Una instalación solar térmica es un sistema sencillo de aprovechamiento de la energía solar para el calentamiento de agua. Normalmente se utiliza para la obtención de agua caliente sanitaria. Los elementos que la componen son los siguientes:
Los captadores solares
Son los elementos que capturan la radiación solar y la convierten en energía térmica, en calor. La superficie del captador está generalmente cubierta por un cristal que deja pasar los rayos de sol. Estos calientan unos tubos metálicos que transmiten el calor a un líquido que tienen dentro. Los tubos son de color oscuro para que las superficies oscuras se calienten más.
El vidrio que cubre el captador no sólo lo protege sino que también permite conservar el calor produciendo un efecto invernadero que mejora el rendimiento del captador.
El circuito primario
Se trata de un circuito cerrado de tubos que transporta el calor desde el captador hasta el sistema de almacenamiento de calor, el acumulador. El líquido calentado (fluido portador de calor), que puede ser agua o una mezcla desustancias que facilitan el transporte del calor, lleva el calor hasta el acumulador y retorna al captador una vez enfriado por recalentarse de nuevo. Los tubos del circuito primario están recubiertos de material aislante para evitar las fugas de calor.
El intercambiador de calor
El intercambiador de calor es el elemento de la instalación que traslada el calorabsorbida por los captadores solares hacia el agua del acumulador. Se encuentra a el extremo del circuito primario, generalmente dentro del acumulador, aunque también tiene que externos.
El acumulador
Es el depósito donde tenemos el agua caliente disponible para el consumo. Dispone de una entrada de agua de red (fría) y una salida de agua caliente. El agua de red entra por la parte baja del depósito donde se encuentra con el intercambiador y a medida que se calienta se desplaza hacia arriba. En la parte alta se acumula el agua caliente desde donde saldrá para el consumo.
Sistema auxiliar o de apoyo
Se trata de una instalación convencional para generar agua caliente que se acopla la instalación solar para garantizar en todo momento la temperatura del agua de consumo deseada. Únicamente se pone en marcha cuando falta sol y / o cuando el agua no alcanza suficiente temperatura. Pueden ser de diferentes tipos:
– Sistemas de apoyo integrados en el acumulador solar, por lo general una resistencia eléctrica.
– Calentadores o calderas de gas conectadas al circuito secundario, en paralelo si son convencionales y en serie si son modulantes termostáticos.
El ahorro de energía
El ahorro de energía convencional que puede suponer el uso de una instalación solar térmica viene dado por el concepto de cobertura solar. Las instalaciones se suelen diseñar para que aporten el 60% de cobertura solar en el cabo del año. Esto quiere decir que del total de energía necesaria para calentar agua, el 60% lo aporta la instalación solar y el 40% restante el sistema auxiliar de calentamiento de agua.
Nosotros, como usuarios, no lo podríamos saber, dado que el sistema de soporte de la instalación siempre garantiza que el agua salga caliente… Entonces un ahorro teórico del 60% se convertiría en un ahorro real inferior. Por lo tanto es interesante que los usuarios dispongan de algún sistema sencillo que los permita cuantificar la energía ahorrada realmente por su instalación (contadores de energía), o bien un sistema de comprobación del funcionamiento de ésta, es decir, un plan de mantenimiento.
Sobrecalentamientos
Si las instalaciones se diseñaran para aportar el 100% de la demanda energética en invierno, durante el verano, época en que hay más radiación y menos uso de agua caliente, se producirían episodios de sobrecalentamientos. Pero un diseño correcto no siempre evita la aparición de estos episodios. Por ejemplo se puede dar el caso de que los usuarios de una casa se vayan de vacaciones durante el verano. durante este período, al no haber consumo de agua caliente, el depósito solar se puede ir calentando progresivamente, pudiendo llegar a temperaturas suficientemente elevadas como para que se produzcan sobrecalentamientos. El sobrecalentamiento implica que el líquido del circuito primario (líquido calor portador) alcanza la temperatura suficiente para evaporarse, elevando la presión del circuito y favoreciendo la aparición de fugas.[1]
Si este líquido se pierde, no se produce el transporte de calor desde el captador hasta el acumulador y por tanto la instalación solar queda fuera de servicio. Para evitarlo, aparte de un diseño correcto y coherente de acuerdo con las previsiones de demanda de energía, la normativa propone la adopción de medidas como:
– Dotar a la instalación de la posibilidad de disipar los excedentes de energía.
