Te explicamos cómo está hecho uno de los sistemas solares con mejor aprovechamiento del sol
Un poco de historia
El calentador de agua solar es una de las formas más primitivas de aprovechamiento de la energía solar. Su uso se empezó a popularizar en los años 20 y 30 del siglo pasado en el sur de Miami, debido al alto coste del calentamiento del agua, pues el gas natural no llegaba entonces a aquellos lares, y el suministro de carbón encontraba dificultadas para acceder a todos los hogares. Al mismo tiempo, la electricidad era, comparativamente al precio actual, unas 8 veces más cara. Lo que provocó una floreciente industria de esta tecnología. Véase el anuncio que aparecía en prensa en los años 30:
Anuncio de periódico de los años 30 recogido en el libro: Un hilo dorado: 2 500 años de arquitectura y tecnología solar, de Ken Tutti y John Perlin.
Dicha industria desapareció a los pocos años con el abaratamiento de la electricidad y la llegada masiva del gas, resurgiendo fuertemente a partir de los años 90.
En la actualidad solo en Europa hay instalados más de 43 millones de metros cuadrados de colectores, con una tasa de instalación anual superior a 3 millones de metros cuadrados de colectores, según los datos de ESTIF (European Solar Thermal Industry Federation).
Cómo funciona un calentador de agua solar
El elemento principal de un calentador de agua solar es el colector solar. Este permite utilizar la energía del sol para calentar un fluido que circula por su interior.
El esquema general de funcionamiento de una instalación de calentador de agua solar es el siguiente:
Esquema de funcionamiento de un calentador de agua solar
El colector capta la energía solar calentando un fluido que circula por su interior. Con este fluido calentamos otro fluido que nos permite calentar el agua, o directamente el agua (dependiendo de la configuración). Sobre esta agua ya caliente, opcionalmente puede haber un calentador de apoyo para elevar a la temperatura necesaria en caso de que la energía solar no sea suficiente en un momento dado.
Sobre esta configuración general existen multitud de variaciones, dependiendo de las necesidades de cada proyecto. En proyectos pequeños no se utiliza el intercambiador, haciendo que el fluido calentado circule por dentro del depósito de agua a través de un serpentín, cediendo así su calor directamente al agua. En instalaciones domésticas sencillas en las que se quiere minimizar el mantenimiento, se opta por equipos sin bomba de recirculación del fluido primario, circulando este por efecto termosifón; son los llamados termosifones.
Cómo calienta un colector solar
El principio de funcionamiento se basa en la máxima absorción de la radiación solar y la mínima emisión del calor captado a la atmósfera.
Esto se consigue gracias al efecto invernadero. La luz solar atraviesa un cristal especial diseñado para ser muy permisivo al paso de la luz, pero a la vez evitar la emisión de calor a través de él. Este cristal es el responsable de provocar el efecto invernadero debajo de él, aumentando así la cantidad de energía térmica que es evacuada al fluido.
En el interior del colector, un entramado de tubos de cobre, por donde circula el fluido a calentar, está soldado a unas aletas de diversos materiales que ocupan toda la superficie donde pueda incidir la luz del sol. Las más sencillas son de aluminio pintado de negro, pero existen múltiples tratamiento selectivos que permiten aumentar el rendimiento de la absorción del calor. Todo el conjunto se termina con una caja aislante que disminuye las pérdidas del fluido ya calentado.
Esquema de componentes de un colector solar térmico
Así de sencillos son los principios básicos de un calentador de agua solar, lo cual permite unas instalaciones muy robustas y con una vida muy larga si se realizan los cuidados adecuados.
