25 dic. 2009

Tapando el captador solar térmico con Policarbonato Celular

El captador solar térmico casero sobre tejado

Ya para terminar por ahora con el captador solar de tubo de inox y aluminio aprovechando un tejado, colocaremos la plancha de Policarbonato celular. Al utilizarlo todo son ventajas:
  • Mejor aislamiento que vidrio de seguridad del mismo grosor.
  • Más barato que el vidrio; unos 60 euros la plancha de 3x2 mts y 6 mm. de grosor.
  • Prácticamente irrompible; granizo como pelotas de golf sólo lo dañarían superficialmente.
  • Ligero, flexible y fácil de cortar y sujetar con la herramienta adecuada.
  • No representa apenas riesgo de seguridad por su ligereza y resistencia (es mucho más peligroso un vidrio de seguridad si se suelta por una racha de viento que un trozo de este material del mismo tamaño).
  • Mantiene su transparencia durante muchos años, blanqueando sólo un poco al cabo de 10 años o más (al contrario del metacrilato).


La pegas son las siguientes:
  • Si no sellamos bien los extremos de las celdas, la humedad crea verdín, reduciendo su rendimiento. Podemos evitarlo cerrando con silicona.
  • Se reblandece a 150ºC; cuidado con los períodos sin utilización del agua caliente en verano; es recomendable colocar el captador a 10º de inclinación más de lo recomendado para favorecer la captación en invierno. Un sistema de eliminación del exceso de calor podría ser necesario, o aumentar la cantidad de agua a calentar (dependiendo de la latitud).
  • Envejecimiento; a partir de 10 años de radiación solar empieza a blanquear un poco, aunque mantiene un buen rendimiento y dura por muchos más años (no tengo detalles de este proceso; si alguien conoce la durabilidad del policarbonato de 1 mm. a la intemperie, le agradecería un comentario). En la siguiente imagen, un cobertizo de los utilizados para los carros de la compra, patios de colegios, etc, con 20 años. Aparte de que parece que resistió un buen golpe (un árbol), por la deformación que tiene, todavía deja pasar la luz a pesar aunque se aprecia que la suciedad se ha introducido en las celdas, al no estar selladas.

  • Bajo aislamiento acústico y se raya con facilidad; esto no es problema en su uso como captador.
  • Condensaciones de agua: En la foto se aprecia que en la zona de contacto con la madera húmeda, el vapor atraviesa el plástico (todos los plásticos y gomas son porosos a los gases, por eso se desinflan las ruedas de las bicis y coches con el tiempo), condensándose dentro. No es probable que se creen verdines ni se acumulen bacterias porque en verano la temperatura puede llegar a los 90ºC, higienizándolo.


A pesar de ello creo que las ventajas superan ampliamente a los inconvenientes; este verano la prueba de fuego ;-).

Comenzando
He cortado una de las dos planchas de 3 x 2 mts. en principio a 1,7 mts; al ver que no me llegaría luego corté la otra por la mitad, a 1,5 mts. Con un metro y un rotulador indeleble marcamos la línea con una regla y cortamos (no utilizar la amoladora sin protección):


Tuve en cuenta un comentario que me dejó un lector en el post sobre el policarbonato, y he procurado sellar bien los lados con silicona y cinta ancha para evitar que entre humedad y se formen musgos en las celdas:


Actualización: Es mejor idea sellar los laterales fundiéndolos si nos es posible, con una pistola de calor como hizo nuestro amigo Aicanduit, una idea genial al fundirse a 200ºC.

Colocando la cinta a todo lo largo para cerrar bien:


Con tornillos rosca chapa de los utilizados en tejados de tejabanas metálicas (preferiblemente con arandela grande) sujetamos bien perforando entre dos celdas y sin aplastar el plástico, simplemente para que el viento no entre por debajo y se las lleve.
Tener en cuenta que ni las rachas más fuertes se tienen que llevar las planchas; yo además lo he reforzado colocando silicona en la zona de contacto entre las tablas de los extremos y las planchas.


La primera la corté bastante grande, por lo que tuve que ajustarla a los tubos de la barandilla con los que pegaba con unos pequeños cortes con la amoladora y un disco de corte de 1 mm. Es importante que las planchas queden colocadas con la caída en el sentido de las celdas para que no se formen pequeños charcos donde se acumulará el polvo y la suciedad.


Luego lo sellé con silicona para asegurar la estanqueidad.


