¿Cuál es la diferencia entre un calentador solar de tubos y uno de panel?

Tubos solares frente a paneles solares

En nuestra Guía para elegir un calentador solar de agua, hablamos de los diferentes tipos de calentadores solares de agua, como los activos, los pasivos, los de termosifón y los de retorno. En este artículo, hablamos de otro componente clave de cualquier sistema de calentamiento solar de agua: los colectores solares térmicos. Estos productos de energía solar son importantes, ya que los distribuidores suelen clasificar los calentadores de agua solares en función de los colectores. En este artículo de aprendizaje, comparamos y contrastamos los dos tipos principales de colectores solares térmicos: los calentadores de placa plana y los calentadores de tubo de vacío.

La energía del sol llega a la Tierra en forma de radiación electromagnética como luz infrarroja, visible y ultravioleta. Un colector solar térmico, también llamado simplemente colector solar, es un dispositivo que recoge el calor mediante la absorción de la luz solar. Es uno de los dispositivos clave en un sistema de calentamiento solar de agua. Existen dos tipos principales de colectores, los colectores solares de placa plana y los colectores solares de tubo de vacío.

Los colectores solares planos son los más utilizados. En estos dispositivos, un colector plano acristalado se monta en cajas aisladas y resistentes a la intemperie con una placa absorbente oscura bajo una o varias cubiertas de plástico o vidrio (conocidas como acristalamiento). Los colectores solares de tubo de vacío, por el contrario, contienen filas de tubos que se construyen encerrando tubos absorbentes metálicos dentro de tubos de vidrio transparentes. El aire que se encuentra en el espacio entre los dos tubos se elimina para crear un vacío que impide la pérdida de calor por convección o por conducción. En el resto de este artículo de aprendizaje, comparamos en base a varios criterios estos dos principales colectores solares térmicos para el calentamiento solar del agua.

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Precio del calentador de agua solar Fpc

Los colectores solares térmicos son modulares y se integran en el edificio, es decir, forman parte del sistema de revestimiento, o se atornillan. Las instalaciones suelen tener una inclinación de unos 30º y estar orientadas entre el sureste y el suroeste, y es importante evitar que se produzcan sombras. En Irlanda se utilizan intercambiadores de calor para transferir el calor recogido en el circuito de colectores solares al depósito o circuito de agua caliente. Los dos tipos principales de colectores solares son los de placa plana y los de tubos de vacío. La principal diferencia entre las dos tecnologías es que los tubos de vacío, aunque son más caros, son capaces de alcanzar mayores eficiencias, requiriendo menos espacio en un tejado para conseguir el mismo rendimiento energético.

La tecnología solar fotovoltaica (FV) funciona según el principio de que la energía del sol se convierte en electricidad. Las células fotovoltaicas se utilizan para convertir la radiación solar en electricidad de corriente continua (CC). La electricidad de CC se invierte en electricidad de CA para su uso en edificios o para su exportación a la red. Una célula fotovoltaica está formada por una o dos capas de un material semiconductor, normalmente silicio. Cuando la luz incide sobre la célula, se crea un campo eléctrico a través de las capas, lo que hace que fluya la electricidad. Cuanto mayor sea la intensidad de la luz, mayor será el flujo de electricidad. Así, incluso en días nublados, la luz solar difusa producirá electricidad, pero menos que en días claros y soleados.

Calentador de agua solar de tubo frente a panel en la India

Los paneles solares fotovoltaicos (comúnmente llamados paneles solares fotovoltaicos) generan electricidad a partir de la luz del sol mediante un efecto fotovoltaico. Un fotón (la unidad básica de la luz) incide en una superficie de un material especial que genera la liberación de lo que se conoce como un electrón. Esta reacción produce electricidad que podemos convertir y utilizar inmediatamente (u opcionalmente almacenar para su uso posterior).

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Los paneles solares térmicos, aunque son algo menos sofisticados, utilizan la luz del sol para calentar un fluido dentro de los colectores del panel, que puede ser un panel plano o tubos de vacío. El uso principal es el calentamiento del agua, y normalmente se instalan junto con sistemas de calefacción central (gas o petróleo).

Los paneles solares fotovoltaicos contienen células que están hechas de capas de material semiconductor, normalmente silicio. Cuando la luz solar incide sobre la célula, crea un campo eléctrico a través de las capas. Cuanto más fuerte es la luz solar, más electricidad se produce.

Los paneles solares captan la energía del sol y la convierten en electricidad de corriente continua, que no es utilizable en el ámbito doméstico, por lo que los paneles se conectan a un pequeño pero muy eficiente inversor que, a su vez, convierte la energía de corriente continua en corriente alterna utilizable. El inversor suele instalarse en el interior de la vivienda, aunque ahora existen versiones más pequeñas o micro que se instalan en la parte posterior de los paneles individuales.

Principio de funcionamiento del calentador de agua solar Fpc

La diferencia entre los paneles solares térmicos y los solares fotovoltaicos es una cuestión de tecnología y aplicación. Tanto la energía solar térmica como la solar fotovoltaica dependen del sol para producir energía, pero ahí es donde sus caminos divergen. En pocas palabras, un sistema solar térmico aprovecha la luz solar para generar calor. Un sistema solar fotovoltaico utiliza la luz solar para generar electricidad. Ambos utilizan paneles solares, pero es fácil distinguir entre la energía térmica y los paneles de energía solar a simple vista.

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¿Cómo funciona la energía solar térmica? Depende del panel. Este tipo se parece a los paneles fotovoltaicos, ya que son placas planas y oscuras montadas en un tejado. Estas placas suelen denominarse “colectores solares térmicos” y son esencialmente intercambiadores de calor. Se componen de:

Además de los paneles, o colectores, los sistemas solares térmicos también utilizan una bomba -que puede ser alimentada por sistemas solares fotovoltaicos- para mover el fluido alrededor del ciclo, y un sistema de control para evitar que el líquido enfríe el tanque en los días fríos.

La eficiencia de los sistemas solares térmicos frente a los fotovoltaicos no está muy reñida. Los paneles solares fotovoltaicos no son tan eficientes como los térmicos, ya que convierten en electricidad alrededor del 20% de la luz solar captada. Compárese con los sistemas de energía solar térmica, que aprovechan el 70% de la energía captada. Pero cuando sirven para fines diferentes, cualquier comparación es sólo un punto de interés.