TIPOS DE PLACAS SOLARES TERMICAS

TIPOS DE PLACAS SOLARES TERMICAS : cuáles son los  tipos de sistemas solares térmicos que  se evaluarán antes de la compra. Ventajas y desventajas de las diversas tecnologías en el mercado

Ahora, en el mercado, encontramos cuatro TIPOS DE PLACAS SOLARES TERMICAS. Los  sistemas  disponibles se diferencian por tecnologías y / o tipos de colectores. Veamos juntos qué evaluar antes de comprar.

Sistema de calefacción solar con circulación natural

Los sistemas de termosifón utilizan la gravedad para hacer circular el medio de transferencia de calor (generalmente agua) entre el colector y el tanque. El medio se calienta en el colector, se eleva a la parte superior del tanque y se enfría, luego fluye de regreso al fondo del colector.

 El agua caliente doméstica se toma directamente del tanque, o indirectamente a través de un intercambiador de calor en el tanque. El principal beneficio de un sistema de termosifón es que funciona sin una bomba y un controlador. 

Esto hace que los sistemas sean simples, robustos y muy rentables. El sistema Thermosiphon tiene un rendimiento muy bajo y no hay un control de la temperatura. La posición horizontal de la caldera no es buena para tener una temperatura de estratificación en el interior, cuando llega el agua fría disminuye la temperatura de toda el agua en la caldera.

Sin embargo, con este tipo de sistema, el tanque debe estar ubicado encima o al lado del colector. En la mayoría de los sistemas de termosifón, el tanque está sujeto al colector y ambos están situados en el techo. 

Este sistema solar térmico es más común en los climas libres de heladas del sur de Europa. El principio también se puede usar en climas más fríos, el tanque se instala en el interior (por ejemplo, justo debajo del techo).

Un sistema de termosifón de ACS típico para una vivienda tiene un área de colector de 2-5m2 y un tanque de 100-200 litros.

Sin duda, es el sistema más instalado en los techos de las casas. Es útil cuando se reduce el requerimiento de calor.

En general, este  sistema solar térmico  se utiliza para la producción exclusiva de  agua caliente doméstica . En este sistema, la circulación del líquido termoconvector se produce de forma natural, explotando el principio físico de «convección».

Por lo tanto, para su  funcionamiento , no se necesita electricidad. Una vez calentado, el líquido pasa de los colectores solares al tanque sin pasar por ningún circulador auxiliar.

En general, es más adecuado para la producción de agua caliente sanitaria en condiciones de requisitos térmicos reducidos.

Entre las ventajas destacamos que es ciertamente fácil de instalar, es más económica, requiere poco espacio, es adecuada para techos planos o inclinados, mantenimiento mínimo y no requiere electricidad.

Sistema de calefacción solar de circulación forzada

Los sistemas de circulación forzada son sistemas que producen agua caliente para viviendas unifamiliares o pequeñas comunidades. Estos sistemas cubren las necesidades en la capacidad del acumulador de agua caliente de 150 a 10,000 Lts.

Son ideales para acumular grandes cantidades de agua caliente y abastecer comunidades, hogares, hoteles, centros médicos, calefacción de piscinas, calefacción por suelo radiante, deportes, campamentos, etc.

Los tanques se fabrican según las normas europeas y alemanas, que pueden ofrecer una seguridad de funcionamiento absoluta , economía en grandes volúmenes y una vida útil muy larga.

Estos son más comunes en Europa Central y del Norte. El tanque puede instalarse en cualquier lugar mientras el fluido de transferencia de calor circula por una bomba.

 Por lo tanto, la integración con otros sistemas de calefacción, a menudo instalados en la bodega, es más fácil. La ventaja estética asociada con estos sistemas es que el tanque no tiene que estar ubicado en el techo. 

Pero una mayor flexibilidad implica una mayor complejidad: un sistema de circulación forzada necesita sensores, un controlador y una bomba. Un sistema de circulación forzada bien diseñado muestra el alto rendimiento y la fiabilidad en lugar de un sistema de termosifón.

