MX2007010808A - Colector compuesto solar termico translucido. - Google Patents

Colector compuesto solar termico translucido.

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MX2007010808A
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Roberto Jona
Luigino Rosso
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Roberto Jona
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Abstract

En un colector compuesto solar termico translucido, una placa exterior alveolar transparente (4), una placa interior alveolar (3) y una tercera placa (2) de material de espuma o fibroso ajustado por detras de la placa alveolar (3), son mantenidos empacados juntos por medios elasticos (5) de tal modo que permita la expansion de cada placa de acuerdo con su temperatura y su coeficiente de expansion. La cara trasera (11) de la placa interior alveolar (3) es opaca negra mientras que la otra cara es transparente clara con el fin de obtener la conversion de la fraccion visible de la radiacion solar en radiacion IR en una region interior del colector, de acuerdo con las condiciones de "invernadero".

Description

COLECTOR COMPUESTO SOLAR TÉRMICO TRANSLÚCIDO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención consigue la explotación de la energía solar. La energía solar podría ser explotada, ya sea para producir electricidad (efecto fotovoltaico) , o para calentar agua (u otro líquido) (efecto térmico) , que es el campo de la presente invención. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En la actualidad, varios tipos de colectores solares térmicos son comercializados y estos difieren en aspectos secundarios. De manera sustancial, todos los colectores solares están constituidos por tubos negros dentro de los cuales circula un líquido que tiene un elevado punto de ebullición y un bajo punto de congelamiento, el líquido tiene la función de un intercambiador de calor. Las diferencias se refieren normalmente a la geometría del colector y en el caso del tubo, a la naturaleza de los materiales que forman el colector y a los modos de aislamiento del colector. La eficiencia de estos sistemas es más bien baja, de modo que son acoplados con otros sistemas de calentamiento (usualmente una bobina eléctrica) que permitan superar periodos de baja irradiación solar (principalmente, debido a la nebulosidad) . La razón de la capacidad limitada de la colección de la energía está en función principalmente de dos elementos REF. 185977 estructurales : a) El hecho que el colector sea opaco, incluso si fuera negro, involucraría importantes pérdidas de calor debido a que la conversión de la longitud de onda (la longitud de onda infrarroja (IR) visible™) se realiza sobre la superficie externa del colector, mientras que el líquido de convección circula en el interior del tubo. Esto genera pérdidas parásitas debido a la reflexión y la irradiación del tubo negro . b) El uso de un líquido de intercambio de calor genera una disminución adicional de la eficiencia. Con el fin de mejorar la eficiencia, son utilizados materiales valiosos en la fabricación de los paneles: este proceso incrementa los costos de los paneles solares, y de esta manera se limita su difusión. Debe recordarse que sobre la superficie de la Tierra es constante la caída de energía solar (W) : el único método que incrementa la energía conectada es el aumento de la superficie del colector. Esta solución es castigada por los altos costos de los paneles solares que son actualmente comercializados. El primer inconveniente es económico y el segundo es técnico y ambos inconvenientes contribuyen a limitar la difusión de los colectores solares . BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El objetivo de la presente invención es proceder sobre ambos inconvenientes con el fin de mejorar y facilitar la explotación de la energía solar. El colector solar considerado por esta invención consigue perfectamente este objetivo al realizar la conversión de las longitudes de onda visibles (IR visible ™) en forma interna, en contacto íntimo con el líquido que será calentado. Este efecto es conseguido con una eficiencia especial debido a la presencia de la siguiente combinación de elementos: 1) Una placa alveolar interior de polipropileno (u otro material similar) como aquellos normalmente comercializados que comprenden dos paredes paralelas que son mantenidas separadas por deflectores equidistantes. Las dos paredes y los deflectores forman juntos una serie de alvéolos tubulares. Estas placas tienen que ser producidas de un material que sea tan transparente como sea posible. Una de las dos paredes tiene que ser co-extruida utilizando aditivos para elaborarla tan negra como sea posible. El resultado es una hoja o lámina compuesta de una pared