Energía Solar Térmica
La energía solar térmica ha experimentado un desarrollo muy significativo en nuestro país.
La situación actual, gracias a la legislación vigente por una parte, que bonifica las instalaciones de energía solar para diferentes usos, y por otra parte la conciencia ciudadana respecto a la necesidad de minimizar la dependencia energética de combustibles fósiles y reducir las emisiones de gases contaminantes, crean un ambiente propicio para el desarrollo de la energía solar en España, por no hablar de las fluctuaciones constantes del precio del petróleo debido a la inestabilidad política de los países productores.
Las aplicaciones de la energía solar térmica son muchas, encontrándose entre ellas:
No hay que olvidar que España se encuentra en una situación geográfica privilegiada para el uso de esta energía, ya que recibe una radiación muy superior a la de otros países europeos.
Hasta ahora en nuestro país sólo algunos ayuntamientos (Barcelona, Madrid, Rivas-Vaciamadrid, Sevilla, Valencia y Molina de Segura entre otros) poseían una legislación específica que reflejaba la obligación de que los edificios de nueva construcción instalasen sistemas de energía solar para la producción de agua caliente sanitaria.
Estas ordenanzas solares, junto con otros documentos técnicos han servido como inspiración para la confección del Código Técnico de la Edificación (CTE), que tras dos años de revisiones verá próximamente la luz. En el CTE, la obligación de instalar sistemas de energías renovables para la producción de A.C.S. se ampliará a todo el territorio nacional.
Conceptos Básicos
El sistema de funcionamiento de la energía solar térmica es muy sencillo. De forma general se puede explicar de la siguiente manera:El sol calienta el líquido caloportador que circula por los captadores (normalmente es una mezcla de agua con anticongelante). El calor que ha “absorbido” este líquido se cede al agua fría de red mediante un sistema intercambiador, de manera que obtenemos agua caliente para su uso, mientras que el líquido caloportador retorna a los captadores a una temperatura menor para calentarse otra vez.
El aporte energético que se obtiene de la instalación de energía solar depende de varios factores, tales como la orientación de los captadores, la inclinación de los mismos, la temperatura de uso del agua, la existencia de sombras sobre los captadores (esto se evitará siempre que sea posible, en el diseño de las instalaciones siempre se desechan las ubicaciones sombreadas), etc.Todos estos factores se tienen en cuenta a la hora de realizar el diseño de la instalación, así como para hacer un estudio del porcentaje de cobertura que se obtiene en cada caso concreto.
Sistemas Compactos
Los equipos compactos o de circulación natural, conocidos también como equipos termosifónicos, se utilizan para cubrir demandas pequeñas de A.C.S., normalmente en viviendas unifamiliares. Estos equipos no necesitan ningún sistema activo para su funcionamiento tal como bombas, electroválvulas, etc.
Los componentes principales de estos equipos son los captadores, el depósito y las conducciones.
Los volúmenes de acumulación que se usan en los sistemas compactos suelen ser de unos 200 o 300 litros.
A la hora de instalar este tipo de equipos existen varias posibilidades:
- Instalación sobre cubierta plana (tejado/terraza/suelo).
- Instalación sobre tejado inclinado.
Los sistemas compactos se utilizan sólo si existe una demanda de A.C.S. en viviendas unifamiliares.
En el caso de que también se quiera cubrir con un sistema de energía solar una demanda de agua caliente sanitaria muy superior (por ejemplo para 8-10 personas), o varias demandas a la vez como A.C.S. y calefacción, sería necesario recurrir a sistemas de circulación forzada, que permiten trabajar con mayores caudales, un mayor volumen de acumulación, y poseer un depósito de acumulación para cada aplicación.
- Sistemas de circulación forzada
Los sistemas de energía solar térmica mediante circulación forzada se utilizan en los casos donde exista una demanda de agua caliente bastante elevada.
Las ventajas de estas instalaciones frente a los compactos son entre otras, un mayor control de la instalación y un mayor rendimiento de la misma.
Los sistemas de energía solar térmica por circulación forzada están formados por una serie de componentes, que de manera general puede resumirse en los siguientes:
- Captadores
- Intercambiador
- Depósitos de acumulación: En el caso de que sea sólo piscina, no existiría ningún depósito de acumulación. En el caso de que existan varias demandas, se instalaría un depósito para cada una (excepto para piscina).
- Bombas
- Controlador
- Contadores de energía
- Instalación eléctrica-Valvulería, manómetros, tuberías, etc
- Demanda de A.C.S. superiores a 300 litros
Este tipo de demandas se producen en el caso de viviendas unifamiliares con más de 7 ocupantes, edificios de viviendas, o en el caso de edificios con usos especiales como hospitales, hoteles, etc.
- Calefacción
En el caso de que exista una demanda para apoyo a calefacción, ya sea calefacción por suelo radiante o por radiadores, se cubrirá siempre con sistemas de circulación forzada.
En el caso de que la instalación de calefacción sea por suelo radiante, las necesidades a cubrir serán menores, ya que se necesita una temperatura de agua menor que en el caso de existencia de radiadores.
Si hablamos de situaciones en las que el aporte de energía solar para calefacción sea secundario, estableciendo como prioridad la producción de A.C.S. la cobertura de calefacción descenderá ligeramente, consiguiendo un aporte total en A.C.S.
En este tipo de instalaciones, así como en el resto de instalaciones de energía solar térmica, según el RITE (Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios) y sus Instrucciones Técnicas, es obligatorio que exista un sistema auxiliar de energía, que cubra las necesidades que no llega a cubrir el sistema solar, y que en caso de ocasional necesidad sea capaz de asumir todas las necesidades energéticas.
- Ampliación de temporada de baño en piscinas
Esta es otra de las demandas más comunes que se cubren son sistemas de circulación forzada. Las coberturas a las que se puede llegar con estos sistemas dependen de muchos factores, tales como superficie de la piscina, si es interior o exterior, el uso de manta térmica, etc.
- Aplicaciones Industriales
Muchas empresas españolas, como las de alimentación utilizan en sus procesos agua caliente. El volumen de agua que se necesita para estos procesos es bastante elevado si lo comparamos con el uso de agua caliente a nivel doméstico.
La cantidad de energía que utiliza este tipo de empresas en el calentamiento de agua supone un porcentaje de sus gastos suficiente para que la instalación de energía solar sea muy rentable. El sistema de energía solar realizaría un precalentamiento de agua de proceso, ahorrando con ello una parte del gasto que la empresa tiene actualmente en combustibles fósiles, y a su vez disminuyendo con ello la contaminación ambiental local y global.
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