Las propiedades básicas de la captación térmica de la radiación solar son la absortancia, que debe ser alta, la transmitancia, que debe ser nula, y la reflectancia, cuyo valor debe ser bajo.
La conversión fototérmica se puede clasificar en:
Pasiva: se produce a temperaturas bajas, por encima de la ambiente, y no implica dispositivos especiales con partes móviles. Se emplea en la arquitectura, formando parte del concepto denominado «bioclimatismo».
Activa: incorporan algún tipo de movimiento de un fluido, bien de forma natural o forzada, y se subdividen en función de la temperatura en:
Sistemas de baja temperatura , por debajo de 80ºC . El calentamiento del fluido, aire o agua, se consigue mediante el empleo de dispositivos denominados captadores solares planos, que pueden ser de varios tipos: de cubierta transparente, cuyo principio de funcionamiento es el llamado efecto invernadero; de tipo placa absorbedora, generalmente metálica y cubierta con pintura negra y deposición electrónica de características absorbentes, etc.
Sistemas de media temperatura , hasta 350ºC . En estos casos es necesario emplear elementos de concentración de la radiación, que, a su vez, incorporen algún tipo de dispositivo de seguimiento solar, de ahí que se clasifiquen en: sin movimiento, se trata de absorbedores tubulares sobre los que incide la radiación solar concentrada, y con movimiento en un eje o en dos ejes.
Sistemas de alta temperatura, por encima de 350ºC . En este caso se requiere el empleo de dispositivos que concentren la radiación solar en un punto. Los dos tipos más utilizados son el disco parabólico y los helióstatos.
Captación solar térmica activa de baja temperatura.
El funcionamiento de un sistema solar térmico se basa en el denominado efecto invernadero. La radiación solar, de longitud de onda corta, atraviesa la cubierta transparente e incide sobre el absorbedor del captador, donde parte es transferida al fluido portador de calor en forma de energía térmica. El absorbedor al calentarse emite radiación de longitud de onda más larga que no puede escapar porque la cubierta transparente es opaca, minimizándose las pérdidas tanto por conducción como por convección.
El absorbedor consta de un conjunto de tuberías por las cuales circula el fluido de trabajo, el cual una vez ha captado la energía se dirige hacia el elemento de acumulación o bien directamente al consumo. Una vez cede su energía disminuye su temperatura y se dirige de nuevo al captador solar comenzando de nuevo el ciclo.
Una instalación solar térmica de baja temperatura está formada por los siguientes elementos:
- Captador Solar
- Acumulador
- Intercambiador
Las instalaciones solares térmicas se pueden clasificar en dos tipos principales:
De circulación natural o termosifónicas. El movimiento del fluido portador de calor es producido mediante convección.
De circulación forzada. El movimiento es provocado por la acción de una máquina hidráulica (bomba).
Existen numerosas configuraciones para este tipo de instalaciones, dividiéndose también en dos grupos en función de que exista o no intercambiador:
Directas. El fluido portador de calor pasa directamente del captador solar al consumo.
Indirectas. Poseen un intercambiador que realiza una doble función, por un lado permite transferir el calor del fluido portador de calor al de consumo, y por otro, evita que se pongan en contacto.
Es una fuente de energía que mediante células fotovoltaicas (hechas de silicio) convierte la luz en electricidad.
Ventajas fundamentales.
La energía solar fotovoltaica tiene muchas ventajas. A continuación les enumeramos algunas de las fundamentales:
- No genera polución ni tampoco contaminación ambiental.
- No consume combustibles.
- De una vida útil superior a los 20 años.
- Resiste condiciones climáticas extremas: granizo, viento, temperatura y humedad.
- No produce ruidos.
- No tiene partes mecánicas, cosa que hace innecesario mantenimiento, excepto limpiar el panel.
- Tolera aumentar la potencia instalada incorporando nuevos módulos fotovoltaicos.
Aplicaciones principales:
Se utiliza en zonas que no disponen de conexión a la red de distribución eléctrica. A la vez puede trabajar independientemente o de forma combinada con sistemas de generación eléctrica convencional.
- Electrificación de viviendas rurales: luz, TV, telefonía, comunicaciones, bombas de agua, etc.
- Alumbrado exterior.
- Balizado y señalización.
- Electrificación de alambrados dedicados al sector ganadero.
- Protección catódica.
- Náutica, casas rodantes, etc.
Componentes del sistema
La instalación fotovoltaica habitualmente puede dividirse en dos circuitos: un circuito con corriente continua y otro con corriente alterna.
Los paneles fotovoltaicos generan corriente en continua que se almacena en las baterías. Este sería el circuito en corriente continua (12, 24 ó 48V).
Habitualmente todos los electrodomésticos usan corriente alterna, por este motivo es necesario un inversor entre las baterías y los puntos de consumo. Este sería el circuito con corriente alterna. La red eléctrica funciona también con corriente alterna (220V).
