Colectores de Concentración.

Para aplicaciones como el aire acondicionado o la generación central de energía y de calor para cubrir grandes necesidades industriales, los colectores de placa plana no suministran fluidos con una temperatura lo suficientemente elevada como para ser eficaces. Se pueden usar en un primer momento, y después el fluido se trata con medios convencionales de calentamiento. Como alternativa a este sistema, se pueden usar colectores de concentración, más complejos y costosos. Estos dispositivos reflejan y concentran la energía del Sol en una zona pequeñísima. El resultado de esta concentración es que la intensidad de la energía solar se incrementa y las temperaturas del receptor se pueden elevar a miles de grados Centígrados. Estos concentradores se mueven siguiendo al Sol para obtener un mayor rendimiento, por lo que reciben el nombre de heliostatos.

Los Colectores de placa plana.

En los procesos térmicos los colectores de placa plana concentran la radiación solar en una placa de absorción por la que pasa el llamado fluido portador. Éste, en estado líquido o gaseoso, se calienta al atravesar los canales por transferencia de calor desde la placa de absorción. La energía transferida por el fluido portador, dividida entre la energía solar que incide sobre el colector y expresada en porcentaje, se llama eficiencia instantánea del colector. Los colectores de placa plana tienen, en general, una o más placas cobertoras transparentes para intentar minimizar las pérdidas de calor de la placa de absorción en un esfuerzo para maximizar la eficiencia. Son capaces de calentar fluidos portadores hasta 82 °C y obtener entre el 40 y el 80% de eficiencia.

Los colectores de placa plana se han usado de forma eficaz para calentar agua y para calefacción. Los sistemas típicos para casa-habitación emplean colectores fijos, montados sobre el tejado. En el hemisferio norte se orientan hacia el Sur y en el hemisferio sur hacia el Norte. El ángulo de inclinación óptimo para montar los colectores depende de la latitud. En general, para sistemas que se usan durante todo el año, como los que producen agua caliente, los colectores se inclinan (respecto al plano horizontal) un ángulo igual a los 15° de latitud y se orientan unos 20° latitud S o 20° de latitud N.

Sistema de captación de MEDIA y ALTA temperatura.

Para la obtención de elevadas temperaturas es necesario recurrir a colectores especiales, ya que con los planos es imposible, estos colectores son los colectores de concentración, cuya filosofía no es más que aumentar la radiación por unidad de superficie. Hay varias formas y sistemas, pero la parte común a todos es que necesitan orientación.

Estos se componen de las siguientes partes:
Superficie reflectora. Constituido por una lámina reflectora, generalmente Mylar, Hostaflon u otro material plástico de características similares, también pueden ser de vidrio con recubrimiento de espejo, estos no muy habituales, ya que tienen que soportar las inclemencias del medio y es difícil la fabricación de forma curvada. En todos los casos deben de tener una reflectividad superior al 95%.
Superficie absorbente. Dependen de la forma de la superficie reflectora, pero generalmente son de forma cilíndrica o plana pintadas de negro o recubiertas con una capa de material selectivo.
Cubierta protectora. Generalmente protegen a la superficie absorbente y casi nunca a la superficie reflectora, el aislante habitual es el vacío.
Sistema de seguimiento. Puede ser de varios tipos:
- De movimiento longitudinal, de un eje, con movimiento de Este a Oeste.
- De movimiento latitudinal, de un eje, con movimiento de Norte a Sur.
- De movimiento completo, de dos ejes, puede orientarse en todas direcciones.

Podemos destacar de estos que la parte más importante es la forma de la superficie reflectora y que pueden ser:
- Concentradores cilindro-parabólicos compuestos (CPC) constituidos por dos ramas de parábola, cuyos focos se encuentran en el extremo de la rama opuesta.
- CPC sin truncar, son los que las ramas de parábola son simétricas, cubriendo ángulos iguales a ambos lados de la superficie reflectora.
- CPC truncados, son los que las ramas de parábola no son simétricas, teniendo truncadas una o ambas ramas.
- Asimétricos, como indica su nombre, no poseen simetría respecto del eje del concentrador.

