¿Qué es un Calentador solar y como funciona?

El calentador solar es un dispositivo que convierte y usa la energía solar que se recibe en forma de radiación en calor, la cual se utiliza para calentar fluidos (agua, alcohol, aceite, aire, entre otras); dicha energía es transformada directamente en calor sobre una superficie oscura que al tener contacto con los fluidos estos se calientan.

El uso más común es para calentar agua en servicios sanitarios como, por ejemplo, duchas, lavado de ropa, entre otros fluidos; y sirve para viviendas, hoteles, industrias, etc. De igual manera calienta piscinas, jacuzzis y tinas de hidromasajes.

El agua que se obtiene puede alcanzar temperaturas de 100 °C bajo condiciones en la cual la presión sea superior a la atmosférica, a través de los calentadores también es posible alimentar calderas y generadores de vapor.

Un calentador solar también puede disminuir el consumo energético que se utiliza para calentar el agua, esta disminución puede llegar a ser de hasta 50 – 75 %, lo cual baja el consumo de gas o electricidad en determinadas épocas del año.

Los calentadores solares almacenan calor durante uno o dos días y los equipos más sofisticados pueden abastecer agua caliente durante toda la temporada invernal, lo cual en un gran beneficio para el dueño.

¿Cómo funciona un calentador solar?

Los calentadores están formados por un panel solar, que se encargan de captar los rayos del sol y la transforman en energía y la transfieren al agua. Debajo de dichas placas se encuentran unos cabezales que alimentan la circulación del agua, la cual se calienta al pasar por debajo de ella.

El agua fría y caliente produce un circuito entre la placa solar y el tanque de agua donde se almacenará el agua caliente, el cual está aislado, para que el agua almacenada no pierda el calor y pueda usarse cuando sea necesario.

Componentes de un calentador solar

  • Termotanque: es el depósito en el cual se almacena el agua caliente, el cual se encuentra aislado térmicamente.
  • Colector solar: Se refiere a la superficie donde se calienta el agua.
  • Aislamiento térmico: Compuesto que mantiene el agua caliente dentro del depósito, el cual se asemeja a una esponja rígida, normalmente es de espuma de poliuretano por su gran capacidad de aislamiento.
  • Base de la estructura: Es la encargada de soportar la inclinación necesaria para obtener el calentamiento por termosifón.

Sistema de calentamiento solar

Los calentadores solares que se basan en una celda solar térmica, constan de varios sistemas y tienen los siguientes elementos:

  • Sistema de captación: Esta formado por paneles solares propiamente dichos.
  • Sistema de acumulación: Es el depósito de almacenamiento de agua.
  • Sistema hidráulico: Lo conforman las bombas y las tuberías por donde circularán los diferentes fluidos.
  • Sistema de intercambio: Debe tenerse en caso de que el fluido que pasa por los paneles solares no sea igual que el empleado por el propietario.
  • Sistema de medición: Se encarga de monitorear las temperaturas de entrada y salida del flujo y de la superficie del panel, a través de un sensor de temperatura.

Tipos de calentadores solares

En función del uso que se va a dar, se clasifican en:

Calentador solar plano

Reciben este nombre porque la placa o captador solar es totalmente plano, con la finalidad de que puedan absorber al máximo la radiación solar.

En este tipo de calentadores, los colectores son cajas impermeables y aislantes, las cuales contienen una placa absorbente muy oscura debajo de una cubierta de vidrio.

Se consiguen con o sin cubierta y pueden alcanzar temperaturas que oscilan entre 30° y 70° C, esto dependerá de su diseño.

Los que se utilizan para calentar piscinas tienen una placa absorbente oscura, la cual esta fabricada en metal o polímero y son unos de los modelos mas usado pues utilizan el efecto invernadero para su funcionamiento.

Calentadores solares de tubos de vacío

Están formados por tubos de vidrio al vacío por donde el agua circula, lo cual permite absorber mayor radiación solar que los otros modelos aumentando su eficiencia.

Cada uno de los tubos, contiene un tubo exterior de vidrio además de un tubo absorbente de metal, los cuales están unidos a una aleta.

El recubrimiento de la aleta permite que se absorba la energía solar impidiendo la perdida de calor; este tipo de calentadores alcanzan temperaturas entre los 50° y 190° C.

Calentador solar de concentración

Este tipo de calentadores concentran la luz en un punto único que logra alcanzar altas temperaturas, tiene u diseño cóncavo para reflejar la radiación de forma óptima el cual necesita que la energía solar le llegue de forma directa.

Es utilizado con mayor frecuencia en el ámbito industrial y tiene mayor tamaño d que otros modelos y por tratarse de calentadores de agua de alta capacidad, logran disminuir los costes operativos garantizando además un suministro constante.

Calentadores de agua para piscinas

Aprovechan la energía solar para calentar el agua de la piscina, este proceso se realiza cuando el agua pasa por unos tubos negros que absorben el calor, los cuales están conectados a una bomba depuradora; son muy rentables a largo plazo, ya que las piscinas pueden ser utilizadas en épocas en que la temperatura no es favorable.

Sistemas solares de calentamiento

Sistema activo

Existen dos tipos, los de circulación directa donde el sistema detecta automáticamente el momento en que se recoge la luz solar y las bombas circulan el agua a través de los colectores y el sistema indirecto es ideal para los lugares donde las temperaturas alcanzan valores bajo cero, pues las bombas hacen circular fluido anticongelante y un intercambiador de calor, calienta el agua que va al hogar.

Sistema pasivo

Son aquellos que usan un tanque de almacenamiento y un tanque de recolección solar, donde se almacena el agua caliente para ser usada posteriormente.

Ventajas de los calentadores solares

  • El gasto de gas en la vivienda se disminuye en un 80 % aproximadamente, pues no requiere ningún tipo de combustible.
  • La inversión que se hace puede recuperarse en pocos años.
  • El mantenimiento es muy fácil, solo debe conservarse en óptimas condiciones de limpieza.
  • Permiten calentar el agua de manera eficiente y sustentable.
  • No produce ruido.
  • Tiene la capacidad de trabajar en conjunto con otros sistemas de calefacción o agua caliente.
  • No se requieren de muchos paneles solares, solo son necesarios uno o dos.
  • Significativa reducción de la huella de carbono, pues ahorra entre 230 kg y 510 kg de dióxido de carbono (CO2) por año.