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Calentador de agua solar

La energia solar es una fuente renovable prometedora, se puede generar electricidad y calor mediantes dispositivos creados para tal fin como por ejemplo el calentador de agua con energia solar, paneles solares fotovoltaicos y los colectores dolares.

Calentador de agua con energia solar

¿Sabía que calentar agua es el segundo costo más alto de servicios eléctricos de un hogar después de calentar la casa? A la luz de este hecho, es necesario considerar otras soluciones de calefacción más rentables y respetuosas con el medio ambiente. El calentador de agua con energia solar es una de esas soluciones.

La producción de agua caliente solar es el propósito número uno de un kit de calentador de agua solar.

Si está buscando un recurso valioso para facilitar su búsqueda, no busque más que esta guía de calentadores de agua solares.

¿Qué es un calentador de agua solar?

¿Qué es un calentador de agua solar?

Un calentador de agua con energia solar es un dispositivo que utiliza la radiación del sol para calentar el agua . Suficiente para abastecer su hogar de agua caliente sanitaria a menor coste. En efecto :

  • El uso de un calentador de agua solar permite importantes ahorros de energía, ya que la energía solar es gratuita, a diferencia del gas natural o el fuel oil.
  • también es una forma de cubrir parte de sus necesidades de agua caliente con energía renovable, sin emisiones de CO 2 .

1 m² de techo = 100 m³ de gas natural / año

En nuestras latitudes, la luz solar de 1 m 2 de techo reemplaza 100 l de fuel oil o 100 m 3 de gas natural (alrededor de 1.000 kWh) por año. Como regla general, puede calentar del 50 al 70% del agua que se usa en la cocina o en el baño. El resto de necesidades las cubre un calefactor auxiliar .

Además, al suministrar a una lavadora o un lavavajillas el agua caliente producida por el calentador solar de agua, es posible, con ciertas precauciones , también eliminar el consumo eléctrico de estos aparatos dedicados a calentar el agua y acortar la duración de los ciclos de lavado.

Un calentador de agua con energia solar (SWH) es un sistema de producción de agua caliente sanitaria que funciona con energía solar térmica . Su principio de funcionamiento es bastante sencillo.

En primer lugar, los paneles solares absorben la radiación solar. Posteriormente, esta energía absorbida calienta el fluido caloportador detrás del panel. Por último, el intercambiador de calor transfiere el agua caliente renovable al acumulador solar.

Es importante señalar que un “calentador de agua con energia solar” se diferencia de un calentador de agua termodinámico (que es similar a una bomba de calor). Como tal, absorbe el calor del aire interior o exterior y lo utiliza para calentar el agua del tanque.

Utilidad, eficiencia y precio de un calentador de agua solar

Ventajas

Hay varias razones para instalar un calentador de agua solar:

  • En primer lugar, lograr ahorros sustanciales en su factura de energía. Un tanque de agua caliente solar conectado a paneles solares puede satisfacer del 50 al 80% de las necesidades anuales de agua caliente. Sin embargo, el nivel de autonomía que puede alcanzar depende de la región en la que viva. ¡Pero tenga la seguridad de que Francia recibe suficiente sol para satisfacer sus necesidades de agua caliente solar!
  • En segundo lugar, limitar su impacto medioambiental. Se trata de un sistema de gran eficiencia energética porque el circulador es el único componente que consume electricidad. Por tanto, el calentador de agua solar no emite CO2. Así, dependiendo del sistema de calefacción auxiliar que opte, podrá limitar las emisiones de gases de efecto invernadero entre un 45 y un 70%.
  • En tercer lugar, beneficiarse de una tecnología fiable y robusta. Siempre que los paneles solares se utilicen y mantengan correctamente, su vida útil puede superar los 25 años. El tanque de almacenamiento tiene una vida útil de 15 a 20 años, mientras que los sensores de temperatura, la regulación y el circulador tienen una vida útil promedio de 10 años.

¿Cómo saber cuándo ha llegado el momento de reemplazar un tanque de agua caliente por un calentador de agua solar?

Tan pronto como descubra que está gastando demasiado en agua caliente (y calefacción).

El costo de usar un calentador de agua eléctrico varía en gran medida según la cantidad de personas en un hogar. Por ejemplo, una familia de 3 personas gastará entre 400 y 500 € al año en facturas relacionadas con el tanque de agua caliente (aparte del contrato de servicio). Uncalentador de agua con energia solarpuede ayudarlo a reducir drásticamente esta carga anual.

calentador de agua con energia solar

Sin embargo, las casas a veces ya están equipadas con un sistema de calefacción. Puede ser una bomba de calor aire-agua, una caldera de pellets, una caldera de gas o incluso una caldera de gasoil.

Tenga en cuenta que algunos sistemas de calefacción son compatibles con un panel de calentamiento de agua solar. Este no es el caso de los sistemas mencionados anteriormente. Solo los depósitos de agua caliente equipados con un intercambiador solar en la parte inferior del depósito son compatibles con los paneles.

