Os coletores solares são dispositivos que captam o calor do sol para realizar tarefas, ao contrário dos painéis fotovoltaicos que usam a luz solar. Um uso comum para um coletor solar é fornecer água quente residencial, mas eles também podem fornecer ar quente para aquecimento doméstico ou até mesmo materiais superaquecidos para geração de eletricidade. Embora existam muitos projetos diferentes de coletores solares, eles se enquadram em três grandes categorias.
Coletores de placa plana
Um coletor solar de placa plana representa o tipo mais simples, composto por uma caixa retangular com uma tampa de vidro e uma camada inferior absorvente de calor. A luz solar atravessa o vidro, aquecendo o interior, e uma série de canos ou dutos permite que a água ou o ar flua pela unidade e absorva o calor ambiente. Os coletores planos não vidrados deixam de fora o vidro e a caixa lacrada e simplesmente contam com o calor do sol, aquecendo os próprios tubos. Outra variação inclui um tanque de água montado no telhado pintado para absorver o calor solar. Esses tipos de coletores são mais adequados para climas quentes, pois mesmo a versão em caixa selada permitirá que o calor coletado escape prontamente para o ar frio.
Coletores de tubos evacuados
Para climas mais frios ou aplicações que exigem temperaturas de água mais altas, um sistema de tubo evacuado oferece melhor isolamento. Nestes coletores, cada tubo passa por um tubo de vidro lacrado sem nenhum ar dentro. Isso permite que o tubo funcione como uma garrafa térmica, minimizando a transferência de calor do tubo interno aquecido para o ambiente externo. Os coletores de tubos evacuados podem ser capazes de manter a temperatura da água de mais de 50 graus Celsius (122 graus Fahrenheit) acima da temperatura ambiente.
Concentradores Solares
Se você precisa de um sistema que possa fornecer água muito quente de forma consistente, um concentrador solar é sua melhor aposta. Os concentradores usam espelhos para refletir e concentrar a energia do sol nos canos de água, aumentando muito a temperatura da água no interior. Como os espelhos nos concentradores solares se curvam para focar os raios solares, eles funcionam melhor quando apontados diretamente para o sol, e muitas vezes incluem sistemas de rastreamento para seguir o sol no céu para o máximo exposição. Os concentradores solares são comuns em usinas de energia solar de grande escala, que contêm grandes campos de espelhos em forma de calha que aquecem uma rede de canos de água para criar vapor. Este vapor move uma turbina, criando eletricidade.
Torres Solares
Uma variação do projeto do concentrador solar é a torre solar. Em vez de um campo de concentradores, cada um aquecendo uma seção de uma rede de canos de água, um sistema de torre solar usa um campo de espelhos, todos concentrando sua energia em uma única torre central. Isso aumenta tanto a temperatura no ponto de foco que, em vez de água, a torre pode conter matéria sólida como o sal que derrete sob o calor intenso. Os canos de água passam pela estrutura, absorvendo o calor da substância derretida, e o vapor fornecido aciona uma turbina para gerar eletricidade. Os sistemas de sal fundido têm uma vantagem significativa sobre os concentradores solares tradicionais, porque o sal permanece quente o suficiente para criar vapor muito depois de o sol se pôr. Isso pode permitir que uma usina solar gere eletricidade 24 horas por dia, em vez de ficar dormente à noite.
