Archivos por Etiqueta: energía solar

Calefacción y ACS solar para la vivienda

Calefacción y calentador solar

Para instalar y utilizar una calefacción solar tenemos dos alternativas. La primera y mas conocida es utilizando placas solares térmicas, con la que calentamos agua que utilizaremos tanto para usos domésticos (lavar, ducharnos, etc.) como para la calefacción, bien sea por suelo radiante, por radiadores de baja temperatura, o para los fancoils.

En la actualidad el número de las instalaciones de los paneles solares térmicos en España está teniendo un gran aumento, ya que es una de las principales formas para obtener la energía que es necesaria en las viviendas. La mayoría de las instalaciones solares son a través de paneles térmicos. Sin duda alguna, una ventaja que debemos tener en cuenta, no solamente en viviendas de nueva construcción, sino en el reemplazo de instalaciones que deriven en costes innecesarios. Sin olvidar que no contribuyan con el cuidado del medio ambiente.

Otra alternativa, es utilizar placas solares fotovoltaicas. Con ellas generamos electricidad que podremos utilizar en un equipo de aerotermia o bomba de calor para calentar agua. Este agua calentada gracias a la electricidad de las placas fotovoltaicas, la usaremos para un suelo radiante, por ejemplo. Pero otra alternativa es usar la electricidad de las placas fotovoltaicas para los equipos de aire acondicionado, con la ventaja que estos equipos pueden funcionar también en modo invierno y darnos también aire caliente.

Energía: producción y consumo

Todos sabemos que la energía que proviene del sol es, sin duda, una de las energías renovables más importantes que existen en la actualidad. Este tipo de energía se presenta en Europa, y a nivel mundial como una de las alternativas más sostenibles, si hablamos de la producción. Este es un hecho conocido pero, ¿qué nuevas aplicaciones damos a una de las energías renovables más importantes de nuestra vida? Si tenemos en cuenta que Greenpeace estima que la energía solar fotovoltaica podrá suministrar electricidad a dos tercios de la población en 2030, y que el Consejo Mundial de Energía cree que el año 2100 el 70 % de la energía consumida será de origen solar.

Así que no está de más repasar algunas de las aplicaciones más provechosas de esta renovable. La UE fomenta activamente la evolución de Europa hacia una sociedad con bajas emisiones de carbono. Además, actualiza su normativa para facilitar las inversiones públicas y privadas que requiere la transición hacia las energías limpias. Este proceso debe ser positivo para el planeta, así como resultar beneficioso para la economía y los consumidores.

Ventajas del calentador solar

1. Equipo que utiliza la energía solar que llega a la superficie terrestre, para calentar agua.

2. Ayuda a disminuir el consumo energético utilizado para calentar agua. Esta disminución puede llegar a ser de entre el 50% y el 75 %, o incluso hasta el 100 % si se sustituye completamente.

3. Los calentadores alimentados por una placa fotovoltaica o los térmicos, o también conocidos como termosifones. Pero en los que se puede intercambiar los captadores solares térmicos de placa plana por los de tubos de vacío. También podemos contemplar los sistemas termo-solares forzados. Aunque estos últimos calentadores solares son más comunes para las instalaciones de calefacción, o para combinarlos con equipos de absorción.

4. Contar con un calentador solar fotovoltaico es el ahorro energético que conseguimos. Al aprovechar la energía del sol, evitamos consumir electricidad, gas u otro combustible, por los que no pagamos nada por encender el calentador solar y tener agua caliente.

5. Suministra de agua caliente para el hogar 365 días al año, es fácil de utilizar, con una tecnología sencilla y mínimos costes de mantenimiento.

6. Estos sistemas dan la posibilidad de conectar los paneles fotovoltaicos a otros aparatos que funcionen a corriente continua, o llamado también autoconsumo. Tienen una instalación sencilla y económica, y pueden funcionar en un sistema desconectado de la red eléctrica.

7. Facilidad de instalación y funcionamiento. Ya que el bajo peso de los paneles fotovoltaicos le permite colocarlos en cualquier lugar y disposición.

