MX2013007215A - Unidad absorbedora de energia solar y dispositivo de energia solar que contiene la misma. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una unidad absorbente de energía solar para uso en un dispositivo absorbente de energía solar y métodos para su producción. La unidad incluye una placa colectora hecha de un material conductor de calor, que tiene una superficie frontal adaptada para absorber energía solar y para convertir la energía solar para calentar y una superficie trasera opuesta a la superficie frontal. Un panel trasero tiene una superficie interna y una superficie externa, la superficie interna está conectada con áreas de la superficie posterior de la placa colectora mediante una unión hermética a fluidos, por lo que la superficie interna del panel y la superficie posterior de la placa colectora juntas definen un canal de transporte de fluido entre las áreas de la superficie posterior de la placa en donde se une el panel. La unidad tiene conectores para introducir en el canal un líquido de extracción de calor y para retirar de ahí el fluido. La placa del colector y preferiblemente el panel trasero, cada uno están hechos de una capa núcleo de una aleación de aluminio con una capa de revestimiento formada en un lado de la capa núcleo que se enfrenta el canal de transporte de fluido, la capa de revestimiento hecha de aluminio o una aleación de aluminio con un contenido total de elementos de aleación e impurezas, de haber, no mayor a 0.5 % en peso.

Description

UNIDAD ABSORBEDORA DE ENERGIA SOLAR Y DISPOSITIVO DE ENERGIA SOLAR QUE CONTIENE LA MISMA CAMPO DE LA INVENCION Esta invención se refiere a dispositivos absorbedores de energía solar. Más particularmente, la invención se refiere a dispositivos absorbedores de energía solar de una naturaleza térmica antes que fotovoltaica que emplean colectores de energía solar directamente calentados por la luz solar y que, a su vez, calientan un fluido usado para extraer energía térmica desde el dispositivo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los dispositivos absorbedores de energía solar de esta clase generalmente se producen en la forma de paneles relativamente delgados que se pueden montar en los techos de edificios o en otras ubicaciones convenientes seleccionadas para recibir la luz solar directa durante una parte sustancial del día. Los paneles generalmente consisten de una caja plana delgada que tiene una pared transparente normalmente hecha de vidrio o un material plástico transparente con el resto hecho de un metal, madera o plástico que preferiblemente se aisla contra la pérdida de calor. La caja contiene un colector de energía solar en la forma de una placa plana separada unos cuantos centímetros de la pared transparente y tiene una superficie frontal de color negro o revestida con un revestimiento especial que absorbe luz solar incidente y la convierte en calor. El calor generado se extrae de la superficie trasera de la placa colectora vía un tubo metálico (usualmente hecho de cobre) arreglado en una forma de serpentín a través del cual se hace fluir un fluido de extracción de calor, normalmente un líquido acuoso, por ejemplo agua o una mezcla de agua y propilenglicol (anticongelante) . Bajo condiciones normales, el fluido de extracción de calor puede alcanzar temperaturas tan altas como 100°C debido a la transferencia de la energía térmica desde la placa colectora a los tubos metálicos. La cantidad de energía capturada depende del tamaño de la placa colectora, la intensidad de la luz solar incidente y el diseño total del dispositivo que puede, si no se planea cuidadosamente, conducir a pérdidas de calor no deseadas. Los tamaños de colector son normalmente limitados por consideraciones de manejo y estética, particularmente cuando los dispositivos se proponen ser montados en el techo y por lo tanto son altamente visibles. Para minimizar las pérdidas de calor, tales dispositivos generalmente son térmicamente aislados, como se mencionó anteriormente, y la caja normalmente se cierra y sella para prevenir la pérdida de calor de convección y proteger la superficie externa del absorbedor de efectos adversos del clima. En uso, por lo tanto, aún el aire proporciona un efecto de protección de modo que el calor se acumula dentro de la caja.

La placa colectora por si sola debe tener buena conductividad térmica de modo que el calor colectado en la superficie frontal fácilmente pasa a través del panel a la superficie trasera donde se extrae. Por esta razón, es normal que el panel se haga de un metal conductor de calor, por ejemplo aluminio, cobre o aleaciones de estos metales. El tubo metálico en serpentín generalmente se une directamente a la superficie trasera de la placa colectora y se puede hacer por varios métodos, por ejemplo conformación física, soldadura por láser o ultrasónica, o soldadura blanda. En el caso de soldadura por láser (la cual produce buenas uniones), se puede proporcionar una capa protectora soldable por láser en el lado trasero de la placa. Esto ofrece protección para la placa y hace más fácil el proceso de soldadura. Sin embargo, las soldaduras discontinuas (es decir, soldaduras de punto así llamadas) frecuentemente se usan para conectar el tubo metálico a la placa colectora para reducir costos. El tubo, por lo tanto, se une a la placa solamente en intervalos espaciados y el cordón de la soldadura no corre a lo largo de la longitud completa del tubo metálico. Esto crea pérdidas de eficiencia durante la transferencia de energía térmica y, en efecto, el uso de soldadura para la unión del tubo no es energía altamente eficiente aún cuando el cordón de soldadura se extiende completamente a lo largo del tubo metálico. No solo el área de contacto es un poco limitada en comparación con el área de superficie total de la placa colectora, sino también el material que forma la soldadura puede no tener buena conductividad térmica, y el calor tiene que pasar a través de la pared del tubo metálico antes que caliente el fluido de extracción de calor contenido dentro.

Los dispositivos solares de esta clase se deben diseñar para estar libres de mantenimiento tanto como sea posible, y tener una vida de trabajo larga. Los dispositivos no contienen algunas partes móviles que requieren mantenimiento rutinario, pero puede ocurrir corrosión debido a los efectos adversos del fluido de extracción de calor. Desafortunadamente, los materiales que tienen buena resistencia y propiedades que los hace fáciles de fabricar en colectores solares o tubos de remoción de calor frecuentemente no tienen buena resistencia a la corrosión. Para superar esto, se han hecho intentos para revestir las superficies internas de los tubos o canales usados para transportar los fluidos de extracción de calor con materiales resistentes a la corrosión, por ejemplo óxidos metálicos, o para revestir superficies metálicas con capas de aleaciones protectoras. Tales procedimientos se han descrito, por ejemplo, en la patente de Estados Unidos no. 4,178,990 la cual se emitió por James M . Popplewell el 18 de diciembre de 1979. Sin embargo, el revestimiento con óxidos metálicos se encontró que es no satisfactorio en impedir completamente la corrosión por picadura, y el uso de metales revestidos (por ejemplo, aluminio revestido con aleación de aluminio y zinc) se encontró que es complejo y costoso debido al hecho que dos láminas revestidas se deben unir conjuntamente. También se encontró que los revestimientos protectores proporcionaron solamente protección limitada puesto que se consumieron rápidamente por la corrosión dejando una superficie de núcleo no protegida, y la corrosión ocurrió en las porciones unidas, resultando en la penetración a lo largo de la interfaz unida y fuga del fluido de transferencia de calor. Popplewell prefirió la provisión de una sustancia extractora que tiene una alta afinidad para iones metálicos corrosivos de modo que tales iones serian removidos del fluido de intercambio de calor antes que tal fluido pase a través del aparato colector solar .

