Determinación del rendimiento térmico de colectores solares

Fundamento

El ensayo determina la fracción de la radiación solar incidente que el colector transfiere al fluido, en función de las condiciones de operación. Se monta el colector en un banco al aire libre o bajo simulador solar, con el fluido circulando a caudal constante y medido, y se registran en régimen estacionario la irradiancia solar sobre el plano del colector, la temperatura de entrada y de salida del fluido y la temperatura ambiente. El rendimiento instantáneo es la potencia útil extraída dividida por la radiación incidente sobre el área del colector, y se representa en función de la diferencia entre la temperatura media del fluido y la ambiente, dividida por la irradiancia: esa variable reducida es la que permite comparar ensayos hechos en días distintos. La curva resultante es prácticamente una recta —o una parábola suave— cuya ordenada al origen es el rendimiento óptico, que depende de la transmitancia de la cubierta y de la absortancia de la placa, y cuya pendiente describe las pérdidas térmicas, que dependen del aislamiento y de la cantidad de cubiertas. Con esos dos o tres coeficientes, el proyectista calcula el aporte anual de la instalación con los datos de radiación del sitio. El ensayo se completa con la determinación del modificador por ángulo de incidencia, que describe cómo cae el rendimiento cuando el sol no incide perpendicular, y con la constante de tiempo del colector.

Matriz (en qué muestra)

Colectores solares planos con y sin cubierta; colectores de tubos de vacío; colectores de aire; equipos compactos de termotanque solar; productos en certificación y en etiquetado

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Banco de ensayo exterior con seguimiento o simulador solar; piranómetros calibrados en el plano del colector; caudalímetros y sondas de temperatura de precisión; sistema de estabilización de la temperatura de entrada; registrador de datos; anemómetro y estación meteorológica.

Reactivos¿Dónde lo compro?

Fluido caloportador del ensayo, en general agua; productos de limpieza de cubiertas.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Estructuras de montaje con la inclinación normalizada; planillas de puntos de rendimiento; registros de irradiancia y de condiciones ambientales; identificación del modelo y del área declarada.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Energía de bombeo y de estabilización; agua.

Unidad

1 · curva de rendimiento con su rendimiento óptico y sus coeficientes de pérdidas · modificador por ángulo de incidencia · constante de tiempo del colector · área de apertura, de absorbedor y bruta declaradas · irradiancia, caudal y temperaturas de cada punto de la curva

Rango de referencia

El rendimiento óptico de un colector plano con cubierta se ubica en torno a tres cuartos y cae con la temperatura de trabajo; los colectores de tubos de vacío tienen menor rendimiento óptico y mucho menores pérdidas, de modo que rinden peor en aplicaciones de baja temperatura y mejor en las de alta o en climas fríos

Norma que lo exige

Los regímenes de certificación y de etiquetado de eficiencia de equipos solares térmicos; los programas de promoción de energías renovables y sus requisitos de producto; los pliegos de compra de instalaciones solares; las normas de acreditación del laboratorionorma argentina

Norma que describe la técnica

IRAM 210002-1, que fija los métodos de ensayo para determinar el rendimiento de colectores solares; IRAM 210007, sobre los métodos de ensayo de colectores solares térmicos; IRAM 210003, sobre la determinación del rendimiento térmico de acumuladores; IRAM 210008-5, sobre el factor de transmisión solar de las cubiertasnorma argentina

Edición y vigencia de la norma

IRAM 210002-1:2016; IRAM 210007:2017; IRAM 210003:1984; IRAM 210008-5:1991

Volumen de muestra

No destructivo. Un colector por ensayo, durante varios días

Conservación y transporte

El área a la que se refiere el rendimiento se declara de manera explícita —apertura, absorbedor o bruta— porque el mismo colector da curvas distintas según cuál se use, y comparar rendimientos referidos a áreas distintas es el truco comercial más común del rubro. Los piranómetros se calibran y se montan en el plano del colector y no en horizontal.

Límite de detección típico

No aplica: se determinan rendimientos

Incertidumbre típica

Del 3 al 6 % en el rendimiento, dominada por la medición de irradiancia y de caudal

Área

Energía y biogás; Ingeniería; Metrología y calibración

Fecha de última actualización: 11/9/2026