El controlador verifica el valor de la temperatura en la caldera y en los módulos solares. Cuando esta diferencia es superior a 6 ° C, la bomba se enciende y el fluido pasa de los módulos a la caldera. La bomba está regulada por un inversor para tener la temperatura máxima fuera de los módulos solares. 

Un sistema típico de circulación forzada de ACS para una vivienda tiene 3-10m2 de área de colector y un tanque de 150-500 litros.

Su característica principal es que lleva un tanque de almacenamiento lejos de los paneles. Para el  funcionamiento , utiliza bombas eléctricas que activan la circulación de fluidos. 

La bomba eléctrica está controlada por una unidad de control. El  colector solar  puede ser plano o de vacío.

Es adecuado tanto para calentar la casa como para la producción de agua caliente sanitaria.

Entre las ventajas de  la calefacción solar de circulación forzada  mencionamos la alta flexibilidad en la integración con otros sistemas de calefacción (incluso los preexistentes) y la capacidad de satisfacer incluso un alto requerimiento de calor.

 sistema solar térmico  de vaciado

Tiene una  operación  similar a lo que se ve para los sistemas solares de circulación forzada, la diferencia está en el funcionamiento de la bomba eléctrica.

En este sistema, el fluido desciende del panel y luego se vacía. De esta forma, no es necesario utilizar líquido anticongelante (generalmente glicol), en su lugar es necesario en el sistema térmico solar de circulación forzada que, debido al glicol, puede requerir un mantenimiento adicional.

Al igual que el anterior, es adecuado tanto para calentar la casa como para la producción de agua caliente sanitaria, pero tiene rendimientos más altos.

Además, la ausencia de sustancias anticongelantes permite lograr una mayor eficacia incluso en condiciones de baja irradiación solar.

¿Cuales son las ventajas del sistema solar tèrmico de vaciado?

Ventajas de un colector solar de vaciado
El sistema de vaciado de sistemas solares térmicos evita el sobrecalentamiento del sistema; cuando el líquido se estanca en los paneles solares, puede sobrecalentarse fácilmente y requerir una intervención técnica de mantenimiento extraordinario.

El sistema de vaciado evita que esto suceda: cuando el sistema térmico solar alcanza la temperatura establecida, el fluido de transferencia de calor dentro de los colectores fluye automáticamente al tanque. Esta tecnología también evita el uso de anticongelante ya que el líquido se elimina automáticamente de los colectores incluso durante la noche.

El vaciado ocurre también en el caso de sistemas apagados o en reposo. Cuando el fluido se estanca por un tiempo prolongado en los colectores con el sistema apagado o en reposo, las altas temperaturas pueden causar deterioro. 

El fluido de transferencia de calor no es más que una mezcla de agua con glicol, y el estancamiento podría sobrecalentar y deteriorar el glicol; no solo eso, el vaciado evita otros factores de riesgo como: – 
alta presión, martilleo del panel solar térmico debido al vapor – 
tratamiento de válvulas y bombas de no retorno 
– entradas de aire – 
corrosión causada por el fluido de transferencia de calor ácido

El mantenimiento extraordinario de un  colector solar térmico generalmente está  relacionado con los factores de riesgo mencionados anteriormente.

La presencia de aire en el sistema causa varios funcionamientos incorrectos. Los procesos de degradación que tienen lugar en el circuito cerrado de la planta generan gases que tienden a liberarse. 

Estos gases en sistemas térmicos solares tradicionales pueden provocar fallos de funcionamiento que requieren una intervención técnica especializada: el vaciado forzado sistemas de circulación no evitar la formación de gas, pero también pueden trabajar en la presencia de aire.

Las principales ventajas de un colector solar térmico  se deben a la falta de degradación del glicol de la planta, que en caso de que el sistema de vaciado dure más tiempo. En un sistema solar térmico convencional, las altas temperaturas provocan la degradación temprana del glicol, lo que reduce el rendimiento de todo el sistema.