En la patente de Estados Unidos no. 4,062,350, la cual se emitió por Gerald C. Reed el 13 de diciembre de 1977, se describe un absorbedor solar que tiene una lámina base hecha de acero inoxidable y una lámina absorbedora hecha de acero inoxidable que tiene al menos una superficie revestida con cobre. El uso de acero inoxidable puede proporcionar dispositivos colectores solares que son bastante pesados. El titular de la patente disuade el uso de aluminio en tales dispositivos debido a que el aluminio se somete a la corrosión cuando se expone al agua de la ciudad típica y aún es más susceptible a la corrosión cuando se expone al agua de piscinas. El cobre se emplea debido a su buena conductividad térmica y resistencia a la corrosión, pero el titular de la patente señala que el costo del cobre es relativamente alto y es un metal que puede llegar a ser escaso en el futuro.

La patente de Estados Unidos 4,292,955 emitida por Harold . Smith el 6 de octubre de 1981 describe un colector de energía solar en el cual el colector de energía solar se dice que está hecho de un metal que tiene alta resistencia a la corrosión y propiedades de transferencia de calor, por ejemplo cobre.

La Solicitud de Patente Europea EP 07100563.1, publicada como Solicitud de patente europea no. EP 1811245 el 25 de julio de 2007, describe la construcción de un colector solar de dos láminas de aluminio. La primera lámina de aluminio es una placa absorbedora revestida con un revestimiento absorbedor de radiación. La segunda lámina de aluminio, la lámina inferior, comprende estampados los cuales ayudan a formar los canales a través de los cuales fluye el fluido de enfriamiento. La placa absorbedora y lámina inferior pre-estampada se unen por soldadura para formar los canales cerrados. Se sugiere que se pueden usar las aleaciones de la Asociación de Aluminio serie 3XXX, entre otras .

Hay una necesidad de un diseño mejorado para dispositivos de esta clase de modo que se pueda obtener buena eficiencia de extracción de calor mientras se minimiza la corrosión de los materiales de construcción .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Una modalidad ejemplar de la presente invención proporciona una unidad absorbedora de energía solar. La unidad incluye una placa colectora hecha de un material conductor de calor que tiene una superficie frontal adaptada para absorber energía solar y convertir la energía solar a calor, y una superficie trasera opuesta a la superficie frontal, y un panel trasero que tiene una superficie interna y una superficie externa, la superficie interna se une a las áreas de la superficie trasera de la placa colectora vía una unión hermética a fluidos, por lo cual la superficie interna del panel y la superficie trasera de la placa colectora definen conjuntamente al menos un canal transportador de fluido entre (es decir, dentro de las uniones de) las áreas de la superficie trasera de la placa donde el panel se une a esta. La unidad también incluye conectores para introducir un fluido de extracción de calor en al menos un canal y para remover el fluido de este. La placa colectora comprende una capa de núcleo de una aleación de aluminio proporcionada con una capa de revestimiento que forma la superficie trasera de la placa, la capa de revestimiento se hace de aluminio o una aleación de aluminio que tiene un contenido total de elementos de aleación e impurezas, si las hay, de no más de 0.5% en peso, preferiblemente no más de 0.4% en peso, y más preferiblemente no más de 0.35% en peso. Aún más preferiblemente, el contenido total de Fe, si lo hay, es no más de 0.25% en peso (es decir, 0-0.25% en peso). La aleación de la capa de revestimiento por lo tanto es altamente pura y comprende principalmente aluminio.

El panel trasero se puede hacer de metal, o alternativamente de un material tales como plásticos o compuestos, en este caso la superficie interna del panel trasero se puede conformar para formar cavidades en regiones correspondientes al canal transportador de fluido ya sea antes o después que el panel trasero se ha unido a la placa colectora. El panel trasero de plástico o material compuesto se puede unir a la placa colectora mediante el uso de un adhesivo. Sin embargo, el panel trasero preferiblemente es un panel metálico que tiene una capa de núcleo de una aleación de aluminio proporcionada con una capa de revestimiento que forma la superficie interna del panel, la capa de revestimiento se hace de aluminio o una aleación de aluminio que tiene un contenido total de elementos de aleación e impurezas, si las hay, de no más de 0.5% en peso, preferiblemente no más de 0.4% en peso, y más preferiblemente no más de 0.35% en peso. Aún más preferiblemente, el contenido total de Fe, si lo hay, es no más de 0.25% en peso.

Cuando el panel es un panel metálico como se indicó anteriormente, la unión hermética a fluido preferiblemente es una formada por rodillo uniendo conjuntamente las capas de revestimiento de la placa colectora y la placa trasera en las áreas de la placa a ser unida. Los canales transportadores de fluido luego se pueden formar inflando las áreas no unidas o débilmente unidas entre la placa y el panel introduciendo un fluido bajo presión. La unión por rodillo resulta en contacto directo entre la placa colectora metálica y la placa trasera metálica que permite buena transferencia de calor entre las dos. Cuando el panel trasero se hace de plástico o material compuesto, la unión hermética a fluido se puede formar por aplicación de un adhesivo en las áreas a ser unidas y el canal transportador de fluido se puede formar por regiones previamente conformadas del panel trasero.

La placa colectora puede tener una capa de revestimiento adicional en el lado opuesto de la capa de núcleo que forma la superficie frontal de la placa, la capa de revestimiento adicional se hace de aluminio o una aleación de aluminio que tiene un contenido total de elementos de aleación e impurezas, si las hay, de no más de 0.5% en peso, preferiblemente no más de 0.4% en peso y más preferiblemente no más de 0.35% en peso. Igualmente, el panel trasero preferiblemente incluye una capa de revestimiento adicional en el lado opuesto de la capa de núcleo del panel que forma la superficie externa, la capa de revestimiento adicional se hace de aluminio o una aleación de aluminio que tiene un contenido total de elementos de aleación e impurezas, si las hay, de no más de 0.5% en peso, preferiblemente no más de 0.4% en peso, y más preferiblemente no más de 0.35% en peso.

