El sol es un gigantesco reactor de fusión nuclear. En un momento dado, hasta 173.000 teravatios de energía llegan a la Tierra desde el sol. Para situar la cantidad de energía en su contexto, el mundo consume alrededor de 23.000 teravatios de energía en todo un año.
La luz del sol es muy densa en energía. Las células solares absorben y convierten esta energía luminosa en electricidad que puede alimentar aparatos como el portátil o el cargador del móvil. Pero ¿sabía que también puede utilizar la energía solar para calentarse?
La calefacción solar utiliza la energía solar para proporcionar calor. También puede utilizarse para refrigerar. En esta guía te explicamos cómo.
La calefacción solar puede ser pasiva o activa
La calefacción solar puede ser pasiva o activa
La calefacción pasiva se basa en el diseño estructural o arquitectónico para captar tanto calor natural del sol como sea posible. La forma más sencilla de hacerlo es diseñar un edificio con grandes ventanales y claraboyas y orientarlo en la dirección que capte más luz solar.
Otra forma sencilla de captar el calor pasivo es a través de los materiales que utilizamos. Algunos materiales absorben más fácilmente el calor, mientras que otros son más resistentes. Una forma habitual de aprovechar el calor pasivo es pintar de negro un depósito de agua caliente. El color oscuro hace que absorba más calor.
La calefacción activa consiste en utilizar un dispositivo mecánico para recoger y distribuir la energía solar en forma de calor. Puede ser para calentar espacios o agua. La principal diferencia entre la calefacción solar activa y la pasiva es que esta última distribuye el calor de forma natural, mientras que la calefacción activa requiere dispositivos como bombas o colectores.
Existen varios dispositivos de calefacción activa. Sin embargo, hoy queremos centrarnos en los que se utilizan habitualmente en aplicaciones residenciales, comerciales e industriales. Se trata de sistemas solares para calentar agua y espacios.
Sistemas solares de agua caliente
Los sistemas solares de agua caliente captan la energía térmica del sol y la utilizan para calentar agua. Son diferentes de los sistemas fotovoltaicos, que recogen energía luminosa que se convierte para producir electricidad.
Los primeros sistemas de calentamiento solar de agua eran sistemas pasivos. Eran sistemas sencillos que consistían en un depósito pintado de negro para absorber mejor la energía térmica. Hoy en día, los calentadores solares de agua son un poco más complejos. Un calentador solar de agua moderno suele constar de un colector, un depósito de almacenamiento y un fluido de trabajo.
El fluido de trabajo de un calentador solar de agua puede ser agua, anticongelante (propilenglicol) o cualquier líquido que absorba calor y pueda actuar como intercambiador de calor. Existen dos tipos principales de calentadores de agua:
- Los colectores de tubos de vacío tienen una serie de tubos de vidrio paralelos que absorben la energía del sol y transfieren el calor al fluido de trabajo. Son el tipo de calentador de agua más popular.
- Los colectores de placa plana tienen una placa plana de color oscuro que absorbe el calor y lo transfiere a un fluido de trabajo que circula por tubos situados encima de la placa.
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Calefacción solar
La calefacción solar de espacios hace circular aire caliente por un edificio. El aire puede calentarse directa o indirectamente. Los sistemas de calefacción directa utilizan paneles colectores solares que absorben energía térmica y calientan el aire. A continuación, el aire calentado circula por una salida de calefacción, ventilación y aire acondicionado. Los calefactores de aire directos calientan hasta unos 37 grados centígrados en un día soleado.
Los sistemas indirectos son más comunes en climas más fríos, donde las temperaturas pueden llegar al punto de congelación. Al igual que los calentadores solares de agua, los sistemas de calefacción de espacios utilizan un intercambiador de calor líquido. La energía térmica se recoge y calienta el intercambiador de líquido.
A continuación, el intercambiador circula por un depósito de almacenamiento que calienta el agua del depósito a temperaturas de hasta 79 grados centígrados. A continuación, el agua caliente o el líquido caloportador hace circular el calor por el edificio de tres formas distintas. Puede ser a través de un suelo radiante, un zócalo de baja temperatura o un sistema central de aire caliente.
Sistemas de suelo radiante
Este sistema hace circular un líquido calentado a través de tubos incrustados en el suelo. A continuación, el líquido calentado irradia calor a la habitación. La principal ventaja del sistema es que es fácil de implantar. La mayor desventaja de este sistema es que tarda más en calentar un espacio partiendo de cero que otros sistemas.
Zócalos de baja temperatura
Estos sistemas requieren un líquido caliente de entre 48 y 60 grados centígrados. Los zócalos de baja temperatura se instalan en el zócalo o a un nivel cercano al suelo para permitir que el calor suba y se distribuya por un espacio de forma más natural.
Sistemas centrales de aire caliente forzado
En un sistema central de aire caliente forzado, una batería de calefacción actúa como intercambiador de calor líquido-aire. El intercambiador de calor líquido calienta el aire a medida que circula por los conductos de una habitación.
Ventajas e inconvenientes de la calefacción solar
Ya hemos visto los distintos tipos de calefacción solar. Pero, ¿merecen la pena y cómo se comparan con los métodos tradicionales de calefacción y refrigeración, como los hornos y los sistemas HVAC?
Pros
- El agua y la calefacción suponen hasta el 40% de la factura eléctrica doméstica. Por término medio, representan la mayor parte de la factura eléctrica de la mayoría de los hogares. La energía solar puede cubrir hasta el 80% de las necesidades de agua caliente de los edificios y compensar la factura de electricidad. Combinada con paneles solares, la calefacción solar puede eliminar por completo los costes de electricidad. Responda a nuestro cuestionario y descubra cuánto puede ahorrar con la energía solar.
- La producción de energía es la segunda fuente de emisiones de carbono. La energía solar puede reducir drásticamente la dependencia del gas y de la electricidad alimentada por combustibles fósiles. La energía solar es una fuente de energía alternativa más limpia que puede ayudarle a reducir su huella de carbono.
Contras
- La energía solar depende de la luz del sol. En ese sentido, la energía solar puede ser poco fiable si está nublado.
- La energía solar para calefacción suele producir menos calor. No es tan eficiente en cuanto a la cantidad de calor que puede producir en comparación con otros sistemas. Muy a menudo, es posible que tenga que emparejar su sistema de calefacción solar con un suplemento alternativo o sistema de copia de seguridad como un horno o bomba de calor.
- Los sistemas solares tienen un coste inicial elevado. En algunos casos, el coste no se justifica si el sistema depende demasiado de un sistema de apoyo, como una caldera.
