Subsistema de captació

El principal element d’un sistema d’aprofitament de l’energia solar tèrmica és el captador solar. La seva funció és captar l’energia continguda en la radiació solar i transferir-la a un fluid a fi d'escalfar-lo.

Qualsevol objecte exposat a la influència del Sol rep energia calorífica i augmenta de temperatura. El gruix d’atmosfera que han de travessar els raigs solars influeix de forma determinant en la valoració de l’energia disponible al nivell del terra, sent variable en funció de la posició relativa de la Terra respecte al Sol al llarg de l’any i del moviment de rotació de la Terra sobre sí mateixa. Igualment important, sinó més, és la determinació de la inclinació del raig solar respecte al pla del terra a un punt específic de l’esfera terràqüia en un moment determinat de l’any. El seu coneixement, obtingut mitjançant les relacions geomètriques necessàries, determina la inclinació òptima del pla de captació per tal d’obtenir el màxim de radiació per a un període determinat, o bé considerant el total d’energia anual rebuda. L’angle d’incidència (á ) que forma la radiació directa sobre la superfície captadora (mesurat com l'angle entre la línia Sol-captador i la perpendicular al captador) influeix decisivament en la quantitat d’energia rebuda. La màxima radiació s’aconsegueix quan á = 0º, és a dir, quan la radiació és perpendicular al pla de captació.

Pel que fa a la posició, i a fi de permetre un bon rendiment, els captadors han de ser instal·lats orientats al sol del migdia (a sud a l’hemisferi Nord i a nord a l’hemisferi Sud), tot i que una variació de fins als 20º cap el SE o SO no afecta significativament al valor mitjà de rendiment i pot facilitar la integració del sistema de captació en el conjunt arquitectònic. Quan la desviació es produeix cap al SE el període diari de captació s’avança (una hora per cada 15º de desviació) mentre que si la desviació és cap el SO s’enredereix en la mateixa proporció. En aquest últim cas l’equip té menys pèrdues pel fet de funcionar més temps durant les hores en que la temperatura ambient és més elevada. És important el control de les ombres projectades sobre el sistema de captació, ja que serà pràcticament inoperant quan el 20% de la superfície de captació es trobi en ombra. En el dia més desfavorable del període d’utilització, l’equip no ha de tenir més del 5% de la superfície útil de captació en ombra. Per aquesta raó, quan se situen fileres inclinades de captadors sobre una superfície horitzontal, és necessari determinar la separació mínima necessària entre elles, de tal forma que, al migdia solar del dia més desfavorable (altura solar mínima) del període d’utilització, l’ombra de l’aresta superior d’una filera es projecti, com a màxim, sobre l’aresta inferior de la filera següent.

En equips d’utilització durant tot l’any o a l’hivern, el dia més desfavorable en l’hemisferi Nord correspon al 21 de desembre. En aquest dia l’altura solar mínima al migdia solar té un valor de:

Hmin = (90º - Latitud emplaçament) - 23º.

Per a equips d’utilització a l’estiu els dies més desfavorables poden ser el 21 de març o el 21 de setembre. En aquest dies, l’altura solar mínima al migdia solar serà:

Hmin = (90º - Latitud emplaçament)

Tornar a: Components de la instal·lació

Els altres subsistemes:
subsistema d’emmagatzematge
subsistema de distribució i control.