El funcionamiento
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Aunque hay una amplia gama de tecnologías aplicables a la energía termosolar, esta sección solamente se enfoca en el calentamiento solar de agua, con énfasis en las aplicaciones más comunes. El colector solar tiene una superficie especial que capta el calor de los rayos solares y lo transfiere al agua que circula por su interior hasta el termotanque, donde se almacena para su disposición final. |
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El colector solar se instala en el techo o en un área bien soleada y se orienta de tal manera que logre la mayor captación de la radiación solar. En México debería estar orientado hacia el sur geográfico. La inclinación del colector depende de la latitud del lugar y de las condiciones climatológicas, por ejemplo en México se inclina aproximadamente a 23 grados.
Dependiendo de los requerimientos del usuario, un sistema de calentamiento de agua puede componerse de uno o más colectores solares interconectados. En México, para el caso de una vivienda con 3 ó 4 personas un sistema típico tiene una superficie de aproximadamente 2 metros cuadrados y una capacidad del termotanque de 150 litros.
Para asegurar que siempre haya agua caliente, también durante días nublados o durante la noche, el sistema solar normalmente está conectado al calentador de gas o calentador eléctrico, que respalda el sistema solar. Este sistema se llama sistema backup o respaldo.
Circulación directa. Circulación indirecta
Dentro de los sistemas de calentamiento solar hay que distinguir entre:
- Sistemas de circulación directa: Circulando por el colector, el agua se calienta y es utilizada directamente por el usuario. También estos sistemas se llaman sistemas de un solo ciclo.
- Sistemas de circulación indirecta: Un liquido de trabajo (por ejemplo glicol o aceites anticongelantes) circula por el sistema solar y es enviado a un intercambiador de calor, que trasmite el calor al agua que está almacenada en el termotanque. El líquido de trabajo es separado del líquido de uso (agua). Esta opción es conveniente sobre todo en zonas propensas a congelación, para evitar que el agua rompa las tuberías al congelarse. Esos sistemas también se denominan como sistemas de dos ciclos.
Termosifón y Circulación forzada
Además, dependiendo de su principio de funcionamiento, los calentadores solares también se dividen en dos tipos:
- Sistemas termosifónicos: Sistemas que funcionan bajo el principio de convección para hacer circular el agua.
- Circulación forzada: Sistemas que usan una bomba para mover el liquido de trabajo.
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Efecto termosifónico Proceso de calentamiento solar de agua (efecto termosifónico) En un sistema termosifónico, el agua circula de manera natural y sin necesidad de una bomba entre el captador y el termotanque. Este efecto se debe a la diferencia de densidades (el agua caliente es más ligera que el agua fría y por eso tiende a subir) que, a su vez, son producto de la diferencia de las temperaturas del agua. |
Circulación forzada
El sistema solar requiere de una bomba para que circule el líquido de trabajo (agua u otro líquido como por ejemplo un anticongelante en sistemas indirectos). Eso es por falta del mencionado efecto termosifónico o porque no es suficiente para mover el agua dentro del sistema.
Si se requiere de una bomba, o no, depende de la cantidad de colectores solares instalados, en serie o paralelo, las condiciones climatológicas, la instalación, el espacio disponible, la longitud de la tubería, ubicación del tinaco y del termotanque.