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Asesoría, consejos y datos

Paneles termosolares: agua caliente para tu casa

La energía solarse puede aprovechar por medio de diversos captadores para transformarla en energía eléctrica o térmica. Con esta guía de Sodimac.com te asesoramos para que conozcas qué tipos de colectores puedes usar en tu casa para aprovecharla.

paneles termosolares

Características

Características de los equipos solares térmicos

caracteristicas paneles termosolares

Estos dispositivos modulares diseñados para recoger la energía irradiada por el sol y convertirla en energía térmica logran calentar agua u otro tipo de fluidos a temperaturas que oscilan entre 40°C y 50°C, pudiendo alcanzar incluso los 70°C.

Algunas de las ventajas del uso de la energía solar como fuente de energía térmica:

  • Reduce directamente el costo asociado al calentamiento de agua, ya que suple el consumo de electricidad o combustibles.
  • Las instalaciones de energía solar térmica pueden subsidiar entre un 50% y un 70% del agua caliente demandada. El resto de la demanda puede ser suplida por sistemas convencionales de producción de agua caliente.
  • La inversión se amortiza a mediano plazo, gracias al ahorro energético. En promedio, pueden quedar amortizadas a partir de 4 a 6 años, con una vida útil de 20 años como mínimo.
  • No emite gases perjudiciales para la salud ni gases de efecto invernadero que afecten el calentamiento global.
  • La energía solar es una fuente inagotable, limpia, silenciosa y confiable. En Chile, además, se encuentra presente en forma abundante, principalmente desde la Zona Central hacia el Norte.
  • Otorgan un valor agregado a cualquier tipo de vivienda. Una vivienda unifamiliar que tenga instalados 2 m2 de paneles evita la emisión de 1,5 toneladas de monóxido de carbono al año.
Componentes

¿Cuáles son los componentes de un panel solar térmico?

El funcionamiento de un panel termosolardestinado a calentar agua considera 2 elementos básicos: un colector solar y un depósito para el almacenamiento de agua.

Colector solar

El rol que cumple el panel solar o colectores el de capturar la energía solar y convertirla en calor (fenómeno de conversión fototérmica). Esta energía es enviada a un fluido portador del calor que circula dentro del colector o tubo térmico.

Depósito de acumulación

Cerca del colector solarse instala el depósito de acumulación del agua caliente, donde se realiza el intercambio de calor entre el fluido portador del calor y el agua contenida en el depósito.
Al ceder el calor recibido del sol, el fluido calienta el agua contenida en el depósito a una temperatura que puede alcanzar incluso los 60 - 70°C. Como referencia es importante saber que el agua que utilizamos para ducharnos no supera los 40 - 45 °C.
El agua caliente producida podrá ser destinada al uso doméstico, como agua sanitaria, calefacción o producción de energía mecánica y, a partir de ella, electricidad.
El tamaño del calentador dependerá de la cantidad de personas que vivan en la casa y del nivel de consumo. En general, para conseguir aportes del 50% de las necesidades totales de agua caliente sanitaria de una vivienda con 4 personas, se necesita un equipo formado por paneles de 2 a 4 m2 y con depósitos de 200 a 300 litros de acumulación.

Las tuberías

Las tuberías son los elementos que permiten conducir el calor entre el colector y el depósito, pero también conducir el agua caliente hacia los puntos de consumo. Para esto las cañerías deben ser apropiadas para el uso de agua caliente, y deben estar aisladas para disminuir las pérdidas de calor.

¿Cómo elegir?

¿Cómo elegir un panel termo solar?

