Energía solar térmica
La tecnología solar térmica utiliza la energía procedente directamente del sol para producir agua caliente, que se puede utilizar en aplicaciones sanitarias (para la ducha o para la cocina) o para la calefacción (de piscinas, locales…).
La tecnología solar térmica utiliza la energía procedente directamente del sol para producir agua caliente, que se puede utilizar en aplicaciones sanitarias (para la ducha o para la cocina) o para la calefacción (de piscinas, de locales…).
También se prevé su uso para procesos industriales de lavado o precalentamiento.
BAJA TEMPERATURA
La captación directa, la temperatura del fluido está por debajo del punto de ebullición.
MEDIA TEMPERATURA
Captación de bajo índice de concentración, la temperatura del fluido es mayor de 100º C
ALTA TEMPERATURA
Captación de alto índice de concentración, la temperatura del fluido es mayor.
¿Cómo funciona?
Polivalente
El agua puede ser usada tanto en un edificio unifamiliar como en edificios plurifamiliares
Una instalación de energía solar térmica capta el calor del sol a través de los captadores y la transmite, bien en el agua corriente que usamos en nuestras casas para ducharnos, limpiar, etc., bien al fluido portador que transmitirá posteriormente el calor al circuito de agua sanitaria o al de calefacción o suelo radiante. Es, por tanto, un sistema que concentra el calor solar y lo transmite desde un lugar a otro.
Paso a paso
Los captadores solares generan calor a partir de la energía solar para calentar el agua
Los captadores absorben el calor solar y lo concentran gracias al efecto invernadero creado en el interior del captador, al aislamiento del medio exterior, ya la capacidad de absorción de los cuerpos (ayuda por el tratamiento químico al que se somete el absorbedor). En el interior de los captadores existe un circuito por el que discurre un fluido con anticongelante. Este líquido alcanza temperaturas superiores a 100 ºC a los captadores con recubrimiento selectivo, y se hace circular, siempre en circuito cerrado, hasta el interior de un depósito llamado acumulador, si el circuito primario entra en el acumulador a través de un intercambiador de serpentín interno, le llamaremos inter-acumulador, en ese momento liberamos el calor al agua que nosotros usaremos posteriormente en nuestra casa (circuito secundario).
El calor del fluido que atraviesa el serpentín se transmite al agua que le rodea, destinada al consumo, aumentando su temperatura. En caso de necesidad, por ejemplo días nublados, se hace uso de un equipo de energía auxiliar, para elevar la temperatura los grados que sea necesario.
Todo este proceso está controlado por un dispositivo electrónico central que es el que se encarga de automatizar y coordinar la circulación del agua del circuito primario cuando es necesario un mayor aporte térmico, controlar la temperatura de los captadores, garantizar la seguridad del sistema , etc.
La instalación
Una instalación solar térmica está formada por un sistema de captadores que recogen la energía solar y la transforman en energía térmica, una serie de depósitos que almacenan el agua caliente, y un sistema de tuberías, válvulas, y bombas que transportan el agua caliente desde el sistema captador hasta el de acumulación, y de éste a los puntos de consumo. Si las necesidades de calor a lo largo del año no coinciden con la energía solar que recibimos, podemos instalar una fuente de energía complementaria que sólo se activará cuando la energía almacenada en los captadores no sea suficiente.
En las ciudades, los captadores solares pueden instalarse en terrazas, tejados, fachadas o patios soleados, siempre siguiendo criterios arquitectónicos que permitan la máxima integración de los elementos en la edificación y minimicen el impacto visual.
Los captadores deben orientarse al sur, y con una inclinación que maximice la energía captada. Para un consumo de agua caliente sanitaria constante a lo largo del año, la inclinación aconsejada es de 45 grados. Estas instalaciones pueden aportar, a las viviendas, más del 60% de la energía necesaria para calentar el agua sanitaria doméstica. El resto puede ser aportado, por ejemplo, por una caldera de gas convencional de modulación termostática y eficiente.
A pesar del coste inicial de este tipo de instalaciones, la alta rentabilidad de la energía solar permite recuperar a medio plazo la inversión inicial, que puede reducirse significativamente gracias a las subvenciones proporcionadas por las administraciones. Sin embargo, la implementación de esta tecnología todavía debe luchar con el gran desconocimiento de sus aplicaciones por parte de la mayor parte de la sociedad.
Información a tener en cuenta
A continuación le detallamos información relacionada con la energía térmica. Para cualquier otra consulta contacte con nosotros.
La aplicación actual de la energía solar térmica en España y el ahorro energético en las nuevas construcciones se regula desde Septiembre de 2006 en el RD 314/2006.
