Ergonalia
Aplicaciones térmicas de la energía solar
Actualmente es una de las formas más desarrolladas de aprovechamiento de la energía solar. El mercado de este tipo de energía se ha desarrollado debido a tres motivos principalmente:
- A los altos niveles de radiación y al desarrollo de la tecnología para lograr un buen aprovechamiento.
- Un aumento en el coste de energías convencionales que habitualmente eran las encargadas de suministrar estas demandas energéticas.
- La suma de estos dos nos lleva al tercero, que se resume en una mayor concienciación de nuestra sociedad en estos temas como consecuencia de sus beneficios ambientales (primer punto) y económicos (segundo punto).
Si nos fijamos en la propia tecnología estas instalaciones están formadas por sistemas que aprovechan la energía solar para calentar un fluido (normalmente agua + glicol) que se hace pasar por un circuito hidráulico con una serie de componentes hasta un tanque de almacenamiento (acumulador). Una vez allí si la temperatura es la adecuada para el consumo se distribuye a los diferentes usos para los que esté diseñada. Seguidamente ofrecemos un esquema de los diferentes componentes básicos que forman una instalación:
1. Colectores o placas captadoras
Son los dispositivos que están expuestos. Por su interior circula el agua que pretendemos calentar.
2. Cubierta protectora transparente
3. Placa absorbedora (normalmente de cobre)
Capta la máxima radiación y emite la mínima energía al exterior. Contiene los tubos por los que circula el líquido, normalmente agua con anticongelante.
4. Lámina reflectante
5. Aislamiento térmico para reducir las pérdidas
6. Acumulador
Su función es almacenar el agua de consumo ACS. También puede acumular agua de apoyo al sistema de calefacción. El consumo estimado por persona y día es de 40 litros a 45ºC.
7. Apoyo energético
En los momentos en los que no se dispone de energía solar, hace falta un sistema de apoyo basado en energías convencionales. Se suelen emplear sistemas eléctricos (una resistencia dentro del tanque) o de gasóleo o gas (se puede aprovechar un sistema ya existente).
8. La corrosión se evita introduciendo en el interior del depósito un ánodo que debe cambiarse periódicamente.
9. Sistema de control
Comprueba la temperatura en diferentes partes de la instalación para conectar o desconectar los sistemas de apoyo y las bombas cuando sea necesario.
Este tipo de instalaciones se diseñan para cubrir diferentes demandas. En la actualidad existen un gran número de aplicaciones de estas instalaciones, pero las principales son:
- Calentamiento de Agua Caliente Sanitaria (ACS): ya sea el agua destinada al aseo personal y limpieza de utensilios como a la climatización de piscinas.
- Calefacción.
- Refrigeración.
Calentamiento de agua caliente sanitaria
Es la aplicación mas utilizada y la que nos permite obtener agua caliente que podremos utilizar en distintos usos como higiene personal, limpieza de distintos objetos como ropa, utensilios e incluso puede aumentar la temporada de baño mediante la climatización de piscinas. Estos sistemas pueden resultar muy beneficiosos económicamente si tenemos en cuenta que aproximadamente el 5 % del consumo energético convencional en un país desarrollado se destina a este tipo de actividades.
Calefacción
Estos sistemas nos permiten dar un apoyo importante a los sistemas de calefacción en viviendas en los meses de invierno. Como hemos dicho anteriormente los precios de las energías convencionales que cubrían esta demanda se encuentran sujetos a fluctuaciones, con lo que se buscan nuevas formas de lograr la estabilidad tanto económica como de suministro.
Dos razones excelentes para usar la energía solar para calefacción son el ahorro económico que significa y la ayuda a la conservación de nuestro medio ambiente. Teniendo esto en cuenta diferentes utilizaciones de la calefacción por energía solar pueden reducir el gasto hasta la mitad evitando el impacto de la polución y los gases de efecto invernadero degradan nuestra calidad de vida y la naturaleza.
Refrigeración
España es un país sujeto a una fuerte estacionalidad, es decir, inviernos donde es necesaria la calefacción y veranos en los que, cada vez más, se hace necesaria la utilización de aire acondicionado.
Siguiendo esto, la posibilidad de obtener este servicio de la forma más respetuosa para el medio ambiente a un coste adecuado se convierte en un punto fuerte para una empresa dentro de este mercado. Actualmente existen dos sistemas de refrigeración en el mercado: refrigeración por absorción y por compresión.
El sistema de refrigeración por absorción es un medio de producir frío que, al igual que en el sistema de refrigeración por compresión, aprovecha que ciertas sustancias absorben calor al cambiar de estado líquido a gaseoso. Así como en el sistema de compresión el ciclo se hace mediante un compresor (gasto eléctrico), en el caso de la absorción, el ciclo se basa físicamente en la capacidad que tienen algunas sustancias, como el bromuro de litio, de absorber otra sustancia, tal como el agua, en fase de vapor.
En la refrigeración por absorción la energía necesaria para mantener el ciclo proviene de una fuente calorífica más económica, en este caso energía solar térmica. En la refrigeración por compresión se utiliza un compresor que funciona con energía eléctrica. Hay que tener en cuenta que sólo se convierte en electricidad útil un 25% de la energía primaria que se ha utilizado. El método por compresión se utiliza debido a que los precios de la electricidad en España son bastante bajos en comparación con los de otros países europeos.
Los aparatos generadores por absorción son más voluminosos y requieren inmovilidad lo que es muy adecuado para viviendas, aplicaciones industriales pero no permite su utilización en automóviles, lo que sería muy conveniente como ahorro de energía puesto que el motor tiene grandes excedentes de energía térmica, disipada en el radiador.