78 812
edicions
Canvis
Text reemplaça - 'tot i que' a 'encara que'
Una instalació d'[[energia solar]] tèrmica consta d'un conjunt de plaques, generalment fixes en els seus tres eixos, per a les quals discorren uns tubos que s'exponen d'esta forma a la radiació solar. Les característiques constructives responen a la minimisació de les pèrdues d'energia una vegada calfat el fluït que transcorre pels tubos, pel que es troben aïllaments a la [[conducció de calor|conducció]] (buidor o uns atres) i a la [[radiació]] de baixa temperatura. El circuit es completa en un sistema de circulació natural o forçada, un o diversos almagasens per a desacoplar el consum a la producció i generar [[inèrcia tèrmica]] en el sistema, i els mecanismes de control i conducció necessaris. A vegades el sistema està hibridat en una caldera de combustible fòssil o de calfament elèctric per a suplementar l'acció del sol.
Una instalació d'[[energia solar]] tèrmica consta d'un conjunt de plaques, generalment fixes en els seus tres eixos, per a les quals discorren uns tubos que s'exponen d'esta forma a la radiació solar. Les característiques constructives responen a la minimisació de les pèrdues d'energia una vegada calfat el fluït que transcorre pels tubos, pel que es troben aïllaments a la [[conducció de calor|conducció]] (buidor o uns atres) i a la [[radiació]] de baixa temperatura. El circuit es completa en un sistema de circulació natural o forçada, un o diversos almagasens per a desacoplar el consum a la producció i generar [[inèrcia tèrmica]] en el sistema, i els mecanismes de control i conducció necessaris. A vegades el sistema està hibridat en una caldera de combustible fòssil o de calfament elèctric per a suplementar l'acció del sol.
Ademés del seu us com aigua calenta sanitària, calefacció i refrigeració (per mig de màquina d'absorció), l'us de plaques solars tèrmiques ha proliferat per al calfament de piscines exteriors residencials, en països on la llegislació impedix l'us d'energies d'atre tipo per a esta fi.
Ademés del seu us com aigua calenta sanitària, calefacció i refrigeració (per mig de màquina d'absorció), l'us de plaques solars tèrmiques ha proliferat per al calfament de piscines exteriors residencials, en països a on la llegislació impedix l'us d'energies d'atre tipo per ad estefi.
L'atra forma d'aprofitament de l'energia solar tèrmica és per a produir energia elèctrica calfant un fluït en el Sol. Este fluït calent entra en contacte en aigua dins de l'intercanviador de calor i produïx vapor que mou una turbina acoplada a un alternador. L'electricitat produïda és transforma a alt voltage i es bolca a la xàrcia elèctrica.
L'atra forma d'aprofitament de l'energia solar tèrmica és per a produir energia elèctrica calfant un fluït en el Sol. Este fluït calent entra en contacte en aigua dins de l'intercanviador de calor i produïx vapor que mou una turbina acoplada a un alternador. L'electricitat produïda és transforma a alt voltage i es bolca a la ret elèctrica.
==Definició==
==Definició==
Els captadors solars són els elements que capturen la [[radiació solar]] i la convertixen en energia tèrmica, en calfor. Com a captadors solars es coneixen els de placa plana, els de tubos de buit i els captadors absorbidors sense protecció ni aïllament. Els sistemes de captació plans (o de placa plana) en coberta de vidre són els comuns majoritàriament en la producció d'aigua calenta sanitària ACS. El vidre deixa passar els raigs del Sol, estos calfen uns tubos metàlics que transmeten la calor al líquit de dins. Els tubos són de color fosc, ya que les superfícies fosques calfen més.
Els captadors solars són els elements que capturen la [[radiació solar]] i la convertixen en energia tèrmica, en calfor. Com a captadors solars es coneixen els de placa plana, els de tubos de buit i els captadors absorbidors sense protecció ni aïllament. Els sistemes de captació plans (o de placa plana) en coberta de vidre són els comuns majoritàriament en la producció d'aigua calenta sanitària ACS. El vidre deixa passar els raigs del Sol, estos calfen uns tubos metàlics que transmeten la calor al líquit de dins. Els tubos són de color fosc, ya que les superfícies fosques calfen més.