Además, el fluido sufre alteraciones en el pH, acidificándose a sí mismo para corroer los componentes del sistema. El sistema de drenaje Volver (agotamiento), que no se estanque glicol, porque cuando la planta se cierra vacía los colectores solares con el fin de garantizar una larga vida al sistema, sus componentes y el fluido de transferencia de calor.

Otras ventajas están relacionadas con el ahorro de energía en la electricidad durante la noche: durante la noche, de hecho, no es necesario eliminar el exceso de energía, por lo que no se utiliza la electricidad que normalmente se necesita para el enfriamiento nocturno.

Sistema solar termodinámico

Entre los diversos  TIPOS DE PLACAS SOLARES TERMICAS, el  termodinámico  es sin duda el sistema que ofrece mayores rendimientos. 

La razón? La  termodinámica solar  para uso doméstico combina la tecnología de la bomba de calor con la del  colector solar térmico .

Un sistema solar termodinámico puede producir agua caliente sanitaria y calor durante el día y la noche, en cualquier condición climática.

Se integra perfectamente con el sistema fotovoltaico, incluso si es pequeño. Puede producir agua caliente sanitaria sin costo.

¿Cómo funciona el sistema solar termodinámico?

Su  funcionamiento  está vinculado a un colector solar de luz conectado a un compresor y al tanque de almacenamiento clásico.

En el interior del colector solar circular un fluido refrigerante a baja temperatura que es capaz de «capturar» el ambiente externo y energía, evaporación, pasa al estado gaseoso que funciona como una «transferencia de calor»: este gas es aspirado por el compresor y entra en el condensador (es una bobina que está en contacto con el tanque de agua caliente doméstica).

Es gracias a las bobinas que el calor se transfiere del gas al agua contenida en el tanque.

Elegir entre los diversos  TIPOS DE PLACAS SOLARES TERMICAS no es difícil, debe comprender bien las necesidades.

Para requisitos térmicos bajos, solo para integrar y reducir los costos asociados con el calentador de agua, el sistema solar de circulación natural, que es también el de menor costo (se puede comprar con unos pocos cientos de euros), sería suficiente.

Quien tiene un requisito térmico medio-alto, debe apuntar al sistema térmico solar de vaciado o al sistema térmico solar de circulación forzada. Si necesita un alto rendimiento, en comparación con un costo inicial más alto, puede elegir un sistema solar termodinámico.

¿Cuales son las ventajas y desventajas del sistema solar termodinàmico?

Ventajas

• requieren menos electricidad para funcionar que una bomba de calor de fuente de aire;
• sin ventilador externo ruidoso
• los paneles funcionarán día y noche en la mayoría de las condiciones climáticas;
• se puede instalar en varios lugares, montado en una pared, techo plano o en el suelo, pero mejor si es posible con luz solar directa;
• Los paneles de aluminio revestido son relativamente ligeros y delgados, cada uno pesa 8 kg y mide 200 x 80 x 2 cm
• sin corrosión y prácticamente sin mantenimiento
• tecnología baja en carbono y podría calificar para el Incentivo de calor renovable (pero vea la nota a continuación)

Inconvenientes

• se requiere un calentador de inmersión suplementario para recargar rápidamente el tanque de agua caliente, o para suministrar agua caliente a temperaturas superiores a 55 ° C, especialmente en invierno, y para combatir la enfermedad del legionario si no se extrae el agua por períodos prolongados;
• trabaje mejor con sistemas de calefacción de baja temperatura, por ejemplo, calefacción por suelo radiante o radiadores de gran tamaño;
• ruido del compresor, similar al de un refrigerador;
• toma varias horas calentar 200 litros de agua del frío
• es poco probable que sea rentable en comparación con el gas de red

¿ Cuales son las mejores placas solares para agua sanitaria ?

Los paneles solares termodinámicos para calefacción y agua caliente sanitaria logran ahorros superiores al 70%.

