c b   a
 

Els panells solars termodinàmics proporcionen l'energia necessària per satisfer les necessitats de calefacció, aigua calenta sanitària i climatització de piscines. Els panells solars termodinàmics produeixen aigua calenta a una temperatura de 55ºC.

No s'instal·len com a suport a calderes convencionals, sinó que les substitueixen, eliminant completament el consum de combustibles fòssils i l'emissió de CO2 a l'atmosfera. Els panells solars termodinàmics són capaços de treballar tant de dia com de nit i en les condicions més adverses de temperatura. Els panells solars termodinàmics han estat dissenyats per aprofitar al màxim tant la radiació solar directa com la difusa, més l'energia continguda en l'aire ambient.

Els panells solars termodinàmics no tenen problemes de congelació a l'hivern ni de sobrepressió i sobretemperatura a l'estiu.
   
       
 

Avantatges econòmiques
S'ha comprovat un estalvi de fins a un 80% en aigua client sanitària i de fins a un 65% en calefacció. Al disposar només d'un contracte amb una empresa distribuïdora d'energia (elèctrica), s'eliminen els costos de la instal·lació receptora de gas natural, fixos per terme de potència,
revisions i manteniment de la instal·lació de gas segons la normativa vigent.

Avantatges ecològics
En els últims 100 anys la contaminació de l'aire s'ha multiplicat per 5 i el consum energètic per 16. L'excés de CO2, N2O, NOx, Metà, CFC i altres gasos procedents de la crema de combustibles fòssils, han contribuït decisivament a l'efecte hivernacle. Els experts afirmen que el clima més càlid provocarà un augment del nivell del mar, i la creació de tornados, huracans i inundacions. Només l'ús d'energies renovables contribuirà a mantenir l'equilibri de l'ecosistema.

Avantatges davant dels panells solars tèrmics tradicionals
Els panells solars tèrmics només funcionen quan hi ha sol, limitant molt la seva eficiència en les èpoques de l'any en què més es requereix la seva aportació.

Han de ser orientats al Sud i amb una inclinació en funció de la latitud del seu emplaçament, requisits que en ocasions són impossibles de complir o que impliquen complicades o antiestètiques solucions.
Són necessàries grans superfícies de captació per aportar només una part de les necessitats energètiques, dificultant la seva integració arquitectònica. A l'estiu és necessari que incorporin dispositius de protecció contra sobrepressions i sobre-temperatures, i a l'hivern han d'incorporar mesures anti-congelació del fluid contingut al circuit primari de captació. L'elevat pes de cada panell (entre 50 i 65 kg) dificulta la seva utilització i instal·lació. En la majoria dels casos és necessari un estudi de càlcul d'estructures, i aquesta circumstància encareix el projecte solar.

L’energía solar termodinàmica al ser un sistema totalment autònom, no necessita d'equips de suport (calderes i termos elèctrics) per garantir el subministrament d'aigua calenta sanitària, en èpoques de baixa o nul·la radiació solar.

   
       
 

Els equips solars termodinàmics basen el seu funcionament en el Cicle de Carnot, segons el qual, aplicant un treball, s'aconsegueix captar calor del focus fred per cedir-lo al focus calent.
L'element que aporta l'energia o feina és el compressor. El compressor aspira el refrigerant gasós a baixa pressió i temperatura per posteriorment impulsar-lo a una temperatura i pressió molt més gran.
El refrigerant en un estat gasós a alta temperatura i pressió és conduït al condensador on cedeix part de la seva calor a l'aigua a escalfar, es converteix en líquid a alta pressió i temperatura. A continuació aquest líquid travessa una vàlvula d'expansió què provoca una caiguda important de pressió, convertint-se en una barreja de líquid i gas a baixa pressió i temperatura.

Aquesta barreja de refrigerant, s'introdueix als panells solars termodinàmics que actuen com evaporadors, i provocant una vaporització completa del fluid refrigerant, mitjançant la captació d'energia en forma de radiació solar i calor contingut en l'atmosfera, aquest vapor saturat torna al compressor començant un altre cop el cicle termodinàmic.
   
       
 

Una instal·lació solar termodinàmica està formada bàsicament pels següents components: els panells solars, el bloc termodinàmic, l'acumulador i un fluid refrigerant.

     
       
 

Els panells solars estan fabricats en alumini de la millor qualitat, són sotmesos a un procés de galvanitzat (30 micres) amb l'objectiu d'augmentar la seva resistència a la corrosió. A més, per millorar el seu comportament a intempèrie i aconseguir una eficiència més gran, són protegits amb una capa de pintura anticorrosiva.

El color dels panells normalment és el negre mat, que augmenta el rendiment dels mateixos, no obstant, per qüestions estètiques es poden pintar de color teula o marró mat. Les dimensions de cada panell són 200 x 73 x 2 ctm (amplada x altura x gruix). El seu pes és només de 8 kg i això facilita la seva utilització, transport i instal·lació.

Seran orientats preferentment al SUD, SUD-EST, o SUD-OEST, tot i que poden ser orientats en altres direccions diferents, sense que per això el seu rendiment es vegi sensiblement afectat. No és necessari que s'instal·lin a l'empara del vent, ni d'altres fenòmens meteorològics com la pluja, ja que el panell aprofita l'energia continguda en aquests elements. La inclinació dels panells pot variar entre els 10º i 90º respecte a l'horitzontal, i aquesta circumstància permet la seva instal·lació en tota mena de superfícies. Gràcies a això, és possible col·locar-los sobre façanes i tota mena de vestits verticals com tanques de separació entre vivendes unifamiliars.