La superficie frontal de la placa colectora se proporciona ventajosamente con una superficie rugosa o con textura adaptada para mejorar la absorción de la energía solar. Alternativamente, o adicionalmente, la superficie frontal se puede proporcionar con una capa de material adaptada para mejorar la absorción de la energía solar.

Otra modalidad ejemplar proporciona un dispositivo absorbedor de energía solar, que incluye un recinto que tiene una pared frontal hecha de material transparente, por ejemplo vidrio o plástico, y una unidad absorbedora de energía solar de la clase anterior montada dentro del recinto.

Una modalidad ejemplar adicional proporciona un método para producir una unidad absorbedora de energía solar. El método involucra proporcionar una placa colectora hecha de un material conductor de calor que tiene una superficie frontal adaptada para absorber la energía solar y convertir la energía solar a calor, y una superficie trasera opuesta a la superficie frontal, y un panel trasero que tiene una superficie interna y una superficie externa. Partes de la superficie interna del panel trasero o la superficie trasera de la placa colectora se revisten con una tinta de desprendimiento en el patrón del canal transportador de fluido, y las áreas no revestidas de la superficie interna del panel se unen a las áreas correspondientes de la superficie trasera de la placa por unión por rodillo para formar una unión hermética a fluido entre estas, mientras deja las regiones no unidas o débilmente unidas en el patrón indicado. El canal de transportación de fluido luego se infla con un fluido bajo presión introducido entre la placa y el panel en las regiones no unidas. Los conectores se proporcionan para que el canal de transportación de fluido haga posible que un fluido de extracción de calor sea introducido en el canal y removido de este.

En esta descripción, se hace referencia a las aleaciones identificadas por los números AA. Para un entendimiento del sistema de designación de números más comúnmente usado en el nombramiento e identificación del aluminio y sus aleaciones ver "International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys", publicada por The Aluminum Association, revisada en Febrero de 2009 (la descripción de la cual se incorpora en la presente para referencia) .

Se debe explicar que los términos "revestimiento" y "núcleo", o "capa de revestimiento" y "capa de núcleo", se usan en la presente absolutamente de manera libre. Por ejemplo, mientras una capa de núcleo y una capa de revestimiento pueden ser más fáciles de identificar en una estructura de tres capas, puede decirse estrictamente que no hay capa de núcleo (es decir, una capa incrustada) como tal en una estructura de dos capas. Sin embargo, la capa de núcleo normalmente se considera que es la capa más gruesa en tal estructura de dos capas, y usualmente es la capa que imparte las propiedades físicas volumétricas a la estructura en capas. En el contexto de la presente invención, una capa de una estructura de capas múltiples la cual confronta al menos un canal transportador de fluido se considera que es una capa de revestimiento (o revestimiento) .

Las aleaciones de aluminio altamente puro usadas para las capas de revestimientos de la placa colectora y opcionalmente el panel trasero tienen buena resistencia a la corrosión, como se muestra en la sección EXPERIMENTAL a continuación, pero tienden a ser demasiado débiles y propensas a dañarse para el uso en la forma de una capa monolítica (capa única). Se ha encontrado ventajoso proporcionar tales aleaciones como capas de revestimiento en superficies susceptibles a la- corrosión en un núcleo de metal más fuerte. Las capas de revestimiento preferiblemente se proporcionan en las superficies que son susceptibles a la corrosión, es decir las superficies dentro de los canales transportadores de fluido y posiblemente las superficies que llegan a estar en contacto con la atmósfera dentro del recinto proporcionado para unidades absorbedoras de calor solar.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS La Fig. 1 es una sección transversal de una modalidad ejemplar de un dispositivo absorbedor de energía solar; La Fig. 2 es una sección transversal parcial de la unidad absorbedora de energía solar del dispositivo de la Fig. 1; Las Figs. 3A, 3B y 3C son secciones transversales parciales de placas colectoras ejemplares que se pueden usar en la unidad de la Fig. 2; La Fig. 4 es una sección transversal parcial de un panel trasero que se puede usar en la unidad de la Fig. 2; Las Figs. 5A y 5B son secciones transversales parciales alternativas de montajes ejemplares de placas colectoras y paneles traseros en puntos de unión mutuos, estos son de una clase que se puede emplear en la unidad de la Fig. 2; La Fig. 6 es una sección transversal de una celda experimental usada para generar resultados como se describe en la sección EXPERIMENTAL a continuación; La Fig. 7 es una gráfica que muestra los resultados de un experimento descrito en la sección EXPERIMENTAL a continuación; y La Fig. 8 es una gráfica que muestra los rangos pasivos medidos de las diversas aleaciones mostradas en la Tabla 1 a continuación.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Una modalidad ejemplar de un dispositivo absorbedor de energía solar de una clase a la cual la presente invención se relaciona se muestra en la Fig. 1 de las figuras acompañantes y se describe brevemente a continuación.

La figura muestra una sección transversal parcial de un dispositivo absorbedor de energía solar 10 en la forma de un panel plano adecuado para montar en el techo de un edificio, o similar. El dispositivo incluye un recinto externo 10A que tiene una pared frontal rectangular transparente 11 hecha, por ejemplo, de vidrio o plástico claro, y pared trasera 12 hecha, por ejemplo, de un material aislante (por ejemplo, poliestireno expandido) o de metal, madera o plástico proporcionado con una capa interna y/o externa de un aislante térmico convencional (no mostrado) , por ejemplo .fibra de vidrio o similar. Las paredes frontales y traseras se conectan en sus periferias por paredes laterales cortas 13 que se pueden hacer de la misma construcción como la pared trasera 11. Las paredes se interconectan en sus bordes respectivos para formar un dispositivo sellado. Los conectores de fluido 14, que permiten que el fluido de extracción de calor entre y deje el dispositivo, pasan a través de una de las paredes, por ejemplo una pared lateral 13 como se muestra. El recinto sellado 10A contiene una unidad absorbedora de energía solar 15 que absorbe energía solar 20 que pasa a través de la pared transparente 11, la convierte a energía térmica, y luego colecta y remueve la energía térmica mediante la utilización de un fluido de extracción de calor. La unidad 15 incluye una placa colectora 17 que tiene una superficie frontal pintada de negro o proporcionada con una capa 19 de un material que absorbe eficientemente energía solar y por lo cual se calienta. El calor se transfiere a través de la placa colectora 17 por conducción a su superficie trasera 16 la cual se cubre sobre su área de superficie completa, o una parte o partes seleccionadas de la misma, con un panel trasero 25. El panel trasero es contorneado para proporcionar partes planas 18 que hacen contacto con la placa colectora 17 y un canal único 26 que sigue una trayectoria en serpentín u otra compleja, o alternativamente múltiples canales como se describirá después. El canal 26 se conecta vía tubería adecuada (no mostrada) en sus extremos opuestos a los conectores de fluido 14 de modo que se puede suministrar continuamente con un fluido de extracción de calor 22 (el cual normalmente es agua o agua que contiene propilenglicol o un químico similar como un aditivo anticongelante/antiebullición) por medio de una bomba de fluido (no mostrada) posicionada fuera del dispositivo 10. Se notará que el fluido de extracción de calor 22 dentro del canal está en contacto directo con la superficie trasera 16 de la placa colectora 17 sobre un área considerable de la superficie trasera 16, la cual permite la colección de calor más eficiente que el tubo metálico en serpentín convencional normalmente proporcionado para este propósito. El calor generado por la energía solar se colecta por el fluido de extracción de calor 22 y se remueve del dispositivo con el fluido de extracción de calor. El fluido caliente removido de esta manera se puede usar, por ejemplo, por intercambio de calor convencional, para calentar otro medio (por ejemplo, agua caliente para el uso dentro de un edificio, o aire o agua para calentar un espacio del edificio directamente, o para otros procesos) . El fluido de extracción de calor de temperatura reducida luego se regresa al dispositivo absorbedor de energía solar 10 para colección de calor adicional y normalmente se realiza una recirculación constante y continua del fluido de extracción de calor.

