Energía solar térmica
El uso de la energía solar fotovoltaica a nivel doméstico es algo muy conocido en la actualidad. Sin embargo, la energía solar térmica es algo más desconocida. Gracias a este tipo de instalaciones se puede aprovechar el calor del Sol para transportarlo a un medio transportador de calor, para producir calefacción y agua caliente sanitaria.
Pese a este desconocimiento, el crecimiento de este tipo de instalaciones a nivel doméstico ha tenido un crecimiento muy significativo. Si bien no se puede alcanzar el autoconsumo, sirven de apoyo para la producción de calefacción y agua caliente sanitaria, tanto para viviendas como para empresas.
¿Qué es y qué tipos de energía solar térmica existen?
Como ya hemos mencionado en la introducción, la energía solar térmica se puede usar para agua caliente sanitaria y calefacción en un inmueble.
Sin embargo, existen otras aplicaciones, como la producción de electricidad o incluso frío, aunque debido a la complejidad de las instalaciones para conseguir esto, a nivel doméstico aún no está desarrollado.
Agua Caliente Sanitaria
El llamado termosifón es el sistema más simple, que utiliza calor solar para producir agua caliente sanitaria. Muchos de nosotros estamos familiarizados con estos equipos. Debes haberlos visto en los techos o terrazas de muchas casas unifamiliares, hoteles, etc. Y son fáciles de identificar porque tienen uno o dos paneles solares y están colocados horizontalmente sobre estos tanques.
El nombre del termosifón viene dado por su funcionamiento. Porque el movimiento del agua en los equipos de energía solar térmica se realiza por la diferencia de temperatura entre el fluido caloportador que fluye a través de la placa y el serpentín de almacenamiento de calor. Solo cuando el grifo está abierto, el agua potable ingresa al agua fría del medidor de agua y sale del tanque de agua. Y es impulsado por agua fría y no requiere una bomba de agua de circulación.
Calefacción
Para dar apoyo a la calefacción, necesitamos un sistema de circulación forzada. Es decir, se requiere de una bomba para forzar al agua o al glicol a moverse en el circuito. Además, se caracterizan por tener muchos paneles solares y acumuladores dentro de la casa.
Electricidad
Para la generación de electricidad con la energía solar térmica se requiere de una gran instalación. Estas instalaciones se denominan centrales termosolares. El funcionamiento de la energía solar termoeléctrica es similar a una central térmica, pero utiliza energía solar en lugar de carbón o gas natural. Los rayos del sol se instalan en el receptor de la instalación de energía solar térmica a través de un espejo y la temperatura del receptor alcanza los 1.000ºC. Este calor se utiliza para calentar el fluido y producir vapor, que impulsa una turbina y produce electricidad. Aunque las primeras plantas de energía solo pueden funcionar con unas pocas horas de radiación solar, hoy en día todavía es posible almacenar calor por la noche para generar electricidad.
Frío
El sistema de enfriamiento por absorción de los equipos de energía solar térmica es un medio de generación de aire frío, que aprovecha que la materia absorbe calor cuando cambia de líquido a gas. Este ciclo se basa físicamente en la capacidad de determinadas sustancias (como el bromuro de litio) para absorber otra sustancia (como el vapor de agua).
El proceso físico básico consiste en dos componentes químicos como mínimo, uno de ellos que sirve como refrigerante y el otro como absorbente. Las máquinas de absorción se pueden clasificar en función de los pares de sustancias que actúan como refrigerante/absorbente.
¿Cuáles son los componentes de la energía solar térmica?
Cuando queremos instalar un equipo solar en nuestros hogares, debemos saber que no solo está compuesto por conocidos paneles solares. Para captar la energía de los rayos solares, almacenarla y utilizarla como energía térmica, es necesario instalar otros componentes, que forman parte del sistema de energía solar térmica.
Captadores solares
Los colectores solares se denominan paneles solares o placas solares. Es bien sabido que se ubican en la parte visible de la instalación solar porque se ubican en la cubierta de una vivienda unifamiliar o edificio. Sin embargo, a primera vista, si no conocemos la composición exacta de la energía solar, podemos confundirla con tecnología fotovoltaica.
Estos componentes del sistema solar térmico son los encargados de recoger la radiación solar. En estas placas, el fluido de calentamiento se calienta y luego circula en el circuito. También hay varios tipos de colectores: baja temperatura, media temperatura o alta temperatura.
Circuito cerrado
El circuito cerrado es la segunda parte más importante del sistema. En él circula fluido caloportador (generalmente glicol, que consiste en una mezcla de anticongelante y agua), y este fluido proviene del colector.
Debe distinguir entre bucles de salida y bucles de retorno. El circuito cerrado está formado por tuberías que conectan los componentes restantes del circuito. Entre estos circuitos, uno actúa como circuito principal y el otro actúa como circuito secundario. La primera capa es la que se conecta al colector, va al intercambiador y regresa, y la segunda capa es la que sale del intercambiador y va al colector solar, distribuyendo el agua por toda la propiedad.
Intercambiador de calor
El tercer elemento de este tipo de instalación es el intercambiador de calor. Este elemento transfiere calor del etilenglicol del circuito primario al agua del circuito secundario, es decir, al agua a consumir.
Como sugiere el nombre, su función en las instalaciones solares es intercambiar calor. En algunos casos, el intercambiador no es un solo elemento, sino que está integrado en el acumulador, como se puede ver en el esquema de funcionamiento.
Acumulador
A veces, la energía no se consume de inmediato, por lo que el dispositivo puede almacenar agua caliente para su uso posterior. Su trabajo es acumular agua sin enfriarse rápidamente y luego proporcionar agua cuando sea necesario. Es decir, son tanques de almacenamiento aislados con una capacidad específica para evitar pérdidas de energía en instalaciones solares.
Bombas
Como sugiere el nombre, en una instalación solar, una bomba bombea fluido para que fluya por todo el circuito. En otras palabras, son el corazón, y su movimiento hace que se mueva el agua o el glicol en los circuitos primario y secundario. Por otro lado, evita la pérdida de carga en el circuito. Esta es otra parte importante de la energía solar.