El vidre que cobrix el captador no només protegix la instalació sino que també permet conservar el calfor tot produint un [[efecte hivernàcul]] que millora el rendiment del captador.
El vidre que cobrix el captador no a soles protegix la instalació sino que també permet conservar el calfor tot produint un [[efecte hivernàcul]] que millora el rendiment del captador.
Estan formats d'una carcassa d'alumini tancada i resistent a ambients marins, un marc d'alumini eloxat, una junta perimetral lliure de silicones, aïllant tèrmic respectuós en el mig ambient de llana de roca, coberta de vidre solar d'alta transparència, i finalment per tubos soldats ultrasònics.
Estan formats d'una carcassa d'alumini tancada i resistent a ambients marins, un marc d'alumini eloxat, una junta perimetral lliure de silicones, aïllant tèrmic respectuós en el mig ambient de llana de roca, coberta de vidre solar d'alta transparència, i finalment per tubos soldats ultrasònics.
Els colectors solars es componen dels següents elements:
Els colectors solars es componen dels següents elements:
* '''Coberta:''' És transparent, pot ser-hi present o no. Generalment és de vidre tot i que també s'utilisen de plàstic, ya que és menys car i manejable, pero ha de ser un plàstic especial. La seua funció és minimisar les pèrdues per [[convecció]] i [[radiació]] i per això ha de tindre una [[transmitància]] solar el més alta possible.
* '''Coberta:''' És transparent, pot ser-hi present o no. Generalment és de vidre encara que que també s'utilisen de plàstic, ya que és menys car i manejable, pero ha de ser un plàstic especial. La seua funció és minimisar les pèrdues per [[convecció]] i [[radiació]] i per això ha de tindre una [[transmitància]] solar el més alta possible.
* '''Canal d'aire:''' És un espai (buit o no) que separa la coberta de la placa absorbent. El seu espessor s'ha de calcular tenint en conte per tal d'equilibrar les pèrdues per [[convecció]] i les altes temperatures que es poden produir si és massa estret.
* '''Canal d'aire:''' És un espai (buit o no) que separa la coberta de la placa absorbent. El seu espessor s'ha de calcular tenint en conte per tal d'equilibrar les pèrdues per [[convecció]] i les altes temperatures que es poden produir si és massa estret.
====Captadors solars de tubos de buit "tot vidre"====
====Captadors solars de tubos de buit "tot vidre"====
En este sistema els tubos metàlics del sistema precedent se substituïxen per tubos de vidre, encapsulats, d'un en un, en un atre tubo de vidre entre els quals es fa el buit com a aïllament. Els grans aventages que presenten estos tipos de captadors són el seu alt rendiment i que, en el cas que un dels tubos es fes malbé, no cal canviar tot el panel per un de nou, sino que només cal canviar el tubo afectat. Per contra, com a inconvenient tenim que, en relació en els de placa plana, estos resulten més cars.
En este sistema els tubos metàlics del sistema precedent se substituïxen per tubos de vidre, encapsulats, d'un en un, en un atre tubo de vidre entre els quals es fa el buit com a aïllament. Els grans aventages que presenten estos tipos de captadors són el seu alt rendiment i que, en el cas que un dels tubos es fes malbé, no cal canviar tot el panel per un de nou, sino que a soles cal canviar el tubo afectat. Per contra, com a inconvenient tenim que, en relació en els de placa plana, estos resulten més cars.
====Captadors solars de tubos de buit en "tubos de calor" per canvi de fase====
====Captadors solars de tubos de buit en "tubos de calor" per canvi de fase====
Este sistema aprofita el canvi de fase de vapor a líquit dins de cada tubo, per lliurar energia a un segon circuit de líquit de transport.
