Aspectos básicos
1.3 Parámetros de los colectores
Denominaciones de las superficies
1
Colector plano
B
– Superficie bruta A
Es la superficie delimitada por las dimensiones exteriores (longitud x anchura) de un colector. Es un dato decisivo para planificar el monta-
je y la superficie de cubierta requerida, y además es determinante en la mayoría de los planes de fomento a la hora de solicitar subvencio-
nes.
– Superficie de absorción B
Superficie de metal con recubrimiento selectivo que está montada en el colector.
– Superficie de apertura C
La superficie de apertura es el dato técnico relevante a la hora de planificar una instalación de energía solar y de utilizar los parámetros
de dimensionado.
Colector plano:
Superficie de la cubierta del colector por la que puede entrar la radiación solar.
Colector de tubos de vacío:
Suma de las secciones longitudinales de cada uno de los tubos. Como en las partes superior e inferior de los tubos hay sectores peque-
ños sin superficie de absorción, la superficie de apertura de estas unidades es un poco mayor que la superficie de absorción.
Rendimiento del colector
El rendimiento de un colector (consultar el capítulo "Datos técnicos"
del colector correspondiente) indica qué porcentaje de la radiación
solar que incide en la superficie de absorción se puede convertir en
energía térmica útil. El rendimiento depende, entre otras cosas, del
estado de funcionamiento del colector. Este dato se calcula de la
misma manera para todos los tipos de colector.
Una parte de la radiación solar que incide en el colector se pierde
por reflexión y absorción en la plancha de cristal y por reflexión en el
"absorbedor". Partiendo de la proporción entre el nivel de radiación
que incide en el colector y la potencia de radiación que es transfor-
mada en calor en el absorbedor, se puede calcular el rendimiento
óptico η
.
0
Al calentarse, el colector transmite al entorno una parte del calor
debido a la conducción térmica de su propio material, a la radiación
térmica y a la convección. Estas pérdidas se calculan mediante los
coeficientes de pérdida de calor k
tura ΔT (indicada en K) entre el absorbedor y su entorno:
k 1 . ΔT
k 2 . ΔT²
-
-
ŋ = ŋ 0
E g
E g
VIESMANN
6
(continuación)
C
A
y k
y la diferencia de tempera-
1
2
Colector de tubos de vacío
C
B
A
Curvas características del rendimiento
El rendimiento óptico η
y los coeficientes de pérdida de calor k
0
k
, junto con la diferencia de temperatura ΔT y la intensidad de
2
radiación E
, son suficientes para determinar la curva característica
g
del rendimiento. El rendimiento máximo se alcanza cuando tanto la
diferencia entre la temperatura del absorbedor y la temperatura
ambiente ΔT como las pérdidas térmicas equivalen a cero. Cuanto
más aumenta la temperatura del colector, mayor es la pérdida de
calor y menor el rendimiento.
Las curvas características del rendimiento sirven para reconocer las
áreas de trabajo típicas de los colectores. A partir de esta informa-
ción se extraen las aplicaciones posibles de los colectores.
Áreas de trabajo típicas (consultar el diagrama siguiente):
1 Instalación de energía solar para A.C.S. con tasa de cobertura
reducida
2 Instalación de energía solar para A.C.S. con tasa de cobertura
más elevada
3 Instalación de energía solar para A.C.S. y apoyo de calefacción
solar
4 Instalación de energía solar para suministro de calor a procesos
industriales/climatización solar
Los siguientes diagramas muestran las curvas características del
rendimiento en relación con la superficie de absorción de los colec-
tores.
y
1
VITOSOL