perfectamente translúcida y la otra opaca perfectamente negra. Con el fin de hacer más simple y más eficiente el sistema, dentro de los alvéolos de la placa, en lugar de un líquido de intercambio de calor (como es realizado en los paneles solares conocidos) , la misma agua transparente que es empleada por los usuarios es mantenida en circulación. Con el fin de conseguir esto, son colocados dos tubos colectores en los dos extremos abiertos de las placas. Estos tubos colectores son de forma tubular (más grandes que el espesor de la placa) y abren en dirección lateral en la longitud en la cual se están deslizando a través de los extremos de la placa. Una vez que estos tubos colectores sean cerrados en los extremos de la placa, estos son encolados o unidos juntos mediante un encolado o soldadura adecuada con la placa por calor. La estructura que se origina se ilustra en la Figura 2. Las dos terminales de estos tubos recientemente formados configuran, con los alvéolos con los cuales son perpendiculares, una red de tubos. Los tubos colectores son cerrados en sus extremos y en dos de ellos (fuera de cuatro) es aplicada una estructura de colocación dé tubo. 2) Una placa alveolar exterior, colocada antes de la placa interior (en el lado de la luz) , y que es elaborada de policarbonato (con la pared externa protegida contra la degradación que es producida por la radiación UV) o de un material más resistente, aunque más costoso como el PMME (polimetilacrilato = Plexiglás) , o de otros materiales similares con los alvéolos sellados con el fin de formar un colchón delantero de aire aislante térmico. La característica de esta placa es que será perfectamente transparente. 3) Una tercera placa de espuma o de material fibroso, como el poliestireno, poliuretano o la lana mineral, situada sobre el lado trasero de la placa interior transparente con el fin de garantizar su aislamiento. 4) Una cubierta abierta de forma de C o U mantiene las placas unidas juntas y acopladas con un bastidor plano que soporta la totalidad de la estructura, manteniendo las tres placas en contacto cercano, aunque permitiendo que se expandan de manera independiente de acuerdo con su propio coeficiente específico, sin generar una deformación en el conjunto total como sucedería si las distintas partes descritas con anterioridad fueran construidas como un conjunto unitario. Con el objeto de facilitar el deslizamiento de las láminas una contra la otra durante los movimientos de expansión y contracción, las hojas o láminas son separadas mediante bastidores delgados de materiales de lubricación propia que crean una cámara delgada sellada entre dos láminas de orientación, de esta manera se mejora su aislamiento . 5) Un eje opcional, que gira en dirección vertical y es movido, ya sea en forma manual o por un motor (es eventualmente controlado en forma electrónica) , es unido con el bastidor con el fin de reorientar por temporadas el conjunto total. Varios tipos de paneles solares de plástico han sido descritos en la literatura de patentes. Por ejemplo, la Patente de los Estados Unidos 4114597 describe un panel solar que es una unidad termoplástica sintética de una pieza en la cual ciertas porciones son porciones de colección de energía solar y otras son porciones transparentes o translúcidas a la energía solar y actúan como aislantes. El objetivo del panel solar de esta invención tiene algunas similitudes con este sistema, aunque difiere de este en aspectos muy fundamentales que tienen conexiones a tierra funcionales . La primera y fundamental diferencia es que la Patente US4114597 como lo señala en el título, es un colector solar unitario, mientras que el panel solar de acuerdo con la presente invención es un colector compuesto solar que está constituido de dos distintas placas alveolares, una de las cuales es de policarbonato co-extruido con una capa de protección UV como aquellas consideradas por la Patente Europea 110238 o EP 0283072, o cualquiera otra más o de preferencia, de PMME que soporta mejor sin la adición de la acción de la radiación UV. La segunda placa es similar, aunque difiere de la primera en que es de polipropileno transparente (o cualquier otro material plástico transparente) co-extruido sólo con polipropileno negro (o cualquier otro material plástico opaco que sea absolutamente negro) , de modo que una pared y no los deflectores como en la Patente US4114597 es negra y opaca con la capacidad de absorber la energía radiante solar. La causa de esta diferencia es que un panel "unitario" comprende una región clara alveolar y una región negra, las cuales serían sometidas a expansiones térmicas diferenciales de las dos "regiones", lo cual a su vez produciría la ondulación de la placa, la ondulación sería conspicua