Buenos días.
Hoy vamos a explicar el funcionamiento de la energía solar térmica, una de las energías renovables más eficientes en mi país de residencia, España.
La energía solar térmica se basa en un principio muy simple: aprovechar el calor de los rayos del sol para calentar un líquido.
Desde hace unos años, se está fraguando desde todos los estamentos de la sociedad un cambio en el modelo energético que comienza a ofrecer sus frutos ahora, con la aprobación de diferentes normativas y legislaciones tales como las Ordenanzas Solares Municipales o el Código Técnico de Edificación, que obliga a la instalación de energía solar térmica en los edificios nuevos, entre otras medidas.
Los altibajos incontrolables en el precio del petróleo, cuyas fuentes se encuentran en la mayor parte de los casos, en países políticamente inestables, la conciencia de su carácter agotable y contaminante, la necesidad de los países occidentales de asegurar sus recursos energéticos, y el fulgurante aumento de la demanda por parte de dos nuevos gigantes económicos, como son China e India, ha conducido a las instituciones públicas a tomar medidas de eficiencia energética y de fomento del uso de energías alternativas y renovables que puedan proporcionar un cambio en el modelo energético. Las empresas no son ajenas a estas deliberaciones, y ven que sus costes se disparan debido a la partida de combustibles y energía. Los ciudadanos comienzan a desarrollar una mayor conciencia ecológica y a percibir también el aumento del precio del crudo en la cesta de la compra.
En definitiva, las consecuencias de este proceso de cambio han comenzado a cristalizar ya en España en forma de legislaciones por un lado, y de subvenciones por otro, que fomentan el uso de las energías renovables y la eficiencia energética.
Una de estas medidas es la instalación de sistemas solares que generan agua caliente para todo el edificio de nueva construcción; se denomina técnicamente ACS -Agua Caliente Sanitaria-, y se logra mediante el uso de paneles solares denominados colectores solares, que a diferencia de los fotovoltaicos -que generan electricidad-, aprovechan el calor producido por el sol y lo transmiten al agua que nosotros vamos a usar en los grifos y duchas de las casas.
Las Ordenanzas Solares Municipales, que están empezando a generalizarse, obligan a la instalación de un sistema de ACS en todo edificio de nueva construcción o en reforma completa, y generalmente prescriben que este sistema produzca un mínimo de un 60% del agua caliente de calefacción del edificio, aunque puede variar según la normativa de cada municipio. Hay otras legislaciones, como el Ecodecreto de Cataluña, ya vigente, o el Código Técnico de Edificación, que según los expertos revolucionará las condiciones energéticas de los edificios españoles fomentando el ahorro, ya que obliga a la instalación de energía solar térmica para generar agua caliente (ACS) en todo edificio de nueva construcción -salvo contadas excepciones- así como otros dispositivos eficientes que ahorran energía y recursos naturales, como la iluminación presencial o el reciclaje de aguas grises.
Cuando la instalación se realiza en edificios que no se ven obligados por la normativa a disponer de este recurso, los propietarios pueden beneficiarse de diversas subvenciones que pueden ser compatibles entre sí: ayudas estatales, autonómicas y comunitarias. La misma empresa que realiza la instalación suele ocuparse también de estas gestiones.
EL FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA SOLAR TÉRMICO
Una instalación de energía solar térmica concentra el calor del Sol acumulado en unas placas especiales denominadas colectores o paneles solares formado por tubos capilares de cobre, que se calientan y transmiten el calor a un fluído, que puede ser, bien el agua potable que sale de los grifos y duchas de la casa, bien el sistema hidráulico de calefacción, sin producir electricidad en ningún caso; al contrario que las placas fotovoltaicas, que sí generan corriente eléctrica.
El sistema consta de:
- Los colectores solares: son placas solares perfectamente aisladas y construidas ad hoc para aprovechar al máximo el calor del sol
- Acumulador: es un depósito de agua, así llamado porque además es donde se acumula el calor absorbido en los colectores solares. Es decir, es como un enorme termo que mantiene caliente el agua que vamos a usar en la ducha y grifos
- Circuito primario: circuito hidráulico cerrado que circula entre el colector solar y el acumulador. Contiene un líquido con anticongelante y otros aditivos que facilita su correcto funcionamiento
- Circuito secundario: circuito hidráulico que circula entre el acumulador y nuestros grifos.
- Sistema auxiliar: la normativa exige una cobertura mínima del porcentaje de agua caliente usada en el edificio, que suele ser del 60%. Para cubrir el resto de las necesidades energéticas de agua caliente, existen dos opciones. O bien una caldera convencional, o bien una resistencia eléctrica.
- Bomba hidráulica: generalmente es necesaria una bomba hidráulica adicional para mover todo el fluido, especialmente en edificios grandes.
- Control: es el 'cerebro' del sistema, el encargado de coordinar, automatizar e informar en caso de incidencia. Abre la caldera de apoyo en caso de registrar los sensores temperaturas frías.
El líquido que atraviesa los tubos dentro de los colectores se calienta por la acción de la radiación solar; el líquido caliente atraviesa el circuito hidráulico primario hasta llegar al acumulador, en el interior del cual se produce, mediante unos mecanismos especialmente ideados para ello con un serpentín, un intercambio de calor entre el circuito primario y el secundario, es decir, entre el agua calentada en las placas solares y el agua que vamos a usar. En caso de que el agua contenida en el acumulador no alcance la temperatura de uso deseada, entra en funcionamiento automáticamente el sistema auxiliar -caldera o resistencia eléctrica- que se encarga de generar el calor complementario. Todo el proceso es automático y vigilado por el sistema de control.
Usos de la energía solar térmica
Aunque el uso más interesante en el caso que nos ocupa es la generación de agua caliente para grifos y duchas de bloques de pisos, la energía solar térmica también puede ser aprovechada en el uso de la calefacción en edificios unifamiliares, y es especialmente eficiente en combinación con el suelo radiante y con calderas de alto rendimiento que funcionen como sistema auxiliar.
En la industria, muchos gestores se han dado cuenta ya de su rápida amortización cuando se usa para las duchas de los empleados, e incluso cuando se aprovecha en la generación de calor de procesos industriales de baja temperatura, es decir, los de menos de 150ºC.
La hostelería y el sector del cámping también se benefician de sus ventajas.
Gracias a una instalación que produce 30 MWh anuales, se evita el consumo de 5000 litros de gasoil en caldera convencional, que producirían 8,8 tm. de CO2, 24 Kg. de NOX y 19 kg. de SOX, de emisiones anuales al medioambiente.
