Placas solares para la calefacción de tu vivienda

Placas solares para la calefacción de tu vivienda

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En España contamos con una media de horas de luz solar plena de 8,2 horas, es lógico que a la hora de buscar una alternativa a la energía fósil, pensemos en la energía solar. 

Con el aprovechamiento de la radiación solar se produce tanto energía eléctrica como calor. Casi todas las energías renovables las genera en mayor o medida el Sol.

Radiación solar pasiva y activa.

Dependiendo de la forma en que se capture, convierta y distribuya la energía del sol, estas pueden ser activas o pasivas. 

Captación de radiación solar pasiva. Se basa en el diseño de la edificación, su orientación y la capacidad térmica de los materiales que se han elegido para su construcción.

Captación de radiación solar activa. Se necesita el equipo que capte la energía solar y la transforme en energía eléctrica, mecánica o térmica. Los paneles solares optimizan las formas de captar y transportar el calor del sol, por lo que ofrecen mayor potencia que la captación de radiación solar pasiva.

La Energía solar.

La energía solar proviene de la radiación solar, que transformada, produce energía térmica o eléctrica para su consumo. La radiación solar es captada por el panel solar, que dependiendo de la energía a conseguir serán fotovoltaicos, para producir energía eléctrica, o captadores solares térmicos, para conseguir calor.

Energía solar térmica.

La energía solar térmica consiste en aprovechar la radiación solar para transferirla a un medio que aporte calor, suele ser aire o agua. Actualmente existen instalaciones que aprovechan el vapor producido por el calentamiento del agua, para obtener energía eléctrica.

Instalación solar térmica.

Los componentes de una instalación solar térmica son los siguientes:

  • Captadores.

El sistema de captación lo forman varios captadores solares conectados entre sí. Captan la energía solar para transformarla en energía térmica, aumentando la temperatura del fluido que circula por la instalación. El captador es una placa metálica de color negro para que no refleje los rayos del sol, esta placa está colocada en una caja con una cubierta de vidrio. Dentro de esta caja se hace circular agua a través de un serpentín, de tal forma, que por el efecto invernadero, el vidrio deja pasar la radiación del sol, pero no deja salir la radiación térmica que emite la placa negra, como consecuencia la placa se calienta y transmite el calor al líquido que circula por el serpentín.

 El captador consigue aumentos de temperatura de hasta 60 °C. El agua caliente se utiliza para diversas aplicaciones,  agua caliente sanitaria, calefacción por suelo radiante, etc. Existe una variedad de captadores consistente en tubos de metal que recubren el tubo que contiene el fluido, dejando entre ambos una cámara de aire que actúa como aislante, son los captadores solares de vacío. 

  • Sistema de acumulación.

Consiste en un depósito donde se almacena la energía térmica, de modo que se acumula en los momentos del día de máximo aprovechamiento solar y se utiliza en el de mayor demanda. Está formado por uno o más depósitos de agua caliente, y su dimensionado dependerá del consumo estimado, debiendo cubrir la demanda de agua caliente de uno o dos días. 

  • Sistema de distribución.

Tuberías, conducciones,vasos de expansión, bombas, válvulas,etc. Son los destinados a la distribución y acondicionamiento para el consumo. También forman parte de este sistema los sistemas de energías convencionales que sirven de apoyo (eléctricos, caldera de gas o gasóleo), que se necesiten para prevenir las posibles faltas de radiación o un consumo superior al dimensionado.

Sistemas convencionales de apoyo. 

En los meses de más baja radiación el porcentaje de la energía necesaria para el calentamiento de agua que se cubre con energía solar en una instalación media, no llega a cubrir el 60% de las necesidades de energía, en los meses de verano se alcanza el 100%. El intentar conseguir porcentajes más altos resultaría sumamente costoso, y en las épocas de mayor radiación solar habría excedente de producción que provocaría problemas de sobrecalentamiento en la instalación.

Inversión inicial.

La inversión inicial del sistema solar térmico es mayor que un sistema convencional, pero el coste de funcionamiento durante más de 25 años es irrelevante comparado con el coste energético del sistema convencional durante esos años, además de un mantenimiento de menor entidad que el necesario para los sistemas convencionales. En edificios de viviendas, se suele instalar de 1,5 a 2 m2 por vivienda, y el precio de m2 de captador oscila entre los 600 y 900 euros. Al ser un sistema energético en auge, cada vez se consigue un mayor rendimiento y menor coste de los captadores.

Dependiendo del tamaño de la instalación, de las necesidades del usuario, y de las ayudas económicas que pudieran obtenerse, el periodo de amortización de la instalación puede oscilar entre los 5 años, si sirve de aporte a la energía eléctrica,  y 12 años, si es a la de gas.

Con respecto a las ventajas medioambientales, basta decir que como término medio, un m2 de captador térmico puede evitar una emisión de una tonelada de CO2 al año.

Aplicaciones de la energía solar térmica.

 El agua caliente sanitaria se usa a una temperatura de 45 °C, los captadores solares pueden alcanzar como temperatura media 80 °C. Para que resulte rentable, el porcentaje anual que aporte este sistema debe ser del 60 % aproximadamente, para que la energía aportada por los captadores en los meses más favorables sea el 100 %. El resto de las necesidades se obtendrá mediante un sistema auxiliar, que habitualmente suele ser gasóleo, gas o energía eléctrica. 

  • Calentamiento de agua de piscinas. 

Con esto se consigue alargar el periodo de baño, y en épocas de invierno, en las que existe poca radiación solar, puede servir de apoyo a la instalación convencional. 

  • Aire acondicionado mediante máquinas de absorción.
  • Calefacción de baja temperatura.

Aún no está muy extendido en nuestro país, porque hay que tener en cuenta que cuando se necesita la calefacción es cuando la incidencia solar es menor, pero también se puede emplear la energía solar térmica como complemento al sistema de calefacción, en sistemas que utilicen agua de aporte a menos de 60 °C. El mejor sistema es el de suelo radiante, pues la temperatura del fluido que circula a través del circuito es de unos 45 °C, que se pueden alcanzar fácilmente mediante captadores solares. Los radiadores trabajan a una temperatura de 70-90ºC, lo que supone un mayor coste energético, incompatible con el sistema de energía solar, por su coste. Otro sistema utilizado es el de fan-coil o aerotermos.

El aporte energético de la energía solar es menor que el que se consigue para el agua caliente sanitaria (ACS), puede oscilar entre un 20% y un 30%, siempre que se refiera a emisor de baja temperatura, suelo radiante, o radiadores de baja temperatura.

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Antonio Merchán

Antonio Merchán

Director Técnico at Supervecina.com
Más de 25 años de experiencia como arquitécto técnico /ingeniero de edificación.
Perito judicial en diagnosis y tratamiento de edificios.
Antonio Merchán


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