Skip to content

Calefaccion con energia solar

Cuando no se desconoce, la calefacción solar es simplemente desconocida para el público en general. Sin embargo, este sistema de calefaccion con energia solar utiliza la energía más natural y abundante disponible para generar calor y calentar el agua sanitaria: el sol. Sobre todo, tiene una gran cantidad de ventajas que otros sistemas de calefacción no tienen… pero con su parte de desventajas.

¿Qué es la calefacción solar?: Definicion

La calefacción solar se refiere al sistema de energía renovable que recolecta energía del sol en forma de calor en lugar de utilizar la energía del sol para producir electricidad, como es el caso de la energía solar fotovoltaica. Los sistemas de calefaccion con energia solar se pueden utilizar para proporcionar calefacción de espacios y calentamiento de agua para su uso en instalaciones residenciales, comerciales o industriales.

calefaccion con energia solar

En el caso de los sistemas de calentamiento solar de agua (CSA), el agua caliente se utiliza en duchas, grifos de cocina y baño, piscinas, lavadoras, jacuzzis y otros electrodomésticos que requieren agua tibia. Las técnicas de calentamiento solar de espacios hacen circular el líquido calentado en un sistema de calor radiante a través de tuberías en las paredes o pisos para permitir que el calor caliente los espacios interiores de forma natural.

Hoy en día, también existen calentadores solares que calientan pasivamente el aire en lugar de un líquido, que se usan comúnmente en el Reino Unido y otros países europeos. Al calentar el aire externo y luego hacerlo circular en el interior, estos sistemas proporcionan un método único de calefaccion con energia solar de espacios utilizando energía renovable.

Estas son dos técnicas solares térmicas que se utilizan habitualmente:

  • Calentamiento solar pasivo: esta técnica se basa en la tendencia natural del agua a circular libremente a medida que parte de ella se calienta (al sol) mientras que otra se enfría. No se utilizan piezas mecánicas en los sistemas de calefacción solar pasiva.
  • Calefacción solar activa: en estos sistemas, las bombas y otros componentes mecánicos utilizan electricidad para hacer circular agua o un medio de calor a través del sistema.

Tipos de calefacción solar

calefaccion con energia solar , el uso de luz solar para calentar el agua o el aire en los edificios. Hay dos tipos de calefacción solar , pasiva y activa.

Calefacción pasiva

El calentamiento pasivo se basa en diseño arquitectónico para calentar edificios. El sitio, la estructura y los materiales del edificio se pueden utilizar para maximizar el efecto de calefacción (e iluminación) de la luz del sol que cae sobre él, reduciendo o incluso eliminando su requerimiento de combustible. Un edificio bien aislado con una gran ventana de vidrio orientada al sur, por ejemplo, puede atrapar eficazmente el calor en los días soleados y reducir la dependencia del gas o del petróleo (para calefacción) o de la electricidad (para la iluminación).

La luz solar que entra calienta el aire y las superficies sólidas de las habitaciones expuestas a ella, y esta calidez se transmite a otras habitaciones del edificio por convección natural. Los acabados interiores como ladrillos o baldosas a menudo se incorporan a los edificios para absorber la luz solar y volver a irradiar el calor por la noche.

alefacción activa

Se utilizan medios mecánicos de calefacción activa para almacenar, recolectar y distribuir energía solar en los edificios con el fin de proporcionar agua caliente o calefacción. La luz del sol que cae sobre la matriz de colectores de un edificio se convierte en calor, que se transfiere a un fluido portador (generalmente un líquido, menos comúnmente aire) que luego se bombea a un sistema de conversión, almacenamiento y distribución. En los sistemas de base líquida, el agua (o menos comúnmente el glicol) se bombea a través de tubos que están en contacto con uncolector de placa plana .

Este último es una placa de metal ennegrecido que absorbe la luz solar y está aislada en la parte frontal con capas de vidrio y aire; el vidrio permite que la luz visible caiga sobre la placa pero atrapa el calor resultante, que luego se transfiere al fluido portador. Alternativamente, el fluido se puede bombear a través de un tubo de vidrio al vacío o un volumen de espacio sobre el que se ha enfocado (y por tanto concentrado) un gran volumen de luz solar mediante espejos reflectantes.

Después de recoger el calor del colector, el fluido portador se bombea a un tanque de almacenamiento aislado, donde se puede usar inmediatamente o almacenar para su uso posterior. El sistema puede suministrar a una casa agua caliente extraída del tanque de almacenamiento o, con el agua caliente que fluye a través de los tubos en los pisos y techos, puede proporcionar calefaccion con energia solar.

El tanque de almacenamiento permite utilizar agua calentada durante los períodos soleados por la noche o durante los días nublados. Si el fluido portador contiene anticongelante para evitar que se congele durante el clima frío, se utiliza un intercambiador de calor para transferir el calor del fluido portador al agua que se puede utilizar para fines domésticos. Los sistemas de calefacción residencial que utilizan colectores de placa plana generalmente calientan los fluidos portadores a temperaturas entre 66 ° y 93 ° C (150 ° y 200 ° F).

