Colector solar 2017-03-17T18:02:32+00:00

Project Description

Proyecto de Colector Solar

Siempre me ha fascinado la posibilidad de poder ser energéticamente autosuficiente, aprovechando al máximo lo que nos brindan las energías renovables.

Sin tener ni idea del funcionamiento de los colectores solares, ni del efecto sifónico de circulación, pero gracias a la red y a la generosidad de la gente que ha publicado sus proyectos, explicando sus éxitos y sus fracasos, me formé suficientemente para intentar realizar el mío propio.

La primera duda que se me planteó fue si debía instalar el depósito de almacenaje cerca del panel, para aprovechar el efecto sifónico y ahorrarme así la bomba de circulación. Finalmente opté para instalar dicho depósito almacenador en la misma vivienda, ya que así sería más efectivo por no tener que soportar las inclemencias metereológicas exteriores.

Otro aspecto que tuve claro desde el principio es que no quería instalar el panel a 45º, ya que consideraba que era un armatoste muy grande que afearía el paisaje. El lugar de instalación era en el tejado de una construcción aislada de la vivienda principal y la inclinación prevista del panel iba a ser de unos 25º para que se integrara en una cubierta verde con hierba natural. Por este motivo, sobredimensioné el panel para contrarestar la pérdida de efectividad que sufriría por esos 25º de inclinación.

La zona geofráfica de instalación es de clima mediterráneo templado, con veranos cálidos e inviernos moderadamente fríos.

 

El depósito de agua

Por motivos económicos, ya que los acumuladores de agua solares son bastante caros, opté por utilizar un calentador eléctrico ordinario de 100 L., con sólo una ENTRADA y una SALIDA, obviamente sin enchufar a la red eléctrica, pero con la posibilidad de poder hacerlo en días nublados. El hecho de que sólo tuviera dos conexiones (entrada/salida) en lugar de las cuatro con que vienen los acumuladores solares, era un handicap, pero como más adelante describo, tuve la idea (o la saqué de alguna parte) de cómo hacer recircular el agua a través del colector y el termo eléctrico con sólo una entrada y una salida.

Fotografías del Proceso

Disposición de los tubos sobre el panel de aglomerado que albergará el futuro colector solar.

Para dar forma a las planchas de aluminio, se utilizó un tubo de hierro del mismo diámetro de la tubería, golpeándolo contra un molde.

Una vez soldados los tubos con estaño, se les adiere unas lamas de aluminio, para aumentar la captación solar.

Detalle del interior del colector con el aislante en porexpan.

Interior del colector una vez pintado en negro mate especial hornos.

Montaje de la plancha de policarbonato aislante con un marco de aluminio.

Termómetro del depósito de agua ANTES/DESPUÉS de la primera jornada de trabajo. Después de la primera incertidumbre, puedo decir que ha sido un ÉXITO TOTAL !!!

Detalle de los tubos de IDA y RETORNO al colector, purgador de aire y cable de alimentación del pequeño panel fotovoltaico a la bomba de circulación del agua.

La recirculación ¿cómo funciona?

Como ya he dicho anteriormente, utilicé un termo eléctrico común, con dos conexiones, en lugar de un acumulador solar con entrada de agua fría, salida de agua caliente, salida fría al colector (recirculación) y entrada caliente desde colector (recirculación).

Si os fijáis en el esquema, la recirculación en realidad está enviando agua caliente (en lugar de fría) al colector. Este hecho no se si considerarlo negativo o positivo, ya que si envío agua caliente hasta cierto punto al colector, éste necesitará menos trabajo para aumentar su temperatura.

Este hecho, sin ayuda electrónica provoca el siguiente:

Problema
Si a primeras horas de la mañana, tengo almacenada agua caliente a por ejemplo 40ºC y el colector está a 30ºC y llega suficiente luz en la placa fotovoltáica, la bomba se pone en funcionamiento, haciendo que el agua se enfríe, en lugar de calentarla.

Solución
La solución definitiva al problema descrito anteriormente es simplemente instalar un diferencial. En mi caso instalé un diferencial especial para alimentarse a 12v. el cual recibe la energía directamente de la misma placa fotovoltáica que alimenta la bomba de circulación. El funcionemiento es muy simple, se instalan dos testigos de temperatura, uno en la parte caliente del colector (salida caliente) y otro en la tubería de salida del depósito, acumulador que va a la recirculación del colector. Se programa en una diferencia de por ejemplo 10ºC, y de esta forma la bomba de recirculación solo se pone en funcionamiento si en el colector hay 10ºC más que en el termo.

Este mismo diferencial también se usa para limitar la temperatura máxima de almacenaje, muy útil en verano. En mi caso lo tengo limitado a 50ºC. Si el agua almacenada está a esta temperatura, la bomba no se pone en funcionamiento aunque el colector esté por encima de esa temperatura. Pensad que en verano el colector se pone a 96ºC !!!

En invierno también es muy útil ya que se puede programar para cuando la temperatura en el colector está cercana a 0ºC, la bomba se ponga en funcionamiento y evite así la congelación de la misma.

Esta es la pequeña bomba que utilizo, alimentada a 12V. por un pequeño panel foltovoltáico de 10W.

Diferencial ArtTec mostrando una temperatura matinal con la bomba parada de 22ºC en el colector y 27ºC en el termo.

Próximo proyecto, aprovechar el agua caliente para realizar un suelo radiante.

Conclusiones

La experiencia ha sido todo un éxito. La incertidumbre de la primera conexión y la duda de si esa pequeña bomba sería capaz de hacer bajar el agua caliente del colector al termo de almacenaje…, la ha sustituido un gran orgullo, al comprobar que sí, sí, sí, funcionaba !!!

Con la familia numerosa que somos, podemos afirmar que hacemos uso diario sin problema, con el consiguiente ahorro en energía y en residuos tóxicos vertidos al medio ambiente para producirla. Cuando tenemos más de dos días nublados seguidos, esos 100L. se quedan cortos y no dan para tanto.

El funcionamiento de la pequeña placa fotovoltáica en invierno no es muy eficaz, debido a varios factores: su reducida potencia, a la menor radiación solar en invierno y al grado de inclinación reducido en su instalación. Así es que durante el invierno para aprovechar al máximo la potencia de la bomba, ésta la enchufo a un pequeño alimentador de 12V.

Aspectos a mejorar

  • Cambiar la placa fotovoltáica a 20W. en lugar de 10W. así la bomba que necesita 10W. para funcionar a pleno rendimiento sería más efectiva.

  • Cambiar de lugar y de grado de inclinación de la placa fotovoltáica. Creo que si la cuelgo en la pared a 90º será más efectiva en invierno (cuando más se necesita), ya que el sol está mucho más bajo en el horizonte.

  • Obviamente, con un acumulador solar en lugar de un termo eléctrico, también aumentaría la efectividad.

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