El sol genera radiación solar que al ingresar en la atmosfera terrestre puede ser utilizada para aprovechar su energía para generar calor o producir electricidad.

La radiación solar son ondas electromagnticas que emite el sol cuando por su proceso de fusion de hidrogeno genera energía, siendo esta energía emitida principalmente por una gama de rayos infrarojos hasta los ultravioleta. ´La radiacion emitida transfiere calor a los cuerpos mas fríos por lo que la exposición directa a los rayos del sol elevan la temperatura de la materia que este expuesta.

La radiación solar contiene fotones que cuando golpean contra las celdas de paneles solares hacen que se liberen electrones, los cuales al juntarlos por hilos conductores de varias celdas pueden generar electricidad aprovechable. Las celdas de los paneles solares estan fabricadas con Silicio que mezclado con otros materiales como el fosforo y el boro, liberan electrones cuando son golpeadas por los fotones de a radiación solar.

Por lo anterior, en este instructable aprovecharemos la radiacion solar para calentar agua por medio de un colector solar que hara que la radiacion caliente el flujo del agua que pasa por una manguera dentro de botellas de plastico recicladas de PET para generar un efecto invernadero. El flujo del agua se creará por medio de un panel solar que generará la electricidad necesaria para hacer funcionar una bomba de agua de 12v.

Step 1: Materiales

Botellas recicladas transparentes de plastico PET de refresco. Cada 5 botellas sirven para generar un metro aproximadamente de colector solar. En este caso, usamos 80 botellas para elaborar un colector de 4 líneas de 4m cada línea o sea 5 botellasxm por 4m por 4 líneas igual a 80 botellas. Dependerá de cada quien la cantidad de botellas que quiera usar, ya que las líneas y su longitud son de acuerdo al espacio donde colocaremos el colector. Se pueden ir anexando más líneas en la medida que se consigan mas botellas, sin dejar de considerar que la bomba perdera eficiencia si se aumenten las lineas, disminuyendo el flujo de agua.
Manguera negra de 1/2" depende de la cantidad considerada para el colector, en este proyecto se usaron 18m aproximadamente
Codos de 1/2" los necesarios de acuerdo a cada proyeco. En este proyecto se usaron 7 codos
Un panel solar minimo 50watts (depende de la potencia de la bomba a usar) de preferencia de 12v. Para este caso se uso un panel UNI SOLAR de 136w de 24v
Una bomba de agua de 50w con 12v, la bomba puede ser de mayor o menor wattaje pero el panel siempre debera tener como mínima potencia la que la bomba requiera.
5m de manguera transparente del tamaño de la entrada de succión y salida de la bomba en este caso 3/8"
1 reduccion de 1/2" a 3/8" para conectar la manguera transparente de la bomba a la manguera negra.
En caso de tener un panel de 24v (como fue mi caso) se requerirá un regulador que baje el voltaje de 24v a 12v para que la bomba opere correctamente. Recomiendo usar un panel de 12v (no tenía) y asi no será necesario el regulador.
Un termometro
Un deposito de agua donde se calentará. Use un envase reciclado de 10lts de agua potable.
Soplete portatil (opcional) para calentar la manguera y colocar los codos mas fácil

Step 2: Preparación Del Las Botellas Para El Colector

A cada botella se le arranca la etiqueta de la marca del refresco. Se le corta la base en donde se aprecia una ligera unión como se muestra en la foto.

Cada línea del colector se forma al colocar una botella insertada detrás de la otra y así sucesivamente. La longitud puede ser como decida cada quien, pero recomiendo que no sea mas de 5m para poder manipularla facilmente. Pueden unirse las botellas entre si con silicon transparente, pero en este proyecto no lo use ya que al insertar con un poco de fuerza una botella a la otra, debido a la forma, quedan fijas.

Solo para el inicio de cada línea del colector se debe cortar la parte superior de una botella y se inserta solo al principo de la línea, ayudando a que desde el principio haya un efecto invernadero en la maguera. Ver en las fotos donde se corta y donde se coloca esta botella de inicio.

Step 3: Ensamblaje Del Colector

Las líneas de botellas ya ensambladas, se colocan en la zona donde se instalará el colector solar, en este caso fueron 4 líneas de 4m.

Para cada línea, con la ayuda de otra persona, se corta un tramo de manguera que mida unos 50cm más (25cm por cada extremo) que la longitud de cada línea de botellas. Ya cortada la manguera una persona empuja por un extremo la manguera y otra persona va ayudando a que la manguera pase a todo lo largo de la línea evitando que se separen las botellas. (Recordemos que no las pegue con silicon)

Debemos tener las líneas de botellas con la manguera dentro, saliendo por los extremos la punta de la manguera (aprox. 25cm por cada lado).

Cortamos de manera pareja las puntas de manguera para que salgan 10cm por cada línea y colocamos los codos para unir las líneas entre sí formando una especie de bobina donde hace que el flujo de agua vaya de un extremo a otro.

En esta union de las mangueras use un soplete para calentar la manguera y poder colocar los codos de manera mas fácil.

Step 4: Instalación De La Bomba Y Conexión Del Sistema

Se coloca una punta de un tramo de manguera transparente en el deposito del agua fria y la otra punta a la succión de la bomba.

A la salida de la bomba se coloca un tramo de manguera transparente con la reduccion de 1/2" a 3/8" para conectarse a la manguera negra de inicio del colector.

En este caso se conectó el regulador de voltaje entre el panel solar y la bomba. Recomiendo que se use un panel de 12v para omitir el uso del regulador.

Yo use un deposito de agua de 10lts, este deposito es reciclado de un envase de agua potable.

Se llena el deposito de agua y se introduce el extremo de la manguera de la succion de la bomba y el extremo de la manguera que viene del colector con el agua caliente.

Se conecta el panel solar al regulador y comienza a operar el sistema.

Step 5: Evaluación De Desempeño Del Calentador Solar De Agua

La prueba del calentador solar de agua se realizó alrededor de las 11:00am en el sur del Estado de México con una temperatura ambiente de 20oC y al iniciar la bomba, la temperatura del agua en el depósito era de 13.1oC después de 60 minutos de operación la temperatura del agua había subido a 36.3oC.

Creo que la ventaja de este sistema es que podemos ir recopilando botellas de PET e ir haciendo que el sistema vaya creciendo, haciendo que sea mas mas eficiente en el calentamiento del agua y ayudando al medio ambiente reciclando las botellas.

Una gran ventaja de este sistema es que funciona completamente automatico ya que mientras haya radiación solar, se puede aprovechar la energía que transfiere calor al agua que circula por la manguera dentro de las botellas y de forma paralela esa misma radiación solar hace que el panel solar genere electricidad y haga funcionar la bomba para que fluya el agua por el colector. Asi mismo, durante las noches o días muy nublados no prenderá la bomba, pero no será necesario pues no se calentará el colector.