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Generar calefacción con energía solar

En la actualidad la calefacción es un tema que tenemos que confrontar a diario, y más aún si hablamos de la época de los meses fríos en los que necesitamos calefactar nuestro hogar a diario. Una de esas alternativas es la calefacción solar y que cada día gana más fuerza en España. La energía solar térmica consiste en el aprovechamiento de la energía del sol para producir calor que puede aprovecharse para cocinar alimentos o para la producción de agua caliente destinada al consumo de agua doméstico, ya sea para agua caliente sanitaria o calefacción. ¿Sabías que este tipo de energía puede ser un buen apoyo para el sistema convencional de calefacción y reduce la demanda entre un 10 y 20%? Para ello, la instalación o caldera ha de contar con intercambiador de placas.
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Energía solar como alternativa de calefacción

Si queremos aprovechar al máximo las posibilidades de la energía solar doméstica, podemos instalar también calefacción solar elevando un poco la inversión. Los aparatos necesarios son los mismos, aunque el tamaño de los mismos varía, como es lógico. Y es necesario instalar también un número más elevado de placas solares. El sistema de funcionamiento también es similar, aunque la cobertura de la calefacción es más baja que en el caso del agua caliente. Cuando se construye una instalación para calefacción, se dimensiona para que cubra únicamente algo menos del 50% de la demanda energética.

Esto se hace así porque es la fórmula más rentable para el usuario. Cubrir el 100% de la calefacción en los meses más fríos requeriría de una inversión mucho más elevada, que no compensaría porque sólo es utilizada durante tres meses al año. Es, por tanto, necesario disponer de un sistema auxiliar de calefacción para cubrir el 100% de la demanda de energía. El tipo de emisor de calefacción más adecuado para la energía solar es el suelo radiante; aparte de sus otras ventajas, el suelo radiante trabaja sólo a 40ºC, por lo que es más fácil de calentar. Los radiadores trabajan a 70-90ºC, una temperatura mucho más elevada que supone un mayor gasto energético. Otro tipo de calefacción compatible con la energía solar son los radiadores de alta eficiencia.

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Fuente de la imagen: ©by-studio - Fotolia.com

¿Cómo funciona?

La forma de funcionamiento es la siguiente: un circuito hidráulico cerrado que contiene un líquido especial atraviesa unas placas solares denominadas colectores, que se encuentran especialmente preparadas para almacenar el calor del Sol. Este líquido absorbe el calor y es conducido hasta el acumulador, donde la tubería por la que circula adquiere forma de serpentín. Dentro de este acumulador, y en contacto directo con el tubo serpentín, pero sin mezclarse con el líquido del interior, se encuentra el agua que posteriormente vamos a usar para grifos, ducha o calefacción. Cuando el agua no ha alcanzado la temperatura necesaria, el sistema de control pone en marcha el equipo auxiliar y éste se encarga de proporcionar el calor complementario.

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Componentes

Cuando queremos tener en casa un sistema de calefacción partiendo de la energía solar, deberemos tener en cuenta que la misma debe contar con ciertos componentes para lograr su funcionamiento. Una instalación solar térmica está formada por captadores solares, un circuito primario y secundario, intercambiador de calor, acumulador, vaso de expansión y tuberías. Si el sistema funciona por termosifón será la diferencia de densidad por cambio de temperatura la que moverá el líquido. Si el sistema es forzado entonces necesitaremos además bombas y un panel de control principal.

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Tipos de instalaciones de calefacción que se pueden combinar con energía solar

La producción de energía a través de la energía solar para implementarse o utilizarse en calefacción de hogares, viviendas o negocios, está en constante evolución y cada día son muchos más los usuarios que se deciden por este medio, ya que a parte de ser un medio renovable ofrece muchas posibilidades. Entre estas posibilidades, debemos mencionar que hay muchos otros tipos de instalaciones de calefacción que se pueden combinar con placas fotovoltaicas o energía solar. Entre las más conocidas y las más eficientes, podemos encontrar las siguientes: suelo radiante, bombas de calor y las calderas de gas. Pero también se pueden utilizar en otro tipos de instalaciones de calefacción ya instaladas en el hogar o utilizarse como sistema de apoyo de las mismas y de esta forma tratar de reducir los costes que se originan por la producción de calefacción para nuestros hogares.

