Energía solar térmica para ACS

colector plano ACS

¿Qué es el agua caliente solar?

Cuando pensamos en paneles solares nos viene a la cabeza su aprovechamiento para la obtención de energía eléctrica. Sin embargo, hay que saber que existe un uso de la energía del sol mediante paneles todavía más básico: la obtención de agua caliente sanitaria gracias al sol.

Los paneles solares o colectores en este caso son muy diferentes de los paneles fotovoltaicos. No albergan células fotoeléctricas, sino un fluido que absorbe la radiación del sol, en concreto la radiación infrarroja de onda corta, posibilitando el almacenamiento del calor y su transferencia posterior a otros usos.

Dos son los principios que gobiernan el funcionamiento de los paneles solares de agua caliente o placas solares térmicas. Primero, que cualquier objeto caliente devuelve su calor al medio ambiente que le rodea. Por ello, la eficiencia de un panel solar térmico está directamente relacionada con la pérdida de calor, principalmente por convección y radiación. Y por ello, es muy importante proveer de un buen aislamiento térmico en las instalaciones de agua caliente solar.

El segundo aspecto a tener en cuenta es que la pérdida de calor aumenta según mayor es la diferencia de temperaturas entre el objeto caliente y el ambiente, en este caso, la temperatura de la superficie del colector y del aire que lo rodea, o del fluido al cuál se transfiere el calor.

El colector solar de agua caliente más simple consiste en una superficie plana, que se expone al sol, y que tiene pequeños tubos unidos a ella. Un fluido recorre el interior de los tubos, calentándose al absorber el calor de la superficie. Los lados y el fondo del colector están muy bien aislados, y la superficie superior suele ser de cristal (creando un efecto invernadero). Estos colectores se denominan colectores planos.

Para hacerlos más eficientes, los fabricantes tienen en cuenta muchos factores. Uno de ellos es el recubrimiento del colector, que deberá maximizar la absorción de calor y que en cambio, minimice la pérdida de radiación reflejada. Otro es el cristal que lo cubre, que debe permitir el paso de la mayor energía lumínica pero también prevenir, de nuevo, la pérdida de calor.

Existe un segundo tipo de colector, de tubos de vacío, en los que el absorbente solar se encierra dentro de un tubo de cristal. Al tubo se le extrae el aire lo que le hace que mejore mucho su aislamiento y por ello, se obtienen mejores rendimientos. Vendría a ser algo muy similar a los termos para el café.

Estos dos tipos de colectores solares son los habituales en instalaciones domésticas. En plantas industriales de energía solar térmica se usan discos o bandejas parabólicas, que concentran la radiación solar en un único colector potenciando al máximo su calentamiento. Se consiguen altas temperaturas en el fluido caloportador, hasta el punto que hacen funcionar turbinas de vapor y se obtiene finalmente electricidad.

Pero volvamos a las instalaciones domésticas de energía solar térmica, que son las que nos quedan a nuestro alcance más inmediato. Los componentes básicos de una instalación solar térmica para la obtención de agua caliente son:

  • Colectores, que proporcionan la superficie para absorber el calor del sol y transferirlo a un fluido.
  • El fluido caloportador, que absorbe el calor para su uso o almacenamiento. Puede ser necesario añadirle un anticongelante (glicol normalmente), con el fin de evitar daños en caso de que las temperaturas exteriores bajen por debajo de 0ºC.
  • Intercambiadores de calor, que transfieren el calor del fluido caloportador al agua caliente sanitaria (ACS) doméstica que se almacena en un depósito acumulador.
  • Circuito primario de tuberías, que van desde el/los colectores hasta el intercambiador de calor. Es un circuito cerrado.
  • Circuito secundario de tuberías (abierto), que va desde el acumulador al punto de servicio (ducha, lavabo, o incluso radiador, fancoils u otros).
  • Bombas, de pequeñas dimensiones, que permiten mover los fluidos a lo largo de las tuberías de los circuitos primario y secundario.
  • Panel de control, que pone en marcha las bombas y que muestran las temperaturas del sistema.
  • Vaso de expansión, que mantiene la presión adecuada en el circuito según se producen los cambios de temperatura.
  • Aislamiento de la instalación, que como hemos dicho es fundamental para maximizar la eficiencia de la instalación.
  • Sistemas de calentamiento del ACS de apoyo: dado que en invierno se dan las mayores demandas de ACS y que en cambio, la radiación solar es menor, es normal requerir de una caldera, calentador o sistema de apoyo equivalente que permita calentar el agua a la temperatura ideal de uso.
instalación solar para ACS

Esquema de una instalación solar para ACS

Imagen: biosolenergia

 

¿Por qué usar la energía solar térmica?

Si al final necesito una caldera igualmente, te estarás preguntando y ¿por qué voy a meterme en instalar todos esos elementos para conseguir un poco de agua caliente? Aquí tienes unos buenos motivos:

  1. Primero y principal, porque en España es obligatorio para los edificios de nueva construcción o rehabilitados en los que exista una demanda de agua caliente sanitaria y/o climatización de piscina cubierta. El porcentaje mínimo a cubrir depende de la zona donde esté tu vivienda, desde un 30% en zonas de la cornisa cantábrica, 50% en zona centro, al 70% en zonas de Andalucía y Levante. Puedes consultar toda la casuística en el documento HE-4, Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria, del Código Técnico de la Edificación.
  2. Para minimizar tu dependencia energética de combustibles fósiles como el gasoil o gas natural, si es lo que utilizas en tu instalación de calefacción o de las compañías eléctricas, si usas calefacción por emisores eléctricos.
  3. Reduces el impacto medioambiental de tu casa, ya que reduces el consumo de combustibles fósiles mientras que apuestas por energías limpias como la del sol.
  4. El motivo más material, que reduces tu factura en combustible o electricidad. Con una instalación solar térmica podrás ahorrarte un pellizco sustancial de los gastos de producir el agua caliente en tu hogar. En el verano, el 100% con casi toda seguridad.
  5. En ciertos casos y en ciertas circunstancias pueden existir subvenciones que te ayuden en la instalación de energía solar térmica, con lo cual, amortizas todo mucho antes.

 

Usos de la energía solar térmica

  • Agua caliente sanitaria. Es el uso más común y como hemos dicho, en España es obligatorio a que cierto porcentaje del ACS de tu casa provenga de paneles solares. En verano verás cubiertas tus necesidades prácticamente al 100% (o incluso tener excedentes), y en invierno, contribuirá a reducir tus gastos. Tu casa será más eficiente energéticamente.
  • Calefacción: es un uso no tan común, sobretodo porque los paneles térmicos habituales en instalaciones domésticas funcionan a bajas temperaturas y las instalaciones habituales de calefacción emplean radiadores que necesitan temperaturas de funcionamiento más altas. Pero si en cambio la calefacción es por suelo radiante o por fancoils, sí es más factible la contribución del agua caliente solar a estas instalaciones. Eso sí, piensa que tendrás que instalar más paneles solares (calcula 1 m2 de colector por 10m2 de superficie a calentar) y que en verano tendrás grandes excedentes, por lo que tendrás que anular ciertos paneles o destinar el calor sobrante a otros usos.
  • Calentamiento de piscinas. Uno de los posibles usos de los excedentes de calor en verano procedentes de los paneles solares es este, la calefacción de piscinas. Con ello, podrás alargar la temporada de baño y atemperar el agua en zonas o días más fríos.

 

Y por último, y si te lo estás preguntando: no, de momento las instalaciones solares térmicas y su aprovechamiento doméstico no está sujeto a peajes ni otros impuestos especiales.

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