Energía solar de la FUNDACION CIDAUT: Cubierta transparente para colectores solares térmicos.

  • La invención se refiere a una nueva estructuración especialmente concebida para mejorar el aislamiento térmico en sistemas con una cubierta transparente. Concretamente, el objeto de la invención es la aplicación de este sistema a colectores solares térmicos para reducir las pérdidas a través de la cubierta transparente por la que pasa la radiación solar.

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El sistema se basa en aplicar un elastómero o un gel transparente en el vidrio de la cubierta de un colector solar térmico, de tal modo que mejore el aislamiento térmico y absorba el infrarrojo con el fin de reducir las pérdidas de calor en el sistema y mejorar el rendimiento.

Los colectores solares térmicos están dotados de una cubierta transparente por varios motivos. Un primer motivo es la protección de la intemperie, sobre todo del granizo, lluvia y polvo. Un segundo motivo es la reducción de las pérdidas del colector por su parte de incidencia de la radiación.

El material utilizado de forma más extensa como cubierta es el vidrio de alta transmitancia al espectro solar, bajo en óxidos, y, en algunos casos, además tiene capas antirreflectivas que aumentan la transmisión de radiación. Sin embargo, su conductividad térmica no puede modificarse sin alterar las propiedades ópticas de forma importante.

El colector solar por la parte posterior y por los laterales suele tener aislantes con baja conductividad que provocan pérdidas bajas en dichas zonas. Sin embargo, por la parte anterior, que es la zona por donde incide la radiación solar, las pérdidas son mucho mayores, sobre todo a medida que se va incrementando la temperatura respecto a la temperatura ambiente.

Las pérdidas en dichas zonas se deben a la radiación infrarroja que atraviesa el vidrio, así como las pérdidas con convección y radiación del vidrio al exterior. La presente invención reduce estas pérdidas a través de la cubierta.

Para mejorar el aislamiento se utilizan sistemas de doble acristalamiento, sistemas con materiales plásticos rígidos que sustituyen al vidrio, como PMMA o Policarbonato, o bien, laminados de ambos.

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Descripción de la invención

Para reducir las pérdidas a través de la cubierta de un colector solar térmico, se aplica una capa de un elastómero o un gel transparente en la parte interna del vidrio que conforma dicha cubierta. Dicha capa será lo suficientemente gruesa como para que proporcione un efecto aislante térmico y un efecto barrera de infrarrojo. El espesor será función del nivel de aislamiento que se quiera conseguir.

De esta manera, no hay cambios de medio con diferencias de índices de refracción, y el elastómero o el gel unido al vidrio tiene el mismo o ligeramente inferior índice de refracción, lo que minimiza las pérdidas.

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No obstante, no se trata de una capa nanométrica como las capas antirreflectivas, ya que el objeto en este caso es diferente, se trata de aislar térmicamente, por lo que se requiere mayores espesores.

Al añadir una capa adicional se va a reducir la cantidad de radiación que pasa a través de la cubierta. Para minimizar esta reducción es muy importante que el elastómero o el gel esté completamente en contacto con el vidrio y que además sus índices de refracción sean lo más parecidos posibles, de este modo se reducen las pérdidas por cambio de medio al atravesar la radiación. En el caso que no sea igual debería ser inferior o no superior al valor del vidrio.

En cuanto a la transmitancia del elastómero es importante que éste sea lo más transparente al espectro solar, pero sin embargo absorba el infrarrojo. Se trataría de una transmitancia selectiva en función de la longitud de onda de la radiación. Cuanto más radiación solar deje pasar y más efectivo sea haciendo de barrera al infrarrojo mejor rendimiento se va a conseguir. El elastómero ideal para esta aplicación sería por lo tanto un elastómero selectivo que deje pasar la mayor parte de radiaciones ultravioletas y visibles y absorba las radiaciones infrarrojas.

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Las características particulares de esta lámina han de ser: buena transparencia, bajo coeficiente de conductividad térmica, preferiblemente debe absorber radiación infrarroja así como presentar un nivel bajo de envejecimiento a la radiación visible y ultravioleta.

Esta capa de segundo elastómero puede ser continua, o bien discontinua si el elastómero tiene un módulo más alto. En el caso de ser discontinua estaría formado por placas con una distancia de dilatación entre ellas para evitar que se puedan despegar las intercaras con los ciclos calentamiento enfriamiento.

FUENTE | OEPM - ECOticias.com

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