Los casos mencionados anteriormente requieren la integración de un sistema hidráulico auxiliar o un sistema auxiliar separado.

Tallaje adecuado

Es importante dimensionar correctamente su instalación adquiriendo el número correcto de colectores solares y un tanque del tamaño adecuado.

No tiene sentido montar demasiados paneles solares térmicos en un techo. Aquí hay algunas razones por las que:

  • Porque conlleva un coste adicional innecesario
  • Porque puede limitar la producción solar. El intercambio de calor solo comienza cuando el panel está más caliente que el agua del tanque. ¡De ahí la importancia de vaciar el tanque (duchas, etc.) para activar el sistema!
  • Para evitar el el sibrecalentamiento del sistema

Asimismo, no hay razón para adquirir un tanque excesivamente grande. Si es demasiado grande, el agua almacenada no se utilizará y el sistema auxiliar trabajará para mantener la temperatura del agua no utilizada, provocando gastos de electricidad innecesarios.

Aquí hay una tabla de resumen para ayudarlo a dimensionar su sistema de calentador de agua solar individual. Como referencia, el consumo medio de agua caliente sanitaria por adulto se estima en 50 litros por día, a 40 ° C.

Dimensionamiento adecuado de su sistema de calentamiento solar de agua individual

Numero de personas en la casa 1-2 pers. 3-4 pers. 5-6 pers. 7-8 pers.
Volumen del acumulador solar sin recarga 100 a 150 l 100 a 250 l 250 à 350 l 350 a 500 l
Volumen total del acumulador solar con recarga 100 a 250 l 250 a 400 l 400 a 550 l 550 a 650 l

Eficiencia térmica

En pocas palabras, la eficiencia de un panel solar térmico es el porcentaje de radiación solar transformada en energía térmica utilizable.

Generalmente se encuentra que, dependiendo del lugar donde viva, una instalación solar térmica convencional produce entre 500 y 700 kWh / m² / año de media (Fuente: Ademe). Esto corresponde al equivalente energético de 50 a 70 litros de fuel oil por m 2 de paneles solares instalados.

Por tanto, la producción media diaria se sitúa entre 2,4 y 3,4 kWh / m² en el norte de Francia y entre 3,4 y 4,4 kWh / m² en el sur de Francia.

Cabe señalar que la eficiencia de un panel solar térmico depende de la cantidad de luz solar en la región, sus necesidades de agua caliente y la instalación del sistema.

¿Cuál es el precio de un calentador de agua solar en 2020?

En pocas palabras, el calentador de agua solar precio del simple y el doble puede variar según la configuración seleccionada. Asimismo, la cantidad requerida de paneles solares difiere de norte a sur.

Considere el caso de una familia de 4 miembros, un tanque de 200 a 300 L y de 3 a 5 m 2 de colectores térmicos. Según un estudio realizado por ADEME, la instalación de un calentador de agua solar y el montaje de los paneles solares térmicos puede costar entre 3.800 y 5.500 € sin IVA.

Por tanto, el precio medio de un calentador de agua solar ronda los 4.650 €.

 

Los diferentes tipos de calentadores de agua solares.

Puede optar por paneles solares térmicos o híbridos.

Echemos un vistazo más de cerca a los dos tipos de paneles solares que pueden producir agua caliente.

Paneles solares térmicos o híbridos: Ambos producen agua caliente y se pueden utilizar en dos sistemas:

  • El sistema de Calentador de Agua Solar Individual (Chauffe Eau Solaire Individuel – CESI en francés) en el que los paneles están conectados a un solo circuito de agua caliente, el que utilizan la ducha y los lavabos.
  • El Sistema de Energía Solar Combinado (Système Solaire Combiné – SSC en francés). En Francia, la calefacción solar también es posible conectando paneles a radiadores.

Cabe señalar que los paneles solares híbridos van más allá de los normales. Producen agua y electricidad. Como en el primer caso, el agua caliente se utiliza para el calentamiento de la ducha o la piscina dentro de una configuración de Calentador de agua solar individual o Sistema de energía solar combinado. Además de eso, la electricidad solar generada se utiliza para satisfacer las necesidades eléctricas del hogar.

Calentadores de agua solares directos e indirectos

En los calentadores de agua solares directos , el agua circula directamente. Concretamente, el agua sanitaria circula directamente a través de los paneles solares pero también a través de las tuberías del hogar. Estos sistemas de calentadores de agua solares individuales se recomiendan únicamente en países que nunca experimentan temperaturas bajo cero y no necesitan calefacción.

En los calentadores de agua solares indirectos , el agua caliente se hace circular indirectamente o mediante un intercambiador térmico. Estos sistemas se recomiendan en países donde se producen temperaturas bajo cero.