¿Cómo funciona la calefacción solar?

La calefacción solar se utiliza principalmente para calentar el agua sanitaria de la casa o la piscina. A veces también se usa como calefacción, pero esto solo se puede hacer como complemento de otro sistema porque la calefacción solar solo cubre del 30 al 60% de las necesidades de calefacción de un hogar en general. Por tanto, debe formar parte de un sistema de doble energía con caldera eléctrica o térmica, bomba de calor o incluso radiadores eléctricos adicionales .

¡Y esto es válido incluso si vives en una zona muy soleada! Además, tendrá más calefacción cuando el sol proporcione la radiación más fuerte en los paneles solares … lo cual es paradójico porque sus necesidades serán las más bajas.

El funcionamiento básico de la calefaccion con energia solar  suele ser similar a pesar de sus 3 tipos principales: los paneles solares se colocan en el techo de la casa o en el jardín. Se llenan de agua que calienta el sol y que se envía a los radiadores o al suelo radiante del alojamiento. Entonces, 3 posibles variantes:

  • Con suelo solar directo, el agua caliente fluctúa en un suelo calefactado y una losa de hormigón en la que se integra el circuito difunde el calor de forma permanente;
  • Con un cilindro de la serie de calderas, la calefacción solar se combina con el sistema de calefacción central existente: térmica, gas, fuel oil, eléctrica o incluso de pellets. Por lo tanto, su calentador de agua solar se utilizará para precalentar el agua. Luego se enviará a la caldera, que a su vez elevará su temperatura al máximo.
  • Con un solo tanque de agua caliente de gran volumen, los paneles solares calientan el agua. Se complementan con una resistencia eléctrica o la caldera independiente de otro sistema de calefacción.

 

¿Cuáles son las tecnologías de calefacción solar?

La calefacción solar térmica en el edificio, consiste en recuperar el calor que aporta el sol (mediante placas solares) para conservarlo y reutilizarlo para cubrir las necesidades de calefacción y agua caliente. La calefacción solar es atractiva en todas partes porque es eficiente, rápida de pagar y fácil de instalar.

El uso activo de la energía solar para calentar edificios implica varias técnicas.

La mayoría de las técnicas utilizan agua como fluido de transferencia de calor, otras aire. Aquí le presentaremos los sistemas de agua que combinan la calefacción de espacios y el calentamiento de agua sanitaria: por esta razón se llaman sistemas solares combinados.

Algunos sistemas solares combinados no utilizan almacenamiento hidráulico. A continuación, el calor se almacena directamente en la losa que hace las veces de emisor: este es el principio del suelo solar directo, muy extendido en Francia.

Sistema de calefacción solar combinado (SSC) mediante almacenamiento hidráulico

El sistema solar combinado (SSC), también llamado Combi solar, es una instalación que utiliza radiación solar para satisfacer parcialmente las necesidades de calefacción solar y agua caliente sanitaria de los ocupantes de la casa.

Calefaccion con energia solar ssc

 

Además de calentar el agua sanitaria, el refrigerante transmite su calor a la red de agua de calefacción solar también almacenada en un depósito y siempre a través de un intercambiador de calor. El agua de calentamiento solar luego circula a través de los radiadores para calentar el aire ambiente.

Cuanto menos sol, más calor solar se necesita y cuanto más sol hay, ¡menos calor solar se necesita!

El hecho de que las necesidades no siempre se correspondan con la luz del sol al mismo tiempo le obligará a equiparse con calefacción solar adicional con otra energía:

  • Completo con un proceso de calentamiento solar de agua caliente: gas, eléctrico, bomba de calor …
  • Completo con estufas o radiadores eléctricos independientes, en estancias donde hace más frío (calefacción solar adicional).

Esta otra energía necesariamente cara solo se activará para cubrir las necesidades que garanticen su comodidad de calefacción solar y agua caliente sanitaria.

Sistema de calefacción de suelo solar directo (PSD)

La diferencia fundamental con otros sistemas de calefacción solar combinados individuales es que con un sistema de suelo solar no hay conservación de calor en un tanque intermedio. Es la losa de hormigón que almacenará el calor recuperado por los colectores solares.

 

* Sistema de calefacción de suelo solar directo (PSD)

El principio es simple: el fluido, calentado en los colectores sola res, circula directamente (sin pasar por un intercambiador o un tanque de almacenamiento) en un suelo radiante. El suelo radiante, que es solo una losa de hormigón, desempeña la función de almacenamiento de calor. Su inercia permite recuperar la energía acumulada durante el día por la noche.

En invierno, la mayor parte de la energía solar se dirige a la losa.