Antes de elegir un panel termosolardebes considerar lo siguiente:
  1. Averiguar la orientación de la cubierta o techumbre. La posición más ventajosa es la orientación norte. De todas maneras, se podrá instalar en la cubierta incluso si está orientado hacia el norponiente.
  2. La cubierta debe tener una inclinación de por lo menos 35° respecto del plano horizontal. Hay que tener cuidado para que en ningún mes del año se produzcan sombras que cubran el panel de los rayos del Sol.
  3. Compara la calidad del diseño a escoger. Busca unidades fabricadas en acero galvanizado o aluminio, para evitar la posibilidad de oxidación o corrosión. Los paneles instalados en el exterior deben ser capaces de soportar variables como la lluvia y la acción del viento.
  4. Considera el tamaño y el peso de los colectores. Asegúrate de que cuentas con el espacio y resistencia necesaria, para instalarlos de forma segura sobre la cubierta o a nivel de piso, según corresponda.
  5. Dimensiona los colectores y elige el tamaño correcto. Para calcular el tamaño hay que tener en cuenta el consumo previsible de agua caliente de las personas que utilizarán el sistema, y de los elementos domésticos que puedan hacer uso de él. En una familia media, el consumo de agua caliente es de, aproximadamente, 30-50 litros/día por persona. Solicita asesoramiento de expertos antes de decidir qué calentador de agua solar comprar.
  6. El agua caliente producida por un panel solar térmico varía en función de diferentes elementos como la posición, la zona geográfica y la radiación solar diaria. En promedio, puede considerarse una producción de agua de 80-100 litros/día, a la temperatura de 40°C, por cada metro cuadrado de panel instalado. Teniendo en cuenta las variables referidas, en la tabla siguiente se propone un esquema de dimensionamiento básico del depósito y de los paneles solares:

Viviendas: Uso anual orientación norte

Nº de personas Capacidad depósito (litros) Metros cuadrados paneles
1 a 3 130 - 150 130 - 150
3 a 5 200 - 300 200 - 300
6 a 8 300 - 450 300 - 450
Tipos de paneles

Tipos de paneles solares

Tipos de paneles solares

En función de su aplicación existen 2 tipos de paneles:

Paneles solares planos al vacío

Cuentan con tuberías al vacío, las que comprenden el absorbedor y el cristal, con el fin de reducir las dispersiones de calor hacia el exterior.
El calor captado por cada elemento (tubo de vacío) es transferido a la placa generalmente de cobre, que está dentro del tubo. De esta manera, el líquido portador del calor se calienta y, producto del vacío, se reduce al mínimo la dispersión de calor hacia el exterior.
En apariencia, son como tubos de vidrio, que en su interior contienen un elemento que absorbe el calor, donde la presión del aire es mínima e impide que se pierda calor.
Para conseguirlo, en la fase de montaje se extrae el aire existente entre el absorbedor y el vidrio de la cubierta y se asegura una hermeticidad perfecta.
Los paneles solaresde vacío tienen un rendimiento óptimo durante todo el año y son especialmente adecuados para ser instalados en zonas de radiación solar medio-baja, incluso en climas rígidos.

Paneles solares planos con cubierta

Los colectores solaresplanos son el tipo más conocido tradicionalmente. Sus componentes son los siguientes:

  • Un absorbedor, formado por una lámina parecida a un radiador, el cual lleva en su interior un haz de tubos por donde pasa el fluido portador del calor, destinado a ser calentado por el sol. Este fluido está formado normalmente por agua con anticongelante, para aguantar el frío del invierno sin congelarse.
  • Una placa de cristal, colocada sobre el absorbedor, que protege el aparato y deja pasar los rayos del sol. El absorbedor, al calentarse, irradia energía en forma de radiación infrarroja, que se mantiene al interior del cristal, provocando un efecto invernadero.
  • Un aislante térmico (de fibra de vidrio o de espuma de poliuretano), colocado en la parte debajo del panel, para reducir las dispersiones de calor.
  • Una caja de metal o aluminio laminado, colocada detrás del colector que ensambla las partes y confiere al panel solidez y estabilidad.