si el panel fuera más bien largo, como es considerado en la Patente US4114597. Otra diferencia fundamental de la Patente US4114597, que no requiere un bastidor externo, es que la presente invención proporciona un bastidor de soporte y una cubierta elástica tubular para conectar juntas las dos placas transparentes y la placa aislante de espuma con el fin de evitar la ondulación derivada de la expansión térmica diferente de las dos placas transparentes. Además, la primera y la segunda regiones mencionadas en la Patente US4114597 anterior, se encuentran separadas en la presente invención por una discontinuidad física. Esta discontinuidad, que es utilizada para formar un espacio adicional de aislamiento térmico, es considerada con el fin de evitar la fricción entre las dos placas durante la expansión térmica que es diferente en las dos placas. La cubierta elástica tubular cierra juntos el bastidor de soporte, la placa aislante de espuma, la placa de polipropileno y las placas delanteras transparentes. De este modo, las tres placas se encuentran libres para expandirse por sí mismas de acuerdo con sus respectivas temperaturas y sus coeficientes específicos térmicos sin que sean unidas con los cuerpos sometidos a una expansión diferente. Este dispositivo del sistema permite la expansión térmica libre de cada elemento: que no serán unidos entre sí de manera que se expandan sin perturbar la ondulación. El policarbonato es conocido porque es degradado y dañado por las longitudes de onda UV de la luz solar. En consecuencia, la placa externa tiene que ser protegida de la UV sobre su pared exterior. Varios sistemas son utilizados para proteger la placa de policarbonato. La Patente Europea No. 110238 describe un método y la Patente Europea EP 0283072 describe otro procedimiento. La alternativa es la utilización de un material diferente que sea más resistente a la radiación UV como el PMME o cualquier otro material apropiado. La solución de la presente invención también muestra, sólo de manera aparente, algunas similitudes con las estructuras descritas por la Patente O03085329 que comprende "láminas extruidas termoplásticas translúcidas", aunque requiere "un fluido obscuro de absorción de calor mediante la radiación solar", que funciona como un fluido de intercambio de calor. Tampoco sugiere el ennegrecimiento del lado interno de la parte trasera de la pared para la conversión de la luz visible — . IR, aunque el ennegrecimiento se considera opcional y no es una característica básica para la absorción/transformación de calor y es aplicado de manera opcional como un complemento del aislamiento que protege la estructura subyacente. Esta es una idea muy peculiar diferente en su totalidad del mecanismo de la presente invención. Además, debe acentuarse que en esta patente citada, debido al color oscuro del fluido, la absorción de calor sólo se efectúa sobre la superficie del líquido y difícilmente lo penetra y alcanza la pared negra ennegrecida. En conclusión, el sistema considerado por esta patente citada difiere de los distintos aspectos de la solución de la presente invención y su eficiencia es más baja. Además, la Patente citada WO 03/085329 requiere necesariamente la interposición de un dispositivo de intercambio de calor entre la colección de calor y el fluido caliente con las pérdidas consecuentes de eficiencia, mientras que la presente invención funciona de manera directa con la misma agua clara que será utilizada sin la interposición de un dispositivo de intercambio de calor. Además, cuando se considere la posibilidad de utilización de una lámina doble alveolar, esto no proporciona ninguna indicación de cómo evitar las distorsiones y ondulaciones debido al diferencial de expansión térmica de los dos lados de la lámina, una llena de fluido negro y la otra vacía y simplemente translúcida. Una diferencia adicional es que describe "una capa de captura de radiación solar por encima de la capa superior" es decir, proporciona una superposición de una capa negra de absorción de calor que realiza de esta manera la conversión de la radiación solar (visible — > IR) externa en el sistema. Otra similitud sólo aparente es que la misma patente US señala que la capa inferior podría ser negra o ennegrecida con distintos sistemas que varían de co-extrusión al pintado y a la aplicación de un revestimiento o película negra que tienen el propósito de proteger la estructura subyacente del techo. No obstante, en la especificación se admite que la luz del Sol difícilmente alcanza la parte inferior del canal, debido a que el líquido negro que circula en este ensombrece la pared negra. Como una conclusión, las diferencias parecen ser fundamentales y técnicamente relevantes. