Rendimiento captadores solares térmicos
Óptico y coeficiente de pérdidas
La relación entre la totalidad de radiación recibida y el aprovechamiento efectivo trasmitido al absorbedor del captador solar constituye la eficiencia.
Así la conversión de energía radiante del Sol en energía térmica lleva asociada una pérdidas por radiación, convección y conducción que determinan el rendimiento del sistema de captación.
El rendimiento (η) quedará determinado por esta diferencia
η = η0 - k1·(Tm - Ta)/I
donde:
-
η0 = rendimiento óptico.
Denominado por los fabricantes como factor de eficiencia, o factor de ganancia o como rendimiento óptico, los catálogos del producto han de informar de sus características.
- Tm = temperatura interior del colector (temp. flujo)
- Ta = temperatura exterior (ambiental)
- I = radiación incidente total sobre el colector (W/m²)
- k1 = factor de corrección por pérdidas térmicas expresado como
k1 = [kg acumulación /(75 Sc )]–0,25
También las condiciones técnicas del fabricante deben indicar cuál es el factor de pérdidas o coeficiente de pérdidas del producto.
Dicha curva η, la podemos simplificar a la ecuación de una recta:
η= η0 – k1· X
Donde k1 corresponde al coeficiente de pérdidas lineal y constituye la pendiente de la recta.
Siendo X la relación entre la diferencia de temperaturas y la irradiancia: (Tm – Ta)/I , y sustituyendo en la fórmula del rendimiento (η) :
η= η0 – k1·(Tm-Ta)/I
Proyectar los rendimientos de dos captadores planos en las siguientes condiciones y con las características detalladas:
Rendimiento óptico (η0) = 0,80
Coef. de pérdidas (k1) = 8,9
Rendimiento óptico (η0) = 0,64
Coef.de pérdidas (k1) = 2,9
Los rendimientos de los diferentes captadores serían:
ηA = 0,80 - 8,9 . (50 - 18)/700 = 0,39
ηB = 0,64 - 2,9 . (50 - 18)/700 = 0,51
De esta forma, el rendimiento de B > A en ese punto.
Todas estas variables pueden modificarse en el siguiente formulario y observar el comportamiento comparado bajo distintas condiciones:
