¿Cómo funciona la calefacción con placas solares?

Calentador solar de agua

Foto: Un colector de tubos de vacío. Obsérvese el colector gris en la parte superior y la tubería de agua blanca que fluye a través de él. Foto de Kent Bullard, cortesía del Servicio de Parques Nacionales de EE.UU. y del Departamento de Energía/Laboratorio Nacional de Energías Renovables (DOE/NREL).

¿Cómo funciona? Brevemente, tenemos una serie de tubos paralelos evacuados (azul) que reciben la energía solar concentrada de los reflectores parabólicos situados a ambos lados (amarillo), que envían a un intercambiador de calor combinado y a un colector (marrón), a través del cual fluye el agua caliente (o algún otro fluido) desde los tubos de entrada y salida.

Obra de arte: Un típico panel solar de tubos de vacío. Ilustración de la patente estadounidense 4.474.170: Glass heat pipe evacuated tube solar collector by Robert D. McConnell and James H. Vansant , US Department of Energy, October 2, 1984, courtesy of US Patent and Trademark Office.

Obra de arte: Un vistazo a cómo funciona un colector de tubos de vacío. 1) El cobre del tubo interior absorbe el calor solar y evapora el fluido volátil. 2) El fluido evaporado sube por el tubo hasta el colector de la parte superior y cede su calor. 3) El agua que fluye por el colector recoge el calor de todos los tubos conectados a él. 4) El fluido se condensa y vuelve a caer por el tubo para repetir el proceso.

El calor del sol que incide en un panel solar es un ejemplo de

Un sistema de energía solar térmica funciona aprovechando la energía del sol y convirtiéndola en calor, que luego se transfiere a su casa o negocio.  Los paneles solares térmicos se utilizan junto con una caldera, un colector o un calentador de inmersión. El colector solar utiliza los rayos del sol para calentar un fluido de transferencia que es una mezcla de agua y glicol, para evitar que el agua se congele en invierno. El agua calentada de los colectores se bombea a un intercambiador de calor dentro de un cilindro de agua. Una vez que el líquido libera su calor, el agua vuelve a los colectores para ser recalentada. Un controlador se encarga de que el líquido circule hacia el colector cuando hay suficiente calor disponible.  La tecnología solar térmica está probada, es fiable y requiere poco mantenimiento.

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Los componentes clave de los sistemas son: Colectores: Los colectores solares térmicos capturan la energía del sol calentando un fluido contenido en tubos de vidrio reforzado.  Los colectores son de dos tipos: de placa plana y de tubo de vacío. Cada uno tiene sus propias ventajas y le recomendaremos el tipo más apropiado para su propiedad.Bomba y controlador: La bomba asegura que el fluido de transferencia circule entre los colectores y el cilindro de agua de manera eficiente. Un panel de control del sistema regula la bomba, proporcionando información sobre el rendimiento del sistema, y destacando cualquier problema, si se desarrollan.Cilindro de agua: El calor capturado por los colectores solares térmicos se bombea a un serpentín en el cilindro de agua. Los sistemas de energía solar térmica son especialmente adecuados para viviendas o empresas con grandes necesidades de agua caliente. Los propietarios de viviendas también pueden acogerse al Plan de Mejora de Calderas (BUS). Esto, combinado con el ahorro de combustible, hace que el tiempo de amortización de un sistema solar térmico sea de 5 a 10 años.

¿Los paneles solares absorben el calor o la luz?

Los sistemas de calefacción son fundamentales para las casas y apartamentos durante el invierno, y sus costes de funcionamiento pueden ser elevados en los meses más fríos. Sin embargo, hay muchas formas de utilizar la energía solar en aplicaciones de calefacción y agua caliente sanitaria, reduciendo los gastos de calefacción.

La eficacia de la calefacción por energía solar dependerá del equipo utilizado y de su configuración. Por ejemplo, una bomba de calor ENERGY STAR ofrece un ahorro de electricidad de más del 60% en comparación con un calentador de resistencia. Mientras que un calentador de resistencia sólo puede proporcionar un kWh de calor por cada kWh de electricidad, una bomba de calor puede producir entre 2 y 4 kWh de calor por cada kWh de electricidad.

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Incluso si su sistema de calefacción utiliza un combustible como el gas natural, el propano o el petróleo, tendrá componentes eléctricos como manipuladores de aire o bombas hidrónicas. En estos casos, los paneles solares no pueden reducir el coste directo de la calefacción, pero pueden suministrar energía a los componentes eléctricos del sistema de calefacción.

Lo ideal es combinar los paneles solares con una bomba de calor de alta eficiencia, ya que así se maximiza la calefacción conseguida por kilovatio-hora. Un calentador de resistencia convierte la electricidad en calor con menos eficiencia, lo que significa dos cosas:

Paneles térmicos

Los colectores solares de aire suelen integrarse en paredes o tejados para ocultar su aspecto. Por ejemplo, en un tejado de tejas se pueden integrar conductos de aire para aprovechar el calor absorbido por las tejas.

Los colectores de aire pueden instalarse en un tejado o en una pared exterior (orientada al sur) para calentar una o varias habitaciones. Aunque existen colectores construidos en fábrica para su instalación in situ, los aficionados al bricolaje pueden optar por construir e instalar su propio colector de aire. El colector tiene un marco metálico hermético y aislado y una placa metálica negra para absorber el calor con un cristal delante. La radiación solar calienta la placa que, a su vez, calienta el aire en el colector. Un ventilador eléctrico o soplador extrae el aire de la habitación a través del colector y lo devuelve a la habitación. Los colectores montados en el techo requieren conductos para transportar el aire entre la habitación y el colector. Los colectores montados en la pared se colocan directamente en una pared orientada al sur, y se hacen agujeros en la pared para la entrada y salida de aire del colector. Pueden ser activos (con ventilador) o pasivos. En los pasivos, el aire entra por la parte inferior del colector, sube al calentarse y entra en la habitación. Un deflector o compuerta impide que el aire de la habitación vuelva a entrar en el panel (termosifón inverso) cuando no hay sol. Estos sistemas sólo proporcionan una pequeña cantidad de calor, porque la superficie del colector es relativamente pequeña.