Instalación pasiva o activa

Asegurar la transferencia del agua caliente solar desde los paneles al tanque de almacenamiento es un trabajo para el fluido caloportador.

calentador de agua solar

El agua se puede hacer circular de dos formas:

Circulación por termosifón, que es un sistema llamado “pasivo” , ya que no se necesita energía adicional para hacer funcionar el sistema.

En esta configuración, el acumulador de agua caliente se sitúa más alto que el panel solar. Como resultado, el agua calentada sube naturalmente en el circuito hasta el tanque. El agua fría permanece así en la parte inferior del tanque y desciende hacia los paneles.

Forzado circulación, que es una llamada “activa ” sistema porque la circulación es forzado por medio de una bomba. En este caso, la circulación es asistida por una bomba que empuja el fluido caloportador hacia el tanque. También puede incluir un circulador ubicado en el lado del agua fría para descargar el líquido. El circulador funciona con electricidad, lo que provoca un ligero aumento de costes.

¿Cómo funciona un calentador de agua solar?

Los componentes de un calentador de agua solar

  • Paneles solares térmicos o híbridos. Absorben la energía del sol y calientan el líquido caloportador.
  • Tuberías . Forman el circuito de transporte del líquido caloportador.
  • Bomba (o circulador). Hace circular el líquido de transferencia de calor de los paneles solares al tanque y viceversa.
  • Tanque de almacenamiento . Puede ser más o menos grande según los requisitos.
  • Intercambiador de calor . Permite la transferencia de calor del líquido caloportador al agua caliente sanitaria. Lo discutiremos con más detalle a continuación.
  • Tanque de expansión . Garantiza la seguridad de la instalación porque compensa las variaciones en el volumen de agua para evitar una presión excesiva provocada por la temperatura del agua.
  • Regulador . Determina la medida en que los paneles solares son soportados por el calentador auxiliar

El intercambiador de calor

El intercambiador es invisible porque está perfectamente integrado en el acumulador de agua caliente solar.

El intercambiador de calor es un componente crucial de un CSA que permite que el calor se transfiera entre dos líquidos separados por una pared: el fluido caloportador por un lado y el agua caliente sanitaria por el otro.

En el intercambiador de calor solo se utilizan los materiales más conductores para facilitar el intercambio y limitar la pérdida de calor.

Prácticamente, la diferencia de temperatura entre los dos líquidos es lo que provoca la transferencia de calor. Por esta razón, el intercambiador de calor está ubicado en el medio del tanque. El primer líquido calentado entrará por la parte superior del intercambiador y saldrá por la parte inferior después de expulsar su calor.

El sistema auxiliar

Dado que el calentador de agua solar no puede satisfacer el 100% de las necesidades de agua caliente de un hogar por sí solo, es absolutamente necesario disponer de un dispositivo auxiliar. Esto puede venir en forma de un dispositivo eléctrico o una caldera para calentar agua. El dispositivo auxiliar está destinado a servir como complemento de la energía solar, que es intermitente por naturaleza.

  • Dispositivo auxiliar eléctrico incorporado . Una resistencia eléctrica está incorporada en el tanque de agua caliente solar y es encendida por el controlador cuando es necesario. Este es el sistema más comúnmente implementado.
  • Dispositivo auxiliar hidráulico integrado (gas, leña o fuel oil) . Este sistema es ventajoso si ya usa una caldera para calefacción. Si ese es el caso, entonces potencialmente puede usar la caldera como complemento del tanque solar. Pero primero debes verificar si los dos son compatibles.
  • Dispositivo auxiliar independiente . El uso de un dispositivo auxiliar independiente entra en juego si ya tienes un acumulador de agua caliente pero deseas complementarlo con una instalación solar. En este caso, debes conservar el depósito original y adquirir un depósito de agua caliente solar sin dispositivo auxiliar incorporado.

Seguimiento y mantenimiento del CSA

La producción de agua caliente solar se verifica mediante sistemas de control térmico. La caja de comunicación T-Box desarrollada por DualSun le permite rastrear, grabar, monitorear y optimizar el SWH.

El calentador de agua solar se considera un sistema robusto y confiable. De hecho, parece suficiente realizar una simple verificación cada 3 años. Un profesional debe realizar este tipo de intervención para verificar:

  • La presión del fluido caloportador
  • El aislamiento del circuito hidráulico
  • La bomba de circulación si la hay
  • Durante la verificación, también puede limpiar los paneles solares si están particularmente 

Cómo instalar un calentador de agua solar

colectores solares

Solo hay unos pocos pasos y procedimientos involucrados:

  • Presentar la declaración preliminar de obras de construcción para obtener la aprobación de su municipio.
  • Verifique la orientación e inclinación de su techo. Para un rendimiento óptimo, coloque los paneles hacia el sur de 40 a 50 ° con respecto a la horizontal.
  • Asegúrese de tener el número correcto de paneles y un tanque de tamaño adecuado.