Este sistema aprofita el canvi de fase de vapor a líquit dins de cada tubo, per lliurar energia a un segon circuit de líquit de transport.
Els elements són tubos tancats, normalment de coure, que contenen el líquit que, en calfar-se pel sol, [[ebullició|bull]] i es convertix en vapor que puja a la part superior on hi ha un capçal més ample (zona de [[condensació]]), que en la part exterior està en contacte en líquit transportador, que sent més fret que el vapor del tubo en capta la calor i provoca que el vapor es condense i caiga a la part baixa del tubo per tornar a començar el cicle.
Els elements són tubos tancats, normalment de coure, que contenen el líquit que, en calfar-se pel sol, [[ebullició|bull]] i es convertix en vapor que puja a la part superior a on hi ha un capçal més ample (zona de [[condensació]]), que en la part exterior està en contacte en líquit transportador, que sent més fret que el vapor del tubo en capta la calor i provoca que el vapor es condense i caiga a la part baixa del tubo per tornar a començar el cicle.
El líquit del tubo pot ser aigua que, havent-ne reduït la pressió fent un buit parcial, tindrà un punt d'ebullició baix per treballar fins i tot en la insolació dels [[infrarroig|rajos infrarrojos]] en cas de núvol.
El líquit del tubo pot ser aigua que, havent-ne reduït la pressió fent un buit parcial, tindrà un punt d'ebullició baix per treballar inclús en la insolació dels [[infrarroig|rajos infrarrojos]] en cas de núvol.
El ''tubo de calor'' es pot embolicar en una jaqueta de materials especials per minimisar les pèrdues per irradiació.
El ''tubo de calor'' es pot embolicar en una jaqueta de materials especials per minimisar les pèrdues per irradiació.
===Acumulador===
===Acumulador===
L'acumulador és un depòsit on s'acumula l'aigua calfada útil pel consum. Té una entrada per l'aigua freda i una eixida per la calenta. La freda entra per baix de l'acumulador on es troba en el bescanviador, a mesura que se calfa es desplaça cap a dalt, que és des d'on eixirà l'aigua calenta per al consum.
L'acumulador és un depòsit a on s'acumula l'aigua calfada útil pel consum. Té una entrada per l'aigua freda i una eixida per la calenta. La freda entra per baix de l'acumulador a on es troba en el bescanviador, a mesura que se calfa es desplaça cap a dalt, que és des d'a on eixirà l'aigua calenta per al consum.
Internament dispon d'un sistema per evitar l'efecte corrosiu de l'aigua calenta almagasenada sobre els materials. Per fora té una capa de material aïllant que evita pèrdues de calor i està cobert per un material que protegix l'aïllament de possibles humitats i cops.
Internament dispon d'un sistema per evitar l'efecte corrosiu de l'aigua calenta almagasenada sobre els materials. Per fora té una capa de material aïllant que evita pèrdues de calor i està cobert per un material que protegix l'aïllament de possibles humitats i cops.
=== Sistema solar tèrmic de tipo circulació forçada ===
=== Sistema solar tèrmic de tipo circulació forçada ===
En este tipo de sistema, la circulació del líquit tèrmic pel captador i per el restant de circuit se conseguix per mig d'una bomba de circulació en la regulació corresponent. Esta regulació se conseguix sempre a través d'un termostat diferencial, per mig del diferencial de temperatures.
En este tipo de sistema, la circulació del líquit tèrmic pel captador i pel restant de circuit se conseguix per mig d'una bomba de circulació en la regulació corresponent. Esta regulació se conseguix sempre a través d'un termostat diferencial, per mig del diferencial de temperatures.
La circulació forçada, en canvi, presenta un chicotet cost operatiu produït pel treball de la bomba. Els seus usos són en qualsevol tipo d'instalació tant residencial com industrial, especialment quan es requerix grans volums d'aigua.
