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Energía solar termodinámica

Introducción

La energía solar termodinámica es un concepto distinto en la aprovechación de la energía solar. Ésta no utiliza directamente la radiación solar sino que absorve el calor del ambiente a través de unos paneles. Una novedad que introduce es que puede funcionar tanto en días soleados como nublados, e incluso puede funcionar en horas nocturnas. Esta tecnología es una mezcla entre los paneles solares térmicos y la bomba de calor. El principal uso que se le da a este tipo de paneles es aprovechar la energía para calentar agua de uso sanitario, calefacción o para piscinas.

Componentes

Los componentes de este sistema son similares a los de una bomba de calor convencional:

  • El panel solar termodinámico o acumulador que funciona como evaporador de la bomba de calor. Suelen ser de acero inoxidable recubierto con aislante para evitar pérdidas de calor
  • Una válvula de expansión donde el fluido disminuye su temperatura y presión.
  • Un termoacumuador donde se almacena el agua caliente
  • Un intercambiador de calor o condensador donde el líquido refrigerante transfiere calor al agua que se quiere calentar.
  • Un compresor donde el fluido refrigerante aumenta su presión y temperatura.
  • El fluido refrigerante que normalmente es un gas.

La válvula de expansión, el condensador y el compresor forman el denominado bloque termodinámico de los equipos.

Funcionamiento

Los paneles se pueden colocar en tejados como los paneles solares térmicos tradicionales, pero como no usan la radiación solar directamente si no que absorven del ambiente la energía térmica, se pueden colocar también en posición vertical como en vallas y sitios similares con una inclinación entre 45º y 90º. Los sitios más recomendados son aquellos donde incida el viento sobre el panel ya que de él puede absorver energía así como aquellos en los que esté en contacto directo con la lluvia que pueda caer.

Antes de pasar por los paneles, el fluido refrigerante circula a través de una válvula de expansión para disminuir su presión y temperatura. Así este gas licuado y con baja presión al pasar por el panel se evapora a una temperatura de -10 ºC absorviendo la energía del ambiente al estar éste a una mayor temperatura. El panel funciona como el evaporador de la bomba de calor. Posteriormente se lleva el fluido a través de el bloque termodinámico y llega al compresor donde se aumenta su presión y se consigue que la temperatura aumente hasta los 110-120ºC y así cuando llegue al intercambiador pueda transferir calor al agua que puede alcanzar una temperatura de entre 50ºC y 60ºC.

El tipo de gas que se utiliza en estas instalaciones son denominados freones (dentro del grupos de los clorofluorocarbonos (CFC)) que en un principio se había comprobado que estos reaccionaban químicamente con el ozono atmosférico y por ello tenían impuestos severas limitaciones a la cantidad de freones que se permite emitir a la atmósfera. No obstante se han desarrollado otras variedades de refrigerantes que tienen las siguientes caracteríticas:

  • No destruye la capa de ozono.
  • Es innocuo para el medio ambiente.
  • No es inflamable.
  • Son estables químicamente ante distintas presiones y temperaturas.
  • Facilitan la detección de fugas.
  • No son tóxicos.
  • Tiene un alto calor de evaporación

La orientación recomendada es hacia el Sur, pero también funciona adecuadamente si se orienta hacia el Sureste o Suroeste con una pérdida de un 1% en la eficacia según algunos fabricantes. La temperatura de funcionamiento es como mínimo de -5ºC  pero algunos fabricantes de estos equipos recomiendan temperaturas mínimas de funcionamiento algo mayores.

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