Colectores de placa plana, desarrollado por Hottel y Whillier en la década de 1950, son el tipo más común. Se componen de (1) un oscuro placa plana absorbedor de energía solar, (2) una cubierta transparente que permite que la energía solar para pasar a través, sino que reduce las pérdidas de calor, (3) un fluido térmico de transporte (aire, anticongelante o agua) a eliminar el calor del absorbedor, y (4) un aislante térmico de soporte. El absorbente consiste en una hoja absorbente delgada (de polímeros térmicamente estables, aluminio, acero o cobre, a los que se aplica un recubrimiento negro mate o selectivo) a menudo respaldado por una rejilla o rollo de tubería de fluido colocado en una carcasa aislada con un vidrio o cubierta de policarbonato. En los paneles de calor de agua, el fluido es generalmente circular a través de la tubería para transferir calor desde el absorbedor a un depósito de agua aislado. Esto puede llevarse a cabo directamente oa través de un intercambiador de calor. La mayoría de los fabricantes de calor de aire y algunos fabricantes de calor de agua tienen un absorbedor totalmente inundado que consta de dos hojas de metal que el fluido pasa entre ellos. Debido a que el área de intercambio de calor es mayor que puede ser marginalmente más eficiente que absorbentes tradicionales. [1]
La luz del sol pasa a través del acristalamiento y golpea la placa de absorción, que se calienta, el cambio de la energía solar en energía térmica. El calor se transfiere al líquido que pasa a través de tubos conectados a la placa de absorción. Placas de absorción se suelen pintar con "recubrimientos selectivos", que absorben y retienen el calor mejor que la pintura negro normal. Placas absorbedor se hacen generalmente de metal típicamente de cobre o de aluminio, porque el metal es un buen conductor del calor. El cobre es más caro, pero es mejor conductor y menos propenso a la corrosión que el aluminio. En lugares con medio de energía solar disponible, los colectores de placa plana tienen un tamaño de aproximadamente un medio a un pie cuadrado por galón de uso de un día de agua caliente.
Hay un número de configuraciones de tuberías de absorción:
arpa - diseño tradicional con la parte inferior bandas tubería y el tubo de recogida de la parte superior, utilizado en termosifón de baja presión y sistemas de bombeo
serpentina - S un continuo que maximiza el rendimiento de temperatura, pero no total de energía en sistemas de caudal variable, que se utiliza en compactos sistemas solares de agua caliente (no hay función calefacción)
absorbedor totalmente inundado que consta de dos láminas de metal estampado para producir una zona de circulación.
contorno colectores capa absorbente que consisten en varias capas de hojas transparentes y opacas que permiten la absorción en una capa límite. Debido a que la energía solar es absorbida en la capa límite, la conversión de calor puede ser más eficiente que para los colectores donde se lleva a cabo el calor absorbido a través de un material antes de que el calor se acumula en un líquido circulante. [Cita requerida]
Como una alternativa a los colectores de metal, los nuevos polímeros colectores de placa plana se producen ahora en Europa. Estos pueden ser totalmente polímero, o pueden incluir placas de metal frente a los canales de agua tolerantes congelación-hechas de caucho de silicona. Polímeros, ser flexible y por lo tanto tolerantes a la congelación, son capaces de contener agua en vez de anticongelante, de modo que puedan ser conectadas directamente a los tanques de agua existentes en lugar de tener que utilizar intercambiadores de calor que reducen la eficiencia. Al prescindir de un intercambiador de calor en estos paneles de placa plana, las temperaturas no necesita ser tan alto para el sistema de circulación para ser activado, los paneles de circulación, de manera tan directa, ya sea de polímero o de otro modo, puede ser más eficiente, particularmente a niveles de luz bajos.
Algunos colectores de polímero tempranas selectivamente recubiertos sufrido de recalentamiento cuando aislado, como temperaturas de estancamiento puede exceder el punto de fusión del polímero. [2] [3] Por ejemplo, el punto de fusión de polipropileno es de 160 ° C (320 ° F), mientras que el temperatura de estancamiento de los colectores térmicos aislados pueden superar los 180 ° C (356 ° F) si las estrategias de control no se utilizan. Por esta razón polipropileno no se utiliza a menudo en acristalamiento colectores solares selectivamente recubiertos. Cada vez más polímeros tales como siliconas de alta templadas (que funden a más de 250 ° C (482 ° F)) se están utilizando. Algunos no polímero de polipropileno con base de colectores solares de vidrio son recubiertos de color negro mate en lugar de con recubrimiento selectivo para reducir la temperatura de estancamiento a 150 ° C (302 ° F) o menos.
En las zonas donde la congelación es una posibilidad, por congelación tolerancia (la capacidad para congelar repetidamente sin agrietarse) se puede enviar por el uso de polímeros flexibles. Tubos de caucho de silicona se han utilizado para este fin en el Reino Unido desde 1999. Colectores convencionales de metal son vulnerables a los daños por congelación, por lo que si están llenos de agua que debe ser cuidadosamente sondeado por lo que drenar completamente hacia abajo utilizando la gravedad antes de la congelación se espera, de modo que no se agrietan. Muchos colectores de metal se instalan como parte de un sistema intercambiador de calor sellado. En lugar de tener el flujo de agua potable directamente a través de los colectores, una mezcla de agua y anticongelante tal como propilenglicol (que se utiliza en la industria alimentaria) se utiliza como un fluido de intercambio de calor para proteger contra daños por congelación a una temperatura determinada localmente riesgo que depende de la proporción de glicol de propileno en la mezcla. El uso de glicol disminuye el calor del agua de la capacidad de carga ligeramente, mientras que la adición de un intercambiador de calor adicional puede disminuir el rendimiento del sistema en los niveles de luz bajos.
Una piscina o el colector sin esmaltar es una forma simple de colector de placa plana, sin una cubierta transparente. Típicamente polipropileno o caucho EPDM o caucho de silicona se utiliza como un absorbedor. Se utiliza para calefacción de la piscina que puede funcionar bastante bien cuando la temperatura de salida deseada se encuentra cerca de la temperatura ambiente (es decir, cuando está fuera caliente). A medida que la temperatura ambiente se enfría, estos colectores se vuelven menos eficaces.
La mayoría de los colectores de placa plana tienen una esperanza de vida de más de 25 años.
Aplicaciones: El principal uso de esta tecnología es en los edificios residenciales donde la demanda de agua caliente tiene un gran impacto en las facturas de energía. Esto significa generalmente una situación con una familia grande, o una situación en la que la demanda de agua caliente es excesiva debido a lavar la ropa con frecuencia. Las aplicaciones comerciales incluyen lavanderías, lavados de autos, instalaciones militares de lavandería y establecimientos de comida. La tecnología también puede ser utilizado para la calefacción si el edificio se encuentra fuera de la red o si el suministro eléctrico está sujeto a frecuentes cortes. Los sistemas solares de calentamiento de agua son más propensos a ser rentable para las instalaciones con sistemas de calefacción de agua que son costosos de operar, o con operaciones tales como lavanderías o cocinas que requieren grandes cantidades de agua caliente.
sin esmaltar colectores de líquidos se utilizan para calentar el agua para piscinas. Debido a que estos colectores no necesitan soportar altas temperaturas, que pueden usar materiales menos costosos, tales como plástico o caucho. Asimismo, no requieren de congelación y de pruebas, porque las piscinas se utilizan generalmente sólo en clima cálido o se puede drenar con facilidad durante el tiempo frío.
Mientras que los colectores solares son más costo-efectiva en zonas soleadas y templadas, que pueden ser rentables en cualquier parte del país, por ello deben considerarse.