La tecnología solar termodinámica de Enerfizentia alcanza un promedio anual de COP (coeficiente de rendimiento) superior a 4, un ahorro de energía superior al 70% y un ahorro económico de alrededor del 50% en comparación con otras fuentes de energía. 

Estos proyectos ofrecen periodos de retorno de inversión de aproximadamente 5 años.

Mayor eficiencia

Esta nueva tecnología no destruye la instalación existente, pero impide que funcione.

Este sistema es particularmente adecuado para atender las demandas de agua caliente medianas y grandes. Este es el caso de los hoteles, hospitales, residencias de ancianos, centros deportivos, piscinas, spas, viviendas multifamiliares y otras instalaciones, haciendo un gran uso del agua caliente y utilizando combustibles fósiles.

Operación termodinámica

Las instalaciones de Enerfizentia consisten en bombas de calor de alta eficiencia debido al aumento de la zona de evaporación compuesta por una serie de paneles solares termodinámicos. Estos paneles están expuestos a la luz solar directa, alimentando un ciclo capaz de enfriar y calentar agua a 65 ° C, en todas las condiciones climáticas, todo el año, día y noche.

Los paneles solares termodinámicos utilizan un fluido refrigerante ecológico que fluye a baja temperatura (-10 ° C). A medida que el refrigerante 134 A se mueve a través de los paneles, captura la radiación solar que incide en el panel y la energía ambiental. 

La diferencia de temperatura causada por agentes externos como el sol, la lluvia o el viento garantiza que el fluido se evapore. El compresor aspira este gas caliente y lo comprime, elevando su temperatura y presión.

El fluido ingresa al condensador formado por una bobina que rodea el contenedor (seguridad alimentaria), donde la energía se transfiere del fluido al agua que se encuentra dentro. 

A alta presión y después de que gran parte de su calor ha sido cedido al condensador, el refrigerante alcanza nuevamente la válvula de expansión en la fase líquida. Aquí se somete a una reducción de la presión que hace que el fluido pueda volver a los paneles.

Ventajas de la termodinámica.

Hay varias ventajas sobre otras opciones solares. Primero, la flexibilidad de la instalación, además, aunque la luz solar directa es beneficiosa, no es necesaria y se pueden colocar en posición vertical u horizontal y en cualquier área.

Además, debido al bajo peso de los paneles (ca. 8 kg), no es necesario reforzar la superficie donde se colocan y también tienen dimensiones reducidas (cada panel es de 1,70 x 0,80 mx 2).

Los paneles ofrecen versatilidad estética. Además de su color negro preferible, otros colores están disponibles según los requisitos del proyecto. Otra gran ventaja es su robustez, ya que está hecha de una lámina de aluminio anodizado de 30 micrones para ofrecer una vida útil de más de 25 años. 

Otra ventaja es que, al ser térmico, lo convierte en un sistema muy eficiente. Calienta el agua hasta 65 º día o noche, en días nublados, lluviosos, ventosos o con nieve.

Por último, presentan un bajo costo de mantenimiento como resultado del circuito cerrado que solo hace necesario verificar si hay fugas en el circuito y garantizar que la carga de gas sea correcta.

Ejemplo de instalación:

Sistema de paneles solares termodinámicos.

Sistema de paneles solares termodinámicos para 8000 litros de agua sanitaria caliente a 60º en hotel urbano (bajo costo) de 99 habitaciones, que reemplazan a la caldera eléctrica.

Solución técnica:

Un sistema termodinámico de 24 paneles, instalación en cubierta (24m / 2, 190 kg). El equipo original se mantiene para soportar a veces. Tiempo de ejecución de las obras: 2 semanas.

Datos económicos:

Inversión: 34.400 € (IVA excluido) Ahorro de costes después de 10 años: 115.378 € Retorno de la inversión (ROI) = 2.98 años Datos de energía: COP (supervisado) = 3.23 Ahorro de energía (solución inicial / solución actual): 75%