La Fig. 2 es una sección transversal similar a la Fig. 1 pero mostrando solamente la unidad absorbedora de energía solar 15 sola. El panel trasero 25 se une de manera segura a la superficie trasera 16 de la placa colectora 17 en regiones tal como 28 y esta unión se hace sobre la extensión completa del panel 25 para confinar el fluido de extracción de calor dentro del canal 26 y para evitar el flujo cruzado de fluido de extracción de calor entre los circuitos adyacentes del canal. La placa colectora 17 preferiblemente se hace de lámina de aleación de aluminio revestida en uno o ambos lados con una capa delgada de una aleación de aluminio diferente. La lámina revestida de esta clase se puede hacer, por ejemplo, por lingote de material compuesto laminado en caliente o frió producido por el método de co-fundición secuencial descrito en la patente de Estados Unidos no. 7, 472, 740 de Anderson et al., emitida el 6 de enero de 2009 (la descripción de la cual se incorpora específicamente en la presente para referencia) . El panel trasero 25 se puede hacer de metal o alternativamente un compuesto o material plástico moldeado, en este caso la unión en las regiones 28 se logra mediante el uso de un adhesivo.

La Fig. 3A muestra una modalidad ejemplar de una placa colectora 17 en la forma de una placa revestida que consiste de una capa de núcleo 30 y capas de revestimientos 31 y 32 proporcionadas en lados opuestos de la capa de núcleo. La capa de núcleo 30 es una aleación elegida por sus buenas propiedades mecánicas así como también buena conductividad térmica. Preferiblemente, la aleación del núcleo no es una aleación tratable por calor (endurece por envejecimiento) , de modo que no hay necesidad de un tratamiento térmico para desarrollar la resistencia mecánica de la aleación de la capa de núcleo. Tales tratamientos térmicos pueden causar de manera indeseable la migración de elementos de aleación de la capa de núcleo 30 a las capas de revestimiento 31 y 32, perjudicando el desempeño contra la corrosión de las capas de revestimiento. Las aleaciones de aluminio de las series AA3XXX, AA4XXX, AA5XXX o AA8XXX son adecuadas para la capa de núcleo, y también lo son algunas de las aleaciones de la serie AA1XXX. La elección de aleación para la capa de núcleo 30 también puede ser influenciada por la facilidad de co-fundición por el proceso mencionado anteriormente. Las capas de revestimiento 31 y 32 se seleccionan para ser aleaciones que tienen alta resistencia a la corrosión. Es más probable que la corrosión ocurra en puntos donde la placa colectora 17 hace contacto con el fluido de extracción de calor 22, de este modo la placa se puede revestir solo en un lado, es decir el lado que forma la superficie trasera 16 que confronta y hace contacto con el fluido de extracción de calor 22 dentro del canal 26. Las aleaciones preferidas elegidas para el revestimiento son aleaciones de aluminio que tienen un contenido total de elementos de aleación e impurezas, si las hay, de no más de 0.5% en peso, más preferiblemente no más de 0.4% en peso y muy preferiblemente no más de 0.35% en peso. Por consiguiente, las aleaciones de aluminio son altamente puras.

Los periodos prolongados de tratamiento térmico de alta temperatura se pueden usar para ayudar a solucionar elementos de impureza como Fe. En principio, esto podría prevenir que las impurezas actúen como cátodos, mejorando la resistencia a la corrosión además de un nivel de base de impureza dado. En la práctica, esto es menos preferido ya que es lento y costoso y es probable que ablande y distorsione los paneles.

Como se señaló, la superficie superior (es decir, externa) de la placa colectora 17 normalmente se reviste con una capa 19 de material que fuertemente absorbe energía solar. La capa 19 preferiblemente es altamente adherente y resistente a las formas atmosféricas de corrosión durante muchos años de servicio. El uso opcional de una capa de revestimiento adicional 31 de metal altamente resistente a la corrosión por debajo de la capa 19 también mejora las propiedades de resistencia a la corrosión y la resistencia a la intemperie general del panel. Esta capa 31 se puede hacer de la misma aleación como aquella de la capa de revestimiento inferior 32, o puede ser diferente debido a que principalmente se propone para reducir la corrosión cuando está en contacto con aire u otros gases o humedad presente en el recinto 10A, antes que el fluido de extracción de calor.

Como se muestra en la Fig. 3B, la superficie superior de la placa colectora 17 adicionalmente se puede proporcionar con una superficie rugosa o con textura 40 para mejorar la absorción solar. La superficie superior se puede texturizar de conformidad con la enseñanza de la patente de Estados Unidos No. 7,516,637, la descripción de la cual se incorpora para referencia. En el caso de una capa de núcleo 30 proporcionada con capas revestidas en ambos lados, como se muestra en la Fig. 3B, la superficie rugosa o con textura 40 seria la superficie superior de la capa de revestimiento 31 en contacto con la capa de revestimiento 19. Sin embargo, la capa de revestimiento 31 se puede omitir como se muestra en la modalidad alternativa de la Fig. 3C (por ejemplo, si la corrosión atmosférica no es una preocupación seria) . En este caso, la superficie rugosa o con textura 40 es la superficie superior de la capa de núcleo 30 en contacto con la capa de revestimiento 19.

