Solar Térmico

Introducción

Las radiaciones del sol (radiaciones térmicas) se recogen por medio de colectores, como emisiones absorbidas, luego se ponen a disposición del hogar.
Las instalaciones solares térmicas pueden no sólo explotarse para el precalentamiento del agua sanitaria, sino también para la calefacción o el enfriamiento de los espacios.
En Chile, el sol proporciona por término medio alrededor de 1 200 kWh/m²/año; eso corresponde al contenido energético de cerca de 120 litros de kerosene o de 120 m3 de gas natural, lo que representa, más o menos, para el conjunto del territorio nacional a un potencial energético de más de 50.000 millones de TEP (Toneladas Equivalente Petróleo).
La cantidad de energía que puede ser explotada sobre esta base depende de numerosos factores. La evaluación precisa de las necesidades y la buena dimensión de la instalación solar térmica ejercen una influencia principal. El tipo de colectores, su inclinación y la orientación de la instalación solar con relación al sol afectan el rendimiento. Con el fin de explotar la energía solar provechosamente, los componentes de la instalación deben ser de dimensiones razonables y adaptadas los unos a los otros.
Debido al alza de los precios de la energía, las instalaciones solares constituyen una solución juiciosa para hoy y también para mañana. ¡El sol no enviará facturas! Mientras más rápidamente realice su instalación solar, más rápidamente utilizará energía solar y en consecuencia más pronto podrá realizar economías.
La vida útil de las instalaciones solares térmicas es de 25 años con un mantenimiento anual.

Calentadores de Agua Solar Individual (CASI)

El CASI es un sistema que asegura el precalentamiento del agua caliente sanitaria. Un apoyo auxiliar aporta el complemento de calor necesario para la obtención de la temperatura de producción de ACS deseada, en particular, durante los periodos en que la radiación solar es insuficiente.
Para poder instalar un CASI, conviene comprobar que el proyecto implica o puede integrar una superficie para la instalación de los colectores solares que sea:

de dimensión suficiente, aproximadamente 4 m² de colectores para una vivienda individual para cubrir más o menos 70 % de las necesidades anuales de ACS;
orientada preferentemente hacia el norte y con un mínimo de sombra, por ejemplo una construcción vecina;
accesible: en el tejado (colectores instalados o integrados en el tejado), sobre un tejado plano o terraza o en el suelo (colectores sobre soportes).

¿Cómo funciona?
Dos soluciones de acoplamiento son posibles: El CASI con apoyo separado (a utilizar, cuando el acoplamiento debe realizarse sin remplazo de la caldera individual existente) y el CASI con apoyo integrado.
El principio de funcionamiento de un CASI con apoyo separado es el siguiente:

el calor de los colectores se transfiere hacia un acumulador de almacenamiento solar por intermedio de un intercambiador ubicado en el acumulador;
el agua precalentada en este acumulador de almacenamiento se dirige a la entrada del acumulador ACS conectada a la caldera o a la entrada de agua fría de la caldera, que garantiza el apoyo. Este apoyo puede ser un balón termoeléctrico, un calefón ionizado o automático de gas, una caldera, etc.
la circulación entre los colectores y el acumulador de almacenamiento se efectúa gracias a la bomba circuladora o por efecto termosifón (en esta configuración, debe colocarse el acumulador de almacenamiento más arriba que el colector, en la techumbre por ejemplo) y a una regulación conveniente.

El principio de funcionamiento de un CASI con apoyo integrado es el siguiente:

la instalación dispone de un solo acumulador de almacenamiento incorporando dos intercambiadores:

el intercambiador en la parte baja permite recuperar la energía solar y calentar el agua almacenada en la parte inferior del acumulador. Durante los días más soleados, el conjunto del volumen del acumulador puede ser recalentado por la energía solar;

un intercambiador hidráulico en la parte alta (colocado a la mitad o a los dos tercios del acumulador) aporta el complemento de energía necesario para la elevación o mantenimiento de la temperatura del agua almacenada en la parte superior del acumulador;

la circulación entre los colectores y el acumulador se efectúa gracias a una bomba circuladora y a una regulación apropiada.