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS De aquí en adelante, la invención es descrita en detalle con referencia a las figuras adjuntas, en donde: La Figura 1 es una vista en corte transversal del colector solar de acuerdo con la invención. La Figura 2 es una vista en corte longitudinal de un alveolo único modificado de acuerdo con la invención. La Figura 2bis es una vista de un tubo colector alternativo . La Figura 3 es una vista, que corresponde con la Figura 1, del colector solar de acuerdo con la invención, en el cual son delineados los sistemas de soporte y de orientación del colector.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En la Figura 1, el número 1 indica un bastidor que podría ser continuo o reticular, el cual cumple con la función doble de soportar el colector y de conectarlo con el eje 19 de la Figura 3, lo cual será explicado de manera posterior. La referencia 2 indica el perfil del panel negro de aislamiento que está constituido de poliestireno de espuma o poliuretano o de manera conveniente de cualquier otro material espumado o esponjoso o fibroso, que pudiera ser un buen aislante térmico. El número 3 indica un polipropileno alveolar que constituye la parte central o núcleo del colector solar (o cualquier otro material plástico adecuado) . El número 4 indica la otra placa elaborada de policarbonato alveolar transparente o Plexiglás (PMME) (o cualquier otro material plástico adecuado) que es situado antes de la placa 3 (sobre la trayectoria de la luz) . La referencia 5 indica la cubierta elástica que mantiene juntos los distintos componentes del colector solar térmico de acuerdo con la invención. Los alvéolos 6 de la placa delantera se encuentran separados por los rebordes 7. El número 8 indica los rebordes de la placa interior 3. La pared trasera 9 de la placa 4 orienta la pared delantera 10 de la placa 3; la pared trasera negra de la placa 3 se indica por el 11. El número 12 indica un alveolo de la placa interior 3, mientras que el 13 indica la pared delantera de la placa 4.
En la Figura 2 se muestra con claridad el tubo colector 15 cerrado en los lados con las bridas de sellado 16 y la pared negra 11 que se origina mediante el proceso de coextrusión de la placa 3. A los tubos colectores 15 se les aplica agua en los extremos 17 de la placa alveolar 3. Dos de las cuatro bridas de sellado 16 apoyan un accesorio de tubo 18 para conectar los tubos colectores con los tubos externos en el panel . La Figura 2bis representa una estructura alternativa de tubo colector. En este caso, el tubo colector es un canal que no está constituido por un tubo aplicado, sino que es obtenido a través del moleteado de los rebordes y una pared, a lo largo de una porción limitada de la placa alveolar, de esta manera, se ponen en comunicación recíproca los alvéolos de la placa. El canal abierto de esta manera, es impermeable al agua, mediante la aplicación de encolado o soldadura de un elemento delgado plano de material compatible. La circulación del agua clara o transparente en el interior de la placa alveolar modificada de esta manera, es obtenida mediante la aplicación de encolado o soldadura de las estructuras de colocación de tubo en el elemento plano citado con anterioridad. La impermeabilidad del agua de la placa alveolar, modificada como se indicó con anterioridad, es completada mediante la fusión de las dos paredes juntas de la placa alveolar y los rebordes interpuestos en un cuerpo único que sella los extremos de los alvéolos. Como puede observarse en la Figura 2bis, el número 33 es una estructura de colocación de tubo, el número 34 muestra el sellado de los extremos de los alvéolos con el fin de evitar la pérdida de agua. La referencia 36 muestra la cavidad excavada mediante el moleteado de los rebordes formando de esta manera un canal que se pone en contacto con todos los alvéolos, de esta manera, permite la circulación de agua en la placa. El número 35 es una cubierta plana del canal recientemente excavado que lo transforma en un tubo delantero 36. Con la referencia 37, los rebordes a los lados de los alvéolos son indicados y con la referencia 38 se indican las dos paredes de las placas. En la Figura 3 es visible con claridad la sección transversal del eje 19 que gira el colector solar mediante la agarradera 20. El número 21 indica el soporte que sostiene el eje 19 y el bastidor 1 que soporta la totalidad del colector solar. La referencia 22 es utilizada para ajustar la inclinación del colector solar: éste tiene impresas muescas marcadas, ya sea con los grados angulares o con letras que son reunidas contra la referencia 23. Las letras podrían ser las iniciales de los meses con el fin de optimizar la inclinación del panel solar con respecto al ángulo de incidencia de los rayos solares .
