Panel solar térmico de tubos de vacío

Las mejoras de rendimiento de los colectores de tubos de vacío frente a los paneles solares planos hacen que los sistemas solares térmicos de tubos de vacío sean con diferencia los más utilizados a día de hoy para dar apoyo a producción de agua caliente para calefacción (tanto en sistemas de calefacción por suelo radiante como de calefacción con radiadores), con los que se consiguen ahorros muy considerables.

Para empezar, explicamos que un panel solar de tubos de vacío es un tipo de colector solar formado por una batería de tubos de vidrio al vacío colocados paralelos uno al lado del otro. El panel posee una estructura en forma de peine, con un colector por donde circula el fluido caloportador, y una serie de tubos a modo de púas donde se produce la captación de la radiación solar.

Diferentes tipos de tubos de vacío

Están conformados por un doble tubo de vidrio, entre cuyas paredes se ha producido el vacío. El vidrio de dentro suele tratarse a base de metal pulverizado para aumentar la absorción de radiación. Las dimensiones de los tubos son similares a las de un tubo fluorescente y los de medida estándar son de 58 milímetros de diámetro y 180 centímetros de largo.

Tipos

Existen tres tipos de tubos de vacío:

• Upipe: Fue el primero en desarrollarse y funciona de la misma forma que un colector plano, donde un fluido que porta el calor circula por un tubo de cobre en forma de U que baja y sube por el interior del tubo de vacío, expuesto al sol, por lo que se calienta en el recorrido. Éste tipo de tubo de vacío ya está en desuso por los inconvenientes que provocaban al trabajar con mucha cantidad de fluido a altas temperaturas.
• Heat-pipe: Es una evolución del anterior que intenta evitar los problemas de sobrecalentamiento gracias a la mínima cantidad de fluido primario que se necesita en cada captador. Se usa una pipeta de cobre (el heat-pipe) en el interior de la cual se usa un fluido que se evapora al calentarse, llegando a un intercambiador colocado en la parte superior del tubo. En dicha zona se enfría por lo que se condensa y transfiere el calor al fluido del circuito primario.
• Sin heat-pipe: La diferencia con el anterior es el uso exclusivo de cristal. Esto hace que tanto el coste de producción como de mantenimiento se reduzca. También son los más eficientes, casi dos veces más que los planos y un 30% más que los anteriores, pero estos tubos solamente se pueden utilizar en sistemas despresurizados, ya que si hubiera presión en el interior de los tubos de cristal, éstos explotarían.

Ventajas y desventajas

Suponen un avance en la captación de calor en condiciones climáticas desfavorables: Una de las ventajas respecto a los paneles planos, es que se eliminan las pérdidas por convección y conducción entre la superficie captadora y el cristal exterior gracias al vacío existente entre ellos. Esta ventaja se hace muy evidente en climas desfavorables (climas fríos o muy fríos), donde los paneles solares planos tienen muchas pérdidas de calor.

Además, su instalación es más versátil ya que, al tener forma de cilindro, se puede variar su inclinación unos 25 grados sin que se pierda capacidad de captación.

Su forma cilíndrica también hace que los rayos solares se reciban de forma perpendicular durante todo el día y eso les hace tener más rendimiento que los paneles planos.

Además en el caso de los colectores de tubos de vacío con sistema heat-pipe su mantenimiento es fácil, ya que se puede cambiar un tubo de cristal roto, sin tener que vaciar el fluido del circuito.