Lentes de fresnel, que son una derivación de las lentes plano-convexas
Lentes de fresnel Paraboloidales, que son los formados por una paraboloide, dotados de una geometría muy compleja de fabricar, llegando a tener una razón de concentración superior a 2000
Deformación elástica de membrana, formada por membranas metalizadas, montadas sobre una estructura, parecida a la de un tambor, adquiriendo una forma parecida a una paraboloide cuando son sometidas a una depresión mediante vacío.

Sistema de captación de BAJA Temperatura.

El colector es una superficie, que expuesta a la radiación solar, permite absorber su calor y transmitirlo a un fluido. Existen tres técnicas diferentes entre sí en función de la temperatura que puede alcanzar la superficie captadora. De esta manera, los podemos clasificar como:
Baja temperatura: captación directa, la temperatura del fluido es por debajo del punto de ebullición.
Media temperatura: captación de bajo índice de concentración, la temperatura del fluido es más elevada de 100ºC.
Alta temperatura: captación de alto índice de concentración, la temperatura del fluido es más elevada de 300ºC
BAJA temperatura:
Generalmente el aprovechamiento térmico a baja temperatura se realiza a través de colectores planos, cuya característica común es que no tienen poder de concentración, es decir, la relación entre la superficie externa del colector y la superficie captadora, la interior, es prácticamente la unidad.

Consta de los siguientes elementos:
Cubierta exterior. Generalmente formada por una lámina de cristal, lo más transparente posible, aunque a veces es sustituida por algún tipo de plástico (Tedlar, EVA). Se pueden encontrar con varias capas de cristales, evitando así pérdidas de calor, pero encareciendo el colector. Es la parte más propensa a la rotura, ya sea por agresiones externas o por efecto de la dilatación del propio cristal.
Placa absorbente. Es prácticamente una placa plana pintada de negro, con objeto de aumentar su poder de absorción y disminuir la reflexión. Podemos encontrar los tubos para el fluido caloportador, que van soldados a la placa o sencillamente son parte de ella.
Aislamiento. Es el recubrimiento en todos los lados del panel, excepto en la parte acristalada, que evita pérdidas térmicas. El material es cualquier tipo de aislante (fibra de vidrio, poliuretano) y el grosor depende de la aplicación, lugar, tipo de aislante.
Caja exterior. Es la que alberga a todos los componentes (cubierta exterior, placa absorbente, aislamiento) generalmente de aluminio, por su poco peso y aguante a la corrosión.
Existen otro tipo de colectores planos que no responden a esta descripción:
Colectores para piscinas. Son colectores sin cubierta, sin aislante y sin caja, solamente están compuestos por la placa absorbente, que por lo general es de un material plástico. Aumenta la temperatura del agua entre 2 - 5ºC, y solo funciona en épocas veraniegas ya que tiene grandes pérdidas, por eso se usa para calentar el agua de las piscinas.
Colectores de vacío. Están compuestos de una doble cubierta envolvente, herméticamente cerrada, en la cual se ha hecho el vacío, de esta forma las pérdidas por convección se reducen considerablemente. El problema de estos colectores es el precio elevado y la pérdida de vacío con el tiempo.

Sistemas de captación

La energía solar presenta dos características que la diferencian de las fuentes energéticas convencionales:
Dispersión: su densidad apenas alcanza 1 kW/m2, muy por debajo de otras densidades energéticas, lo que hace necesarias grandes superficies de captación o sistemas de concentración de los rayos solares.
Intermitencia: hace necesario el uso de sistemas de almacenamiento de la energía captada. Ello lleva a un replanteamiento en el aprovechamiento de la energía, totalmente distinto al clásico, lo que requiere un gran esfuerzo de desarrollo. Así pues, el primer paso para el aprovechamiento de la energía solar es su captación, aspecto dentro del que se pueden distinguir dos tipos de sistemas:
Pasivos: no necesitan ningún dispositivo para captar la energía solar, cuyo aprovechamiento se logra aplicando distintos elementos arquitectónicos
Activos: captan la radiación solar por medio de un elemento de determinadas características, llamado "colector"; según sea éste se puede llevar a cabo una conversión térmica (a baja, media o alta temperatura), aprovechando el calor contenido en la radiación solar, o bien una conversión eléctrica, aprovechando la energía luminosa de la radiación solar para generar directamente energía eléctrica por medio del llamado "efecto fotovoltáico".