De aquí en adelante, la explicación de las figuras continuará con mayores detalles. La placa 3 es co-extruida con polvo de carbón vegetal u otros aditivos con el fin de hacer una de las paredes perfectamente negra y opaca, precisamente la pared 11 que será situada sobre el lado trasero con respecto a la trayectoria de la luz. Los rebordes que se encuentren a los lados de los alvéolos y la pared delantera, por el contrario tienen que ser perfectamente claros y transparentes. Los alvéolos 12 alojan el agua (o cualquier otro líquido de transferencia de calor) que sea calentado por el sol. Puesto que el proceso de manufactura de las placas no proporciona el cierre de los alvéolos, las soluciones de las Figuras 2 y 2bis han sido proporcionadas con el fin de hacer las cámaras herméticas de los alvéolos dentro de las cuales puede ser circulada el agua. Como se mencionó con anterioridad, el número 17 indica la protección de los alvéolos de una placa producida de manera comercial, mientras que el número 15 indica el tubo colector de acuerdo con esta invención. Éste es abierto en su lado de longitud en el cual termina con dos bridas que son utilizadas para soldar o unir el tubo colector con la placa. Los dos extremos abiertos del tubo 15 son rellenados por la brida 16 que es adecuadamente unida o soldada en los bordes del tubo 15. Estas son necesariamente cuatro extremos por cada placa y dos que apoyan la estructura de colocación de tubo 18. La posición preferible de estas dos estructuras es en diagonal, de modo que el flujo de agua pueda cruzar la totalidad del panel sin crear vías preferenciales que excluyen las partes del panel . Con referencia una vez más a la Figura 1, la placa 4 de policarbonato o de Plexiglás (PMME) , es aplicada en el lado delantero del panel: éste tiene la función de aislar de manera térmica la placa 3 en donde se realiza el proceso en su totalidad, evitando pérdidas de calor del agua contenida en la misma. Su función es similar a la función de la placa 2 de poliuretano, aunque al estar en la trayectoria de la luz tiene que ser perfectamente clara y transparente a la fracción visible de la radiación solar. Una placa de policarbonato o de Plexiglás (o cualquier otro material plástico transparente) satisface de manera perfecta estos requerimientos . Las protecciones de los alvéolos 6 son adecuadamente selladas con el fin de evitar movimientos de aire desde el exterior hacia el interior y viceversa con pérdidas de calor de los alvéolos. La pared delantera 13 y la pared trasera 9 y los rebordes 7 tienen que ser tan claros y transparentes como sea posible. Los alvéolos 6 muestran en corte transversal en la Figura 1 que contienen aire. Si fuera utilizado el policarbonato, éste tiene que ser del tipo con protección UV. El PMME no es sensible a la radiación UV aunque es más costoso. De manera adecuada, con el fin de separar las placas 2, 3 y 4, una capa delgada de material plástico de lubricación propia es aplicada en forma periférica sobre las cargas de las placas de orientación, con el doble propósito de separar la pared 10 de la placa 3 de la pared 9 de la placa 4 y el lado delantero de la placa 2 del lado trasero de la pared 11 de la placa 3 y para crear dentro de su perímetro de las dos paredes de orientación un espacio sellado que limite las pérdidas de calor y mientras tanto, que evite que las paredes de orientación se raspen, lo cual podría poner en riesgo la calidad de la transmisión de la luz. Entre las placas 2 y 3, aún si no existieran problemas ópticos, sería ventajoso facilitar el deslizamiento de las dos placas sometidas a una expansión distinta. Debido a que es conveniente que no escape la capa delgada de aire encerrado entre las dos placas, sería ventajoso que éste espacio