SISTEMES D‘APROFITAMENT D‘ENERGIA SOLAR DE BAIXA TEMPERATURA

Els sistemes d'aprofitament d'energia solar de baixa tempertura s'utilitzen bàsicament per obtenir aigua calenta, calefacció i en alguns casos, fins i tot, una mica d'aire fred a l'estiu per refredar l'ambient.

L'efecte hivernacle consisteix en retindre part de la radiació emesa pel sol, els captadors solars fan servir l'efecte hivernacle per escalfar aigua o aire. Es col·loca un vidre i aquest reté bona part de radiació infraroja emesa pel sol que fa pujar més la temperatura dintre del captador.

Un cos és pot comportar de tres maneres davant la radiació: transparent que deixa passar la radiació, reflectant que no deixa passar la radiació i absorbent són els cosos negres que absorbeixen tota la radiació.

Són sistemes econòmics a la llarga, perquè la seva instal·lació al principi és força costosa. Segons el tipus de fluid que transporta el calor rebuda poden ser sistemes d'aigua o sistemes d'aire.

En els sistemes passius tots els procediments es fan de forma natural, sense intervenció d'elements mecànics. L'arquitectura bioclimàtica és basa en aquests sistemes i pretén l'obtenció del confort en habitatges, aprofitant l'energia solar per calefacció i ventilació naturals.

Per a la construcció d'habitatges utilitzant l'arquitectura bioclimàtica cal tenir en compte l'orientació, la forma, la situació de l'edifici, la conductivitat tèrmica i l'aïllament dels materials amb que es construeix i la distribució de portes, finestres, etc.

-Reflectors: Produeixen increments de radiació a l'hivern i poden protegir de la radiació a l'estiu.

Primer s'ha d'orientar la vidriera al sud per on penetra la radiació solar, el vidre crea l'efecte hivernacle i la massa tèrmica interior de la casa l'absorbeix escalfant l'ambient. Després a les hores nocturnes és produeix la reemissió de calor. Cal disposar de cortines que cobreixin tota la vidriera per poder evitar sobreescalfaments, per exemple a l'estiu. Són sistemes simples i econòmics, però difícils de controlar.

La principal diferència entre els sistemes de guany indirecte i directe, és que els de guany indirecte tenen una massa acumuladora que acumula calor durant el dia, i la deixa anar unes hores després. El sistema més famós és el Mur Trombe (massa acumuladora), un mur massís i fosc col·locat a l'interior de la vivenda de cara al sol, que té dos obertures una de superior i una d’inferior. Darera el mur està l'habitatge, on la transmissió de calor depèn del gruix del mur. Hi altres sistemes com per exemple la teulada d’aigua, però aquests no són tan importants.

1à La radiació del sol escalfa la casa.

2,3à La casa s’escalfa per circulació natural.

4,5 à A l’estiu s’obre una obertura al nord i una a la vidriera, perquè entri aire fred i refresqui una mica la casa.

1à Sistema de guany directe.

2à Sistema de guany indirecte.

Consisteixen bàsicament en una superfície d’absorció no integrada a la vivenda, com un soterrani.

Els sistemes actius es basen en la captació de l’energia amb una sèrie de col·lectors plans, normalment s’utilitzen per obtenir aigua calenta sanitària i per calefacció. Les instal·lacions estan formades per:

-Subsistema de captació: Està format pels captadors solars i la resta d’elements que enllacen amb el dipòsit.

-Subsistema d’emmagatzematge: És el dipòsit on s’emmagatzema l’aigua o l’aire per poder utilitzar-los quan es desitgi.

-Subsistema de consum: Està format pels elements que enllaçen el dipòsit amb tota la instal·lació interior.

En les instal·lacions de circuit obert l’aigua que circula pels col·lectors solars és utilitzada directament per al consum.

-El primari conté tots els elements anticorrosius i anticongelants, circula pels col·lectors i alimenta el dipòsit amb intercanviador.

Els dos sistemes poden ser de circulació natural o circulació forçada. La principal diferència entre tots dos romàn en que l’instalació de circulació forçada funciona amb una bomba que s’acciona amb un termòstat, mentre que en una instal·lació amb circulació natural l’aigua circula de forma natural.

-Vas d’expansió: A causa dels canvis de temperatura l’aigua experimenta canvis en el seu volum, el vas d’expansió compensa aquests canvis.

-Vàlvula de seguretat: Assegura la sortida de vapor en cas de sobreescalfament.

El seu funcionament és basa en l’efecte hivernacle, s’encarrega d’aprofitar l’energia solar escalfant un fluid. Els col·lectors que més s’utilitzen són els col·lectors plans, tot i que no són en els que s’aconsegueix més temperatura.

Els captadors solars han d’estar orientats al sud i han de tenir una inclinació que proporcioni la màxima perpendicularitat respecte el sol.

-La placa absorbent: Absorbeix la radiació solar i la cedeix en forma de calor al fluid que ha d’escalfar.

-La coberta transparent: És el vidre que protegeix la placa absorbent de l’intempèrie i crea l’efecte hivernacle.

-La caixa contenidora: S’hi allotgen tots els elements del col·lector, els protegeix de l’intempèrie i els hi dóna estanqueïtat.

L’obtenció d’aigua calenta sanitària és l’aplicació més estesa, per la qual existeixen instalacions de circuit obert o tancat. És poden fabricar en sèrie.

Les instal·lacions de calefacció d’un habitatge amb energia solar, normalment estan ajudades amb un equip energètic convencional, ja que, sovint l’energia del sol no és suficient per cobrir tot el consum.

Els captadors plans són ideals per calefacció amb el sistema de terra radiant. L’utilització d’aquests col·lectors per a radiadors convencionals ha de ser especial, ja que, aquests col·lectors treballen amb unes temperatures inferiors a les que utilitzen aquests radiadors en una instal·lació normal.

Un habitatge amb algun d’aquests tipus de calefacció ha de disposar d’espai i d’un grau d’aïllament tèrmic mínim.

S’utilitza també per escalfar piscines amb col·lectors plans, en plantes dessalinitzadores mitjançant l’evaporació de l’aigua salada i en assecadors solars.

Tecnologia Industrial I