A mitad de temporada, una parte irá a la losa de hormigón y el resto al agua caliente. En verano, toda la energía solar se utiliza para producir agua caliente sanitaria.

Calefacción solar adicional

La calefacción solar no cubre todas las necesidades de calefacción. Por tanto, es necesario recurrir a un sistema de respaldo para proporcionar el excedente de energía necesario. Son posibles varias soluciones:

Calefacción solar con respaldo integrado

Se trata de un sistema de calefacción solar integrado en el sistema de producción de calor solar (caldera de gas, fuel oil, etc.), que se hará cargo de forma automática en caso de deficiencia solar. El calor producido por el respaldo se almacenará directamente en el acumulador intermedio (sistema solar combinado) o en la losa (suelo solar directo). Este tipo de sistema solar es más caro en cuanto a inversión inicial, sin embargo, gracias a su automatización, ofrece una mayor comodidad durante su uso.

Calefacción solar con respaldo independiente

Es un sistema de calefacción solar independiente del sistema de producción de calor solar (estufa, chimenea, convector, etc.) que proporcionará calor adicional en caso de una deficiencia en el dispositivo solar. El calor producido por este respaldo es independiente del sistema de producción de calor solar y permitirá que el calor se emita “localmente” en el hogar. Este tipo de sistema solar, menos costoso en términos de inversión inicial, puede resultar un poco más restrictivo que el respaldo integrado debido a su naturaleza no automática y producción de calor descentralizada (ej .: chimenea).

Este dibujo resume la cobertura de las necesidades de calefacción solar y el uso de respaldo (para completar sus necesidades).

 Calefacción solar de piscinas

Para beneficiarse de un agua siempre agradable sin romper el banco, la calefacción solar de piscinas es la mejor solución.

El principio de la calefacción solar es simple: gracias a paneles solares cuidadosamente colocados, la energía de los rayos del sol se captura y luego se reinyecta en el agua. Una vez instalada, la calefacción solar de piscinas funciona de forma independiente y no cuesta nada. Si vive en el norte de Francia, necesitará una dimensión de paneles solares del 40 al 60% del área de la piscina, para el sur de Francia, del 25 al 40% del área de la piscina.

La calefacción solar de la piscina se puede proporcionar tan pronto como se construya la piscina, o agregar más tarde una vez que esté completa.

Los paneles vienen en forma de placas para fijar en el techo de la casa, una pérgola o el garaje, o en las barreras que rodean la piscina. Los colectores de menor tamaño también se pueden colocar en el suelo, esparcidos por el césped o alrededor de la piscina, el precio de compra del equipo y la instalación de la calefacción solar de la piscina siguen siendo muy asequibles.

¿Cómo instalar calefacción solar?

La calefacción solar con suelo solar directo requiere cambiar los suelos, lo que puede requerir una intervención larga y costosa. Por otro lado, para el tanque de serie de la caldera, los procedimientos son mucho más sencillos y la calefacción solar es fácil de instalar ya que está integrada en la instalación de calefacción central existente.

Lo mismo ocurre con el gran tanque de agua caliente individual, no es necesario reemplazar la caldera, los radiadores ni los pisos. Para instalar la calefacción solar, necesitará espacio y organización para poder montar todos sus elementos:

  • Paneles solares térmicos en función del área de la casa a calentar (10m² por 120m² aproximadamente) inclinados a 45 ° con orientación Sur
  • El tanque de agua caliente;
  • Las tuberías y circuladores por los que circulará el agua;
  • Radiadores hidráulicos o suelo radiante por agua según el tipo de calefacción solar;
  • Un sistema de calefacción complementario o auxiliar como una caldera de leña, una estufa , una bomba de calor o cualquier otro sistema si es posible ecológico para no contrarrestar los efectos ecológicos y positivos de la calefacción solar.

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de la calefacción solar para el hogar?

Ventajas

  • El sol es la energía más limpia, renovable y abundante que existe : no hay emisiones de gases de efecto invernadero ni contaminación excepto por la producción de paneles solares;
  • Según varias estimaciones, tener un calentador de agua solar reduciría la factura de agua caliente de un hogar entre un 40 y un 80%;
  • El consumo de energía es 100% gratis si solo usa calefaccion con energia solarsolar (lo cual es raro pero posible);
  • Requiere poco mantenimiento;
  • Larga vida útil: 20 a 30 años para paneles solares.

Desventajas

  • La calefaccion con energia solar cubre solo del 30 al 60% de las necesidades de calefacción de una casa;
  • En la gran mayoría de los casos, la calefaccion con energia solar debe complementarse con otro sistema de calefacción;
  • La instalación de calefacción solar con suelo solar directo (muy eficiente) es compleja y requiere un trabajo importante;
  • Es necesaria una solicitud en el ayuntamiento y una intervención en la azotea o en el jardín para instalar los paneles solares.