Colectoare solare pentru tuburi de vid solar
Tehnologia tuburilor de vid este în prezent cea mai eficientă dintre cele utilizate în colectoarele solare termice.
Pentru o vreme a fost un sistem foarte scump și greu accesibil. Cu toate acestea, acest sistem începe să devină din ce în ce mai accesibil pentru unele aplicații, dovadă fiind proliferarea sistemelor compacte de apă caldă termosifonată cu tuburi vidate care în ultimii ani au invadat piețe precum Mexicul.
De ce sunt colectoarele de vid mai eficiente decât cele cu plăci plate? Pentru a da un răspuns mai precis, este necesar să cunoaștem procesele fizice prin care energia termică trece de la un corp la altul și care intervin în procesele care determină eficiența mai mare sau mai mică a unui colector față de altul.
Modalități de transmitere a căldurii
Există 3 moduri în care căldura este transmisă de la un corp la altul:
Conducere- Este transmisia căldurii care are loc între două corpuri la temperaturi diferite care sunt în contact fizic direct sau între două zone ale aceluiași corp la temperaturi diferite. Fluxul de transfer de căldură va depinde de cât de lată este suprafața de contact între cele două zone cu temperaturi diferite și de dezechilibrul termic care există între ele. Acest tip de transmisie este verificat empiric prin atingerea unui corp fierbinte (ne transmite căldură) sau prin menținerea unui element metalic supus focului (vom observa că căldura este distribuită progresiv pe tot obiectul)
Convecție- Tipul de transmitere a căldurii care are loc numai între fluide, nu între solide. Se întâmplă deoarece, pe măsură ce temperatura unui fluid crește, acesta pierde densitatea și crește pe cel mai rece și mai dens mediu, transferându-și căldura către acesta din urmă. Acest tip de transmisie poate fi testat empiric prin plasarea unei mâini pe un radiator sau aragaz. Se va simți un flux ușor ascendent de aer cald
Radiații. În acest caz, corpurile nu trebuie să fie în contact pentru a transmite căldură și pot exista chiar și în vid între ele. Fiecare corp, prin simplul fapt de a fi la o temperatură mai mare decât zero absolut (-273 grade Celsius) emite radiații electromagnetice. Cu cât temperatura este mai mare, cu atât radiația pe care o emite este mai mare.
De exemplu, două corpuri unul la 30 de grade Celsius și celălalt la 130 de grade Celsius vor emite energie radiantă. Când sunt așezate una lângă cealaltă, va exista un schimb de radiații între ele. Cel de la 10 grade va absorbi multă energie din radiația corpului de 130 de grade și îi va oferi puțin. Astfel corpul de 130 de grade va emite mult mai multă radiație decât este capabil să absoarbă din corpul de 10 grade. În absența altor agenți externi, rezultatul final va fi că corpul de 10 grade se va încălzi și corpul de 130 de grade se va răcori până când ambii ating aceeași temperatură și absorb și emit aceeași cantitate de energie. Cel mai clar exemplu al acestui tip de transfer de căldură este oferit chiar de Soare, care se află la o temperatură foarte ridicată și ne trimite căldura prin spațiul gol.