Clasificación de los sistemas de captación solares que existen.

Los Sistemas de captación activos captan la radiación solar por medio de un elemento de determinadas características, llamado "colector"; según sea éste se puede llevar a cabo una conversión térmica (a baja, media o alta temperatura), aprovechando el calor contenido en la radiación solar.

El colector es una superficie, que expuesta a la  radiación solar, permite absorber su calor y transmitirlo a un fluido. Existen tres técnicas diferentes entre sí en función de la temperatura que puede alcanzar la superficie captadora. De esta manera, los podemos clasificar como:

Alta temperatura: Captación de la radiación solar con un alto índice de concentración, la temperatura del fluido es más elevada de 300ºC.

Media temperatura: Captación de bajo índice de concentración, la temperatura del fluido es más elevada de 100ºC. 

Baja temperatura: Nos referiremos a aplicaciones de la energía solar a baja temperatura cuando la energía térmica que se obtiene se utiliza para temperaturas inferiores a 80 / 100 ºC es decir una captación directa, donde la temperatura del fluido está por debajo del punto de ebullición.

I.- Sistemas de media y alta temperatura. Para la obtención de elevadas temperaturas es necesario recurrir a colectores especiales, ya que con los planos es imposible, estos colectores son los colectores de concentración, cuya filosofía no es más que aumentar la radiación por unidad de superficie. Hay varias formas y sistemas, pero la parte común a todos es que necesitan orientación. La radiación solar se capta por medio de un conjunto de espejos curvos (heliostatos), que reflejan la luz del sol concentrándola en un único punto o foco. Los espejos siguen el movimiento del sol durante el día controlándolo mediante programas informáticos, ya que el movimiento del sol varía con la latitud, la época del año y el día; el foco funciona como receptor del calor que lo transfiere al fluido de trabajo (agua, aceite, aire, sales, etc.) que es el encargado de transmitir el calor a otra parte de la central termosolar. Generalmente, el calor es transmitido a un depósito de agua, que a altas temperaturas se evapora, hecho éste que es aprovechado para hacer mover una turbina. Entre las configuraciones que existen cabe señalar:

- Los heliostatos que rodean completamente la torre central (cilíndrica y de superficie con alta conductividad térmica)

- Los heliostatos que están colocados en el norte de la torre receptora.

Otra variedad de centrales solares térmicas de alta concentración son los "discos parabólicos". Estos discos son colectores que rastrean el sol en dos ejes, concentrando la radiación solar en un receptor ubicado en el foco de la parábola. El receptor absorbe la energía convirtiéndola en energía térmica. Inmediatamente se puede transformar la energía térmica en energía eléctrica mediante un generador o también puede ser conducida mediante turbinas a una central de conversión.

II.- Sistemas de baja temperatura.
Generalmente el aprovechamiento térmico a baja temperatura se realiza a través de colectores planos, cuya característica común es que no tienen poder de concentración, es decir, la relación entre la superficie externa del colector y la superficie captadora, la interior, es prácticamente la unidad. Consta de los siguientes elementos:

- Cubierta exterior: Con el fin de reducir las pérdidas, proteger de la intemperie la placa absorbedora y crear el efecto invernadero, se coloca sobre el absorbente una superficie transparente. Aunque se han comercializado colectores con más de una cubierta y de materiales plásticos (Tedlar, EVA, etc.), lo más habitual es que sea una única superficie de vidrio, con un bajo contenido en hierro (para limitar las pérdidas energéticas) y de un espesor de al menos 4 mm. Las cubiertas de plástico o láminas transparentes son menos frágiles, más ligeras y más económicas, sin embargo pueden sufrir rápidamente un gran envejecimiento por su exposición directa a la radiación solar.

Estas superficies se pueden encontrar con varias capas de cristales, evitando así pérdidas de calor, pero encareciendo el colector. Es la parte más propensa a la rotura, ya sea por agresiones externas o por efecto de la dilatación del propio colector.

- Placa absorbente: Es la pieza clave del colector solar. Está formada por tubos o conductos por los que circula un fluido caloportador (en ocasiones es sólo agua) que ha de ser calentado, y una superficie de captación selectiva que transfiere el calor hasta los tubos. La superficie sobre la que incide el sol debe contar con un tratamiento que consiga que la radiación absorvida sea máxima, limitando las pérdidas. Este tratamiento suele ser de color negro con objeto de aumentar su poder de absorción y disminuir la reflexión, éste además, debe tener la misma vida que el colector y resistir las condiciones de insolación y ciclos de frío-calor a los que se somete.

Podemos encontrar los tubos por los que circula el fluido caloportador, que van soldados a la placa o sencillamente son parte de ella. Existen muchas posibilidades de configuración para la realización de las superficies captadoras, pero la mayoría están basadas en parrillas de tubos y aletas.

Aislamiento: Es un tipo de recubrimiento que debe existir en todos los lados  del panel, excepto en la parte acristalada, que evita pérdidas térmicas. El material es cualquier tipo de aislante (fibra de vidrio, lana de roca, espuma rígida de poliuretano, poliestireno expandido, etc.) y el grosor depende de la aplicación, lugar, tipo de aislante. El colector debe incorporar materiales aislantes tanto en el fondo del colector bajo la superficie absorbente, como en los laterales con el fin de reducir las pérdidas de calor desde el absorbedor hacia la carcasa. Cualquiera que sea el material elegido debe tener además de una baja conductividad térmica, un coeficiente de dilatación compatible con los demás componentes del panel solar y resistencia a la temperatura. Es conveniente incorporar una lámina reflectante en la cara superior del aislante para evitar su contacto y reflejar hacia la placa absorbente la radiación infrarroja emitida por éste. En el caso de que sea un material con posibilidad de absorción de líquidos, deberá disponer de una protección que asegure su estanqueidad frente a fugas y condensaciones.

- Caja exterior: Es la que alberga todos los componentes (cubierta exterior,placa absorbente, aislamiento) dándole la rigidez y estanqueidad necesarias al conjunto. Aunque también puede ser material plástico, lo usual es que sea metálica, generalmente de aluminio, por su poco peso y aguante a la corrosión.

- Juntas: Permiten la estanqueidad del colector en relación con la cubierta y la carcasa, pudiendo ser de caucho perforado o silicona.

- Principales fallos.
A pesar de todos los esfuerzos llevados a cabo las principales causas de fallo de los captadores suelen ser:
- Entrada de agua en el interior del captador.
- Degradación del tratamiento del absorbedor.
- Corrosión del absorbedor.
- Degradación y rotura de la cubierta.
- Degradación de los materiales aislantes.
- Degradación del material de las juntas.