Tecnología de calefacción solar

Sabemos que la energía solar produce agua caliente de forma competitiva y el mismo efecto podemos utilizarlo para calentar el aire de una vivienda o edificio. En este artículo vamos a explicar en detalle las tecnologías disponibles actualmente.

Calentamiento del espacio

Antes de nada, insistimos en un error que nos venimos encontrando día tras día, y es que no se puede desvincular la generación de energía, en este caso térmica, de otros conceptos complementarios como la eficiencia energética y el calentamiento pasivo. Es por ello que cualquier proyecto de calefacción solar debe en primer lugar plantear las opciones de calentamiento solar pasivo que tiene el edificio sobre el que vamos a actuar.

Calentamiento del espacio solar pasivo

El calentamiento solar pasivo es especialmente interesante en ambientes fríos en los que la radiación solar es abundante pues en lugares con climas cálidos podemos tener problemas de sobrecalentamiento. Los sistemas pasivos consisten en reformas básicas de una vivienda por lo que son más baratos que el sistema de generación en sí. Las ventanas grandes en fachadas soleadas y materiales en el techo o paredes que absorben calor durante el día son opciones interesantes.

Los sistemas de diseño solar pasivos usualmente tienen uno de tres diseños:

• Ganancia directa (el sistema más simple): Almacena y lentamente libera la energía calorífica colectada de los rayos del sol que impactan directamente en el edificio y calientan materiales tales como teja u hormigón.
• Ganancia indirecta (similar a la ganancia directa): Usa materiales que mantienen, almacenan, y liberan el calor; y el material se localiza entre el sol y el espacio habitable (típicamente la pared).
• Ganancia aislada: La energía solar se colecta desde lugares que están alejados del área habitable principal. Por ejemplo una terraza cubierta puede acumular aire caliente que luego se distribuye al resto de la casa. 

Calentamiento solar activo de espacios

Los sistemas de calentamiento solar activos consisten en colectores que captan y absorben radiación solar y trabajan en combinación con ventiladores o bombas eléctricas para transferir y distribuir ese calor solar. Los sistemas activos también tienen generalmente un sistema de almacenamiento de energía que proporciona calor cuando el sol no está brillando. Los dos tipos básicos de sistemas de calentacmiento de espacio solar activos usan aire o líquido como medio de transferencia de calor en sus colectores de energía solar.

Los sistemas basados en líquidos calientan agua o una solución anticongelante en un colector hidrónico. Los sistemas basados en aire calientan aire en un colector de aire. Los sistemas de calentamiento solar basados en aire usualmente emplean un intercambiador de calor aire-a-agua para suministrar calor al sistema de agua caliente doméstica. Ambos sistemas colectan y absorben radiación solar, luego la transfieren el calor solar directamente al espacio de interior o a un sistema de almacenaje, desde el cual el calor se distribuye. Un sistema de apoyo o auxiliar proporciona calor cuando se descarga el almacenaje. Los sistemas líquidos se usan más a menudo cuando se incluye el almacenamiento. 

Los colectores solares de temperatura media se usan para el calentamiento solar de espacios. Los sistemas de calentamiento de espacio solar operan de la misma forma que los sistemas de calentamiento de agua solar, pero tienen un área de colector más grande, unidades de almacenaje más grandes, y sistemas de control más complejos. Usualmente se configuran para proporcionar el calentamiento de agua solar y típicamente proporcionan entre el 30 % y el 70 % del calentamiento regular, o calentamiento combinado y agua caliente. Los sistemas de calentamiento de espacio solar activo requieren técnicas de diseño, instalación y mantenimiento más sofisticadas.

Otro sistema muy económico pero especializado sistema de calentamiento de espacios se basa en el uso de colectores de aire, montado como un revestimiento exterior en una pared enfrentada al sur. Estos sistemas se usan para precalentamiento de calefacción en una pared enfrentada al sur (en el hemisferio norte). Estos sistemas se usan para precalentamiento de ventilación. El sistema calienta solamente el aire exterior. Estos colectores no son vidriados, y un ventilador arrastra el aire a través de perforaciones en la pared para transmitir el aire de ventilación al edificio. Los sistemas de precalentamiento de aire de ventilación solar se usan generalmente en aplicaciones industriales y comerciales que requieren grandes cantidades de aire de ventilación, incluyendo: a) Edificios que requieren mucha ventilación exterior, como grandes plantas de almacenes, y hangares de mantenimiento de aeroplanos; secado de cultivos; y c) aire de combustión de caldera con precalentamiento.

Algunos artículos complementarios en TODOPRODUCTIVIDAD:

- La forma más fácil de ahorrar energía con el diseño solar pasivo.
- Cómo puedo ahorrar energía ahorrando mi casa.
- Buenas prácticas de eficiencia energética en edificios.

Bibliografía: Solar Space Heating and Cooling. Energy Efficiency & Renewable Energy. U.S. Department of EnergyPalabras clave: Medium-temperature solar collector, solar space-heating system, transpired air collector