Energía Solar Térmica: Componentes, Tipos y Aplicaciones en Viviendas y Piscinas

Sistema Solar Térmico: Aprovechamiento de la Energía Solar

Se denomina sistema solar térmico a toda instalación destinada a convertir la radiación solar en calor útil. Un sistema solar de baja temperatura es aquel cuya temperatura de trabajo es menor de 100 ºC.

Objetivos de una Instalación Solar

El principal objetivo es conseguir el máximo ahorro de energía convencional. La cantidad de energía solar aprovechada depende de múltiples factores (orientación, ubicación, etc.).

Generalidades de las Instalaciones Solares Térmicas

Una instalación de solar térmica ha de incluir una serie de elementos indispensables para el correcto funcionamiento y control de la instalación.

Normativa Según el Plan Solar de Castilla y León

• Todos los componentes y materiales cumplirán lo dispuesto en el reglamento de aparatos a presión.
• Cuando sea imprescindible utilizar en el mismo circuito materiales diferentes, especialmente cobre y acero, en ningún caso estarán en contacto.
• Los materiales situados en intemperie se protegerán contra los agentes ambientales (radiación y humedad).

Componentes de un Sistema Solar Térmico

Captadores Solares

El captador solar es el elemento fundamental de cualquier sistema solar térmico. Su misión es captar la energía solar.

Componentes del Captador de Placa Plana

Un captador de placa plana está formado por 4 elementos:

• Cubierta transparente: Sobre ella inciden los rayos del sol, provoca el efecto invernadero y reduce las pérdidas.
• Placa absorbente: Su misión es recibir la radiación solar, transformarla en calor y transmitirla al fluido.
• Aislante lateral y posterior: Disminuye las fugas de calor del interior del captador.
• Caja bastidor: Contiene y soporta todos los elementos anteriores y protege de la intemperie.

La radiación solar atraviesa la cubierta transparente, incide sobre la placa absorbente y se transfiere al fluido que circula por el mismo.

Acumuladores

Es necesario disponer de un sistema de acumulador que haga frente a la demanda en momentos de poca radiación solar.

Intercambiadores de Calor

El intercambiador de calor en una instalación se coloca cuando se requiere transferir el calor de un fluido a otro. Los intercambiadores utilizados son intercambiadores líquidos-líquidos.

Bombas de Circulación

Son aparatos accionados por un motor eléctrico capaces de suministrar al fluido una cantidad de energía suficiente.

Vaso de Expansión

Su función es absorber las dilataciones del fluido contenido en un circuito cerrado.

Purgadores y Desaireadores

Los purgadores son elementos encargados de evacuar los gases (aire contenidos en el fluido).

Termostato Diferencial

Es el elemento fundamental de regulación y control de la instalación. Permite que solo circule el fluido cuando haya un aporte real de energía.

Tipos Básicos de Instalaciones Solares

Hay dos clasificaciones de los diferentes tipos básicos de instalación:

• Según el tipo de circuito:
  • Directo: El agua de consumo circula directamente por los captadores.
  • Indirecto: Se utiliza un fluido caloportador que transfiere el calor al agua de consumo a través de un intercambiador. Son utilizados en la climatización de piscinas al aire libre.
• Según el tipo de circulación:
  • Termosifón: Se basa en el aprovechamiento de la variación de densidad de un fluido al modificar su temperatura.
  • Forzada: Se utiliza una bomba para hacer circular el fluido.

Elementos de las Instalaciones Solares

Una instalación solar está compuesta por:

• El conjunto de elementos de captación de la energía solar para su conversión.
• Los elementos de transmisión (subsistema intercambiador).
• Los elementos de acumulación del agua calentada.
• Energía auxiliar para cubrir el total de las necesidades energéticas.

Aplicaciones de la Energía Solar Térmica

Circuitos para Agua Caliente Sanitaria (ACS)

• Sistemas no compactos: Este sistema incorpora un intercambiador entre los captadores y el acumulador con la finalidad de separar la instalación en dos circuitos y evitar que haya contacto entre el fluido que circula por los captadores solares (normalmente con anticongelante) y el agua de consumo.
• Sistemas compactos: Se utilizan en viviendas unifamiliares y en pequeñas instalaciones donde se requiere una superficie de captación muy pequeña.

Circuitos para Calentamiento de Piscinas

En piscinas al aire libre se puede conseguir una temperatura estable y placentera para el baño que permite prolongar su uso algunos meses más de los estivales.

Los sistemas que se pueden encontrar para el calentamiento del agua son:

• Sistema sin intercambiador de calor para piscinas a la intemperie (sin aporte de energía auxiliar).
• Sistema con intercambiador de calor para piscinas cubiertas (con aporte de energía auxiliar).

Sistema sin Intercambiador de Calor para Piscinas al Aire Libre

En la instalación para piscinas al aire libre, la temperatura de uso será menor de 27 ºC. El agua fría sale de la piscina hacia la bomba de circulación, que se debe colocar antes del filtro de la piscina. De allí irá a la batería de captadores para volver a la piscina. El sistema de control actúa sobre la válvula de 3 vías, impidiendo el paso de agua por los captadores cuando la temperatura sea mayor que la de consigna.

Sistema con Intercambiador de Calor para Piscinas Cubiertas

Para el calentamiento de piscinas cubiertas, además del aporte solar, es necesario el aporte de energía auxiliar que calentará el agua a través de un sistema de intercambio de forma posterior al solar.

Circuitos para Calefacción por Suelo Radiante

En un sistema de calefacción no se consume líquido, sino que se extrae energía del mismo, que pasa en forma de calor al recinto que se desea calentar.

Conexión del Sistema Auxiliar

El instalador debe tener presente que no se permite el aporte de energía auxiliar ni dentro del acumulador solar, ni en el circuito primario.