Cómo funciona la energía solar térmica

La energía solar térmica funciona mediante el aprovechamiento de la energía del sol para obtener calor gracias a los captadores solares que incluyen en su interior circuito hidráulico sellado que absorbe el calor del sol y lo transmite al agua o fluido que circula por el interior de las tuberías del panel solar térmico. El calor recogido en este líquido se transferirá mediante un intercambiador de calor a un agua que será utilizada para uso doméstico como agua caliente sanitaria (ACS) o para uso con calefacción con radiadores o para suelo radiante.

El funcionamiento de la energía solar térmica es sencillo y muy eficiente, ya que utiliza colectores solares formados por un circuito hidráulico en su interior, los cuales, están fabricados y diseñados para que el fluido dentro de las tuberías se caliente al máximo posible al ser expuesto a la luz solar. El fluido recoge el calor del sol hasta llegar a un intercambiador de calor, el cual, permitirá que se transfiera el calor de un fluido a otro sin que estos se mezclen, manteniéndose los dos circuitos independientes.

La energía solar térmica se diferencia de la fotovoltaica, ya que se obtiene energía en forma de calor en lugar de electricidad. Las dos tecnologías se aprovechan de diferentes niveles de ondas de radiación solar para generar calor o electricidad.

Existen 2 tipos de paneles solares para calentar agua, siendo los más utilizados y más eficientes el captador solar plano y el tubo de vacío. Vamos a explicar cómo funcionan cada uno:

Funcionamiento de un captador solar plano para calentar agua

Los captadores o colectores planos son básicamente cajas aisladas con una cubierta transparente y un fondo oscuro, donde se colocan tubos por los cuales circula un fluido o bien directamente el agua que se quiera calentar. Su funcionamiento se produce cuando la radiación solar pasa a través de la cubierta de cristal transparente y penetra en el interior del colector, donde es absorbida por las placas oscuras y convertida en calor. Este calor se transfiere al fluido que circula por los tubos.

Funcionamiento de un captador de tubos de vacío para calentar agua

Los colectores o paneles solares de tubos de vacío, por otro lado, consisten en una serie de tubos cilíndricos de vidrio, dentro de los cuales se encuentran unos tubos los cuales están rodeados por un vacío que actúa como aislante térmico, reduciendo significativamente la pérdida de calor. Su funcionamiento se produce cuando el fluido que se encuentra dentro de estos tubos absorbe el calor llegando a temperaturas más altas que cualquier otro tipo de captador solar gracias a tener como aislante el vacío. Su rendimiento destaca sobre todo en invierno, cuando tienen su mayor grado de eficiencia en su funcionamiento, especialmente en días fríos y en ubicaciones con temperaturas bajas, ya que el vacío reduce la pérdida de calor.

Una vez que el fluido se haya calentado, tanto en un captador plano como en un captador de tubos de vacío, este se transportará a través de un sistema cerrado de tuberías de cobre hacía un intercambiador de calor, donde su energía térmica se transfiere al agua u otro fluido. Este fluido calentado se puede almacenar en tanques aislados, como, por ejemplo, en un termo, para su uso posterior o utilizarse directamente en sistemas de calefacción de espacios. Donde el agua caliente puede circular por radiadores de agua o por sistemas de calefacción de suelo radiante. También se puede utilizar en piscinas, en las cuales el agua calentada se introduce directamente a la piscina realizándose un ciclo de entrega y recogida de agua que permite que suba su temperatura.

Gracias a los acumuladores solares, se podrá acumular la energía generada con los captadores solares y usarla en aquellas circunstancias no propicias, por ejemplo, hacer frente a la demanda energética incluso cuando no haya suficiente radiación solar. Es una forma de aprovechar al máximo la energía, ya que no siempre se consumirá el agua caliente cuando se está captando la energía del sol durante el día.

 La elección del tipo de captador se debe realizar siempre que se pueda, en base a la climatología del lugar de instalación del equipo solar térmico y del grado de temperatura necesarios. Aunque más caros, los captadores de tubo de vacío son mucho más eficientes en climas fríos o para usos que requieran de temperaturas más altas. Por este motivo, se recomienda el uso de paneles solares térmicos planos excepto en casos de necesitar temperaturas muy elevadas o para lugares de clima frío, en los cuales se recomendará comprar paneles térmicos de tubo de vacío.