La circulació forçada, en canvi, presenta un chicotet cost operatiu produït pel treball de la bomba. Els seus usos són en qualsevol tipo d'instalació tant residencial com industrial, especialment quan es requerix grans volums d'aigua.
==Funcionament de la instalació==
==Funcionament de la instalació==
El procés tal com s'ha descrit anteriorment es du a terme en 2 circuits independents, un primari i un secundari. L'energia tèrmica (calor) procedent dels rajos solars arriba als captadors, calfant el fluït que circula pel seu interior (aigua en anticongelant). Esta energia en forma d'aigua calenta és intercanviada fins a un atre circuit on és acumulada a un depòsit acumulador fins a poder ser utilisada com a ACS (aigua calenta sanitària).
El procés tal com s'ha descrit anteriorment es du a terme en 2 circuits independents, un primari i un secundari. L'energia tèrmica (calor) procedent dels rajos solars arriba als captadors, calfant el fluït que circula pel seu interior (aigua en anticongelant). Esta energia en forma d'aigua calenta és intercanviada fins a un atre circuit a on és acumulada a un depòsit acumulador fins a poder ser utilisada com a ACS (aigua calenta sanitària).
El fluït que circula pels colectors és aigua destilada o desionisada en Etilenglicol o Propilenglicol. Al circuit secundari, l'aigua freda d'entrada a l'acumulador, és aigua de xàrcia, per tant, al no ser aigua tractada, s'ha de protegir davant la corrosió.
El fluït que circula pels colectors és aigua destilada o desionisada en Etilenglicol o Propilenglicol. Al circuit secundari, l'aigua freda d'entrada a l'acumulador, és aigua de xàrcia, per tant, al no ser aigua tractada, s'ha de protegir davant la corrosió.
* L'àngul d'incidència dels raigs solars.
* L'àngul d'incidència dels raigs solars.
La major part de la [[radiació solar]] està compresa entre 0,3 i 2,4 μm, per això passa per un vidre. Un cos es transparent, només per a radiacions en llongitut d'ona entre 0,3 i 3 μm.
La major part de la [[radiació solar]] està compresa entre 0,3 i 2,4 μm, per això passa per un vidre. Un cos es transparent, a soles per a radiacions en llongitut d'ona entre 0,3 i 3 μm.
El vidre de la placa ha de ser opac, perqué aixina se calfa en ser impactat per la radiació solar i emet radiacions compreses entre 4,5 i 7,2 μm, esta radiació és absorbida per l'absorbidor.
El vidre de la placa ha de ser opac, perqué aixina se calfa en ser impactat per la radiació solar i emet radiacions compreses entre 4,5 i 7,2 μm, esta radiació és absorbida per l'absorbidor.
Respecte als desaventages de la dita instalació es destaquen els següents:
Respecte als desaventages de la dita instalació es destaquen els següents:
* El major inconvenient és l'impacte visual, és a dir en l'estètica del mig. Pero tot i aixina, els panels posseïxen propietats adaptables que poden conseguir que estiguen el més integrats possible al mig que els envolta.
* El major inconvenient és l'impacte visual, és a dir en l'estètica del mig. Pero encara que aixina, els panels posseïxen propietats adaptables que poden conseguir que estiguen el més integrats possible al mig que els envolta.
* L'energia Solar és intermitent (no està present de nit) i les variacions atmosfèriques (pluja, núvols, neu, boira) afecten el seu rendiment.
* L'energia Solar és intermitent (no està present de nit) i les variacions atmosfèriques (pluja, núvols, neu, boira) afecten el seu rendiment.
* Un atre inconvenient és la inversió inicial que poques persones s'atrevixen a realisar (tot i que ara ya comença a ser obligatori en les instalacions de nova construcció). Per això és necessari brindar la suficient informació per demostrar que la inversió inicial s'amortisa a mijà termine, i despuix genera una zona d'estalvi que s'allargal restant de la vida útil d'estes sistemes, que va de 15 a 20 anys.