8. Sistemas respetuosos con el medio ambiente. Son sistemas híbridos, ya que en casos de poco sol pueden ser ayudados por sistemas tradicionales.

9. Algunos modelos ofrecen soluciones para la calefacción preliminar y final del agua en sistemas de agua caliente sanitaria (ACS). Estos calentadores de agua híbridos utilizan la energía solar, que es renovable y totalmente ecológica.

Ventajas de la calefacción solar

1. Sistema que nos permite aprovechar los rayos del sol.

2. Es gratuita, inagotable y no contaminante, ya que como energía primaria no produce gases de efecto invernadero.

3. Se sirve de paneles solares fotovoltaicos. Esta calefacción solar aprovecha la radiación solar, para transformarla en energía eléctrica. Proceso que se realiza mediante el efecto fotovoltaico.

4. Al aprovechar la energía solar, el consumo de electricidad, gas, gasóleo u otro tipo de combustible se reduce sensiblemente. No lo sustituimos por otro combustible que tengamos que pagar. Todo lo contrario, el sol se desprende de esa energía que es una lástima no aprovecharla.

5. Con la energía del sol para nuestra calefacción solar estamos consumiendo menos combustibles fósiles. Con esto reducimos las emisiones de CO2 y otros gases muy nocivos, que incrementan el efecto invernadero y pueden destruir la capa de ozono

¿Cómo es su producción en la época estival?

En verano se puede utilizar el calentador solar para calentar el agua de uso humano. Pero también podemos conectar equipos de aire acondicionado. Otra opción con placas solares térmicas es la conexión a un sistema de absorción para generar frío. El uso de placas solares fotovoltaicas para la generación de frío, se basa en la obtención de electricidad, que usaremos en un equipo de aire acondicionado. Este tipo de opción se usa en viviendas, pequeños comercios u oficinas, y por lo general para pequeñas estancias.

Energía solar termodinámica: alternativa energética

En estos días, donde las energías alternativas están cobrando un papel protagonista en el sector energético, el desarrollo de tecnologías de última generación, como ventanas o celdas o paneles solares termodinámicos, están aportando un valor añadido al mundo de las energías renovables tal y como lo conocemos. Y es que no debemos olvidar que 2020 va a suponer para España y toda Europa un cambio en relación a la eficiencia energética. Es el comienzo para alcanzar consumo energético casi nulo. Una nueva situación que afecta, en mayor medida, a los edificios con la nueva directiva de eficiencia energética establecida por la Unión Europa (EPBD). Una normativa con la que se espera un ahorro de energía de entre el 60% y el 80% en los nuevos edificios. Por ello el compromiso con el desarrollo de nuevas tecnologías, permite maximizar la calidad del sector. Así como el bienestar y habitabilidad del planeta. Un compromiso que podemos encontrar en la energía solar termodinámica.

¿Qué es la energía solar termodinámica?

La energía solar termodinámica es una evolución de la energía solar tradicional. Es un novedoso sistema que aprovecha la diferencia entre la temperatura del líquido que hay en los paneles termodinámicos y la temperatura ambiente. ¿Y cómo se produce esto? Los paneles solares termodinámicos llevan un líquido refrigerante a una temperatura muy baja que produce un intercambio de calor con la temperatura ambiente. Siempre y cuando no sea más baja que la del líquido refrigerante. Esto permite producir energía en cualquier momento del día. Es decir, tanto de noche como en condiciones climatológicas adversas, lluvia, viento, etc. Y es aportando agua caliente sanitaria, calefacción y soporte para piscinas. Así que al poder funcionar con diversas condiciones climatológicas, la instalación de un panel solar termodinámico no está limitada únicamente a regiones con muchas horas de sol. Todo un beneficio.

¿Sabías que las placas solares termodinámicas tienen un ahorro estimado de un 75% en el consumo eléctrico?

