¿Qué colector solar es más eficiente?

Solar thermal collector deutsch

Las tecnologías solares térmicas pueden utilizarse en cualquier lugar de los Estados Unidos. Sin embargo, algunas regiones reciben naturalmente una energía solar más intensa y fiable que otras, dependiendo de la latitud, los patrones climáticos típicos y otros factores. El Laboratorio Nacional de Energías Renovables ofrece mapas que muestran el potencial de la energía solar en el lugar donde vive.

Un colector solar no acristalado es una de las formas más sencillas de tecnología solar térmica. Un material conductor del calor, normalmente un metal o plástico oscuro, absorbe la luz solar y transfiere la energía a un fluido que pasa a través o detrás de la superficie conductora del calor. El proceso es similar a la forma en que una manguera de jardín, tendida al aire libre, absorbe la energía del sol y calienta el agua dentro de la manguera.Estos colectores se describen como “no acristalados” porque no tienen una cubierta de vidrio o “acristalamiento” en la caja del colector para atrapar el calor. La falta de acristalamiento supone una contrapartida. Los colectores solares no acristalados son sencillos y baratos, pero sin una forma de atrapar el calor, lo pierden al medio ambiente y funcionan a temperaturas relativamente bajas. Por ello, los colectores no acristalados suelen funcionar mejor en aplicaciones de calefacción pequeñas o moderadas o como complemento de los sistemas de calefacción tradicionales, donde pueden reducir la carga de combustible precalentando el agua o el aire.Los colectores solares para piscinas son la tecnología solar no acristalada más utilizada en Estados Unidos. Estos dispositivos suelen utilizar paneles tubulares de plástico negro montados en un tejado u otra estructura de soporte. Una bomba de agua hace circular el agua de la piscina directamente a través de los paneles tubulares, y luego devuelve el agua a la piscina a una temperatura más alta. Aunque se utilizan principalmente para calentar piscinas, estos colectores también pueden precalentar grandes volúmenes de agua para otras aplicaciones comerciales e industriales.Cómo funciona

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Cómo funcionan los colectores solares

Los colectores solares fotovoltaicos-térmicos con separación espectral son una tecnología emergente para la captación de energía solar que funciona dirigiendo diferentes partes del espectro solar a receptores adecuados. Esta energía se convierte en electricidad y calor simultáneamente.

“Nuestra investigación es importante porque sienta las bases para entender los colectores fotovoltaicos-térmicos de división espectral, junto con una orientación práctica sobre cómo aplicar estos conocimientos”. Dr. Gan Huang

La energía solar es una de las fuentes de energía renovable más abundantes, y las tecnologías solares eficaces tienen un gran potencial para aliviar el gran reto que supone el aumento de la demanda mundial de energía al tiempo que se reducen las emisiones asociadas.

En una investigación publicada hoy en Light: Science & Applications, los investigadores del Laboratorio de Procesos de Energía Limpia descubrieron que, cuando se optimizan, los colectores solares fotovoltaicos-térmicos con división espectral convierten en energía útil una gama más amplia del espectro solar, que de otro modo se perdería en el medio ambiente.

Eficiencia del colector solar

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En primer lugar, es importante entender que la energía solar térmica y la energía solar fotovoltaica son dos tecnologías muy diferentes. Como su nombre indica, la tecnología solar térmica se utiliza para recoger la luz solar y transformarla en calor que se almacena y posteriormente se transforma en electricidad. Los paneles solares, en cambio, utilizan la tecnología fotovoltaica para captar los rayos del sol y convertirlos directamente en electricidad.

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La energía solar térmica suele utilizarse para calentar agua. Se trata de una tecnología sencilla: los paneles del tejado son los encargados de captar la luz del sol, calentando así el líquido de los tubos que luego se transporta a su bombona listo para ser utilizado.

Colector solar térmico

Un colector solar es un dispositivo que recoge y/o concentra la radiación solar del Sol. Estos dispositivos se utilizan principalmente para el calentamiento solar activo y permiten calentar el agua para uso personal[2]. Estos colectores se montan generalmente en el tejado y deben ser muy resistentes, ya que están expuestos a diferentes condiciones meteorológicas[2].

El uso de estos colectores solares proporciona una alternativa para el calentamiento tradicional del agua doméstica mediante un calentador de agua, reduciendo potencialmente los costes energéticos a lo largo del tiempo. Además de en el ámbito doméstico, un gran número de estos colectores pueden combinarse en un conjunto y utilizarse para generar electricidad en centrales solares térmicas.

Hay muchos tipos diferentes de colectores solares, pero todos se construyen con la misma premisa básica. En general, se utiliza algún material para recoger y concentrar la energía del Sol y utilizarla para calentar el agua. El más sencillo de estos dispositivos utiliza un material negro que rodea las tuberías por las que circula el agua. El material negro absorbe muy bien la radiación solar y el material calienta el agua que rodea. Este es un diseño muy sencillo, pero los colectores pueden llegar a ser muy complejos. Se pueden utilizar placas absorbentes si no es necesario un gran aumento de la temperatura, pero generalmente los dispositivos que utilizan materiales reflectantes para enfocar la luz solar dan lugar a un mayor aumento de la temperatura.