La distància mínima entre panells és de 40 cmts, de manera que un gran nombre d'ells pot ser instal·lat en una mínima superfície.

   
       
 

El bloc termodinàmic conté els elements que fan possible el pas del refrigerant pels plafons termodinàmics, a la temperatura, pressió i cabal adequat, més els components necessaris per subministrar l'energia calorífica al circuit de calefacció, aigua calenta sanitària o piscina. També hi incorporen un avançat sistema de control de tots els paràmetres de funcionament.

L'embolcallant del bloc termodinàmic està construït amb polièster reforçat amb fibra de vidre, aquest material i el seu disseny, li confereix al bloc una elevada resistència als impactes, el seu doble aïllament proporciona un funcionament molt estable i silenciós.
   
       
 

  Incorporen diferents models i mides d'acumuladors, inclouen capacitats que van des dels 100 fins als 5.000 litres. Fabricats en acer inoxidable AISI 316 L o acer vitrificat. Tots els models estan aïllats tèrmicament amb escuma rígida de poliuretà injectat a motllo, lliure de CFC i amb forro exterior encoixinat desmuntable. Disposen de resistència elèctrica d'emergència i dispositiu anti-legionela.

 
 

 

El fluid refrigerant és un altre component important del sistema, la seva missió és la de transportar mitjançant canvis d'estat, de pressió i de temperatura, la calor captat als panells solars, al circuit de calefacció o aigua calenta sanitària.

Se solen utilitzar refrigerants lliures de Clor, com el R134A o el R407C, no són inflamables, tòxics ni corrosius, tenen bona estabilitat química i gaudeixen d'excel·lents propietats termodinàmiques, per tant no produeixen cap mal als éssers humans ni la capa d'ozó.
 
         
       
 


Aigua Calent Sanitària (ACS)

Per vivendes unifamiliars, hi ha equips d'un o dos panells, amb volums d'acumulació que comprenen des dels 100 fins als 500 litres. Normalment es calcula un consum d'aigua de 50 litres per persona i dia. En cas de grans blocs d'edificis, l'acumulació d'aigua calenta sol ser col·lectiva, cosa que implica l'ús de grans dipòsits (fins a 5.000 litres). La instal·lació d'equips solars termodinàmics en aquest tipus d'edificis, presenta una sèrie d'importants avantatges:

· No és necessari que a cada vivenda tinguin el seu propi acumulador, amb el consegüent estalvi d'espai que això suposa.

· Al ser un sistema definitiu no es necessiten calderes, ni termos elèctric de suport, evitant un sobre-cost de la instal·lació.

· A causa de les seves especials característiques, els panells solars termodinàmics es poden adequar a qualsevol mena de coberta, independentment de la seva orientació, la inclinació o material de construcció.

Calefacció
L'energia solar termodinàmica és capaç de satisfer les necessitats de calefacció d'una vivenda sense necessitat de cap altra mena d'energia. Encara que es tracta d'un sistema compatible amb gairebé qualsevol mena d'instal·lació, està especialment indicat per ser utilitzat amb sistemes de baixa temperatura, i en concret amb sòl radiant. Quan menor és la temperatura d'impulsió de l'aigua de l'equip termodinàmic, més gran és la producció de calor i menys el consum elèctric.
Altres sistemes compatibles amb els panells solars termodinàmics són: radiadors d'alumini a baixa temperatura; convectors; fancoils individuals o per conductes, amb l'avantatge afegit incorporar refrigeració a la vivenda.

Escalfament de l'aigua de piscines
En cas de vivendes unifamiliars, cada dia és més comú que aquestes estiguin dotades d'una piscina.

Si la piscina està a l'aire lliure, es presenta la possibilitat d'utilitzar l'equip solar termodinàmic destinat a l'hivern a calefacció per augmentar la temperatura de l'aigua, és a dir, mitjançant una senzilla instal·lació es pot desviar l'energia calorífica del sistema de calefacció a l'aigua de la piscina. D'aquesta manera, el client pot banyar-se en èpoques en què fa una temperatura ambiental agradable però l'aigua de la piscina encara està massa freda. En aquests casos es pot elevar la temperatura de l'aigua fins als 25ºC. Si la vivenda té una piscina coberta i climatitzada es pot elevar més la temperatura de l'aigua, sempre, i quan la temperatura del recinte estigui 2ºC per sobre, amb la finalitat d'evitar una excessiva vaporització de l'aigua. De no ser així, la humitat relativa de l'ambient seria molt alta i es provocaria una sensació desagradable de confort.

Aquesta circumstància també es produeix en piscines d'ús públic, en les quals s'acostuma a mantenir una temperatura de l'aigua del got de 26ºC i la de l'ambient de 28ºC.

Altres usos
Els equips termodinàmics també poden proveir d'energia a processos industrials, agrícoles i ramaders amb el consegüent estalvi energètic i emissions de CO2 que això suposa. L'energia solar termodinàmica al produir aigua a 55ºC, és una alternativa econòmica i viable en processos de rentat industrial, empreses conserveres, piscifactories, cria i l'engreix de bestiar porcí, climatització de granges avícoles, hivernacles, etc.