Además, su vida útil suele rondar los 25 años. Están fabricados generalmente en aluminio, por lo que su peso es bastante ligero. Alrededor de 8 kg. Es un material muy resistente a las variaciones de las temperaturas, así como a la abrasión y al desgaste. El precio de una instalación de un panel solar termodinámico suele estar entre los 1.500€ – 3.000€. Pero este puede variar según el número de paneles y la dificultad de la propia instalación.

Aplicaciones de la energía solar termodinámica

Para mantener una buena relación, la producción de energía solar térmica debe ser de 4 KW con un consumo de 1KW. Cuando la energía solar térmica se mantiene a un nivel similar al del consumo, no estamos logrando ahorro. Por este motivo, antes de llevar a cabo la instalación de un panel solar termodinámico, debemos tener en cuenta este aspecto y valorar si podremos generar la suficiente energía solar térmica para que sea rentable. No solo habrá que tener en cuenta la propia instalación, sino también, valorar la situación meteorológica en la zona en la que queramos aprovechar la energía solar termodinámica.

Cómo funciona la energía solar termodinámica

A primera vista, una instalación de este tipo parece similar a una instalación de paneles solares convencionales, si bien su modo de funcionamiento es completamente diferente y resultaría similar a un sistema de climatización por bomba de calor. En una instalación convencional de paneles solares circula un fluido que se calienta a su paso por los paneles debido a la incidencia directa de los rayos solares. Este tipo de energía solar aprovecha el calor para calentar agua. El agua es transformada después en vapor, que a su vez mueve unas turbinas. La acción de esas turbinas es lo que permite producir electricidad. No se produce electricidad directamente. Esta es una manera muy similar a cómo se obtiene energía eléctrica partiendo de la quema de combustibles fósiles. En este caso, no hace falta quemar nada para que se puedan mover las turbinas, el calor del sol lo hace y, además, al ser vapor de agua, no hay residuos nocivos de ninguna clase.

Importante en lo que se refiere a su funcionamiento

No hay que olvidar, que es necesaria una gran cantidad de calor para conseguir ese efecto y eso se consigue concentrando el calor del sol en unos puntos muy determinados. Por eso, no se usan paneles solares fotovoltaicos, que emplean un principio muy diferente, sino que se utilizan colectores de energía. Cuando éramos pequeños aprendimos en la escuela que, con una lupa y un día soleado, podíamos concentrar la energía del sol en un punto. En ese caso, conseguimos tal concentración de calor que se pueden incluso prender cosas que ardan. El funcionamiento de la energía solar termodinámica es, a grandes rasgos, lo mismo. El calor en este caso no se concentra sobre un punto para que arda, sino sobre lo que se llama un fluido termovector. Este fluido tiene unas excelentes capacidades de transmisión del calor y suele estar compuesto de agua y anticongelante. Después, entra en contacto con agua y produce el vapor que mueve las turbinas.

¿Qué beneficios tiene la energía solar termodinámica?

  • Mantenimiento: estas instalaciones necesitan un mantenimiento mínimo.
  • Gas refrigerante: no es necesario recargar periódicamente el gas refrigerante. Además, no es tóxico y las fugas son fácilmente detectables.
  • Menos control de funcionamiento: Los paneles no tienen que purgarse, ni ser cubiertos en verano para proteger la instalación contra sobrepresiones.
  • Efectivos 365 días: en invierno no se corre el riesgo de que los paneles se congelen.
  • Sin sistemas de apoyo: las instalaciones termodinámicas garantizan por sí mismas el 100% del suministro sin necesidad de calderas de apoyo.
  • Alta calidad de material: panel muy ligero (7,6 kg) y ultra plano (grosor 2 cms).
  • Fácil instalación: no necesita ningún tipo de obra ni refuerzo del tejado y se pueden utilizar por las dos caras. Además, la instalación se puede realizar en menos de 4 horas.
  • Duraderos: los materiales con los que están fabricados son anticorrosivos y pueden durar varias décadas, no tienen problemas de congelación ni de dilatación.
  • Eficiente: este sistema es un 20% más eficiente que los sistemas térmicos en el mercado. Capaz de trabajar durante todo el año con o sin radiación solar. ACS durante los 365 días del año día y noche.

