Análisis de las ventajas y desventajas de los calentadores solares de agua planos

Un calentador solar de agua plano es un dispositivo donde la luz solar incide sobre la superficie de un colector, atraviesa una placa de cubierta transparente y se proyecta sobre una placa absorbente de calor. El calor generado por la radiación solar se absorbe eficientemente y se convierte en energía térmica mediante una película azul o negra de alta absorción y baja emisividad, para luego transferirse a un medio de transferencia de calor. Un colector solar plano consta de cuatro componentes principales: una placa absorbente de calor, una placa de cubierta transparente, una capa aislante y una carcasa exterior. Mediante una tubería de circulación y una bomba de agua, el fluido de trabajo calentado se transfiere a agua fría a través de un serpentín de intercambio de calor, lo que aumenta continuamente la temperatura del agua y la almacena en un tanque de agua aislado.

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

Ventajas del calentador de agua solar plano

1. Los calentadores solares de agua de panel plano son ideales para la integración en edificios. Gracias a su estructura plana, su diseño no se ve limitado por su forma ni tamaño, y su forma y estructura son flexibles y fáciles de integrar con los componentes del edificio. Además, su placa colectora metálica facilita su instalación y mantenimiento.

2. Su eficiencia térmica es muy alta. Los colectores solares de panel plano no presentan huecos como los tubos de vacío. Son un plano continuo y, al exponerse a la luz solar, toda su superficie puede recibir luz solar. Por lo tanto, con la misma área de iluminación e intensidad de luz solar, la eficiencia media diaria de los calentadores solares de agua de panel plano es más de un 6 % superior a la de los tubos de vacío.

3. La capacidad de soportar presión de los calentadores solares de agua planos es muy buena. La placa de absorción de calor del colector solar plano es metálica, y la conexión entre el colector y el tanque de almacenamiento de agua también es metálica, por lo que soporta la presión del agua del grifo y la bomba de circulación.

4. El rendimiento también es muy estable. En algunos lugares grandes, como hoteles, piscinas, fábricas, etc., 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. El calentador solar de agua de tubo de vacío utiliza componentes de goma para la conexión, lo que hace que el sistema sea muy inestable, mientras que el colector solar plano está conectado al sistema mediante metal, lo que le confiere una gran estabilidad.

Diagrama estructural de un colector solar plano

Desventajas de los colectores solares planos

1. Es más adecuado para su uso en zonas sin heladas; de lo contrario, podrían presentarse problemas de congelación en invierno. Dado que el núcleo de los paneles solares planos no está relleno al vacío, aunque se utilizan materiales aislantes para el relleno, el efecto de aislamiento no es bueno. En comparación con la energía solar de tubos de vacío, disipa el calor rápidamente y a temperaturas exteriores más bajas en invierno. Si bien el uso de calefacción secundaria soluciona el problema de no poder usarla en invierno, también añade enlaces intermedios, lo que puede provocar cierta pérdida de calor.

2. Habrá cierta pérdida de calor. El núcleo de los paneles solares planos no está hecho de vacío, por lo que su efecto aislante no es muy bueno cuando se combinan con equipos similares. En comparación con los paneles solares de tubos de vacío, disipan el calor más rápido en invierno.

De hecho, entre los productos de energía solar integrados en edificios, los sistemas comerciales de calentamiento solar de agua con panel plano combinan seguridad y excelente rendimiento. Si bien las ventajas y desventajas de los colectores solares planos son aún más evidentes en comparación con los sistemas de agua solar con tubos de vacío, estos últimos presentan inconvenientes como la explosión de tuberías y la falta de presión al combinarse con edificios de gran altura. El colector solar plano es el componente principal de captación de calor del sistema de calentamiento solar de agua dividido plano, y su rendimiento afecta directamente la eficiencia energética de todo el sistema. Mejorar el rendimiento térmico de los calentadores solares de agua planos no solo beneficia el aprovechamiento completo de la energía solar, sino que también aumenta la fiabilidad del colector. El aislamiento térmico y la tasa de absorción del cuerpo absorbente de calor son los dos factores principales que afectan al rendimiento térmico de los colectores solares planos. La tasa de absorción de los materiales de recubrimiento de los cuerpos absorbentes de calor actuales ha alcanzado un nivel de 0,92 o superior, y el margen de mejora es limitado. Por lo tanto, mejorar el rendimiento de aislamiento de los colectores solares planos es un factor clave para optimizar su rendimiento térmico.