¿Qué se puede hacer con la energía solar?

Básicamente, recogiendo de forma adecuada la radiación solar, podemos obtener calor y electricidad.
El calor se logra mediante los colectores térmicos, y la electricidad, a través de los llamados módulos fotovoltaicos. Ambos procesos nada tienen que ver entre sí, ni en cuanto a su tecnología ni en su aplicación.
Hablemos primero de los sistemas de aprovechamiento térmico a grandes rasgos, ya que más adelante se explicaran estos mismos con más detalle. El calor recogido en los colectores puede destinarse a satisfacer numerosas necesidades. Por ejemplo, se puede obtener agua caliente para consumo doméstico o industrial, o bien para dar calefacción a nuestros hogares, hoteles, colegios, fábricas, etc. Incluso podemos climatizar las piscinas y permitir el baño durante gran parte del año.
También, y aunque pueda parecer extraño, otra de las más prometedoras aplicaciones del calor solar será la refrigeración durante las épocas cálidas .precisamente cuando más soleamiento hay. En efecto, para obtener frío hace falta disponer de un «foco cálido», el cual puede perfectamente tener su origen en unos colectores solares instalados en el tejado o azotea. En los países árabes ya funcionan acondicionadores de aire que utilizan eficazmente la energía solar.
Las aplicaciones agrícolas son muy amplias. Con invernaderos solares pueden obtenerse mayores y más tempranas cosechas; los secaderos agrícolas consumen mucha menos energía si se combinan con un sistema solar, y, por citar otro ejemplo, pueden funcionar plantas de purificación o desalinización de aguas sin consumir ningún tipo de combustible.
Las «células solares», dispuestas en paneles solares, ya producían electricidad en los primeros satélites espaciales. Actualmente se perfilan como la solución definitiva al problema de la electrificación rural, con clara ventaja sobre otras alternativas, pues, al carecer los paneles de partes móviles, resultan totalmente inalterables al paso del tiempo, no contaminan ni producen ningún ruido en absoluto, no consumen combustible y no necesitan mantenimiento. Además, y aunque con menos rendimiento, funcionan también en días nublados, puesto que captan la luz que se filtra a través de las nubes.
La electricidad que así se obtiene puede usarse de manera directa (por ejemplo para sacar agua de un pozo o para regar, mediante un motor eléctrico), o bien ser almacenada en acumuladores para usarse en las horas nocturnas. Incluso es posible inyectar la electricidad sobrante a la red general, obteniendo un importante beneficio.
Si se consigue que el precio de las células solares siga disminuyendo, iniciándose su fabricación a gran escala, es muy probable que, para primeros de siglo, una buena parte de la electricidad consumida en los países ricos en sol tenga su origen en la conversión fotovoltáica.
La energía solar puede ser perfectamente complementada con otras energías convencionales, para evitar la necesidad de grandes y costosos sistemas de acumulación. Así, una casa bien aislada puede disponer de agua caliente y calefacción solares, con el apoyo de un sistema convencional a gas o eléctrico que únicamente funcionaría en los periodos sin sol. El coste de la «factura de la luz» sería sólo una fracción del que alcanzaría sin la existencia de la instalación solar.

Guía de Uso y Aplicaciones de la energía solar con Herramienta de Presupuestos

Complementando la nueva sección de presupuestos, esta sencilla e intuitiva Guía informativa dirigida al público final muestra las diferentes aplicaciones solares permitiendo solicitar, en un solo paso, presupuesto a los profesionales en SueloSolar.

