Un breve análisis de las ventajas y desventajas de los calentadores solares de agua de placa plana

Un breve análisis de las ventajas y desventajas de los calentadores solares de agua de placa plana

Los calentadores solares de agua de placa plana utilizan la luz solar que incide sobre la superficie de un colector, atraviesa una cubierta transparente y se proyecta sobre una placa absorbente de calor. El calor generado por la radiación solar es absorbido eficientemente por una película azul o negra de alta capacidad de absorción y baja emisividad, convirtiéndolo en energía térmica. Esta energía se transfiere a un medio de transferencia de calor. Un colector solar de placa plana consta de cuatro componentes principales: una placa absorbente de calor, una cubierta transparente, una capa aislante y una carcasa exterior. Una bomba de agua transfiere el fluido de trabajo calentado a través de una tubería de circulación para enfriar el agua mediante un serpentín de intercambio de calor, elevando continuamente la temperatura del agua. El agua calentada se almacena en un tanque de agua aislado.

Entonces, ¿cuáles son las ventajas y desventajas de los colectores solares de placa plana?

Ventajas de los calentadores solares de agua de placa plana:

1. Los calentadores solares de agua de placa plana son ideales para la integración en edificios. Gracias a su diseño plano, no tienen restricciones de forma ni tamaño, lo que ofrece opciones de diseño flexibles y facilita su integración con los componentes del edificio. Además, sus placas colectoras metálicas facilitan la instalación y el mantenimiento.

2. Su eficiencia térmica es muy alta. A diferencia de los tubos de vacío, los colectores solares de placa plana no tienen huecos; son superficies continuas. Al exponerse a la luz solar, toda la superficie del colector recibe luz solar. Por lo tanto, con la misma área de iluminación e intensidad de luz solar, la eficiencia diaria promedio de los calentadores solares de agua de placa plana es más de un 6 % superior a la de los tubos de vacío.

3. Los calentadores solares de agua de placa plana ofrecen una excelente resistencia a la presión. La placa de absorción de calor de un colector solar de placa plana es metálica, y la conexión entre el colector y el tanque de agua también utiliza piezas metálicas. Por lo tanto, soporta la presión del agua corriente y de las bombas de circulación.

4. Su rendimiento también es muy estable. En grandes instalaciones como hoteles, piscinas y fábricas, el uso de calentadores solares de agua requiere una gran cantidad de colectores solares para formar un sistema de suministro de agua a gran escala. Los calentadores solares de agua de tubo de vacío utilizan componentes de caucho y plástico para las conexiones, que pueden ser muy inestables. Por el contrario, los colectores solares de placa plana utilizan metal para conectar el colector al sistema, lo que proporciona un sistema muy estable.

Diagrama de estructura de colector solar de placa plana:

Desventajas de los colectores solares de placa plana:

1. Son más adecuados para zonas sin heladas, ya que podrían congelarse en invierno. Dado que el núcleo de los paneles solares de placa plana no está relleno al vacío, aunque estén rellenos de aislamiento, este no es muy eficaz. En comparación con los sistemas solares de tubos de vacío, disipan el calor más rápido y se enfrían más en invierno, cuando las temperaturas exteriores son más bajas. Si bien el uso de calefacción secundaria soluciona el problema de la inutilización en invierno, también añade un paso intermedio, lo que genera cierta pérdida de calor.

2. Presentan cierta pérdida de calor. Dado que el núcleo de los paneles solares de placa plana no está relleno al vacío, y en combinación con el equipo asociado, el aislamiento no es muy bueno, disipan el calor más rápido en invierno que los sistemas solares de tubos de vacío.

Diagrama esquemático de funcionamiento del calentador solar de agua de placa plana:

De hecho, entre los productos solares integrados en los edificios, los sistemas de calentamiento solar de agua comerciales de placa plana ofrecen seguridad y un rendimiento excelente.

Si bien los colectores solares de placa plana tienen ventajas y desventajas significativas en comparación con los sistemas de calentamiento solar de agua con tubos de vacío, los sistemas de calentamiento solar de agua con tubos de vacío tienen desventajas como la rotura de los tubos y la falta de presión cuando se integran en edificios de gran altura.

Los colectores solares de placa plana son los componentes principales de captación de calor de los sistemas de calentamiento solar de agua de placa plana de tipo dividido, y su rendimiento incide directamente en la eficiencia energética de todo el sistema. Mejorar el rendimiento térmico de los calentadores solares de agua de placa plana no solo maximiza el aprovechamiento de la energía solar, sino que también aumenta la fiabilidad del colector. El aislamiento térmico y la capacidad de absorción del absorbedor son dos factores clave que influyen en el rendimiento térmico de los colectores solares de placa plana. La capacidad de absorción de los materiales de recubrimiento de los absorbedores existentes ha alcanzado, en general, niveles superiores a 0,92, lo que deja poco margen de mejora. Por lo tanto, mejorar el aislamiento térmico de los colectores solares de placa plana es un factor clave para optimizar su rendimiento térmico.