¿Qué es un calentador solar y cómo funciona?

Son dispositivos termodinámicos que transformando la radiación del sol en calor y utilizan dicha energía para elevar la temperatura del agua.

El Calentador Solar también conocido como Panel Solar Térmico es una tecnología que cómo su nombre lo indica calienta un liquido o gas mediante el uso de la energía solar. Esta tecnología es comúnmente utilizada para calentar agua destinada a servicios sanitarios. El agua puede alcanzar los 100°C o más, por lo cual es utilizado también en procesos industriales y comerciales, así como para alimentar calderas y generadores de vapor.

Componentes de un calentador solar:

Colector Solar: capta la energía solar y la transfiere al agua. Existen diferentes tipos como  son los colectores solares planos, estos pueden ser diseñados y utilizados donde se requieren temperaturas que no sean mayores a los 60 ºC y están formados por una superficie metálica plana a la cual se le instalan una serie de tubos de cobre, mismos que se encuentran revestidos de pintura negra absorbente.

Los colectores de tubos evacuados se caracterizan por su superficie captadora aislada del exterior por un doble tubo de vidrio al vacío. El tubo que se encuentra en el interior está cubierto con una capa de material selectivo, que sirve para absorver la radiación solar, con un mínimo de reflexión de la misma.

El tubo exterior es transparente permitiendo que los rayos solares pasen a través de él con un mínimo de reflexión de la misma. Para este componente existen dos sistemas diferentes, Flujo directo, donde el agua circula por los tubos; Flujo indirecto o Tubo de calor (Heat Pipe) también conocido como Sistema hidroneumático, en el cual el calor evapora un fluido llamado glicol (anticongelante con bajo calor específico) en el tubo, y éste transmite su energía al condensarse en el extremo que está dentro del termotanque.

A través de una punta de cobre se calienta el agua almacenada en el termotanque.

El colector de plástico es el más sencillo y económico. Éste se utiliza cuando no se requieren temperaturas elevadas, por ejemplo en albercas. La radiación solar incide sobre la superficie captadora, donde es transformada en calor, para después ser transferida al agua que circula a través de los canales o tubos de plástico, que están integrados a la superficie.

Aislante Térmico: Es un compuesto muy parecido a una esponja rígida que mantiene el agua caliente dentro del depósito. Este aislamiento térmico hace posible conservar el agua caliente durante toda la noche, aún cuando haga mucho frío.

El Termotanque: es un recipiente cilíndrico donde se almacena el agua caliente que se coloca ya sea en posición horizontal o vertical. Está hecho de metal o plástico reforzado para uso sanitario, normalmente están fabricados de acero y recubiertos de un aislamiento térmico.

Existen termotanques desde 100 litros hasta más de 2,500 litros. La cantidad de personas y las condiciones climatológicas son determinantes para escoger el tamaño del termotanque.

Tuberías y otros accesorios: Las tuberías, que normalmente son de cobre recubiertas con un aislante térmico conectan el colector, el termotanque y el punto de uso. Otros componentes usados en un sistema de calentamiento solar son las bombas,  los sistemas de control, y las válvulas de paso entre otros.

En realidad el funcionamiento de un calentador solar es bastante sencillo. Para capturar mejor la luz, se debe colocar el captador con algo de inclinación y con una orientación de manera que este expuesto la mayor parte del tiempo a los rayos del sol.

La radiación solar al ser absorbida por el recubrimiento de los tubos, se convierte en calor, el cual es transmitido a el agua que pasa por los tubos y llena el termotanque. El agua fría es más densa que la caliente, por lo que esta sube y reemplaza al agua fría del fondo del tanque, efecto que se conoce como efecto termosifónico. Mientras haya suficiente radiación que aumente la temperatura del agua, esta se mantendrá circulando y así calentandose.

Las tuberías se encargan de llevar el agua caliente cuando se abre la llave correspondiente. El agua fría empieza a circular adentro del tanque caliente, y a su paso, va adquiriendo mayor temperatura hasta igualar la del agua almacenada en el tanque. Por lo que, el agua que se consumirá es agua fresca que acaba de ser calentada. Pero eso si, entre más agua fría circule por los tubos, más se enfriara el agua contenida en el termotanque.

Un método que resulta totalmente sustentable. Utiliza la energía limpia, inagotable y renovable que el sol nos brinda para calentar sin recurrir a la electricidad o al gas, ayudando a la economía y a su vez a salvar al planeta.

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