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Instalación de energía solar térmica

Energía solar térmica, usos y tipos de instalaciones

Energía solar térmica, usos y tipos de instalaciones

La energía solar térmica consiste en la transformación de la energía solar en energía térmica. Se trata de una forma de energía renovable, sostenible y respetuosa con el medio ambiente.

Esta forma de generar energía puede aplicarse en viviendas e instalaciones pequeñas y en grandes centrales eléctricas.

Existen tres tipos de energía solar térmica:

  • Las plantas de alta temperatura se utilizan para generar electricidad. Trabajan con temperaturas por encima de los 500 ºC (773 kelvin).

  • Las plantas de media temperatura trabajan con temperaturas entre los 100 y 300 grados Celsius.

  • Las instalaciones de baja temperatura se utilizan habitualmente en viviendas. Trabajan con temperaturas menores a 65 grados Celsius.

¿Cómo es una instalación solar térmica para una vivienda?

Este tipo de instalaciones son sistemas solares térmicos de baja temperatura.

El esquema básico de una instalación de energía solar térmica es el siguiente:

Energía solar térmica, usos y tipos de instalaciones

Se trata de dos circuitos cerrados con un intercambiador de calor. En el circuito primario, el fluido caloportador frío pasa por los paneles solares. La radiación del Sol lo calienta y se dirige a un intercambiador de calor donde cede energía térmica al circuito secundario. A continuación, vuelve a repetir el ciclo.

En el circuito secundario, el fluido caloportador, después de recibir el calor en el intercambiador se dirige al acumulador. En el acumulador el fluido caloportador cede el calor al agua almacenada en su interior. Una vez frío vuelve a dirigirse al intercambiador de calor para repetir el ciclo.

¿Qué es un sistema de acumulación térmica?

Este sistema consiste en almacenar la energía calorífica en un depósito de agua. Actúa cómo una batería pero en lugar de almacenar energía química almacena energía térmica.

Energía solar térmica, usos y tipos de instalacionesEl agua caliente almacenada se puede utilizar directamente, como es el caso del calentamiento del agua de una piscina, en aplicaciones de agua caliente sanitaria o calefacción.

Sistema de distribución

Una vez calentado el medio portador de calor, podemos trasladar la energía térmica a otras fuentes más frías.

En este sistema se engloban todos los elementos destinados a la distribución del fluido portador de calor y acondicionamiento para el consumo (sistemas de control, tuberías, bombas, etc.)

Sistemas convencionales de apoyo energético

Las instalaciones solares térmicas necesitan sistemas de apoyo de energía convencional en previsión a la falta de radiación solar o por un consumo superior al dimensionado.

Estos sistemas de apoyo energético puede ser de diversas fuentes:

  • Directamente de la red de la propia compañía eléctrica.

  • Otras fuentes de energía renovable. Por ejemplo, la energía eólica.

  • Fuentes de energía no renovables o combustibles fósiles. En algunas instalaciones se utilizan calderas de pellet o de biomasa.

En los meses de más baja radiación solar no se llega a cubrir el 60 % de las necesidades. Por el contrario, en verano se alcanza prácticamente el 100%.

Pretender cubrir por encima de un 60 % o 70 % anual requeriría colocar un campo solar muy grande que ser sería difícil de amortizar. Por otro lado, en verano se generaría un excedente de producción y provocaría problemas de sobrecalentamiento.

¿Qué es y para qué sirve una central termosolar?

Una central termosolar es una central térmica cuyo objetivo es la producción de energía eléctrica. Este tipo de planta solar se clasifica como un tipo de energía solar térmica de alta temperatura.

En las centrales termosolares se concentra la radiación solar en un punto para producir vapor. Con el vapor se acciona una turbina de vapor conectada a un generador eléctrico.

A diferencia de las plantas de energía solar fotovoltaica, únicamente se utiliza la energía solar como fuente de calor. 

El rendimiento termodinámico es bajo, pero el precio del combustible es nulo.

¿Cómo se obtiene la energía solar térmica? Tipos de colectores solares

Un colector solar (o captador solar) es un tipo de panel solar para la energía solar térmica.

Los colectores obtienen energía térmica aprovechando la energía solar. Existen tres tipos de colectores dependiendo del uso que van a tener:

  • El colector solar plano es el más extendido. Se pueden obtener aumentos de temperatura de 60 grados centígrados a un coste reducido.

  • Los colectores solares térmicos no vidriados se utilizan habitualmente para la producción de agua caliente en piscinas. El aumento de temperatura es bajo, en torno a 30 grados Celsius. Son más económicos que los captadores solares planos.

  • Los colectores solares de vacío. Consisten en tubos de metal que recubren el tubo metálico que contiene el fluido caloportador dejando entre ambos una cámara que actúa como aislante. Tienen un rendimiento y coste más elevados.

  • Los colectores solares con sistemas de concentración de la radiación obtienen temperaturas más elevadas.

  • Los captadores con sistemas de seguimiento del Sol varían su posición e inclinación para mantener una posición perpendicular a la radiación solar.

Referencias

Autor:

Fecha publicación: 13 de julio de 2011
Última revisión: 30 de octubre de 2020