Quan parlem d'energia solar, el més comú és que pensem directament a les plaques solars fotovoltaiques, que són les que generen electricitat. No obstant això, hi ha un altre tipus d'energia solar menys coneguda però igualment important: la energia solar tèrmica, una opció eficient i neta que sutilitza principalment per escalfar aigua i generar calor.
L'energia solar tèrmica juga un paper fonamental tant als sectors residencials com industrials, permetent una major eficiència energètica i una disminució de l'ús de combustibles fòssils. En aquest article, us expliquem tot sobre aquest tipus denergia: el funcionament, les característiques, els components i els avantatges.
Què és l'energia solar tèrmica?
L'energia solar tèrmica és una energia renovable que utilitza la radiació del sol per produir calor. A diferència de lenergia solar fotovoltaica, que converteix la llum solar en electricitat, lenergia solar tèrmica escalfa un fluid mitjançant la captació de la radiació solar. Aquest fluid pot escalfar aigua, generar calefacció o fins i tot refrigeració en certs sistemes.
Aquest tipus denergia és especialment útil en zones amb alta radiació solar, on pot aprofitar-se per a ús domèstic i en aplicacions industrials. Per exemple, s'estima que més del 20% del consum energètic en hotels, hospitals i habitatges està relacionat amb l'ús d'aigua calenta, cosa que en demostra la importància.
Components d'una instal·lació tèrmica
Perquè l'energia solar tèrmica funcioni correctament, cal tenir una instal·lació dissenyada per captar, emmagatzemar i distribuir la calor. A continuació, destaquem els components principals d'una instal·lació d'energia solar tèrmica.
captador
El captador o panell solar tèrmic és l'encarregat de absorbir la radiació solar i transferir la calor al fluid que circula a l'interior. Hi ha diversos tipus de captadors segons la seva eficiència i tecnologia:
- Captadors plans: Són els més comuns i s'utilitzen per a aplicacions d'aigua calenta i calefacció a habitatges.
- Captadors de tubs de buit: Són més eficients, especialment a zones fredes, gràcies al seu aïllament millorat.
circuit hidràulic
El circuit hidràulic està format per canonades que transporten el fluid calent des del captador fins a l'acumulador, i de tornada al panell un cop refredat. Funciona com un circuit tancat, assegurant que no hi hagi pèrdues de calor.
Intercanviador de calor
Aquest dispositiu permet cedir la calor del fluid caloportador a l'aigua que s'utilitza a l'habitatge o la instal·lació. Els intercanviadors poden ser interns (serpentins) o externs, com els intercanviadors de plaques.
acumulador
Com que la quantitat d'energia solar varia al llarg del dia, s'utilitza un acumulador per emmagatzemar laigua calenta fins que es necessiti. Aquest dipòsit està dissenyat per minimitzar les pèrdues de calor i mantenir laigua calenta durant diverses hores.
Bombes de circulació
Per assegurar que el fluid circuli correctament pel sistema, es fan servir bombes de circulació. Aquestes superen les resistències del circuit i permeten el flux constant del fluid caloportador.
energia auxiliar
En dies amb poca radiació solar, les instal·lacions solars tèrmiques solen comptar amb un sistema denergia auxiliar, com una caldera, que pot generar calor en situacions on la radiació solar no és suficient.
Elements necessaris per a la seguretat
Les instal·lacions denergia solar tèrmica han de comptar amb una sèrie delements de seguretat per evitar problemes relacionats amb el sobreescalfament o la pressió del sistema.
Gots d'expansió
El volum del fluid augmenta en escalfar-se, per la qual cosa cal comptar amb un got d'expansió que absorbeixi aquest increment i eviti danys a les canonades. Els gots d'expansió poden ser oberts o tancats, i aquests últims són els més comuns en instal·lacions modernes.
Vàlvules de seguretat
Les vàlvules de seguretat s'encarreguen de controlar la pressió del sistema i alliberen fluid si aquesta supera els límits de seguretat establerts.
glicol
El fluid utilitzat a la majoria d'instal·lacions d'energia solar tèrmica és una barreja d'aigua i glicol. Aquest additiu permet que el fluid suporti temperatures sota zero sense congelar-se, cosa que és essencial en climes freds.
Dissipadors de calor
Si el fluid escalfa en excés, els dissipadors de calor s'encarreguen d'alliberar part de la temperatura, evitant que la instal·lació assoleixi nivells perillosos de calor.
purgadors
Els purgadors permeten eliminar l'aire que s'acumula a l'interior del sistema i garanteix un funcionament òptim del circuit hidràulic.
control automàtic
Els sistemes més avançats denergia solar tèrmica compten amb un control automàtic que monitoritza els diferents elements del sistema, com ara les temperatures del captador, l'acumulador o les bombes de circulació. A més, podeu activar sistemes d'energia auxiliar o de dissipació segons sigui necessari.
Gràcies a l'energia solar tèrmica, podem generar aigua calenta i calefacció de manera més sostenible. Aquesta tecnologia continua avançant, cosa que ens permet reduir cada cop més la nostra dependència dels combustibles fòssils i minimitzar l'impacte ambiental.