Nuevo colector solar térmico de bajo espesor Slim de Baxi

 El Jefe de Formación y Soporte Técnico de la compañía, Alberto Jiménez, impartió una ponencia en la última edición de la Feria Climatización & Refrigeración, en la que detalló las soluciones técnicas empleadas en el diseño del nuevo panel y que, por su interés, resumimos a continuación.

Los captadores solares planos son equipos con gran superficie para la captación solar, ya que los elementos que lo componen -vidrio, absorbedor, circuito hidráulico y aislamiento-, son voluminosos y pesados y, por tanto, difíciles de manejar. Los colectores planos más habituales tienen una superficie de captación de unos dos metros cuadrados y un peso que ronda los 40 kilos de peso, lo que requiere de varias personas para su montaje, así como el uso de grúas; además, su gran espesor dificulta su integración arquitectónica con los tejados, ya que sobresalen mucho y son difíciles de mimetizar. El reto, pues, consistía en reducir el espesor y el peso de los paneles sin que el rendimiento del colector se viera afectado y a un coste similar al de los colectores solares convencionales.

El Centro Tecnológico de Energía Solar Térmica del Grupo BDR Thermea en España -al que pertenece Baxi- ha sido el encargado del diseño del nuevo colector “Slim”. Se trata de un colector de perfil muy bajo que reduce su peso en más de un 30% -desde los 40 kilos de un panel convencional hasta los 26 kilos- y casi a la mitad el espesor de un colector solar convencional -de los 85-90 milímetros a tan solo 46 milímetros-.

Para ello, se ha utilizado lana de fibra de vidrio compresible como aislamiento, que admite hasta un 35% de deformación, lo que permite ajustarse a los tubos que componen el circuito hidráulico del colector. El espesor del aislamiento se reduce a 20 milímetros, cuando lo habitual son espesores de hasta 40 milímetros; y todo ello, sin empeorar la curva de rendimiento del colector solar.

Mejora de la captación solar

Al reducir el espesor del colector, también queda reducida la distancia entre el absorbedor y el vidrio. Si la distancia habitual es de 25 milímetros, con el nuevo colector es tan sólo de 13 milímetros. La principal ventaja es la mejoría que sufre el colector ante la radiación solar incidente con ángulos diferentes a la perpendicular del absorbedor. Este comportamiento de los colectores solares se caracteriza a través del parámetro IAM (Modificador del Ángulo de Incidencia).

Las curvas de rendimiento de un colector solar se calculan suponiendo una radiación perpendicular al vidrio del captador. Si un rayo incide perpendicularmente sobre la superficie de un vidrio, no habrá apenas reflexión, toda la radiación pasará al vidrio. En cambio, cuanto más rasante sea el ángulo de incidencia, mayor será la parte reflejada. Si la radiación es paralela al vidrio, la transmitancia será cero y se comportará como un espejo.

La norma EN-12975 tiene en cuenta este comportamiento, por lo que se ensaya el captador a diferentes ángulos de incidencia y se observa cuál es el porcentaje de radiación reflejada. Como la mayor parte del día el ángulo de incidencia de la radiación solar es menor de 90º, un alto IAM maximiza la captación solar durante todo el año.

Reducir la distancia entre absorbedor y vidrio puede suponer, por otro lado, correr el riesgo de que la lámina absorbedora toque el vidrio y se deteriore el tratamiento altamente selectivo que lo recubre. Para evitar este problema, se han diseñado unos separadores que aseguran la separación mínima entre ambos elementos. Estos separadores no están en continuo contacto, ya que eso supondría hacer un puente térmico que aumentaría las pérdidas del colector. Los separadores sólo entran en contacto en caso de que se desplace el absorbedor durante el transporte o al dilatarse durante el funcionamiento del equipo.

El poco espacio que queda entre el absorbedor y el vidrio, supone también una cantidad de aire muy reducida dentro del captador. Poco aire, supone poca humedad, por lo que la circulación de aire necesaria para evitar los condensados es muy reducida. Para conseguir la circulación de aire necesaria, solo es necesario permitir cierto paso de aire en los propios pasamuros de los tubos del colector.

En resumen:

• El nuevo colector solar térmico “Slim” reduce el espesor en más de un 45% respecto a los paneles tradicionales: de 87 a 46 milímetros.
• Reduce el peso respecto a los paneles tradicionales en más de 30%: de 37 a 26 kilos.
• Mantiene una curva de rendimiento similar a los colectores tradicionales.
• Mejora el IAM (mejorando la captación solar a lo largo del día).
• Mejora la integración arquitectónica.
• Facilita la instalación.
• No aumenta el coste del captador, ya que la introducción de un mejor aislamiento y de algunos elementos novedosos se compensa con la reducción de costes, ya que se necesita menos material para la construcción del equipo.