Mientras que el panel trasero 25 se puede hacer de plástico o material compuesto como se mencionó previamente, preferiblemente se hace de aluminio o aleación de aluminio preferiblemente revestido en uno o ambos lados con una diferente aleación de aluminio de la misma manera como la placa colectora 17. Tal arreglo se muestra en la Fig. 4 (la cual muestra parte del panel en el área indicada por el número de referencia 27 en la Fig. 2) donde una capa de núcleo 35 se reviste en sus lados opuestos con capas de revestimiento 36 y 37. De nuevo, el núcleo 35 se puede elegir de aleaciones que tienen buenas propiedades mecánicas. De manera ideal, las aleaciones tratables con calor se evitan para la capa de núcleo 35 de este modo no hay necesidad de un tratamiento térmico para desarrollar resistencia mecánica. Tales tratamientos térmicos son indeseables debido a que pueden causar migración de elementos de aleación desde la capa de núcleo 35 a las capas de revestimiento 36 y 37, reduciendo su resistencia a la corrosión. Las aleaciones adecuadas para la capa de núcleo 35 incluyen aleaciones de la serie AA3XXX y AA5XXX. La superficie superior del panel trasero que forma la superficie interna del canal de extracción de calor 26 es revestida con aluminio o una aleación de aluminio que tiene un contenido total de elementos de aleación e impurezas, si las hay, de no más de 0.5% en peso, más preferiblemente no más de 0.4% en peso y muy preferiblemente no más de 0.35% en peso. Estas aleaciones son consecuentemente altamente puras. En combinación con la capa de revestimiento 32 proporcionada en la superficie que confronta el fluido de la placa colectora 17, esto asegura que el fluido de extracción de calor 22 se encierre completamente dentro de las superficies resistentes a la corrosión que forman el canal 26. El revestimiento usado para la capa inferior (es decir externa) 37 del panel trasero (si lo hay) también puede ser de una aleación de aluminio altamente resistente a la corrosión que resiste la corrosión de la atmósfera dentro del dispositivo solar. Esta puede ser la misma como la aleación de la capa de revestimiento 36 o una diferente aleación resistente a la corrosión. Los paneles revestidos de esta clase se pueden hacer de lingote revestido producido por el proceso como se mencionó anteriormente.

La FIG. 5A muestra una placa colectora revestida 17 y un panel trasero revestido 25 en la región de la Fig. 2 indicada por el número de referencia 28 donde la placa colectora y panel trasero hacen contacto entre si y mutuamente se unen. La capa de revestimiento interna 32 de la placa colectora 17 y la capa de revestimiento interna 36 del panel trasero 25, como se indicó anteriormente, se eligen para proporcionar alta resistencia a la corrosión al fluido de extracción de calor 22. Además, el uso de aleaciones de alta pureza para estas capas de revestimiento hace posible minimizar la actividad micro-galvánica, adicionalmente reduciendo o retrasando la corrosión.

La FIG. 5B muestra una placa colectora revestida 17 y un panel trasero revestido 25 donde la placa colectora y el panel trasero comprenden solo una capa de revestimiento cada una. La capa de revestimiento 32 de la placa colectora 17 y la capa de revestimiento interna 36 del panel trasero 25, como se indicó anteriormente, se eligen para proporcionar alta resistencia a la corrosión al fluido de extracción de calor 22, pero las capas de revestimiento externas 31 y 37 previamente descritas no están presentes. Tal arreglo seria usado en situaciones donde la corrosión atmosférica no es una preocupación significativa. Como se mencionó previamente, la superficie externa de la capa de núcleo 30 en la modalidad de la Fig. 5B, o la superficie externa de la capa de revestimiento 31 en la modalidad de la FIG. 5A, puede ser rugosa o con textura para mejorar o aumentar la absorción solar .

Las aleaciones de alta pureza usadas para las capas de revestimientos facilitan un proceso de unión por rodillo que se puede usar para unir el panel trasero 25 a la placa colectora 17. La unión por rodillo involucra aplicar una fuerza significativa a la placa y panel pasando la placa y panel apilados entre los rodillos accionados por fuerza en las regiones donde la placa y panel serán unidos. Esto seria difícil si el panel trasero 25 fuera conformado por anticipado para formar los canales 26. Por consiguiente, el panel trasero 25 se puede mantener plano y una superficie interna ya sea de la placa o el panel se puede "imprimir" con una dispersión del material de desprendimiento (frecuentemente referido como una "tinta" de desprendimiento) para crear la trayectoria deseada del canal 26. Las tintas grafiticas son adecuadas para este propósito. La placa colectora y panel trasero luego se pasan a través de los rodillos accionados por fuerza de modo que la unión por rodillo toma lugar. En las regiones de contacto que no se separan por la tinta de desprendimiento, la resistencia de la unión es relativamente alta, mientras que en las regiones de contacto donde la tinta de desprendimiento se deposita, la resistencia a la unión es relativamente baja o las superficies no se unen en modo alguno. Las regiones con una baja o nula resistencia a la unión después de la unión por rodillo luego se pueden "inflar" para formar el canal 26, es decir un fluido de inflado bajo presión se introduce entre la placa colectora y el panel trasero, y la presión se vuelve bastante alta para forzar la placa colectora y panel trasero aparte en las áreas donde no están fuertemente unidos, y bastante alta para deformar permanentemente el panel para formar el canal 26. El fluido de inflado puede ser un gas o un liquido.

Durante el inflado, solamente una de la placa colectora y el panel trasero se puede deformar (preferiblemente el panel trasero) , o ambos se pueden deformar cuando el canal 26 se forma. El inflado tanto de la placa colectora como el panel trasero tiene la ventaja de maximizar el área de sección transversal del canal formado mientras limita los requerimientos de formación por estiramiento de cualquiera. Si solo una de la placa colectora y panel trasero será inflada, este componente tendrá que proporcionar toda la formación por estiramiento. La cantidad de inflación relativa dentro de la placa colectora y panel trasero será influenciada por las resistencias y/o espesores relativo de las aleaciones usadas para las capas de núcleo 30 y 35. Para un núcleo que será deformado, es preferible usar una aleación que tenga un limite elástico en el templado O de no más de aproximadamente 60 MPa y una elongación (elongación uniaxial a la falla) de 30% o más. Además, la diferencia de limite elástico del metal usado para el revestimiento y el núcleo preferiblemente no debe ser más de aproximadamente 50 MPa. La elongación del revestimiento preferiblemente debe ser la misma como, o mayor que, aquella del núcleo debido a que la elongación del núcleo domina cuando toma lugar la inflación. Para proporcionar ejemplos preferidos específicos, se menciona que el límite elástico de la aleación AA1100 en el templado O, frecuentemente usada para el núcleo, es 34 MPa y su elongación es aproximadamente 35%. Para la aleación AA303 en el templado O, los valores correspondientes son 42 MPa y 30-40%, y la aleación ??5005 tiene un límite elástico de templado O de 40+MPa. En contraste, las aleaciones ??5082 y AA5083 tienen límites elásticos de 100-200 MPa, los cales son demasiado altos para el uso en capas de núcleo propuestas para sufrir distorsión durante el inflado del canal.