También puse algo de peso para que pegara bien la silicona que coloqué en la zona de contacto con las tablas de cierre:


Se hacen perforaciones más finas que la rosca de los tornillos con broca de madera o acero:


Y así quedaba con los tornillos cada 50 cms:


La segunda plancha la superpuse 5 cms sobre la anterior para evitar que entre el agua si no ajustan bien, puse silicona entre ambas y el contrapeso para asegurar que queda bien unido:


Esta es la plancha final, ajustada al purgador y con algo de sobrante. A falta de cerrar un pequeño hueco que queda, para dejar que se sequen las maderas pues se mojaron los días anteriores a la colocación del policarbonato:


Detalle del corte para ajustar al purgador de aire en la vuelta de agua caliente:


Y el resultado final. No obtengo un gran rendimiento en invierno porque apenas tiene grados de inclinación, pero lo compenso con una gran superficie de captación:



Y esto es, en breves palabras, la colocación de las planchas de policarbonato. Ahora, ¡a esperar a tener tiempo para terminar con la instalación y ajuste de electroválvulas y termostatos! ¡Estoy ansioso de echarles mano! jeje.

¡¡Feliz año y felices chapucillas!!


Actualización 27/03/2014
Como se ve en la siguiente imagen, tras cuatro años el policarbonato sigue siendo transparente, gracias a la temperatura que alcanza a menudo, todo microbio y verdín es eliminado.
En algunas zonas entra algo de agua cuando llueve por fallo del cierre de silicona (como se ve en la zona central), por lo que tengo que volver a sellar el lateral superior (impidiendo al musgo que ha salido encima de la madera valerse de este "depósito" de agua), aunque no es problema pues con el sol se evapora en un día o dos. La transparencia, gracias a su protección UV, sigue siendo prácticamente la misma.


Por otro lado, fue buena idea dejar 30 cm. al menos entre tornillos, y el hecho de que estuviera en tres trozos le permite dilatar libremente y no romperse por la zona de los tornillos. En el centro se ve cómo en las uniones de las planchas (unidas con silicona) se levanta bastante, pero no afecta al plástico.

14 comentarios:

  1. Anónimo4/1/10 15:31

    Gracias, hombre, igualmente.
    Y que te vaya bien en todos los proyectos.
    Los que haces llamar chapuzas y los que no.

    Me gustan los paneles de captación solar de éste tipo. Me parecen más resistentes a inclemencias meterológicas, como el granizo.
    Ahora han sacado unos compuestos de tubos, de vacío, así como las antiguas lámparas que había dentro de los televisores antiguos, y no sé yo, si merece la pena. Ahora sí costar cuestan 1.000 euros más que las otras.
    Pero bueno, prefiero esa que estás haciendo.
    Feliz año nuevo, una vez más.

    Miguel

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  2. Gracias por el comentario; había olvidado volver a comentar las bondades de este material como cierre. Los tubos de vacío dudo que aguanten el granizo gordo, aunque los vidrios se pueden reemplazar, hay que volver a crear el vacío.
    La diferencia de rendimiento no compensa el precio, sólo en aquellos sitios con reducida superficie solar o muy fríos.

    A ver si me meto cuanto antes y termino esta instalación y os comento los resultados.

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  3. Hola soy Manolo desde Castellon y he pasado varios dias leyendo y leyendo tus articulos creo que llegue hasta agosto del 2007 es apasionante y aparte de que tambien tengo alguna "chapucilla propia" (abonadora para riego de goteo, caballete neumatico para levantar la moto,etc (lo del caballete buscalo en youtube con ese nombre)) en fin cuando mejore el tiempo a ver si me meto a preparar un captador solar.
    Feliz año

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  4. Aupa Manolo, gracias por leerme, y por los ánimos ;-). He visto tu caballete neumático para reparar motos, ¡me alegro de que te hagas tus propios útiles!.
    Si haces el captador, ya me contarás qué tal y/o enviarás alguna foto, ¿no? jeje.
    Y como siempre digo, ¡trabajar con seguridad!

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  5. tambien colgue un tutorial de como hacer una cupula para la moto con metacrilato (aunque luego segui los consejos de otro forero y la hice con policarbonato) http://motostrail.com/xoops/modules/newbb/viewtopic.php?topic_id=21488&forum=4#forumpost242255 nada cuando me quede otra vez en el paro que espero tardar me liare con el captador

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  6. Ok, Manolo, lo único comentarte que es mejor que prepares el depósito acumulador primero. Si no lo pones para calentar por biomasa, es bastante sencillo, para un manitas como tú no resultará complicado, está el proceso en "energía solar térmica", aunque ya lo sabrás ;-)

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  7. de momento como acumulador usare uno "de verdad" que tengo aunque es de pocos litros supongo que de 30 o asi, lo consegui cuando estuve trabajando de tecnico para gas nat. y es de una caldera con acumulador incorporado (tendre que descalcificarlo primero que tendra de mier...), tambien tengo pensadas una pruebas de fabricarme un pequeño biodigestor.

