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3.1.4 Características funcionales de los captadores solares
3.1.4.1 Rendimiento del captador solar
La potencia térmica útil extraída del captador solar (POT
temperatura del fluido caloportador que circula por el absorbedor y puede expresarse con la
siguiente expresión
Siendo
m
: el caudal másico que circula por el captador y es igual al
CAP
caudal volumétrico multiplicado por la densidad del fluido
c
: el calor específico a presión constante del fluido
p
T
: la temperatura de salida del captador (ºC)
s
T
: la temperatura de entrada del captador (ºC)
e
��
: el rendimiento del captador
A
: la superficie o área útil del captador (m
CAP
��
: la irradiancia total sobre la superficie del captador (W/m
��
La potencia obtenida del captador solar es por tanto proporcional al rendimiento y a la irradiancia
total por lo que es necesario conocer las variables de las que depende el rendimiento del
captador.
El rendimiento de un captador se puede establecer mediante un modelo físico matemático que es
función de las condiciones de trabajo y se puede comprobar que la transformación de la energía
radiante en energía térmica se realiza conforme a una expresión de la forma:
Donde ��
. (����) es el rendimiento óptico del captador, también denominado factor de eficiencia
��
óptica, y representa el rendimiento del captador cuando la temperatura de entrada al captador Te
es igual a la temperatura ambiente Ta y es, por tanto, el máximo rendimiento que puede alcanzar
el captador. El valor de ��
disminución del rendimiento producido por las pérdidas térmicas del captador. Las pérdidas
térmicas aumentarán, y por tanto el rendimiento disminuirá, a medida que este coeficiente sea
mayor.
Ambos valores se pueden determinar por análisis teórico de las características del captador o
experimentalmente mediante la realización de un ensayo en condiciones reales de
funcionamiento en el que se miden todas las variables y se realiza un ajuste de la función que
representa el rendimiento en función de la variable (Te – Ta)/G que representa las condiciones de
funcionamiento. Una vez determinados dichos valores se dispone de la función lineal
representativa del funcionamiento del captador solar y se puede calcular el rendimiento para
3. COMPONENTES
POT
= m
. c
. (T
CAP
CAP
p
s
. ( ��. �� ) − ��
ƞ = ��
��
��
corresponde al coeficiente de pérdidas térmicas y representa la
��
��
) se emplea en aumentar la
CAP
��
. ��
- T
) =
. A
��
e
CAP
2
)
��
− ��
��
��
. ��
��
��
��
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)
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