En la discusión de las modalidades anteriores, se ha establecido que el canal 26 puede ser un canal único extendido sobre la superficie trasera de la placa colectora 17 en un patrón de serpentín u otro complejo. Sin embargo, son posibles arreglos alternativos. Por ejemplo, los canales individuales pueden extenderse en paralelo a través de la superficie trasera de la placa 17 y unirse ya sea fuera del dispositivo o vía distribuidores extendidos a lo largo de los bordes laterales opuestos de la placa colectora. Además, el método de unión descrito anteriormente se puede usar, si se desea, para producir canales con secciones transversales variables a lo largo de la longitud del canal. El método también se puede usar para variar las áreas de unión, de modo que el área de contacto del fluido de extracción de calor con la superficie inferior de la placa colectora se puede variar a lo largo de la longitud del canal. La capacidad de variar la naturaleza de los canales de esta manera es útil para acomodar variaciones en la presión o velocidad de flujo de fluido de extracción de calor que pueden presentarse de otra manera con los patrones de canal dados. Además, se ha establecido que la placa colectora 17 generalmente es plana (lo cual es preferido) , pero alternativamente, los canales 26 se pueden formar en la placa colectora 17 con el panel trasero ya sea siendo plano, o parcialmente contorneado para formar parte de los canales conjuntamente con la placa colectora contorneada 17.

Existen numerosas opciones para el material usado para la capa absorbedora solar opcional 19. La capa usualmente es una película negra delgada formulada para tener alta absortividad y emisividad (por ejemplo, una selectividad tan alta como 95:5 para absortividad : emisividad) . Se pueden emplear películas delgadas de "absorbedores intrínsecos" tal como óxido de cobalto, u óxido de cobre. Sin embargo, la alta selectividad se puede inducir en otras maneras, tal como usando capas alternas de películas de metales delgados y dieléctricas (ópticamente transparentes) o combinaciones de semi-conductores/metales . Las estructuras de capas múltiples generalmente son de alto desempeño, pero pueden ser más costosas de producir.

Las unidades absorbedoras de energía solar de las modalidades ejemplares se pueden hacer de cualquier tamaño deseado. Un tamaño convencional para tales unidades es 1.2 m por 2.4 m (4 pies por 8 pies), pero también pueden ser deseables unidades más pequeñas, por ejemplo 1 m por 2 m.

Las modalidades ejemplares preferidas de la invención serán entendidas adicionalmente por referencia a la siguiente sección EXPERIMENTAL.

EXPERIMENTAL Las pruebas fueron realizadas para determinar las clases de aleaciones de aluminio que formarían capas de revestimiento efectivas para minimizar la corrosión dentro de los canales para unidades absorbedoras de energía solar. La Tabla 1 a continuación muestra las composiciones de ocho aleaciones candidatas.

TABLA 1 Aleaciones de Aluminio Evaluadas como Capas Revestidas Las cantidades están en por ciento en peso de la aleación total Nota: Todos los otros elementos e impurezas estuvieron presentes en cantidades de menos de 0.005% en peso cada uno.

La aleación muestra 8 es una aleación típica serie 3XXX que tiene Mn como el elemento de aleación principal.

Todas las aleaciones fueron evaluadas en forma de lámina monolítica (capa única) de calibre de aproximadamente 0.9-1.0 mm. Una serie inicial de pruebas fue conducida en superficies de acabado laminado después del desengrasado en etanol por aproximadamente 2 minutos.

Los experimentos electroquímicos fueron conducidos usando una "celda plana" Princeton que tiene un arreglo de tres electrodos estándar como se muestra en la Fig. 6. Este aparato permite la prueba de pequeños cupones 60 de aleación de aluminio con una mínima preparación de espécimen. Las caras frontales de los cupones de prueba 60 fueron sujetadas contra una junta tórica 61 montada en una placa de extremo 62 de la celda 65. Este arreglo expone un disco de 1 cm2 uniforme del cupón metálico a una solución de prueba 64 dentro de la celda. Los Experimentos de Polarización Lineal (LPE) fueron conducidos usando una interfaz electroquímica programable obtenida de ACM Instruments Ltd. De Cumbria, Reino Unido.

Los experimentos LPE involucraron la medición del potencial entre el cupón de prueba 60 y un electrodo de referencia estándar 66 (por ejemplo, Calomel, referido como SEC, o Ag/AgCl) y control del potencial usando un potenciostato 67. Al forzar el aluminio del cupón para polarizarse anódicamente, fue posible proporcionar una fuerza de impulso progresivamente incrementada para la descomposición de película pasiva y consecuente iniciación de picadura. El grado de resistencia de película pasiva durante esta polarización fue medido monitoreando la corriente entre el cupón de muestra 60 y un contraelectrodo inerte 68 como el potencial de la muestra de aluminio fue incrementado progresivamente (es decir se hace más positivo) . Un resultado de LPE típico para aleación de aluminio muestra tres características las cuales son representativas de la resistencia a la corrosión de la aleación en la solución de prueba particular, es decir: 1. Efe - el potencial de corrosión libre de la aleación; 2. Epit - el potencial de descomposición, algunas veces referido como el potencial de picadura; y 3. Un intervalo progresivo - una medida de la diferencia potencial entre Efe y Epit. Este intervalo se usa comúnmente como una medida de la resistencia a la picadura de una aleación.

