Cómo fabricar un captador solar: Métodos diversos

Tras haber consultado la literatura en la red referente a la construcción de colectores solares, y mi propia experiencia, he decidio hacer una pequeña recopilación en esta entrada que le pueda servir a más gente un poco manitas para ahorrar gas, reducir el CO2 y frenar el cambio climático.

Básicamente trataremos de imitar el funcionamiento de un colector solar plano:

Imagen (c) Consumer.es infografía

Por lo que todo depende de los materiales que utilicemos (pueden ser de desecho, reciclados), y normalmente no es necesario gastar mucho dinero para obtener un buen rendimiento.

Estas son algunas ideas; la mayoría se han probado y son eficaces. Los comentaré en orden de barato a caro, aunque no por ser más barato tienen mucha diferencia en cuanto a eficiencia.

Colector mediante tubo de PE
Es el que he utilizado en mi experimento de colector y funciona muy bien. Lo mejor es su precio y sencillez en la fabricación. Lo peor es que la pérdida de calor es bastante grande, por lo que no subirá nunca de 60-70º C.

El colector a falta de colocar el plástico de invernadero por encima

Colector mediante un radiador de chapa
Lo ví en la red y quedé gratamente sorprendido. Una buena manera de aprovechar elementos de desecho; reciclando un radiador de chapa y un calentador eléctrico en desuso para fabricar un captador solar autónomo de 30 litros de capacidad (o más, dependiendo del tamaño del radiador y el depósito).


Yo lo descarté por posibles problemas de oxidación del radiador y fugas en caso de ponerlo a presión de la red de agua además de por no disponer de ningún calentador eléctrico estropeado, y si lo construimos sin presión como el del ejemplo tiene la pega de no poderlo usar directamente conectándolo a la instalación existente y que no tiene presión a menos que esté a varios metros de altura.

Colector mediante una chapa fina y un tubo de cobre.

El tubo quedaría por detrás de la chapa aunque en el croquis se vea

No es tan eficiente como otros pero es más eficiente que el de tubo de PE, muy barato y extremadamente sencillo de fabricar ya que simplificamos el diseño al máximo.
A una chapa de metal que quedará pintada de negro le amarramos un tubo de cobre por detrás (cuanto más aplanado mayor superficie de contacto tendrá) que recogerá el calor de esta chapa.
El agua del tubo se calentará con el calor de la chapa (el hierro transfiere bien el calor), por lo que si conectamos este tubo a la salida de un calentador eléctrico que esté a mayor altura, el agua caliente del tubo subirá al depósito donde se almacenará hasta que abramos el grifo.
Para aislar la chapa y el tubo podemos amarrarle un cristal doble aislante (como los Climalit o Thermoclima) por delante y poner una tabla de aglomerado o plancha aislante de porexpán u otro material aislante bien grueso por detrás para reducir las pérdidas de calor.
Este radiador no lo he llegado a fabricar, tan sólo está en mi cabeza, pero en teoría sería casi tan eficiente como uno hecho entero de cobre; el rendimiento depende del aislamiento del colector más que del material conductor de calor de que está hecho, y el hierro o acero conduce el calor casi tan bien como el cobre.

El único problema que le veo a este sistema es que el tubo tiene que quedar bien pegado a la chapa y ser de la mayor sección posible (se puede utilizar pasta térmica para mejorar la transmisión de calor al tubo). Por otro lado en geografías con agua con mucha cal (aguas duras) el tubo en pocos años se le acumularía la cal, por lo que tendríamos que soltarlo y limpiarlo con ácidos de limpieza de cal que utilizan los fontaneros para limpiar los serpentines de las calderas cada 8 o 10 años. Y si la chapa es muy grande conviene colocar varios tubos, a 50 cm. cada uno para ahorrar material.

También se podría hacer con un tubo de acero, y, con la chapa cortada en dos, soldarlo directamente con el tubo entre las dos chapas (no hace falta que el cordón de soldadura sea completo, con unos puntos largos valdría). Así tiene la ventaja de que es todavía más barato, pero el problema es encontrar el tubo ya que hace años que en España ya no se utiliza en fontanería.

Y otra opción es pintar el fondo de la caja de negro y poner tubo negro de PE (puede ser un poco enrollado para aumentar la eficiencia); mientras calculemos que la temperatura no suba por encima de los 90ºC el tubo debería aguantar (tal vez si sobredimensionamos el depósito), ya veis que hay múltiples opciones.

En la siguiente imagen se puede ver un captador para sistemas de circulación forzada.

Por lo demás, es sencillo y eficiente (si se aisla bien), en este enlace podéis ver cómo lo he hecho.

Colector solar mediante tubos de cobre perforados mediante taladrado por fluencia térmica
Se trata de un colector solar entero de cobre, por lo que con el precio actual del cobre lo convierten en el más caro de todos los comentados, y no mejora sustancialmente el rendimiento del colector anterior hecho con un radiador de chapa.
Utiliza también un pequeño depósito con un serpentín para transferir el calor.
Imágenes recogidas del documento PDF disponible en este enlace.

El taladrado por fluencia térmica forma un manguito a medida que el material se desplaza de la perforación por un proceso de fluencia.

Tubo de cobre de 1”, velocidad 3.800 rpm, agujero guía 7 mm.

Soldado de la placa colectora.

Agradezco comentarios, ideas y aportaciones.

Referencias y más info:

Más información en el apartado de energías renovables de este Blog
Colector solar casero de cobre (el más caro; entero de cobre) Univ. Tarapacá 2005

Colector solar casero con radiador de chapa y pequeño depósito
Utilizar la energía del sol debería ser obligatorio también en edificios ya construídos