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  8. Buenas David,

    He visto tu proyecto del colector solar con poly celular, estaba pensando en utilizar esto como "cristal" para el colector pero tengo mis dudas si va bien. Lo has usado en la parte frontal o en la trasera?

    El colector lo quiero hacer de 1,50m x 1m con tubos de polibutileno en una caja de composite para que me aguante el agua y la humedad. Quiero hacer algo económico y adecuado las necesidades y al clima donde vivo.

    Por otra parte, solo tengo de 4 (invierno) a 6 (verano) horas de luz directa, pero es en Canarias, así que pega y la temperatura inicial ronda 20º... crees que me da para calentar al menos a 50, 60 grados un depósito de 50, 80 L ? Somos 2, supongo que con esa capacidad va bien, solo se usa para ducha.

    Mi idea es tener esto de 9am a 1pm para que caliente el termo y a la noche encender el termo lo menos posible y aprovechar la tarifa de DH.

    Un saludo y gracias por la contribución.

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    Respuestas
    1. Buenas Néstor,

      Sí, funciona muy bien, tras 8 años empieza a blanquear un poquito, pero todavía funciona perfecto, aísla muy bien y es casi irrompible, yo lo piso para hacer mantenimientos sin problema, el captador de 4x1,5 mts es la principal fuente de energía de la ACS en verano en nuestra casa. Lo único que la madera de los lados ya se está pudriendo y voy a tener que hacer algo al respecto, pero por lo demás va muy bien.

      En tu caso, si hacemos un cálculo rápido, sabiendo que el sol entrega desde 100W a la mañana a 1500W/hora por metro cuadrado máximo a las 12:00, descontando pérdidas y haciendo una media de 5 horas al día, obtenemos para tu panel unos 1000Wx5=5KW diarios de energía del sol.

      Si tienes un depósito de 50 lts, y sabiendo que para calentar 1 lt de agua 1ºC necesitamos 1000 calorías y que 1 KWh=859 Kcal:

      859*5=4300Kcal
      depósito de 50 lts: 4300/50=86ºC de subida
      Depósito de 80 lts: 4300/80=53ºC de subida

      Como ves es mucha energía. Más vale poner un depósito adecuadamente dimensionado (o reducir el captador), o se te fundirá el polibutileno del captador. Y yo lo pondría encima del captador, ya que de esa forma evitas poner motor, sensores, etc, el agua por diferencia de temperatura y colocando el tubo de agua fría en la parte inferior del depósito y la de caliente en la parte superior, va a circular de forma natural (tiene que ser un depósito con serpentín interior, para separar ambos circuitos y evitar que la cal se acumule en el captador).

      Nosotros como viste tenemos un depósito de 250 lts y en verano, cuando más pega el sol aquí en el norte, se llega a calentar desde los 15ºC a los 40ºC.
      El polibutileno aguanta hasta 200ºC creo, si le pones un sistema que funcione solo por circulación natural al depósito como te digo, y añades una válvula a 10 Bares para que evacue el exceso de presión, y un depósito de 150 lts, tendrás agua caliente gratis siempre que haga sol.

      Saludos!

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    2. Ah! Para sacar los 1000W/hora he hecho: (1500/2 para la media)-100 de pérdidas * 1,5 de metros cuadrados de tu panel * 5 horas= 5KW aprox. Saludos!

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    3. Para que funcione el efecto termosifón de circulación natural tienes que poner los tubos así:
      Esquema efecto termosifón
      Tubo de agua caliente en la parte superior de captador y depósito, y el de agua fría en la parte inferior de ambos.

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    4. Un apunte importante final; con materiales que no aguanten altas temperaturas, es importante que el sistema no falle ningún día, Si le pones motor, y tienes un fallo con la electricidad o cualquier cosa en el día más caluroso del año, el calor en el interior del captador puede derretirte hasta el policarbonato celular, podría pasar tranquilamente de los 300ºC tras unas horas, te podrías encontrar todo hecho un churro. En este caso siempre hay que poner que funcione automáticamente por termosifón con el depósito encima del captador. A nosotros nos ha llegado a subir a 80ºC el agua del captador cuando el motor ha fallado, pero claro, estamos en el norte y las pérdidas son mayores (por diseño, falta de aislamiento por debajo, etc), y el tubo del captador es de acero inox. Saludos

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    5. Hola David,

      Muchas gracias por tomarte el tiempo en responder. La verdad que tu explicación es muy detallada pero me quedan unas dudas,

      las tuberías, las pensaba poner de polibutileno pero en leroy dice que aguantan 90º

      la cubierta, es adecuado el policarbonato celular como pantalla o solo se utiliza en la parte trasera como aislante? yo quería ponerlo como pantalla en sustitución del cristal luego los tubos sujetos a un panel formado por otro panel de policarbonato y una tabla de composite.