Las aleaciones de la Tabla 1 fueron probadas en experimentos LPE usando varias soluciones acuosas de prueba. Las soluciones de extracción de calor comúnmente usadas para la extracción de calor en dispositivos térmicos solares (es decir 50% agua/50% propilenglicol ) usualmente tienen muy baja conductividad iónica y ninguna de las aleaciones exhibió potenciales de descomposición (Epit) durante los cortos periodos involucrados en los experimentos LPE usando tales soluciones y por lo tanto tales soluciones no fueron útiles para clasificar la resistencia a la corrosión de aleaciones candidatas. Por esta razón, se usaron soluciones de prueba más agresivas, es decir: • ASTM agua a 25°C (148 mg/L de Na2S04; 165 mg/L de NaHC03) • 50% agua + 50% propilenglicol + 250 ppm de cloruro Los resultados de los experimentos LPE realizados en las muestras de aleación 1 y 7 (de la Tabla 1) en ASTM agua a 25° se muestran en la Fig. 7. Los resultados muestran un intervalo pasivo · significativamente mayor para la Muestra 1 (-1254 mV) que para la Muestra 7 (-234 mV) . Estos datos se consideran por los inventores que son debido a niveles mucho mayores de impurezas, tales como hierro y silicio, presentes en la aleación de la Muestra 7. Las impurezas se consideran que actúan como cátodos en superficies expuestas, promoviendo la actividad micro-galvánica y pasividad reducida. Por lo tanto, estos resultados predicen una resistencia mucho mayor a la corrosión por picadura para la aleación de la Muestra 1 que la aleación de la Muestra 7.

Los datos de las pruebas similares realizadas en todas las muestras de aleación de la Tabla 1, de nuevo usando ASTM agua a 25°C, se muestran en la Tabla 2 a continuación. La Tabla muestra los valores de corrosión libre {Efe) , los potenciales de descomposición {Epit) y los intervalos pasivos para las muestras de aleación.

TABLA 2 Los datos resumidos en la Tabla 2 proporcionan una indicación de la resistencia a la picadura del intervalo de aleaciones candidatas de la Tabla 1. Se puede ver de estos datos que las aleaciones estándares típicamente usadas para fabricar unidades de extracción de calor debido a su buena resistencia, es decir Muestra 7 (una aleación AA1100) y Muestra 8 (una aleación AA3003) , exhiben intervalos pasivos significativamente inferiores que las aleaciones más puras (Muestras 1 hasta 6) . Por lo tanto, se puede asumir que el nivel de pasividad exhibida para las Muestras 7 y 8 en estos experimentos LPE de corto plazo vuelve a estas aleaciones inadecuadas para el servicio a largo plazo.

La Fig. 8 muestra en forma de gráfica los intervalos pasivos de la Tabla 2 para las diversas Muestras. Se puede ver de esta figura que existe una correlación general entre la pureza de aleación y pasividad incrementada. Un intervalo pasivo adecuado para el uso a largo plazo (por ejemplo, más de 20 años) en aplicaciones de panel solar (usando fluidos de extracción de calor normales, tal como 50% agua/50% propilenglicol ) se asumió que es aproximadamente 280 mV (como se muestra por la linea 80) o mayor. Este no es un limite exacto, sino una estimación basada en los datos de LPE y experiencia de servicio pasada con aleaciones convencionales. Tales niveles de intervalo pasivo corresponden generalmente a aleaciones de aluminio que tienen contenidos de elementos de aleación de aproximadamente 0.5% en peso o menos (es decir, no más de 0.5% en peso), más preferiblemente aproximadamente 0.4% en peso o menos (es decir, no más de 0.4% en peso), y muy preferiblemente aproximadamente 0.35% en peso o menos (es decir, no más de 0.35% en peso). La correlación entre la pureza de metal e intervalo pasivo no puede ser exacta debido a que el tiempo en el cual una aleación se fundió y la manera en la cual se fundió puede resultar en variaciones en los niveles de impurezas las cuales se unen en solución sólida antes que estén presentes en fases inter-metálicas discretas. Por consiguiente, la historia de procesamiento termo-mecánico puede afectar una pasividad de la aleación aún aunque la influencia primaria en la pasividad es el nivel de impurezas. No obstante, la máxima figura de 0.5% en peso para impurezas para resistencia a la corrosión efectiva es apropiada en la mayoría de los casos.

La Tabla 3 a continuación muestra los resultados de los experimentos LPE conducidos en las Muestras de aleación usando la solución de prueba (ver anterior) que tiene un nivel mayor de cloruro que el ASTM agua estándar. Esta segunda solución de prueba se considera que es más agresiva que ASTM agua. En los experimentos, la solución se hizo aún más agresiva calentando las soluciones a aproximadamente 85°C, la cual se aproxima a la temperatura de trabajo de los dispositivos absorbedores térmicos.

TABLA 3 Los datos en la Tabla 3 siguen el mismo patrón como aquel previamente descrito para la Tabla 2 y Figura 8. Como con los resultados obtenidos para ASTM agua, las aleaciones más puras exhiben un intervalo pasivo mayor. La única diferencia notable de los datos anteriores es la disolución activa de la aleación de Muestra 6 (una aleación con un contenido de Fe ligeramente mayor de 0.35% en peso), asi como también las aleaciones convencionales de las Muestras 7 y 8. En consecuencia, estas aleaciones no exhibieron intervalo pasivo medible en esta solución de prueba más agresiva. Estos resultados muestran la necesidad de aleaciones más puras para capas revestidas en aplicaciones de absorbedor solar. Mientras gue la aleación de la Muestra 6 se encontró no adecuada en esta prueba, y puede indicar que es menos adecuada que las aleaciones de las Muestras 1 a 5, aún puede ser adecuada para el uso en la práctica debido a que las condiciones de trabajo generalmente no serian tan duras. No obstante es preferido, en general, mantener el contenido de Fe de una aleación expuesta en uso a fluidos de extracción de calor (y aún a la atmósfera dentro de una unidad solar) a no más de 0.25% en peso (es decir, 0-0.25% en peso) para la mayoría de las aplicaciones.

Claims (23)

REIVINDICACIONES

1. Una unidad absorbedora de energía solar, caracterizada porque comprende: una placa colectora hecha de un material conductor de calor que tiene una superficie frontal adaptada para absorber energía solar y convertir la energía solar a calor, y una superficie trasera opuesta a la superficie frontal, un panel trasero que tiene una superficie interna y una superficie externa, la superficie interna se une a las áreas de la superficie trasera de la placa colectora vía una unión hermética a fluidos, por lo cual la superficie interna del panel y la superficie trasera de la placa colectora definen conjuntamente al menos un canal transportador de fluido entre las áreas de la superficie trasera de la placa donde el panel se une a esta; y conectores para introducir un fluido de extracción de calor en al menos un canal y para remover el fluido de este ; en donde la placa colectora comprende una capa de núcleo de una aleación de aluminio proporcionada con una capa de revestimiento que forma la superficie trasera de la placa, la capa de revestimiento se hace de aluminio o una aleación de aluminio que tiene un contenido total de elementos de aleación e impurezas, si las hay, de no más de 0.5% en peso.

2. Una unidad absorbedora de energía solar de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la capa de revestimiento se hace de una aleación de aluminio que tiene un contenido total de elementos de aleación e impurezas, si las hay, de no más de 0.4% en peso.