fuera hermético al aire. Antes de continuar con los detalles adicionales de la modalidad preferida de esta invención, que se muestran en la Figura 3 , es necesario sugerir en la operación del colector solar de acuerdo con esta invención como se describió con anterioridad y en sus diferencias de los colectores solares actualmente en el mercado. En forma preliminar, son necesarios algunos detalles de la radiación solar que llega a la Tierra. La radiación solar que llega sobre la Tierra comprende muchas longitudes de onda entre 250 y 3000 nanómetros, cada una con sus propias características. Las longitudes de onda (aproximadamente) entre 420 y 670 nanómetros constituyen la banda visible (es decir, que es percibida por el ojo humano) . El color de un cuerpo se vuelve aparente debido a esto, golpeado por la radiación solar, absorbe la totalidad de las longitudes de onda con la excepción de una (en su lugar de "color") que es reflejada y en consecuencia, es percibida por el ojo del observador. Un cuerpo blanco aparece de este modo debido a que refleja todas las longitudes de onda visibles, en el lado opuesto, un cuerpo negro aparece de este modo debido a que absorbe la totalidad de las longitudes de onda que inciden en este y ninguna es reflejada o ningún color es visible. Sin embargo, la absorción de la radiación solar no se encuentra libre de consecuencias para el cuerpo golpeado: éste último interactúa con la radiación solar que está siendo calentada. Al incrementar su temperatura, el cuerpo negro tiende a su vez a emitir radiación caliente hacia el medio ambiente. Esta radiación es caracterizada por longitudes de onda comprendidas en el intervalo de la radiación infrarroja (IR) , es decir, entre los 670 y 3000 nanómetros. El vidrio, el polietileno, el Plexiglás, el policarbonato y otras sustancias similares son permeables a las radiaciones visibles, aunque detienen el paso de las radiaciones IR. Si un cuerpo en una región cerrada por una de estas sustancias, más o menos obscura, fuera golpeado por la fracción visible de la radiación solar, sería generado el "efecto de invernadero", es decir, el calor generado por el cuerpo negro no podría ser dispersado en el medio ambiente abierto y en consecuencia, se incrementaría y sería acumulado dentro de la región cerrada. Los colectores solares clásicos, actualmente en el mercado, están constituidos en esencia por tubos negros, los cuales cuando son golpeados sobre su superficie externa por la luz solar, son calentados. La tecnología solar es el factor más importante en la calidad de los materiales que componen el tubo negro. Ciertos metales transportan mejor que otros el calor hacia el tubo en la circulación de líquido, el cual es mejor calentado. Aunque el tubo que es un cuerpo negro emite calor, sobre todo hacia el exterior. Por esta razón, los tubos negros son alojados en una cámara cerrada por material transparente (vidrio, policarbonato y materiales similares) con el fin de obtener alrededor de los tubos un "medio ambiente de invernadero" con el propósito de limitar las pérdidas de calor, facilitando su transporte hacia el líquido que circula en el interior de los tubos. Otros fabricantes siguen una vía diferente: en lugar de utilizar artefactos muy eficientes aunque muy costosos, siguen un curso o vía diferente utilizando sustancias plásticas negras (por ejemplo, polipropileno) las cuales juntas con una eficiencia más baja tienen costos mucho más bajos permitiendo la exposición a la radiación solar de superficies mucho más amplias que tienen costos más bajos que los tipos de metal. Lo racional de esta invención es por otro lado totalmente diferente: la superficie negra que absorbe la radiación solar no se encuentra en el aire abierto, ni se encuentran