aplicaciones de refrigeración.
Por ejemplo, la tecnología de colectores Fresnel puede proporcionar calor a nivel de proceso o precalentar el agua de alimentación de las calderas. Además, el almacenamiento de energía puede incluirse en los sistemas térmicos para maximizar el uso de los recursos solares. Otra ventaja de los colectores Fresnel es que pueden combinarse en un sistema híbrido con enfriadoras de absorción para proporcionar refrigeración.
Ventajas de los colectores solares térmicos
Los colectores solares son una forma eficaz y ventajosa de utilizar la energía renovable. Las tecnologías solares térmicas están bien establecidas y siguen mejorando a medida que los consumidores buscan formas de reducir sus facturas de energía y disminuir su dependencia de los combustibles fósiles para generar calor. A pesar de sus similitudes, los colectores solares presentan matices. Pueden utilizarse varios tipos para fines residenciales o industriales, desde la calefacción de espacios hasta la generación directa de vapor ¡Aquí puede ver una comparación interactiva de los colectores solares térmicos!
¡Averiguaremos qué funciona mejor para tí!
El colector Fresnel es una tecnología innovadora y probada con muchas ventajas. Sin embargo, cada planta y ubicación tienen sus propias limitaciones que deben tenerse en cuenta. Aunque se ofrezca información general sobre las distintas tecnologías, es importante tener en cuenta las necesidades individuales y el consumo de energía. Nuestra oficina de diseño realiza minuciosos estudios conceptuales de energía para determinar qué tecnología o combinación de tecnologías se adapta mejor a tus necesidades. Entramos en detalle y optimizamos la instalación solar que te permitirá descarbonizar tu industria.
