Electricidad y energía

Instalación de un calentador solar

Contenidos temáticos

  1. Definición de calentador solar
  2. Calentadores solares de agua
  3. Colector solar plano
  4. Tipos de circulación
  5. Pasos para instalar un calentador solar
  6. Mantenimiento del calentador solar
  7. Ventajas y desventajas de un calentador solar
  8. Recomendaciones de un calentador solar

Desarrollo del tema

1. Definición de calentador solar

Un calentador solar es un aparato que utiliza el calor del sol para calentar alguna sustancia, como puede ser agua, aceite, salmuera, glicol o incluso aire. Su uso más común es para calentar agua para uso en albercas o servicios sanitarios (duchas, lavado de ropa o trastes etc.) tanto en ambientes domésticos como hoteles. Son sencillos y resistentes, pueden tener una vida útil de hasta 20 años sin mayor mantenimiento.

En muchos climas un calentador solar puede disminuir el consumo energético utilizado para calentar agua. Tal disminución puede llegar a ser de hasta 50%-75% o inclusive 100% si se sustituye completamente, eliminando el consumo de gas o electricidad. Aunque en muchos países, por lo general en vías de desarrollo con climas muy propicios para el uso de estos sistemas, no los utilizan debido al costo inicial que se debe de cubrir para calentar la primera gota de agua.

Se recomienda limpiar el colector cada 4 o 6 meses para aumentar su eficiencia y vida útil. La eficiencia para captar la energía solar es muy elevada en los calentadores solares. Dependiendo de la tecnología y materiales implementados, puede llegar a tener eficiencias de 70% u 80%. No debemos confundirnos con el panel fotovoltaico, el cual no se utiliza para calentar substancias, sino para generar electricidad a partir de la luz.

2. Calentadores solares de agua

Un calentador solar de agua es un sistema fototérmico capaz de utilizar la energía térmica del sol para el calentamiento de agua sin usar ningún tipo de combustible.

Se compone de: un colector solar plano, donde se captura la energía del sol y se transfiere al agua; un termotanque, donde se almacena el agua caliente; y un sistema de tuberías por donde circula el agua. En ciudades con baja temperatura, están provistos de anticongelantes que evitan que el agua se congele dentro del colector solar plano.

Los colectores solares térmicos o calentadores solares están divididos en tres clases:

  • De baja temperatura. Generan temperaturas menores a 65º C. Son ideales para calentar piscinas, uso doméstico de agua y actividades industriales en las que el calor del proceso no sea mayor a 60º C (pasteurización, lavado, etc.).
  • De temperatura media. Generan temperaturas de entre 100 y 300º C.
  • De alta temperatura. Generan temperaturas mayores a 500°C, la cual se puede usar para generar electricidad y transmitirla a la red eléctrica; se instalan en regiones donde la posibilidad de días nublados es remota.
Diagrama 1. Esquema de funcionamiento de calentador solar pasivo, por termosifón.

3. Colector solar plano

El colector solar plano es el aparato más representativo de la tecnología solar fototérmica, y es éste el elemento más importante de los calentadores solares. Su principal aplicación es en el calentamiento de agua, aunque también se utiliza para secar productos agropecuarios mediante el calentamiento de aire y para destilar agua en comunidades rurales.

Un colector plano solar está constituido básicamente por:

  1. Marco de aluminio o metálico.
  2. Cubierta transparente, si se trata de vidrio debe tener bajo contenido en fierro.
  3. Placa térmica colectora. Enrejado con aletas de cobre.
  4. Cabezales de alimentación y descarga de agua.
  5. Aislante térmico como poliéster, lana mineral, fibra de vidrio, etc.
  6. Caja del colector, galvanizada.

La mayoría de los colectores solares presentan las mismas dimensiones: 1.8 a 2.1 m2 de superficie. Éste es conectado a un termotanque de almacenamiento que puede tener capacidad de 115 a 200 litros, aunque los hay de mayor capacidad; frecuentemente, a éste tipo de sistema se le agrega dispositivos termostáticos de control con el fin de evitar congelamiento y pérdidas de calor durante las noches. A todo, en su conjunto se le llama: Calentador Solar.