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¿Qué es la tecnología solar?

La tecnología solar se divide en dos grupos dependiendo de la forma en que se captura, convierte y distribuye la energía del sol: activas y pasivas. La energía solar pasiva aprovecha directamente el calor del sol sin necesidad de mecanismos; mientras que con la tecnología solar activa se utilizan sistemas como captadores térmicos o paneles fotovoltaicos para transformar la energía solar en energías utilizables como el calor y electricidad. Vamos a entrar en detalle:

  • Tecnologías solares pasivas

Esta tecnología se caracteriza por basarse en el diseño arquitectónico de casas o edificios, como la capacidad térmica de los materiales de construcción y su orientación respecto. También es conocida como arquitectura bioclimática. Podría decirse que la tecnología pasiva es la forma más vieja de aprovechar el sol, pues en la antigüedad las actividades se diseñaban en torno al clima local. La arquitectura bioclimática se basa en ese mismo sistema.

  • Tecnologías solares activas

La principal característica de la tecnología activa es que sirve para abastecernos de energía y la necesidad de un equipo especial que capte y transforme la energía del sol en fotovoltaica, mecánica o térmica. Se divide en dos categorías, sistemas térmicos y fotovoltaicos. La energía solar térmica, se obtiene mediante la conversión del calor del sol en calor útil, para calentar agua o para calefacción; mientras que la energía fotovoltaica, implica convertir la radiación solar en energía eléctrica. Con este objetivo, ambas tecnologías utilizan celdas solares individuales que se combinan para crear módulos de paneles solares.

Hay que tener en cuenta que las tecnologías solares activas ofrecen una potencia mayor que los sistemas pasivos, debido a que los paneles solares optimizan las formas de captar y transportar el calor del sol. Un sistema solar híbrido que utilizara la energía fotovoltaica y los beneficios de la arquitectura bioclimática sería algo interesante.

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Beneficios de la calefacción solar

La calefacción solar es un sistema que permite el aprovechamiento de los rayos del sol para convertirlos en energía eléctrica o térmica. El sol es una fuente de energía gratuita, inagotable y no contaminante ya que no produce gases de efecto invernadero. Con el paso de los años, las opiniones de los expertos nos invitan a buscar un sistema eficiente, económico y sostenible para la energía que consumimos. Los precios de los combustibles y la electricidad no paran de subir y esto afecta directamente al bolsillo de los consumidores:

Principales ventajas de la calefacción solar:

  • Es una fuente inagotable
  • No contamina
  • Idóneo para zonas aisladas
  • Son de fácil mantenimiento
  • La única inversión es la inicial de la instalación, y se pueda amortizar a los 5 años de su - implantación
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Origen de la calefacción solar en España

España es uno de los países de Europa con mayor cantidad de horas de sol, a lo que se unen los compromisos europeos en instalación de energías renovables así como la conveniencia estratégica de disminuir la gran dependencia energética exterior y aumentar la autonomía energética. Todo ello contribuyó a que España fuera inicialmente uno de los primeros países a nivel mundial en investigación, desarrollo y aprovechamiento de la energía solar. Gracias a una legislación favorable, España fue en 2008 uno de los países con más potencia fotovoltaica instalada del mundo, con 2708 MW instalados en un solo año.

Sin embargo, regulaciones legislativas posteriores frenaron la implantación de esta tecnología. Estas modificaciones en la legislación del sector ralentizaron la construcción de nuevas plantas fotovoltaicas en años sucesivos, de tal forma que en 2009 se instalaron tan solo 19 MW, en 2010 se instalaron 420 MW y en 2011 354 MW. La potencia instalada de energía solar fotovoltaica en España alcanzaba los 4672 MW a finales de 2014.

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Este artículo ha sido redactado por: Christian Abele, redactor www.HogarSense.es