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Cómo funcionan los paneles solares
Los sistemas de calentamiento solar de agua, o sistemas térmicos solares, utilizan la energía del sol para calentar el agua que se almacena en un acumulador de agua caliente o en un depósito térmico. Dado que la cantidad de energía solar disponible varía a lo largo del año, un sistema de calentamiento solar de agua no proporcionará el 100% del agua caliente necesaria durante todo el año. Normalmente se utiliza una caldera convencional o un calentador de inmersión para compensar la diferencia.
También se pueden instalar instalaciones solares de agua caliente de mayor tamaño para contribuir a la calefacción de la vivienda. Sin embargo, la cantidad de calor proporcionada suele ser muy pequeña (menos del 10% de las necesidades de calefacción de la casa), por lo que no suele merecer la pena.
Los sistemas de calentamiento solar del agua utilizan paneles o tubos, llamados colectores solares, para recoger la energía solar. Los colectores solares convierten la parte infrarroja de la luz visible en calor. Se llenan con una mezcla de agua y glicol. Este fluido se bombea por un circuito que pasa por el acumulador de agua caliente.
El sistema funciona todo el año, aunque habrá que calentar más el agua con una caldera o un calentador de inmersión, sobre todo durante los meses de invierno. En verano, el sistema debería cubrir el 90% de las necesidades de agua caliente, pero en invierno se reduce al 25%.
Paneles solares para calentadores de agua
Los colectores solares de aire suelen integrarse en paredes o tejados para ocultar su aspecto. Por ejemplo, en un tejado de tejas se pueden incorporar vías de flujo de aire para aprovechar el calor absorbido por las tejas.
Los colectores de aire pueden instalarse en un tejado o en una pared exterior (orientada al sur) para calentar una o varias habitaciones. Aunque existen colectores construidos en fábrica para su instalación in situ, los aficionados al bricolaje pueden optar por construir e instalar su propio colector de aire. El colector tiene un marco metálico hermético y aislado y una placa metálica negra para absorber el calor con un cristal delante. La radiación solar calienta la placa que, a su vez, calienta el aire en el colector. Un ventilador eléctrico o soplador extrae el aire de la habitación a través del colector y lo devuelve a la habitación. Los colectores montados en el techo requieren conductos para transportar el aire entre la habitación y el colector. Los colectores montados en la pared se colocan directamente en una pared orientada al sur, y se hacen agujeros en la pared para la entrada y salida de aire del colector. Pueden ser activos (con ventilador) o pasivos. En los pasivos, el aire entra por la parte inferior del colector, sube al calentarse y entra en la habitación. Un deflector o compuerta impide que el aire de la habitación vuelva a entrar en el panel (termosifón inverso) cuando no hay sol. Estos sistemas sólo proporcionan una pequeña cantidad de calor, porque la superficie del colector es relativamente pequeña.
Colector solar térmico
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Probablemente sepa que la energía solar se puede convertir en electricidad mediante el uso de paneles solares, pero hay otra aplicación popular de la energía del sol. Las tecnologías solares térmicas, de hecho, convierten la luz solar en calor en lugar de en energía y, de hecho, fueron los primeros productos de energía solar que se comercializaron en el Reino Unido.
Los paneles solares térmicos o colectores solares son dispositivos que se montan en el tejado para absorber el calor del sol y utilizarlo para calentar agua, almacenada en un cilindro. El líquido que circula por los paneles es una mezcla de agua y anticongelante. Los principales objetivos de esta tecnología son el calentamiento de espacios y del agua, y son una solución muy popular para la calefacción de piscinas. Hay dos tipos principales de paneles solares térmicos:
¿Los paneles solares absorben el calor o la luz?
Puede parecer contraintuitivo, pero la eficiencia de los paneles solares se ve afectada negativamente por el aumento de la temperatura. Los módulos fotovoltaicos se prueban a una temperatura de 25 grados C (STC) – unos 77 grados F., y dependiendo de su ubicación instalada, el calor puede reducir la eficiencia de salida en un 10-25%. A medida que aumenta la temperatura del panel solar, su corriente de salida aumenta exponencialmente, mientras que la tensión de salida se reduce linealmente. De hecho, la reducción de la tensión es tan predecible, que puede utilizarse para medir con precisión la temperatura.
La mejor manera de determinar la tolerancia al calor de su panel es consultar la hoja de datos del fabricante. Allí verá un término llamado “coeficiente de temperatura (Pmax)”. Se trata del coeficiente de temperatura de la potencia máxima. Le indica cuánta potencia perderá el panel cuando la temperatura aumente 1°C por encima de los 25°C. @ STC (STC es la temperatura de las condiciones de prueba estándar donde se determina la potencia nominal del módulo).
Por ejemplo, el coeficiente de temperatura de un panel solar podría ser de -,258% por cada grado centígrado. Así, por cada grado por encima de 25°C, la potencia máxima del panel solar disminuye en 0,258%, por cada grado por debajo, aumenta en 0,258%. Esto significa que, independientemente de dónde se encuentre, su panel puede verse afectado por las variaciones estacionales. Sin embargo, el coeficiente de temperatura también le indica que la eficiencia aumenta a temperaturas inferiores a 25 °C. Así que, en la mayoría de los climas, la eficiencia se equilibrará a largo plazo.