En función del tipo de circulación del fluido existen 2 tipos de paneles:

Sistema de circulación natural

Es el caso de un sistema termosifónico, basado en el principio por el que el fluido del circuito primario, calentado por el sol, disminuye su densidad y por tanto, asciende, provocando un movimiento natural del fluido.
En este caso, el depósito debe colocarse siempre en un nivel superior a los colectores y a poca distancia, para permitir la convección por diferencia de temperatura.
Para facilitar el movimiento del agua tiene que haber una diferencia suficiente de temperatura entre el colector y el acumulador, y una altura entre el acumulador y los colectores mayores a 30 cm.

Sistema de circulación forzada

El principio de funcionamiento de un sistema de circulación forzada se distingue del de circulación natural, porque el fluido, contenido en el colector solar, fluye en el circuito cerrado por efecto del empuje de una bomba controlada por una centralita (o termostato) activada, a su vez, por sondas colocadas en el colector y en el depósito.

¿Dónde usar?

¿Dónde usar paneles termo solar?

  • Para el calentamiento de sistemas de agua caliente sanitaria (ACS).
  • Potabilización de agua.
  • Secado solar.
  • Calentamiento de agua en piscinas.
  • Sistemas de calefacción.
  • Sistemas de calentamiento en aplicaciones y procesos industriales.
  • Sistemas de refrigeración.
Consejos

Recomendaciones de uso y mantención

Consejos de uso

  • Solicita asesoramiento de expertos antes de decidir qué calentador de agua solar comprar.
  • Para alcanzar una máxima eficiencia, asegúrate de que los colectores solaresno están sombreados por árboles o edificios cercanos, sobre todo en invierno.
  • Para un mejor rendimiento, recuerda que los colectores solaresnecesitan ser instalados en un ángulo con la horizontal. Lo ideal es no disminuir el ángulo de inclinación bajo los 35º. Esto maximiza la cantidad anual de radiación que cae sobre los paneles. En algunos casos, es preferible aumentar el ángulo algo para mejorar el rendimiento de invierno y reducir el sobrecalentamiento en verano.
  • Asegúrate de aislar todos los componentes del sistema, incluyendo las tuberías, para obtener un rendimiento óptimo. Esto es particularmente importante para los sistemas de circulación natural, donde existe una larga distancia entre el depósito y las llaves de agua caliente.

Consejos de seguridad

  • La aplicación e instalación de un sistema de paneles solares debe ser ejecutada por un equipo especializado y certificado.
  • Dependiendo del tipo de instalación, requerirá sobre todo del uso de instrumentos, herramientas y dispositivos de seguridad adecuados, como cuerdas de vida o arnés, principalmente por el trabajo en altura.
  • Los sistemas de circulación natural o de termosifón, al ser llenados completamente de agua, pueden llegar a pesar varios cientos de kilos. La mayoría de las cubiertas pueden soportar un tanque de almacenamiento sin refuerzo, pero esto hay que comprobarlo previa instalación.

Consejos de mantención

  • Controla periódicamente el nivel del líquido del circuito primario y, si hubiera filtraciones accidentales, rellena con una mezcla de anticongelante diluido con agua.
  • Si te ausentas de tu vivienda por períodos prolongados, apaga el sistema y cubre los paneles para protegerlos.
  • Si no has estado en tu casa por un período largo, revisa los paneles que no se han utilizado y controla su funcionamiento.
  • Cambia totalmente el líquido anticongelante por lo menos cada 5 años.
  • Limpia anualmente los paneles solares y quita el polvo de las superficies.
  • En caso de daño o rotura en la cubierta del panel, éste se debe sustituir. En el intertanto, es preciso proteger el panel con una manta transparente, especialmente para evitar lluvias, ya que estas pueden dañarlo gravemente en poco tiempo.
  • Las instalaciones solares de circulación forzada deben ser controladas por lo menos una vez al año, por un técnico especializado, para que realice las operaciones de mantenimiento necesarias.

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Distintos modelos están disponibles en la

categoría Paneles termosolares.

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