Energía solar térmica: usos y aplicaciones

Energía solar térmica, muchos habrán oído hablar de ella y visto instalaciones con paneles solares y acumuladores de agua en las cubiertas de edificios, hoteles, viviendas familiares,etc. Pues bien con este artículo podrás aclarar tus dudas de como funcionan los diferentes sistemas que existen y sus aplicaciones, los elementos que las componen y las ventajas de este tipo de energía en cuanto a su rentabilidad y eficiencia energética.

La Energía solar térmica también conocida como energía termosolar es otra forma del aprovechamiento de la energía contenida en la radiación solar como lo es la energía solar fotovoltaica en el que se produce electricidad, pues bien en la energía solar térmica se aprovecha para producir calor, el cual puede utilizarse para la producción de agua caliente (ACS). También puede utilizarse el calor para producir frío y así poder acondicionar el aire de edificios, locales, viviendas, etc.

Existen varios tipos de sistemas para aprovechar la energía solar térmica que van desde el simple calentamiento de agua potable, o los sistemas combi (combinados) que se utilizan adicionalmente para la calefacción de edificios, hasta sistemas termosolares de refrigeración y producción de calor de proceso. Los sistemas mas utilizados para uso en viviendas , las cuales vemos a diario son las dos primeras.

Sistemas para calentamiento de agua potable

Estos sistemas se utilizan regularmente para calentar el agua de uso residencial en el período de verano. Durante el período de invierno este sistema pasa a cumplir una tarea de apoyo al sistema de calor principal (caldera , que puede funcionar con electricidad,gas petroleo, madera o con una bomba de calor) en los días soleados. La energía solar térmica en estos sistemas ahorran un 60 % de energía térmica necesaria para calentar el agua. En estos sistemas , la superficie o tipo de colector solar depende de las condiciones climáticas de la zona.

Sistemas Combi

También llamados sistemas combinados estos sistemas se utilizan para proporcionar calefacción adicional a edificios en primavera y otoño. Estas instalaciones cubren mediante energía solar térmica entre un 20 a 30 por ciento de la demanda de de calor del edificio, dependiendo del aislamiento y necesidades de calefacción. Existen casas solares especiales como las llamadas Casa pasiva (Pasiv House) en las cuales estos sistemas cubren entre un 50% hasta un 100% de la demanda total de calor. Aquí la superficie de los colectores solares es mayor.

Sistemas termosolares de refrigeración

La energía solar térmica también puede utilizarse para la refrigeración de edificios (climatización) o en procesos industriales (refrigeración). El proceso de enfriamiento utilizado por estos sistemas es por evaporación y condensación. Hay dos clases de sistemas termosolares de refrigeración abiertos y cerrados. En los sistemas abiertos se utilizan materiales de absorción líquidos y sólidos, los sistemas cerrados integran en el mismo dos máquinas una de adsorción y otra de absorción incorporando también procesos de refrigeración y deshumidificación. Los sistemas cerrados son los más utilizados. Las aplicaciones más comunes de los sistemas combi son procesos de refrigeración, deshumidificación y la climatización basada en absorción.

Sistemas de producción de calor de proceso

En los sistemas de producción de calor de proceso se alimenta calor solar a nivel de suministro (red industrial de agua caliente o de vapor) o a nivel de proceso. El rendimiento de estos sistemas es considerablemente superior al de los anteriores sistemas. Si tenemos en cuenta que el 30% de la demanda de calor industrial está en un rango de temperatura por debajo de 100 ºC es enorme el potencial de esta tecnología. Existen tres clases de colectores aplicados en sistemas de producción de calor de proceso: Colectores sin concentración, colectores de ligera concentración sin seguimiento y colectores enfocados con seguimiento. De a cuerdo al tipo de colector utilizado se puede calentar el aire o el agua con la que se alimentan los procesos.

Rentabilidad económica de la energía solar térmica

La rentabilidad económica de las instalaciones termosolares es más difícil de cuantificar que en las instalaciones fotovoltaicas. La rentabilidad se calcula a partir de los costes del sistema, el rendimiento y la vida útil de la instalación comparándolos con los costes de generación convencional de calor y refrigeración. El rendimiento y la vida útil varían considerablemente según el campo de aplicación y la complejidad técnica de la instalación termosolar.. Es muy importante la intensidad de la radiación solar. Las instalaciones para calentar el agua potable y para la calefacción de los ambientes se amortizan, mucho más rápido en países con altos costes de las energías convencionales, que en los países con un nivel de precio más bajo .