4. Tipos de circulación

Circulación directa

El agua que se calentó en el colector se utiliza directamente por el usuario.

Circulación indirecta

Una substancia de trabajo se calienta y se envía a un intercambiador de calor. Éste utiliza el mismo principio que un radiador. De esta manera se separa el fluido del sistema con el fluido a utilizar. Esta opción es conveniente cuando el sistema de calentamiento se ubica en zonas propensas a congelación, donde el agua podría quebrar las tuberías al congelarse.

5. Pasos para instalar un calentador solar

Escoge el tamaño de calentador solar adecuado para tu casa, tus necesidades y tu ubicación geográfica. En el ecuador alrededor de 0.7 m2 de colector solar por persona, y en climas más fríos entre 1 y 1.3 metros cuadrados por persona.

Escoge el lugar más adecuado para instalar el calentador solar. Tiene que ser un lugar en donde pueda tener una buena ubicación (hacia el sur en el hemisferio norte y hacia el norte en el hemisferio sur) y que le dé el sol el mayor tiempo posible, de preferencia tanto en la mañana como en la noche.

En las instrucciones del fabricante tienen que venir instrucciones de cómo asegurar el calentador solar. En caso de que no vengan asegúrate de que quede bien fijo en el lugar que hayas seleccionado.

Conecta a la parte inferior el calentador la tubería de agua fría que va hacia el calentador convencional.

De la parte superior del calentador solar saldrá el agua caliente, esta tienes que conectarla a tu calentador de agua convencional para tenerlo como refuerzo en caso de ser necesario.

6. Mantenimiento del calentador solar

Los calentadores solares son un sistema fácil de operar y prácticamente autónomo que no necesita la intervención humana directa para su buen funcionamiento, no obstante, se requieren tener en cuenta algunos aspectos para que el equipo se encuentre en óptimas condiciones y su funcionamiento sea el esperado.

Por lo tanto, recomendamos tener presente tres aspectos sumamente sencillos:

  1. Mantener libre de polvo y obstrucciones la superficie de captación de los colectores solares planos, limpiando los cristales o acrílicos con una franela húmeda
  2. Revisar periódicamente las válvulas eliminadoras de aire y el sistema de conexiones para evitar obstrucciones al escapar el aire. Así mismo, revisar periódicamente toda la instalación
  3. Es de suma importancia, acudir siempre con personal especializado para realizar cualquier reparación, modificación o instalación del equipo.

7. Ventajas y desventajas de un calentador solar

Ventajas

  • Costo mínimo en comparación con calentadores a base de gas.
  • Mayor simplicidad con respecto a la temperatura del agua.
  • Facilidad de mantenimiento.

Desventajas

  • Dependiendo el volumen y el momento en que se usa el agua caliente, ésta puede tener o no la temperatura deseada.
  • Depende de las condiciones climáticas
  • Restricción en hora de utilización del agua caliente.
  • Mantenimiento necesario.

8. Recomendaciones de un calentador solar

A la hora de comprar un calentador solar conviene tener en cuenta algunos aspectos:

  • Cuántas personas viven en la casa. De esta forma se puede calcular el agua caliente que se consume a diario en el aseo personal o acciones similares.
  • El gasto de agua caliente para el lavado de la vajilla y la ropa. Si se suman estos consumos a los anteriores se conocerá el total del gasto doméstico.

Estos puntos son muy importantes, puesto que el tamaño del calentador dependerá de ellos. Una manera sencilla de calcular el gasto es multiplicar el número de personas que viven en la casa por unos 60 litros, que es el gasto medio aproximado por persona y día. Así, una familia de cuatro personas necesitará un calentador de, al menos, 240 litros.

Un calentador solar con una capacidad de 140 litros, ideal para dos personas, tiene un precio que ronda los 1.500 euros, dependiendo de modelos. La vida útil de estos aparatos es de unos 25 o 30 años, aunque se puede alargar más si se limpia periódicamente la cubierta y se mantiene la instalación en buenas condiciones

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