Con el objetivo de acercar al propietario de inmuebles, edificios, fincas, e inversores las numerosas ventajas que representa y ofrece la energía solar fotovoltaica y térmica, cómo el agua caliente sanitaria, calefacción, climatización de piscinas, riego, iluminación, electrificación, producción venta a red, etc, se ha editado una Guía on line de la energía solar.
El propietario e inversor, con la ayuda de esta Guía solar, descubrirá de forma didáctica, ilustrativa, y con la funcionalidad que le ofrecen las sencillas aplicaciones que incorpora, las ventajas que la energía solar le ofrece. Entre las principales prerrogativas se encuentra el ahorro energético y su apuesta por el Medioambiente. A día de hoy lo que realmente hace atractiva a la energía solar térmica, es su operatividad objetiva de servir no sólo de complemento sino de sustituto de la energía eléctrica.
La Guía solar no sólo resulta útil al propietario de vivienda, sino también a muchos colectivos profesionales (arquitectos, aparejadores, administradores de fincas, etc), tras la obligatoriedad legal introducida por el Código Técnico de la Edificación, al perseguir el que se consiga un uso racional de la energía necesaria para la utilización de los edificios, reduciendo a límites sostenibles su consumo y que una parte de este consumo proceda de fuentes de energía renovable.
De conformidad con el artículo 15 del Real Decreto 314/2006 de 17 marzo 2006 por el que se aprueba el Código Técnico de la Edificación se establece cómo exigencia básica el ahorro de energía, consistiendo el objetivo básico de este requisito, el conseguir un uso racional de la energía necesaria para la utilización de los edificios, reduciendo a límites sostenibles su consumo y conseguir asimismo que una parte de este consumo proceda de fuentes de energía renovable, como consecuencia de las características de su proyecto, construcción, uso y mantenimiento.

Las exigencias básicas contempladas en la norma son las siguientes:
- Limitación de demanda energética: los edificios dispondrán de una envolvente de características tales que limite adecuadamente la demanda energética necesaria para alcanzar el bienestar térmico en función del clima de la localidad, del uso del edificio y del régimen de verano y de invierno.
- Rendimiento de las instalaciones térmicas: los edificios dispondrán de instalaciones térmicas apropiadas destinadas a proporcionar el bienestar térmico de sus ocupantes.- Eficiencia energética de las instalaciones de iluminación: los edificios dispondrán de instalaciones de iluminación adecuadas a las necesidades de sus usuarios y a la vez eficaces energéticamente disponiendo de un sistema de control que permita ajustar el encendido a la ocupación real de la zona.
- Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria: en los edificios con previsión de demanda de agua caliente sanitaria o de climatización de piscina cubierta, en los que así se establezca en este CTE, una parte de las necesidades energéticas térmicas derivadas de esa demanda se cubrirá mediante la incorporación en los mismos de sistemas de captación, almacenamiento y utilización de energía solar de baja temperatura adecuada a la radiación solar global de su emplazamiento y a la demanda de agua caliente del edificio.
- Contribución fotovoltaica mínima de energía eléctrica: en los edificios que así se establezca en este CTE se incorporarán sistemas de captación y transformación de energía solar en energía eléctrica por procedimientos fotovoltaicos para uso propio o suministro a la red. Los valores derivados de esta exigencia básica tendrán la consideración de mínimos, sin perjuicio de valores más estrictos que puedan ser establecidos por las administraciones competentes y que contribuyan a la sostenibilidad, atendiendo a las características propias de su localización y ámbito territorial.
Para finalizar, señalar que la Guía solar on-line, permite:

- Conocer de forma sencilla e intuitiva el funcionamiento de cada aplicación térmica y/o fotovoltaica de la energía solar.
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Asimismo la nueva sección de Presupuesto de energía solar permite:

I.- Al usuario que desea recibir presupuesto gratis y sin compromiso:

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II.- Al profesional interesado en dar atenta respuesta a los presupuestos solicitados:
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