3. Una unidad absorbedora de energía solar de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la capa de revestimiento se hace de una aleación de aluminio que tiene un contenido total de elementos de aleación e impurezas, si las hay, de no más de 0.35% en peso.

4. Una unidad absorbedora de energía solar de conformidad con la reivindicación 1, reivindicación 2 o reivindicación 3, caracterizada porque la capa de revestimiento tiene un contenido de Fe, si lo hay, de no más de 0.25% en peso.

5. Una unidad absorbedora de energía solar de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el panel trasero se hace de una capa de núcleo de una aleación de aluminio proporcionada con una capa de revestimiento que forma la superficie interna del panel, la capa de revestimiento se hace de aluminio o una aleación de aluminio que tiene un contenido total de elementos de aleación e impurezas, si las hay, de no más de 0.5% en peso.

6. Una unidad absorbedora de energía solar de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque la capa de revestimiento del panel trasero se hace de una aleación de aluminio que tiene un contenido total de elementos de aleación e impurezas, si las hay, de no más de 0.4% en peso .

7. Una unidad absorbedora de energía solar de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque la capa de revestimiento del panel trasero se hace de una aleación de aluminio que tiene un contenido total de elementos de aleación e impurezas, si las hay, de no más de 0.35% en peso.

8. Una unidad absorbedora de energía solar de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizada porque la capa de revestimiento del panel trasero se hace de una aleación de aluminio que tiene un contenido de Fe, si lo hay, de no más de 0.25% en peso.

9. Una unidad absorbedora de energía solar de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizada porque la unión hermética a fluido es una unión que resulta de unir por rodillo conjuntamente las capas de revestimiento de la placa colectora y el panel trasero en las áreas de la placa.

10. Una unidad absorbedora de energía solar de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque al menos un canal es una estructura que resulta del inflado con fluido del panel, la placa, o tanto el panel como la placa entre las áreas de la placa realizado después de la formación de la unión hermética a fluido.

11. Una unidad absorbedora de energía solar de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el panel trasero se hace de un material seleccionado del grupo que consiste de materiales plásticos y materiales compuestos.

12. Una unidad absorbedora de energía solar de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque la unión hermética a fluido es una unión que resulta de la aplicación de un adhesivo entre la placa colectora y el panel trasero en las áreas de la placa.

13. Una unidad absorbedora de energía solar de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque la placa colectora comprende una capa de revestimiento adicional en un lado opuesto de la capa de núcleo que forma la superficie frontal de la placa, la capa de revestimiento adicional se hace de aluminio o una aleación de aluminio que tiene un contenido total de elementos de aleación e impurezas, si las hay, de no más de 0.5% en peso.

14. Una unidad absorbedora de energía solar de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizada porque el panel trasero comprende una capa de revestimiento adicional en un lado opuesto de la capa de núcleo del panel que forma la superficie externa, la capa de revestimiento adicional se hace de aluminio o una aleación de aluminio que tiene un contenido total de elementos de aleación e impurezas, si las hay, de no más de 0.5% en peso.

15. Una unidad absorbedora de energía solar de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada porque la superficie frontal de la placa colectora tiene una superficie rugosa o con textura adaptada para mejorar la absorción de la energía solar.

16. Una unidad absorbedora de energía solar de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada porque la superficie frontal de la placa í colectora se proporciona con una capa de material adaptada para mejorar la absorción de la energía solar.

17. Una unidad absorbedora de energía solar de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizada porque la capa de núcleo de la placa colectora se hace de una aleación de aluminio seleccionada del grupo que consiste de aleaciones de la serie AA1XXX, AA3XXX, AA4XXX, AA5XXX y AA8XXX.

18. Una unidad absorbedora de energía solar de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada porque la aleación de aluminio es una aleación no tratable con calor.

19. Una unidad absorbedora de energía solar de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizada porque la capa de núcleo del panel trasero se hace de una aleación de aluminio seleccionada del grupo que consiste de aleaciones de la serie AA1XXX, AA3XXX, ??4???, AA5XXX y AA8XXX.

20. Una unidad absorbedora de energía solar de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada porque la aleación de aluminio es una aleación no tratable con calor.

21. Una unidad absorbedora de energía solar de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizada porque la capa de núcleo del panel trasero se hace de una aleación de aluminio que tiene un límite elástico de no más de aproximadamente 60 MPa y una elongación uniaxial a la falla de 30% o más.

22. Un dispositivo absorbedor de energía solar, caracterizado porque comprende un recinto que tiene una pared frontal hecha de material transparente, y una unidad absorbedora de energía solar montada dentro del recinto, en donde la unidad absorbedora de energía solar comprende: una placa colectora hecha de un material conductor de calor que tiene una superficie frontal adaptada para absorber la energía solar y convertir la energía solar a calor, y una superficie trasera opuesta a la superficie frontal ; un panel trasero que tiene una superficie interna y una superficie externa, la superficie interna se une a las áreas de la superficie trasera de la placa colectora vía unión hermética a fluido, por lo cual la superficie interna del panel y la superficie trasera de la placa colectora definen conjuntamente al menos un canal transportador de fluido entre las áreas de la superficie trasera de la placa donde el panel se une a estas; y conectores para introducir un fluido de extracción de calor en al menos un canal y para remover el fluido de este; en donde la placa colectora comprende una capa de núcleo de una aleación de aluminio proporcionada con una capa de revestimiento que forma la superficie trasera de la placa, la capa de revestimiento se hace de aluminio o una aleación de aluminio que tiene un contenido total de elementos de aleación e impurezas, si las hay, de no más de 0.5% en peso.

23. Un método para producir una unidad absorbedora de energía solar, caracterizado porque comprende: proporcionar una placa colectora hecha de un material conductor de calor que tiene una superficie frontal adaptada para absorber la energía solar y convertir la energía solar a calor, y una superficie trasera opuesta a la superficie frontal; proporcionar un panel trasero que tiene una superficie interna y una superficie externa, y revestir partes de la superficie interna del panel trasero o la superficie trasera de la placa colectora se revisten con una tinta de desprendimiento en el patrón de al menos un canal transportador de fluido; unir las áreas no revestidas de la superficie interna del panel a las áreas correspondientes de la superficie trasera de la placa por unión por rodillo para formar una unión hermética a fluido entre estas, mientras deja las regiones no unidas o débilmente unidas en el patrón; inflar al menos un canal de transportación de fluido con un fluido bajo presión introducido entre la placa y el panel en las regiones no unidas; y proporcionar conectores a al menos un canal de transportación de fluido para hacer posible que un fluido de extracción de calor sea introducido en al menos un canal y removido de este.