– Tapar parcialmente el campo de captación solar cuando la demanda de energía. disminuya notablemente.
– Vaciar el circuito primario cuando las instalaciones no se utilicen.
– Desviar los excedentes energéticos a otras aplicaciones existentes.
El mantenimiento
El responsable del mantenimiento de las instalaciones solares es el propietario o la comunidad de propietarios del edificio. En el caso de viviendas de nueva construcción, las recomendaciones y obligaciones dirigidas a los usuarios referentes al uso y mantenimiento de las instalaciones, han de formar parte del libro del edificio. Más concretamente, la instalación solar debe tener un libro de mantenimiento en el que se reflejen todas las operaciones realizadas así como el mantenimiento preventivo.[2]
En general, las empresas instaladoras de captadores solares ofrecen una garantía de funcionamiento de la instalación durante los tres primeros años. Puede ser que el constructor o promotor de las viviendas no haya negociado esta garantía con el instalador. Sin embargo esto no quiere decir que estemos desprotegidos, ya que los diferentes elementos de la instalación (captadores, acumuladores, bombas, etc.) suelen disponer de las garantías del fabricante.
Pasado el periodo de garantía, o los dos o tres años de rodaje de la instalación, el mantenimiento se simplifica mucho y en general se limita a: También habrá algunas tareas puntuales (como revisar las fijaciones de la estructura de los captadores) y de otros, comunes a cualquier instalación de agua caliente: mantenimiento de el calentador o caldera y control de pérdidas en el circuito de consumo. Todas estas operaciones son sencillas para cualquier instalador convencional. Sin embargo, el desconocimiento que éste puede tener de la tecnología solar puede hacer que no siempre actúe de la forma adecuada. Por lo tanto, es conveniente que el usuario o la comunidad, a través del administrador, busque una empresa de mantenimiento con suficiente solvencia técnica. A falta de una acreditación oficial, lo más adecuado es dirigirse a las agrupaciones empresariales del sector de las energías renovables.
Beneficio económicos
La instalación de captadores solares nos permite sustituir una parte del consumo de combustibles fósiles (carbón, gas, petróleo) y / o electricidad por energía solar. Con ello conseguimos reducir las emisiones de CO2, lo que, en el ámbito local permite mejorar la calidad del aire que respiramos. Según la fuente de energía que sustituimos, la cantidad de emisiones de CO2 no emitidas es diferente. Así, por cada m2 de captador: La vegetación de la ciudad también tiene un efecto positivo sobre la calidad del aire porque absorbe el CO2 del aire.
BENEFICIOS ECONÓMICOS EN ECONOMÍA FAMILIAR
El aprovechamiento de la radiación solar para agua caliente sanitaria (ACS) representará una reducción importante del consumo de energía para este uso (un 60% aproximado) y por tanto una reducción de nuestra factura energética. esto lo notaremos especialmente en verano cuando tenemos más sol y el consumo de energía para agua caliente es menor. Y lo podremos ver porque muchos días el calentador ni se pondrá en marcha.
BENEFICIOS ECONÓMICOS EN ECONOMÍA FAMILIAR
Como ya se ha mencionado anteriormente, nuestra economía energética depende de recursos externos: sobre todo del petróleo, pero también de los otros combustibles (gas, etc.). La sustitución de estos recursos externos y finitos para el aprovechamiento solar local y renovable representa una reducción de la dependencia energética. La energía solar térmica (EST) permite sustituir directamente estos combustibles. Así, por cada m2 de captador instalado podemos ahorrarnos la importación de entre 70 y 100 m3 de gas natural o del petróleo necesario para refinar unos 70 litros de gasóleo. Si la forma de energía sustituida es la electricidad las cantidades aún son mayores.
Autor: Sampiere