Ya hemos hablado de los colectores solares térmicos planos y de los de tubo de vacío.
Dentro de los colectores sin concentración se encuentran también los colectores de aire.
Son de tipo plano y su principal característica es tener como fluido caloportador el aire.
No tienen una temperatura máxima límite (los procesos convectivos tienen una menor influencia en el aire) y trabajan mejor en condiciones de circulación normal, pero en contraposición poseen una baja capacidad calorífica y el proceso de transferencia de calor entre placa y fluido no es bueno.
Su aplicación principal es la calefacción.
Exteriormente no es posible distinguir un colector de aire de uno plano de agua.
Es en el absorbedor donde se encuentran las mayores diferencias. El mismo presenta una forma rugosa y carece de la clásica parilla de conductos de los colectores de agua. El aire circula libremente por la superficie del absorbedor recogiendo el calor que éste transforma.
Al ser una tecnología poco difundida hasta ahora, no existe un modelo estandarizado de colector solar de aire, realizando cada fabricante su propio modelo.
También existen los colectores solares térmicos cónicos o esféricos.
Su principal característica es que constituyen simultáneamente la unidad de captación y de almacenamiento.
Su superficie de captación es cónica o esférica con una cubierta de vidrio de la misma geometría. Con esta forma se consigue que la superficie iluminada a lo largo del día, en ausencia de sombra, sea constante.
Su instalación es sencilla, pero presentan problemas de estratificación del agua y la superficie útil de captación es pequeña.
Su aplicación principal es la producción de agua caliente sanitaria en viviendas unifamiliares y en climas muy benignos, ya que la gran superficie de almacenamiento, expuesta a la intemperie, propicia grandes pérdidas de energía.
Por último, dentro de los colectores sin concentración, encontramos los colectores solares para climatización de piscinas exteriores.
Son de caucho, polipropileno o polietileno; e incorporan en su proceso de fabricación sustancias que los protegen de la tendencia natural de los plásticos a degradarse bajo la acción de los rayos ultravioletas.
También llevan otros aditivos para protegerlos de los agentes químicos empleados en la purificación del agua de las piscinas. Tienen una aceptable resistencia a las posibles heladas nocturnas.
Se usan principalmente para calentar el agua de las piscinas y así poder prolongar su uso durante varios meses más.
Estos colectores no cuentan con cubierta, ni con carcasa ni con material aislante. Están constituidos por la placa captadora desnuda. Esto es así porque la temperatura de trabajo en ningún caso va a superar los 30º C y a esta baja temperatura las pérdidas por radiación y conducción son muy pequeñas, permitiendo prescindir de cubiertas y aislamientos.
No es necesario utilizar ningún tipo de intercambiador de calor ni acumulador, porque circula el agua de la piscina directamente por los colectores.
Necesitan un bastidor porque generalmente no son rígidos, pero también pueden colocarse directamente sobre un tejado, cubierta, pérgola o incluso, sobre el suelo. Al ser flexibles absorben las irregularidades de la superficie sobre la que descansan.
Estos equipos gozan de una vida útil aproximada de 10 años. Necesitan poco mantenimiento y hay poco riesgo de corrosión, ya que son sintéticos.
El segundo gran grupo es el de los colectores solares con concentración.
Su uso más habitual no es a nivel doméstico sino en centrales termoeléctricas e instalaciones que trabajan a media y alta temperatura.
Estos colectores concentran la radiación solar que recibe la superficie captadora en un elemento receptor de superficie muy reducida (un punto, una línea).
Al ser el receptor más pequeño y la radiación concentrada, permite una mejor absorción de la energía solar.
Son capaces de proporcionar temperaturas por encima de los 300ºC con buenos rendimientos.
Las centrales de colectores de concentración generan vapor a alta temperatura con destino a procesos industriales y para producir energía eléctrica.
Hay colectores de concentración de varios tipos (torre, cilindro-parabólico, motor Stirling).
Pero todos ellos tienen en común que exigen estar dotados, para ser eficientes, de un sistema de seguimiento que les permita permanecer constantemente situados en la mejor posición para recibir los rayos del Sol a lo largo del día.
Uno de los inconvenientes de la mayoría de los colectores de concentración (y en especial del cilíndrico-parabólico) es que sólo aprovechan la radiación directa del Sol, es decir, que sólo aprovechan los rayos solares que realmente inciden sobre su superficie. No son capaces, por el contrario, de captar la radiación solar difusa.
Por ello, no resultan convenientes en zonas climáticas que, aunque reciben una aceptable cantidad de radiación solar, son relativamente nubosas. Sólo resultan realmente eficaces en zonas auténticamente soleadas.
Este contenido fue extraído del Manual Técnico Comercial de Energía Solar Térmica y forma parte del e-learning Solar.
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d) Sistema de intercambio: existe en caso de que el fluido que circula por los colectores solares no sea el mismo que el que utiliza el usuario; por ejemplo cuando existe riesgo de heladas o el fluido del usuario puede dañar la instalación solar. El intercambiador puede formar parte del mismo acumulador o estar situado en el exterior.