Los objetivos como las exigencias básicas se establecen en el artículo 15 de la Parte I del CTE “Código Técnico de la Edificación” y son los siguientes:
«Artículo 15. Exigencias básicas de ahorro de energía» (HE)
1. El objetivo del requisito básico «Ahorro de energía» consiste en conseguir un uso racional de la energía necesaria para la utilización de los edificios, reduciendo a límites sostenibles su consumo y conseguir sin embargo que una parte de este consumo proceda de fuentes energía renovable, como consecuencia de las características de su proyecto, construcción, uso y mantenimiento.
2. Para satisfacer este objetivo, los edificios se proyectarán, construirán, utilizarán y mantendrán de forma que se cumplan las exigencias básicas que se establecen en los siguientes apartados.
3. El Documento Básico “DB HE Ahorro de energía” especifica parámetros objetivos y procedimientos, cuyo cumplimiento asegura la satisfacción de las exigencias básicas y la superación de los niveles mínimos de calidad propios del requisito básico de ahorro de energía.
15.1 Exigencia básica HE 1: Limitación de demanda energética
Los edificios dispondrán de una envolvente de características tales que limite adecuadamente la demanda energética necesaria para alcanzar el bienestar térmico en función del clima de la localidad, del uso del edificio y del régimen de verano y de invierno , así como por sus características de aislamiento e inercia, permeabilidad al aire y exposición a la radiación solar, reduciendo el riesgo de aparición de humedades de condensación superficiales e intersticiales que puedan perjudicar sus características y tratando adecuadamente los puentes térmicos para limitar las pérdidas o ganancias de calor y evitar problemas higrotérmicos en los mismos.
15.2 Exigencia básica HE 2: Rendimiento de las instalaciones térmicas Los edificios dispondrán de instalaciones térmicas apropiadas destinadas a proporcionar el bienestar térmico de sus ocupantes, regulando el rendimiento de las mismas y de sus equipos. Esta exigencia se desarrolla actualmente en el vigente Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios, RITE, y su aplicación quedará definida en el proyecto del edificio.
15.3 Exigencia básica HE 3: Eficiencia energética de las instalaciones de iluminación
Los edificios dispondrán de instalaciones de iluminación adecuadas a las necesidades de sus usuarios y al mismo tiempo eficaces energéticamente disponiendo de un sistema de control que permita ajustar el encendido a la ocupación real de la zona, así como de un sistema de regulación que optimice el aprovechamiento de la luz natural, en las zonas que reúnan unas determinadas condiciones.
15.4 Exigencia básica HE 4: Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria
En los edificios, con previsión de demanda de agua caliente sanitaria o de climatización de piscina cubierta, en los que así se establezca en este CTE, una parte de las necesidades energéticas térmicas derivadas de esta demanda se cubrirá mediante la incorporación de sistemas de captación, almacenamiento y utilización de energía solar de baja temperatura, adecuada a la radiación solar global de su emplazamiento y demanda de agua caliente del edificio. Los valores derivados de esta exigencia básica tendrán la consideración de mínimos, sin perjuicio de valores que puedan ser establecidos por las administraciones competentes y que contribuyan a la sostenibilidad, atendiendo a las características propias de su localización y ámbito territorial.
15.5. Exigencia básica HE 5: Contribución fotovoltaica mínima de energía eléctrica
En los edificios que así se establezca en este CTE, se incorporarán sistemas de captación y transformación de energía solar en energía eléctrica por procedimientos fotovoltaicos para uso propio o suministro a la red. Los valores derivados de esta exigencia básica tendrán la consideración de mínimos, sin perjuicio de valores más estrictos que puedan ser establecidos por las administraciones competentes y que contribuyan a la sostenibilidad, atendiendo a las características propias de su localización y ámbito territorial.
Según norma UNE-EN ISO 9488 “Energía solar. Vocabulario”, hoy por hoy se definen los siguientes tipos de instalaciones solares térmicas
Instalación solar térmica
Instalación formada por captadores solares y otros componentes para la obtención de energía térmica.
Instalación solar sin soporte
Instalación solar térmica sin fuente térmica de soporte.
Instalación solar con soporte
Instalación solar térmica que utiliza de forma integrada la energía solar y la energía de soporte, para satisfacer la carga térmica de la instalación con independencia de la disponibilidad de energía solar.
Instalación solar para precalentamiento
Instalación solar térmica para precalentar el agua o el aire antes de su entrada en cualquier otro sistema de calentamiento de agua o aire.
Instalación de pase único
Instalación solar térmica en la que el fluido a calentar pasa directamente desde un punto de alimentación a un depósito de almacenamiento oa un calentador que utiliza energía de soporte, oa un punto de consumo, atravesando el captador una sola vez.
Instalación con captador y depósito integrado
Instalación solar térmica en la que el captador solar funciona también como un acumulador de calor (generalmente mediante agua).
Instalación con circulación
Instalación en la que, durante los períodos de funcionamiento, el fluido portador circula entre el captador y un acumulador o intercambiador de calor.
