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"

Clasificación de los sistema de captación

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.
 
 

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.