Aplicaciones de un CASI.
Los CASI como su nombre lo indica son utilizados para viviendas unifamiliares o casas individuales para la producción de ACS. Pero también para pequeños centros de ocio, donde no hay una demanda superior, en general, a los 600 litros de ACS por día a 60 °C, es decir, para unas 12 personas y una superficie de 8 m² de colectores. Para pequeñas duchas de los camarines de un centro deportivo por ejemplo, donde la demanda en ACS no sea demasiado exigente.
Los CASI termosifón son los más económicos, su acumulador está ubicado sobre el tejado, pero también puede instalarse en el entre-techo. Este sistema es “rústico”, robusto y fiable. No obstante, si el principio es simple, la puesta en marcha es delicada. Pero el acumulador se enfría más rápidamente, aunque esté bien aislado, sin embargo, conserva el agua caliente durante varios días. Este calentador de agua es compacto y bien adaptado a la instalación con soportes inclinados en tejados con muy poca inclinación o en terraza. No es un buen sistema para las fijaciones sobre un techo con fuerte pendiente.
Los CASI de régimen forzado son un poco más onerosos pero el acumulador tiene la gran ventaja de estar más protegido de las variaciones exteriores de la temperatura ambiente, ya que están al interior de la vivienda, en general sinónimo de mayor economía de energía.
AntuSolar® Ltda realiza asesorías y estudios técnicos profesionales para arquitectos, constructores, etc. para la mejor elección de una solución integral en sistemas solares térmicos para la producción de ACS.

Calentador de Agua Solar Colectivo (CASC)

El CASC o calentador de agua solar multifamiliar es un sistema centralizado de producción de ACS por medio de la instalación de un sistema de energía solar térmica.
La instauración de una instalación de producción de agua caliente sanitaria (ACS) que utiliza la energía solar puede considerarse cuando se reúnen las condiciones siguientes:

una superficie disponible para instalar los colectores (en el suelo, en el tejado, sobre una terraza), alrededor de 2 m² de colector por vivienda (1 m² de colector solar de 50 a 70 litros de ACS según la región);
existe una sala técnica, o es posible crearla, para el almacenamiento de agua caliente sanitario solar (alrededor de 150 litros de almacenamiento solar por vivienda).

Una distribución regular del consumo de ACS durante todo el año es un activo para la productividad de la instalación solar.

Aplicaciones de un CASC.

equipamientos de salud: hospitales, clínicas, casas de retiro, etc.;
en las fuerzas armadas: duchas de regimientos, restauración, calefacción;
viviendas colectivas o edificios multifamiliares: las economías en energía pueden ir de 50 % a 70 % en una vivienda colectiva, dependiendo de la región del país;
duchas colectivas, para el personal de una empresa, en la minería, en la industria, en liceos, en camarines de un centro deportivo o de un estadio;
equipamientos de estadía y ocio: hoteles, moteles, cabañas, piscinas;
equipamientos de restauración colectiva: casinos, restaurantes, etc.
calefacciones de colectividades: municipalidades, liceos, escuelas, universidades.

AntuSolar® puede realizar un estudio de viabilidad de sus proyectos y darle una asesoría técnica durante todo el trayecto de una realización de una idea innovadora hasta su puesta en funcionamiento.

Sistema Solar Combinado (SSC)

El SSC se basa en el acoplamiento de una solución individual de calefacción y producción de agua caliente sanitaria, con un sistema solar térmico constituido por colectores solares y un acumulador de reserva de agua caliente sanitaria. Antes de proponer el sistema solar combinado, conviene comprobar que el proyecto implica o puede integrar una superficie para la implantación de los captadores solares que sea:

la dimensión suficiente, aproximadamente 15 m² de colectores para una vivienda individual para cubrir más o menos 70 % de las necesidades anuales de ACS y calefacción; orientada de preferencia hacia el norte y con un mínimo de sombra, por ejemplo una construcción vecina; accesible: en el tejado (colectores instalados o integrados en el tejado), sobre un tejado plano o terraza o en el suelo (colectores sobre soportes).

El piso radiante es el tipo sistema solar combinado más difundido en Europa hasta ahora. Asocia colectores solares térmicos, un acumulador de almacenamiento y un piso radiante de baja temperatura que sirve a la vez de almacenamiento y emisor de calor. El fluido caloportador asegura el transporte de la energía térmica del colector hacia el acumulador de almacenamiento o hacia el sistema de calefacción. Este tipo de sistema solar combinado presenta la ventaja de un estorbo reducido, ya que el almacenamiento solar para la calefacción está integrado en el suelo. También el sistema puede adaptarse para radiadores de baja temperatura. Otro sistema solar combinado bastante difundido es la combinación de ACS más calefacción y más el calentamiento de una piscina.