NOTA – La circulación puede ser forzada mediante una bomba o un ventilador, o por convección natural.
Instalación con circulación forzada
Instalación que utiliza una bomba o un ventilador para hacer circular el fluido portador a través del captador o captadores
Instalación por termosifón
Instalación que utiliza únicamente los cambios de densidad del fluido portador, para conseguir su circulación entre el captador y el acumulador, o entre el captador y intercambiador de calor.
Instalación con circuito directo
Instalación solar térmica en la que el agua caliente que será consumida o utilizada por el usuario pasa directamente a través del captador.
Instalación con circuito indirecto
Instalación con intercambiador Instalación solar térmica en la que un fluido portador diferente del agua que consume o utiliza el usuario, circula a través del captador o captadores.
Instalación con circuito cerrado
Instalación en la que el fluido portador no está en contacto con la atmósfera.
Instalación con circuito abierto
Instalación en la que el fluido portador está en amplio contacto con la atmósfera.
Instalación con circuito ventilado
Instalación en la que el contacto entre el fluido portador y la atmósfera está restringida a la superficie libre de un vaso de expansión oa una tubería de ventilación abierta a la atmósfera.
Instalación solar compacta
Instalación en la que el acumulador está montado directamente con el captador en una estructura común.
Instalación con almacenamiento separado
Instalación en la que el acumulador está separado del captador y situado a cierta distancia del mismo.
Instalación con captador lleno
Instalación en la que el captador permanece siempre lleno con el fluido portador.
Instalación con drenaje interior
Instalación solar térmica en la que, como parte del ciclo de funcionamiento normal, el fluido portador es drenado desde el captador solar a un depósito de almacenamiento cuando la bomba se detiene, y vuelve a llenar el captador cuando la bomba se activa de nuevo.
Instalación con drenaje exterior
Instalación solar térmica con circuito directo en la que los captadores pueden vaciarse de agua, que se envía al desagüe, generalmente para evitar su congelación.
Como en todas las tareas que Solcam desempeña para la realización de sus instalaciones, también hemos querido ser metódicos en el uso de los términos adecuados para describir los elementos de una instalación solar, por eso la mayoría de las siguientes definiciones provienen de la norma UNE-EN ISO 9488:1999 “Energía solar. Vocabulario”
> Captador solar
> Captador solar térmico
> Panel (término en desuso)
> Panel (término en desuso)
Dispositivo diseñado para absorber la radiación solar y transmitir la energía térmica así producida, a un fluido portador que circula por su interior.
NOTA — El uso del término panel solar está desaconsejado para evitar cualquier confusión con los paneles fotovoltaicos.
> Circuito de captación
Circuito que incluye captadores, bomba o ventilador, tuberías o conductos, e intercambiador de calor (si existe), para transferir el calor extraído desde los captadores al acumulador de calor.
> Fluido portador
Fluido utilizado para transferir energía térmica entre los componentes de una instalación.
> Acumulador de agua
Depósito en el que se acumula el agua que posteriormente se destina al consumo doméstico, bien a través de grifos y ducha, bien al sistema de calefacción. El acumulador suele ser también calentador, ya que el sistema que acumula el agua se encuentra en su interior.
Los acumuladores de agua caliente son un elemento clave en la instalación, ya que permiten almacenar el agua calentada durante el día para su consumo cuando convenga. Gracias a ellos, se puede disponer de agua caliente durante las 24h del día, por lo que deben estar muy bien aislados.
Un acumulador está formado por un depósito con un serpentín en su interior, por el que circula el fluido caliente que procede de los captadores solares y que cede el calor al agua que le rodea. Está perfectamente aislado con espuma dura y poliestireno.
Otra variedad de acumuladores es la doble envolvente, un depósito dentro de otro. En el interior se aloja el agua a calentar y por el exterior circula el fluido caliente procedente de los captadores solares.
De esta forma se obtiene una mayor superficie de contacto.
> Volumen del acumulador volumen del depósito
Volumen medido del fluido contenido en el acumulador cuando está lleno.
> Fuente térmica de soporte
Fuente térmica, distinta a la solar, utilizada para complementar la energía proporcionada por la instalación solar térmica.
> Fracción solar
Porcentaje de consumo energético cubierto por la energía solar.
> Intercambiador
Es el dispositivo mediante el cual se transmite el calor generado a los captadores en el agua que posteriormente utilizaremos. En sistemas solares térmicos, suele ser un tubo con forma de serpentín -situado dentro del tanque acumulador o calentador- a través del cual discurre el agua caliente proveniente de los captadores. El agua a consumir entra en contacto con este serpentín y recibe el calor.
> Sistema de control
Sistema que controla la temperatura y correcto funcionamiento de la instalación. Puede llegar a un alto grado de sofisticación, pudiendo incluso enviar correos electrónicos a la dirección pertinente en caso de avería.
