Coletores solares são dispositivos que captam o calor do sol para executar tarefas, ao contrário de painéis fotovoltaicos que usam a luz do sol. 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 superaquecimento para geração de eletricidade. Embora existam muitos projetos diferentes de coletores solares, eles se dividem em três grandes categorias.

Coletores de placa plana

Um coletor solar de placa plana representa o tipo mais simples, composto de uma caixa retangular com um tampa de vidro e uma camada inferior absorvente de calor. A luz solar passa através do vidro, aquecendo o interior, e uma série de canos ou dutos permite que a água ou o ar fluam através da unidade e absorvam o calor ambiente. Coletores de placas planas sem vidro deixam de fora o vidro e a caixa selada, e simplesmente contam com o calor do sol, aquecendo os canos. Outra variação inclui um tanque de água montado no teto pintado para absorver o calor solar. Esses tipos de coletores são mais adequados para climas quentes, uma vez que até mesmo a versão com caixa selada permitirá que o calor coletado escape rapidamente para o ar frio.

Coletores Tubulares Evacuados

Para climas ou aplicações mais frias exigem temperaturas da água mais altas, um sistema de tubos evacuados oferece melhor isolamento. Nestes coletores, cada tubo passa por um tubo de vidro selado sem ar no interior. Isso permite que o tubo funcione como uma garrafa térmica, minimizando a transferência de calor do tubo aquecido interior para o ambiente externo. Os coletores de tubo evacuados podem manter a temperatura da água acima de 50 graus Celsius (122 graus Fahrenheit) acima da temperatura ambiente.

Concentradores solares

Se você precisar de um sistema que forneça consistentemente água quente, um concentrador solar é sua melhor aposta. Os concentradores usam espelhos para refletir e concentrar a energia do sol nos canos de água, aumentando consideravelmente a temperatura da água. Como os espelhos nos concentradores solares se curvam para focalizar os raios do sol, eles funcionam melhor quando apontados diretamente para o sol, e freqüentemente incluem sistemas de rastreamento para seguir o sol pelo céu para a exposição máxima. Os concentradores solares são comuns em usinas de energia solar de larga escala, que contêm grandes campos de espelhos em forma de calha que aquecem uma rede de tubulações de água para criar vapor. Este vapor aciona uma turbina, criando eletricidade.

Solar Towers

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 tubulações de água, um sistema de torre solar usa um campo de espelhos, todos concentrando sua energia em uma única torre central. Isso eleva a temperatura no ponto de foco tão alto que, em vez de água, a torre pode conter matéria sólida como sal que se funde com o calor intenso. Tubulações de água passam através da estrutura, absorvendo o calor da substância fundida, e o vapor fornecido aciona uma turbina para gerar eletricidade. Os sistemas de sal derretido têm uma vantagem significativa sobre os concentradores solares tradicionais, porque o sal permanece quente o suficiente para criar vapor por muito tempo depois que o sol se põe. Isso pode permitir que uma usina solar crie eletricidade 24 horas por dia, em vez de ficar inativa à noite.