      Este es el diseño que tenía pensado, de 160 x 100. Las tuberías seguramente las ponga en forma de ovalo enrrolladas, según sea más cómodo.

      la capa 1 sería de poli,
      luego los tubos,
      la capa 2 de poli pintada de negro
      y la capa 3 composite para que aguante agua y humedad.

      Tengo luz directa desde las 9 a la 1 de la tarde, aquí en Canarias tenemos un 80% de media. 4 horas en invierno (16º por la mañana a 24º mediodía) y 5 en verano (18º por la mañana a 28º mediodía).
      Esto es así porque es en una terraza interior de un edificio y el resto del tiempo hay sombra del propio edificio.
      No sé si será suficiente.

      Tenía pensado poner solo la placa y usar una bomba de 12v (10 litros por minuto) para recircular el agua a mi termo.
      La bomba funcionaría de 9 a 1 para evitar pérdidas por la noche, si esto va bien la conecto a un panel solar o la hago funcionar según la temperatura del panel.

      Si pongo un depósito al panel podría usar el de mi termo de 35L y pillar un termo nuevo de 50L como apoyo. Igualmente recirculo el agua por lo que en total serían 85L.
      El termo que tengo ahora mismo si se desconecta se desprograma y se queda en 40º, entonces quiero poner uno con programador horario o manual.

      Mi idea es no tener que utilizar el termo de apoyo, es decir, no conectarlo a no ser que sea necesario.

      De todas formas, he visto a una persona que me deja un equipo completo por 50euros!!! dice que está bien, tiene 12 años y por lo menos creo que puedo aprovechar el captador. Tiene un depósito de 150L.

      Un saludo y muchas gracias por toda la información.

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    6. Hola Néstor,

      El policarbonato celular es incluso mejor que el cristal para ponerlo delante, y al tener cámara es mejor que el policarbonato simple. Creo que fui el primero en aplicarlo en un captador para ACS. La única pega es que blanquea a partir de los 10 años (con protección UV), pero aún así sigue pasando un 80% de luz, y se compensa por el coste, ligereza, seguridad, aguanta granizadas de hasta pelotas de golf, y que luego puedes aprovechar para otras cosas a los 30 años, o bien sobredimensionar para que siga produciendo aún con 50 años de uso ;).

      El polibutileno aguanta 90ºC, pero con presión de 1,5 bares. Según alguna ficha técnica, se funde a 124ºC y se reblandece a 113ºC. Si sólo tiene 1 bar de presión, te puede aguantar 100ºC supongo. Pero claro, si quieres poner bomba... mejor pon cobre entonces. O aprovecha ese captador que te venden, igual el depósito está bien revisándolo y cambiando barras de magnesio.

      El croquis es correcto, veo que tienes el tema estudiado jeje.

      Lo que comentas si será suficiente o no... depende. Con vuestro clima yo creo que sí, pero también puede ser que en invierno no sea suficiente. De todas formas es cuestión de ensayo y error... ¿que no te llega con 1 captador? Pues siempre puedes añadir otro... creo que hagas lo que hagas, te va a funcionar bien. Poner bomba o no... cada sistema tiene sus ventajas e inconvenientes. Si no vas a poner un depósito grande encima del captador, por su dificultad de mantenimiento, entonces no uses polibutileno como te digo.
      Poner mucho depósito tiene sus ventajas e inconvenientes también. Si lo dimensionas poco, igual tienes que andar tapando el captador para no tener problemas del agua hirviendo (no te olvides de colocar purgador en la parte de arriba del captador), y puede reventar el captador (el tubo de cobre, sobre todo si es recocido, aguanta poca presión). Si lo dimensionas demasiado, acumularás toda la energía recuperada y será más eficiente, pero puede que no coja suficiente temperatura para una ducha bien (aunque con que esté entre 37 y 45ºC la parte superior del depósito suele ser suficiente) y tengas que programar un temporizador para precalentarla del todo antes de las duchas. Pero eso sería raro con vuestro clima, yo creo que te va a dar, según cálculos, para calentar 100 litros con holgura. Y el depósito de 150 os vendría estupendo para absorver esos días que no gastéis agua (normalmente basta con limpiar el depósito y cambiar el magnesio).

      Saludos!

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