Energía solar térmica y termodinámica: ¿es lo mismo?

No. Es muy frecuente confundir la energía solar termodinámica con la térmica , ya que ambas hacen uso de los rayos solares para funcionar. Sin embargo, la principal diferencia entre ambas es que en la térmica, solo es posible generar energía a partir de la radiación solar. Mientras que la energía solar termodinámica puede servirse del viento, de la lluvia o del propio aire. Esto se debe a que los paneles solares termodinámicos funcionan por la diferencia de temperatura. Es decir, siempre que la temperatura del panel sea superior a los -7º, el sistema podrá proporcionar agua caliente sanitaria a unos 60º.

En lo que respecta al propio funcionamiento, también hay diferencias en la instalación de un panel solar termodinámico. En esta se utiliza una bomba de calor que tiene ganancia solar. Sin embargo, en la solar térmica se utiliza un acumulador de calor. Por último, la energía térmica debe estar siempre orientada al sur. De este modo, puede obtener la mayor cantidad de luz solar a lo largo del día. Por el contrario, en la energía solar termodinámica puede existir cierta variación en su posición. El motivo estás en que, como hemos dicho, es posible utilizar otras condiciones meteorológicas para funcionar.

Energía solar para calefacción activa y pasiva

La idea de usar el sol como una fuente de energía es muy antigua, remontándonos al siglo VII a.C. cuando se utilizaban lupas para poder generar fuego. Pero no ha sido hasta los años 70 cuando la energía solar comenzó a ganar protagonismo tras la crisis del petróleo (1973-1979). Una crisis que llevó a un replanteamiento mundial en el ámbito energético. La energía solar surge, en ese momento, como una seria alternativa de consumo responsable con el medio ambiente, donde tuvo como punto de inflexión el protocolo de Kyoto de 1997. Una convención en el Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático que llevó a un acuerdo internacional con el firme objetivo de reducir las emisiones de gases mundial. Un cambio que devolvía a la energía solar al foco del ámbito energético.

Y es que el desarrollo de la tecnología solar se inicio en la década de 1860, pero a comienzos del siglo XX, con la llegada del carbón y el petróleo como fuentes de combustible no renovables, de fácil acceso y baratas, llevo a la pérdida de protagonismo de la energía solar. Una tendencia que ha cambiado en los últimos años  llevando a la energía solar, y en concreto a la fotovoltaica, a ser la energía que más ha crecido en el último año (32%) , acumulando el 47% de toda la nueva capacidad de generación energética dentro de las energías renovables.

Energía solar por calefacción activa y pasiva

La energía solar es un tipo de energía limpia y renovable que se obtiene de la radiación solar. Aprovechando dicha radiación para generar tres tipos de energía solar: fotovoltaica, térmica y pasiva.

En este sentido si nos enfocamos en la calefacción de las viviendas, podemos hablar de la calefacción activa (fotovoltaica y térmica) y pasiva. Una forma de suministrar calor de manera sostenible y ecológica.

 

 

Calefacción pasiva

Para poder hablar de calefacción pasiva tenemos que empezar por explicar que es la energía solar pasiva. Este tipo de energía es una técnica de aprovechamiento de la energía solar que mediante un conjunto de técnicas de construcción puede trasformar el calor y utilizarlo sin necesidad de otros dispositivos, como calentadores de gas o calderas. Consiguiendo que el consumo sea menor de 15W/m2, y permitiendo que el confort en los hogares sea superior al de una vivienda habitual.

Pero no solo eso, sino que una casa pasiva permite optimizar todo el calor posible. ¿Pero cómo?, pues obteniendo el calor que se produce a través de la luz y la radiación solar que entra por las ventanas; del calor que generan los electrodomésticos cuando funcionan; o incluso con el propio calor corporal de los habitantes que estén en la vivienda. Todo esto hace posible que no sólo no sea necesaria la climatización asistida (ya sea calefacción o aire acondicionado), sino que el consumo energético disminuya. Una técnica capaz de consumir sólo un 10% de la energía de un inmueble medio.

