Qué es y cómo funciona la energía solar térmica

Cuando hablamos de energía solar, lo primero que pensamos es en las placas solares. Esa es la energía solar fotovoltaica, quizás, la más famosa de todas las energías renovables, junto con la eólica. Sin embargo, existe otro tipo: la energía solar térmica.

Si quieres conocer todo acerca de este tipo de energía solar, desde qué es hasta qué usos tiene, pasando por sus características, sigue leyendo 🙂

¿Qué es la energía solar térmica?

Como su nombre indica, es un tipo de energía renovable y limpia que consiste en aprovechar la energía del sol para generar electricidad. A diferencia de las placas solares empleadas en la energía fotovoltaica para generar electricidad a partir de los fotones de luz que se encuentran en la radiación solar, esta energía aprovecha dicha radiación para calentar un fluido.

Cuando los rayos de sol inciden sobre el fluido, lo calienta y se puede utilizar este fluido caliente para diversos usos. Para hacerse mejor una idea, el 20% del consumo energético de un hospital, un hotel o una vivienda corresponde al uso de agua caliente. Con la energía solar térmica podremos calentar el agua con la energía del sol y aprovecharla para que, de este sector energético, no tengamos que utilizar energía fósil o de otro tipo.

Seguramente estaréis pensando que el agua de ríos, lagos y embalses están expuestos a la radiación solar y, sin embargo, no se calientan. Y es que para aprovechar esta radiación solar es necesaria una instalación especial que ayude a calentar los fluidos para, posteriormente, utilizarlos.

La energía solar térmica contribuye de una manera notable a reducir los costes, con el consiguiente ahorro en energía y reducción de las emisiones de CO2 que provocan el calentamiento global y desencadenan el cambio climático.

Componentes de una instalación térmica

Una vez que conocemos qué es la energía solar térmica, debemos tener los elementos necesarios para construir una instalación solar que nos permita un aprovechamiento de este recurso energético.

Captador

Lo primero que tiene que tener una instalación de este tipo es un captador o panel solar. Este panel solar no funciona igual que el conocido fotovoltaico. No tiene una célula fotovoltaica que recoge los fotones de luz para transformarlos en energía, sino que nos permiten captar la radiación solar para comenzar a calentar el fluido que circula dentro de ellos. Existen diferentes tipos de captadores y con diferencias en sus rendimientos.

Circuito hidráulico

Lo segundo es el circuito hidráulico. Se trata de las tuberías que componen el circuito donde transportaremos el fluido caloportador que se encargará de la acción que vayamos a realizar. El circuito suele ser cerrado en la mayoría de las instalaciones. Por ello, se habla de circuitos de ida, desde el panel, y circuitos de retorno, hasta el panel. Es como si este circuito fuera una especie de caldera de agua que contribuye a la calefacción de un lugar.

Intercambiador de calor

Son los encargados de transportar el calor por el circuito. El intercambiador de calor cede la energía captada por el sol al agua. Suelen ser externos al depósito (llamados intercambiadores de placas) o interiores (serpentín).

Acumulador

Ya que la demanda de energía solar no es siempre la misma, al igual que en la fotovoltaica, se requiere de algún sistema de almacenamiento de energía. En este caso, la energía solar térmica se almacena en los acumuladores. Este acumulador consigue almacenar el agua caliente para tenerla disponible cuando la necesitemos. Son depósitos que tienen la capacidad y el asilamiento necesario para evitar las pérdidas de energía y mantener el agua caliente en todo momento.

Bombas de circulación

Para llevar el fluido de un lugar a otro se necesita de bombas que sirvan para superar las pérdidas de carga de los circuitos y las fuerzas de rozamiento y gravedad.

Energía auxiliar

Cuando existe una menor radiación solar, la producción de esta energía decrece. Pero no por ello lo hace la demanda también. Ante este tipo de situaciones en la que la demanda supera la oferta, necesitaremos un sistema de apoyo que caliente el agua y que sea totalmente independiente del sistema solar. A esto se le llama generador auxiliar.

Se trata de una caldera que comienza a funcionar en condiciones en las que la energía solar térmica es más desfavorable y calienta el agua almacenada.

Elementos necesarios para la seguridad

Es importante tener un sistema de seguridad para garantizar que la instalación trabaje en las óptimas condiciones y no se deteriore con el tiempo. Los elementos que componen un sistema de seguridad son:

Vasos de expansión

Como sabemos, conforme el agua aumenta su temperatura, también lo hace su volumen. Por ello, es necesario un elemento que sea capaz de absorber este aumento de volumen al expandirse el fluido caloportador. Para esto se utilizan los vasos de expansión. Hay varios tipos de vasos: abiertos y cerrados. Los más utilizados son los cerrados.

Válvulas de seguridad

Las válvulas se emplean para el control de la presión. Cuando se alcanza el valor de la presión ajustada en el proceso de calibración, la válvula descarga líquido para impedir que la presión alcance límites que puedan llegar a ser peligrosos.

Glicol

El glicol es un fluido ideal para transportar el calor de la instalación solar térmica. Lo más aconsejable es que sea un fluido anticongelante, puesto que en zonas donde la temperatura es muy baja, una congelación del agua de los circuitos, podría llegar a destrozar toda la instalación. El fluido, además, debe ser atoxico, no hervir, no corroer, tener una alta capacidad calorífica, no se debe gastar y ser económico. De otra forma, la energía no sería rentable.

Lo ideal en una instalación de este tipo es tener un porcentaje de 60% de agua y 40% de glicol.

Disipadores de calor

Puesto que en muchas ocasiones el agua se calienta en exceso, es importante contar con disipadores que eviten este calentamiento peligroso. Existen disipadores estáticos, ventiladores, etc.

Purgadores

Los purgadores son capaces de extraer el aire que se acumula en el interior de los circuitos y que puede provocar graves problemas en el funcionamiento de la instalación. Gracias a estos purgadores se puede extraer este aire.

Control automático

Es el elemento que hace que todo funcione correctamente, puesto que supone un control automático que mide las temperaturas en los paneles, depósitos, programación, activación de disipador eléctrico (en caso de existir este sistema), programador , control de bombas, etc.

Con esta información podréis conocer más sobre la energía solar térmica y sus aplicaciones.

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