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Energía Solar Tecnovasol

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Agua Caliente Sanitaria (A.C.S.) mediante placas solares térmicas

Una instalación de energía solar térmica puede cubrir entre un 50 y un 80% del total de la demanda de Agua Caliente Sanitaria de una vivienda, spa, hotel, gimnasio, camping... el resto se suple con sistemas de apoyo convencionales como pueden ser calderas de gas, termos eléctricos...

Las instalaciones solares no se diseñan para cubrir el 100% de la demanda puesto que se necesitarían instalar costosos sistemas de acumulación de energía a largo plazo que harían económicamente inviable este tipo de instalaciones

COMPONENTES DE UNA INSTALACIÓN SOLAR TÉRMICA PARA ACS

Una instalación solar térmica se compone de los siguientes elementos:
  • Captadores Solares: transforman la energía radiante del sol en energía térmica. El principio de diseño de un captador es el mismo que el de un invernadero, el objetivo es captar la radiación solar sin dejar que se escape para transmitirla al fluido que pasa por su interior.
    Dependiendo de su construcción podemos distinguir dos tipos:

    1. Planos: son los más comunes y utilizados a nivel doméstico. Están recubiertos de una caja herméticamente cerrada. En la cara superior de esta caja se coloca una superficie acristalada que deja atravesar la radicación solar e impide que se pierda la ganancia térmica obtenida. En el interior de la caja, se encuentra la placa absorbedora dispuesta en forma de serpentina, es el tubo por dónde circula el fluido. Este tipo de colectores son eficaces para trabajar a temperaturas de hasta 60 ºC, a temperaturas más altas pierden su eficiencia.
       
      Captadores Solares
       
    2. Tubos de Vacío: se crea un vacío en el espacio que queda entre el cristal protector y la superficie absorbente eliminando así las pérdidas por convección interna ya que no hay aire que pueda transferirlas y aumentando tanto la temperatura de trabajo como el rendimiento de la instalación. Permiten trabajar a temperaturas de hasta 100 ºC sin perder su eficacia.

      Tubos de Vacío
  • Sistema de Distribución: transporta el fluido caliente contenido en los captadores solares hasta el punto de consumo. Existen diferentes circuitos de distribución, dependiendo de las necesidades a satisfacer o de las condiciones climáticas dónde se ubique la instalación.

    1. Instalaciones de Circuito Abierto: el agua caliente producida en el captador solar es transferida directamente al depósito de acumulación.

      VENTAJAS:

      • Resultan más económicos y fáciles de instalar
         
      • Permiten obtener mejores rendimientos energéticos

      INCONVENIENTES
      :

      • Riego de roturas del circuito en periodos de heladas
         
      • Problemas de incrustaciones por la calidad del agua

       
    2. Instalaciones de Circuito Cerrado: existen dos circuitos, el circuito PRIMARIO del sistema captador y el circuito SECUNDARIO dónde se encuentra el sistema de almacenamiento. En este caso el agua no pasa directamente por los colectores solares por lo que se puede utilizar anticongelante que evite el riesgo de roturas por congelación en zonas dónde las temperaturas bajen de 0 grados. En caso de que el agua contenida en el acumulador no alcance la temperatura de uso deseada, entra en funcionamiento automáticamente el sistema auxiliar (caldera o resistencia eléctrica) que se encarga de generar el calor complementario. Este es el sistema más utilizado para instalaciones de ACS.

      Circuito Cerrado
       
    3. Instalaciones con Circulación Natural o con termosifón: dónde el depósito debe colocarse en un nivel superior a los colectores 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 mayor de 30 centímetros. Este tipo de sistema se utiliza en áreas geográficas con climas cálidos y en instalaciones solares pequeñas.


      Circulación Natural o con termosifón

      VENTAJAS:

      • Resultan más económicos puesto que no necesitan bomba de impulsión
         
      • Son fáciles de instalar
         
      • No necesita energía eléctrica para funcionar

      INCONVENIENTES:

      • Estética, puesto que el acumulador tiene que estar encima de los paneles
         
      • Tienen un menor rendimiento energético

       
    4. Instalaciones con Circulación Forzada: necesitan una bomba de impulsión para transportar el fluido de los colectores al depósito de acumulación. Este tipo de instalación se aplica en climas fríos, dónde cualquier pérdida de calorías puede restar eficacia a la instalación.
      Circulación Forzada

      VENTAJAS:

      • Mayor rendimiento energético que un equipo termosifónico
         
      • El tejado no tiene que soportar el peso del acumulador (300 – 500 Kg)
         
      • Mejora la estética del sistema al poder instalar el acumulador en el interior de la vivienda

      INCONVENIENTES:

      • Su coste es más elevado que un equipo temosifónico
         
      • Necesita energía eléctrica para funcionar
         
  • Depósito o acumulador: la función del depósito es conservar caliente el agua producida por los paneles solares durante un tiempo limitado, normalmente entre 1 y 4 días en el caso de sistemas pequeños.

    En función de su construcción podemos distinguir dos tipos:


    1. De inercia: están fabricados en acero sin ningún tipo de revestimiento interior que los proteja de la corrosión. Suelen utilizarse en aplicaciones con circuitos cerrados ene los que el agua no es renovada y en consecuencia no existe corrosión.

       
    2. Vitrificados: son aquellos que llevan un recubrimiento cerámico en su interior que evita la corrosión de los mismos. Con el fin de aumentar su protección frente a la corrosión disponen en su interior de un ánodo de magnesio que deberá sustituirse en función del uso de la instalación. En los grandes acumuladores dicho ánodo es sustituido por corrientes eléctricas “correx-up” con lo que se elimina la necesidad de sustituir el ánodo.

      Vitrificados

    Dependiendo de la ubicación del intercambiador de energía dentro del acumulador tenemos dos tipos depósitos:

    1. Interacumuladores: estos llevan en su interior el serpentín para el intercambio de energía.

       
    2. Acumuladores: en este caso el serpentín está en el exterior. Disponen de un aislamiento exterior que evita la pérdida excesiva de energía. La temperatura máxima que admiten suele ser entre 80 y 95ºC y la presión dependerá del fabricante aunque suele estar entre 3 y 10 bares.
  • Intercambiador de placas: es una caja metálica formada por un número de placas en contacto mutuo que permiten intercambiar energía entre dos fluidos que no se mezclan. Los intercambiadores disponen de cuatro tomas para su conexionado, dos para cada circuito.

    Intercambiador de placas  Intercambiador de placas
  • Circuladores: su función es mover el fluido caloportador en instalaciones forzadas entre los paneles solares y los acumuladores y consumen muy poca energía eléctrica.
  • Reguladores diferenciales: se utilizan en instalaciones con circulación forzada con el fin de  automatizar el sistema y optimizar la energía generada. Dependiendo de la aplicación a la que se destinen, son programados para proteger la instalación frente a sobre temperaturas o frente a congelaciones puesto que controlan los circuladores y válvulas automáticas.
  • Circuito Secundario: es aquél que une el acumulador solar con la instalación de energía convencional, es decir, con la caldera de gas-oil, termo eléctrico, caldera de gas, de biomasa, etc...)
  • Vaso de Expansión: es un recipiente cilíndrico, en cuyo interior se ubica un balón de gas que permite absorber las dilataciones de un fluido en un circuito cerrado para evitando así que las válvulas de seguridad dejen salir el líquido del circuito. Constituye un elemento muy importante en las instalaciones térmicas puesto que evitan el vaciado del circuito primario en el caso de calentamientos excesivos de la instalación en momentos puntuales. La presión de gas debe revisarse de vez en cuando.

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