 

Calefacción activa

En el caso de la calefacción activa, al igual que la pasiva, se obtiene de la radiación solar, una energía sostenible y completamente renovable que puede ayudar a mejorar nuestro consumo y eficiencia. Para entenderlo un poco mejor, ¿sabías que el planeta tierra recibe alrededor de 1.336 vatios de radiación solar por metro cuadrado?. La calefacción solar activa, se diferencia de la pasiva principalmente, en que la energía se transforma en calor en las viviendas mediante placas solares o recolectores. Una placa solar permite una reducción de la contaminación en unas 100 toneladas de CO2 durante el tiempo que se utilice, ayudando a mejorar calidad del medio ambiente y a bajar las emisiones de CO2.

Según el informe publicado por la ONU Medio Ambiente «Tendencias globales en la inversión en energías renovables 2018«, la energía solar generó, a nivel mundial, más electricidad que las energías transformadas a través de combustibles fósiles (gas, gasoil). Añadiendo unos 98 GW más que cualquier otra fuente de energía. El futuro está en la energía renovables, donde la solar tiene un papel protagonista.

 

Calefacción solar pasiva vs activa

Como ya mencionamos anteriormente, al contrario que los sistemas solares activos, los pasivos funcionan sin ningún tipo de dependencia de dispositivos externos. ¿Cómo se consigue? A decir verdad existen diferentes técnicas o dispositivos que se pueden aplicar para poder optar a energía solar pasiva en nuestra casa. Como por ejemplo, utilizar grandes ventanas para recoger la luz y el calor solar; utilizar material absorbente con masa térmica en suelo y techo; o incluso, en un tanque de agua para transferir el calor obtenido al interior de la vivienda. Además de contar con cortinas o persianas aislantes para controlar y evitar que la casa se sobrecaliente; emplear acristalamiento o muros colectores orientados al sur para poder captar mayor energía solar; o incluso mediante iluminación natural usando paneles reflectantes que transfieren la luz al interior de la vivienda. Como podemos ver, el objetivo de la calefacción pasiva no es otro que aprovechar el aporte directo de la radiación solar sin ningún tipo de elemento o dispositivo mecánico, como sería en el caso de los sistemas de calefacción solar activa.

Cuando hablamos de la calefacción activa, nos referimos a un sistema que obtiene también energía de manera natural pero se basa principalmente en capturar, convertir y distribuir dicha energía generada con el calor solar. Llevando a cabo este proceso a través de colectores o placas solares y transformando el calor en energía térmica y/o fotovoltaica. Con el objetivo de producir energía eléctrica o mecánica para el abastecimiento en casa de dispositivos de refrigeración, ventilación o simplemente almacenarla para su uso en el futuro. Este tipo de calefacción cuenta con innumerables ventajas, como ser una fuente inagotable de energía, tener un bajo coste en el consumo, y ser fácil de montar y de reutilizar.

 

Similitudes de la calefacción solar pasiva y activa 

  1. Energía respetuosa con el medio ambiente: ninguna de las dos necesita ningún proceso de combustión. Por lo que no contamina y ayuda a proteger la capa de ozono, el efecto invernadero y evitar fenómenos producidos por la contaminación.
  2. Consumo responsable: la calefacción pasiva y activa permite controlar de manera responsable el consumo. Ya que nosotros decidimos cuanta energía queremos producir. Para ello es importante saber la cantidad de energía que gastamos en nuestro hogar mensualmente.
  3. Energía 100% renovable: al beneficiarse de la radiación solar siempre puede producir calor. Ahora sí, dependiendo de la época del año y el clima la producción de energía variará.

La preocupación por el calentamiento global, junto con la continua subida de los precios de los combustibles fósiles, la propia inseguridad del petróleo y el ambicioso plan 2020 de Eficiencia energética de la Unión Europea, convierten a la energía solar en particular y al resto de energías renovables en activos muy importantes para el futuro energético mundial.