externa al tubo, sino que se encuentra colocada interna a los alvéolos, la región es caracterizada por una "condición de invernadero" . El policarbonato, el polipropileno, el Plexiglás y materiales similares son buenos materiales de aislamiento térmico. En consecuencia, el calor que es formado a través de este proceso sobre la superficie interior de los alvéolos difícilmente encuentra su camino hacia afuera de los alvéolos 12 en los cuales es circulada el agua que será calentada (y posteriormente utilizada) . De esta manera, son conseguidas dos condiciones productivas: el agua hace contacto de manera perfecta con todas las partes de las cuales tiene que extraer el calor. Además, debido a su alto calor específico, el agua es particularmente adecuada para almacenar el calor. Además debe observarse que la utilización de agua como portador de calor excluye la necesidad de un intercambiador de calor: la misma agua clara que es calentada es utilizada, haciendo de esta manera que el sistema sea más simple y directo. Aunque no se ilustra en las figuras, la presencia de una bomba para circular el agua es implícita. Con un diseño adecuado es posible explotar el efecto de termosifón. Ahora es posible examinar la modalidad preferida de esta invención que se ilustra en la Figura 3. Debe recordarse que, de manera complementaria a las características ilustradas con anterioridad, existen la orientación y la inclinación del panel solar con el fin de optimizar la explotación de la energía solar. Es bien conocido que la siguiente ecuación evalúa la cantidad real de energía que cae sobre la superficie de la Tierra E = seno a * W, en donde W es la energía total que llega desde el Sol y a es el ángulo de incidencia. Desafortunadamente, el ángulo a cambia de manera continua debido a dos factores concurrentes : el aparente movimiento solar del sitio de la salida del sol al sitio de la puesta del sol y la variación temporal de la altitud (por encima del horizonte) . Para resolver el último problema, la modalidad ilustrada en la Figura 3 parece perfectamente adecuada. El bastidor del panel que se ilustra en la Figura 1 es unido de manera integral con el eje de rotación 19. Éste es mantenido de una manera convenientemente removida por encima de la Tierra/piso por el soporte 21 a una altura suficiente para permitir la rotación del bastidor 1 con la que se apoya. El cambio de inclinación podría ser efectuado, ya sea en forma manual operando la agarradera 20 o podría ser convenientemente realizado gracias a un engranaje helicoidal que puede ser operado en forma manual o mediante un motor que es controlado de una manera opcionalmente electrónica. El ajuste conveniente mensual o cada dos semanas, se dirige para hacer en la medianoche que el ángulo de incidencia = 90° con el fin de obtener un valor sen a = 1. Para hacer más fácil este ajuste, el índice 22 es convenientemente fijado en el eje giratorio 19. En el índice podría ser conveniente indicar las iniciales de los meses que tienen que ser colocados para que coincidan con el índice fijo 23, de acuerdo con la evolución de la temporada. De acuerdo con una modalidad preferida de la invención, el colector solar térmico es asociado con un estanque-depósito para almacenar el agua caliente. Las dimensiones del estanque son proporcionales a la superficie del panel solar. Es fundamental que la superficie del agua sea protegida de cualquier contacto con el aire del medio ambiente con el fin de evitar cualquier evaporación de la masa de agua que pudiera sustraer una gran cantidad de calorías de la misma. Este objetivo puede ser conseguido situando en la parte de abajo de la superficie del agua una película plástica que tiene que ser mantenida fluyendo sobre la superficie del agua.
Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la Solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un colector solar térmico elaborado de material plástico del tipo que tiene una región externa de aislamiento de calor y una región interna de absorción de calor, cada región tiene rebordes que separan la región en tubos, caracterizado porque funciona con agua clara que es adecuada para que sea directamente calentada por la radiación solar y que sea subsiguientemente utilizada, y además incluye en combinación los siguientes elementos: a) una placa interior alveolar elaborada de material claro transparente de una estructura similar a la estructura comercialmente encontrada que tiene en el extremo de los alvéolos tubos colectores u otras estructuras similares que permiten que circule el agua en el interior a lo largo de la placa y que entre en la totalidad de los alvéolos; el material que compone la cara trasera de la placa es cargado con aditivos adecuados con el fin de hacerlo opaco y absolutamente negro, mientras que la otra cara (delantera) es tan transparentemente clara como sea posible, las dos paredes de la placa son co-extruidas con el fin de obtener una placa de doble color con un lado opaco perfectamente negro y el otro lado transparente perfectamente claro, b) una placa delantera alveolar elaborada de material claro y transparente a la fracción visible de la radiación solar con los alvéolos cerrados con el fin de evitar el escape del aire interior, esta placa proporciona el aislamiento térmico delantero a la placa dentro de la cual circula el agua clara; c) una tercera placa de espuma o material fibroso ajustado por detrás de la placa alveolar con el fin de proporcionar un aislamiento térmico trasero a la placa; d) una cubierta elástica de ventana de forma de U o
  2. C que mantiene empacadas las tres placas y un bastidor trasero unidos juntos, aunque permite la expansión de cada placa de acuerdo con su temperatura y su coeficiente de expansión, sin crear ondulación o deformación en la totalidad del panel; por medio de lo cual la conversión de la fracción visible de la radiación solar en radiación IR no se realiza sobre la superficie externa, sino en una región interior del colector, de acuerdo con las "condiciones de invernadero"; de esta manera, se evita la necesidad de proporcionar un intercambiador interpuesto de calor. 2. El colector solar térmico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las placas se encuentran separadas por bastidores delgados de materiales de lubricación propia que crean una cámara delgada sellada entre las dos paredes de orientación con el fin de facilitar el deslizamiento de las placas entre sí durante los movimientos de expansión y contracción y para mejorar su aislamiento.
  3. 3. El colector solar térmico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la placa interior es elaborada de polipropileno, policarbonato, Plexiglás o cualquier otro material similar resistente al agua caliente.
  4. 4. El colector solar térmico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la placa exterior es elaborada de Plexiglás o de policarbonato protegido de UV o de cualquier material similar.
  5. 5. El colector solar térmico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende un eje que gira en dirección vertical, el cual es operado ya sea en forma manual por un motor, o es controlado de una manera opcionalmente electrónica, en el cual es fijado el eje del bastidor, permitiendo que el colector solar térmico ser convenientemente orientado.
  6. 6. El colector solar térmico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los tubos colectores son tubos herméticos al agua aplicados en los extremos de la placa alveolar y se encuentran cerrados en los lados con bridas de sellado.
  7. 7. El colector solar térmico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque cada tubo colector es un canal obtenido mediante el moleteado de los rebordes y una pared, a lo largo de una porción limitada de la placa alveolar, de esta manera, se ponen los alvéolos de la placa en comunicación recíproca, por lo tanto, el canal abierto es hecho hermético al agua, aplicando encolado o soldando un elemento delgado plano de material compatible y los extremos abiertos de los alvéolos son fundidos sellando los mismos.
  8. 8. El colector solar térmico de conformidad con las reivindicaciones 1 y 7, caracterizado porque la circulación del líquido en el interior de la placa alveolar es obtenida aplicando encolado o soldadura en las estructuras de colocación de tubo al elemento plano citado con anterioridad o las bridas .
  9. 9. El colector solar térmico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque es asociado con un estanque-depósito para almacenar el agua clara caliente; sobre la superficie del agua del estanque en el que se sitúa una película plástica que tiene que ser mantenida en movimiento sobre la misma superficie de agua.
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