* Un atre inconvenient és la inversió inicial que poques persones s'atrevixen a realisar (encara que ara ya comença a ser obligatori en les instalacions de nova construcció). Per això és necessari brindar la suficient informació per demostrar que la inversió inicial s'amortisa a mijà termine, i despuix genera una zona d'estalvi que s'allargal restant de la vida útil d'estes sistemes, que va de 15 a 20 anys.
==Rendiment de la instalació==
==Rendiment de la instalació==
η<sub>0</sub>: rendiment òptic (segons fabricant)
η<sub>0</sub>: rendiment òptic (segons fabricant)
K<sub>1</sub>, K<sub>2</sub>: coeficients de pèrdua de calor expressats en [W/(m²·K)], [W/(m²·K²)] respectivament (dades segons fabricant)
K<sub>1</sub>, K<sub>2</sub>: coeficients de pèrdua de calor expressats en [W/(m²·K)], [W/(m²·K²)] respectivament (senyes segons fabricant)
∆T = (Tª dels colectors despuix de calfar-se [K]) – (Tª ambient [K])
∆T = (Tª dels colectors despuix de calfar-se [K]) – (Tª ambient [K])
==Centrals solars tèrmiques==
==Centrals solars tèrmiques==
En una central tèrmica es produïx energia elèctrica aprofitant l'energia del Sol per calfar un fluït. Este fluït calent entra en contacte en aigua dins de l'intercanviador de calor i produïx vapor que mou una turbina acoplada a un alternador. L'electricitat produïda és transforma a alt voltage i es bolca a la xàrcia elèctrica. A l'eixemple de baix hi ha la planta d'Andasol.<ref name=dos>{{ref-web |url=http://www.nrel.gov/csp/solarpaces/project_detail.cfm/projectID=117 |títul=Dades tècniques planta Andasol3 |obra=Andasol-3 |editor=NREL |data= 8 d'octubre de 2013 |llengua=anglés }}</ref> En esta planta el fluït és un oli mineral (òxit de difenil) que se calfa en els concentradors a elevada temperatura, es bombejat fins els depòsits de sal i cedix una part del calor que s'almagasena durant el dia, cosa que permet produir energia elèctrica durant 7,5 hores de nit en el calor acumulat als depòsits de sal. El fluït (oli) que surt dels depòsits de sal es dirigix a uns atres intercanviadors de calor on passa per uns tubos per fora dels quals circula aigua que se calfa, es transforma en vapor i mou la turbina.
En una central tèrmica es produïx energia elèctrica aprofitant l'energia del Sol per calfar un fluït. Este fluït calent entra en contacte en aigua dins de l'intercanviador de calor i produïx vapor que mou una turbina acoplada a un alternador. L'electricitat produïda és transforma a alt voltage i es bolca a la xàrcia elèctrica. A l'eixemple de baix hi ha la planta d'Andasol.<ref name=dos>{{ref-web |url=http://www.nrel.gov/csp/solarpaces/project_detail.cfm/projectID=117 |títul=Senyes tècniques planta Andasol3 |obra=Andasol-3 |editor=NREL |data= 8 d'octubre de 2013 |llengua=anglés }}</ref> En esta planta el fluït és un oli mineral (òxit de difenil) que se calfa en els concentradors a elevada temperatura, es bombejat fins els depòsits de sal i cedix una part del calor que s'almagasena durant el dia, cosa que permet produir energia elèctrica durant 7,5 hores de nit en el calor acumulat als depòsits de sal. El fluït (oli) que surt dels depòsits de sal es dirigix a uns atres intercanviadors de calor a on passa per uns tubos per fora dels quals circula aigua que se calfa, es transforma en vapor i mou la turbina.
[[Archiu:Planta Andasol2.png|{700}px|Planta solar tèrmica d'Andasol]]
[[Archiu:Planta Andasol2.png|{700}px|Planta solar tèrmica d'Andasol]]