La energía solar térmica es uno de los tipos de energías renovables más importantes con las que cuenta el ser humano. Así como la energía solar fotovoltaica utiliza la energía del sol con la ayuda de las placas solares para la producción de energía eléctrica, en el caso de la energía solar térmica, a través de los captadores solares, se produce calor.
Ahora bien, a lo largo del capítulo de hoy, te contaremos todo lo que debes conocer sobre la energía solar térmica: de qué se trata, cómo funciona, cuáles son los tipos de colectores que existen y los usos principales que derivan de esta fuente de energía.
No caben dudas de que la energía solar es una de las más versátiles que existen, ya que gracias a ella podemos obtener calor y electricidad, mediante las placas solares. Las grandes ventajas que esto tiene, es el ahorro económico y el cuidado del medio ambiente, pues se deja de lado la quema de combustibles fósiles para utilizar una energía limpia, renovable e inagotable.
Por estos motivos, hacer uso del sol aprovechando la energía que irradia, es fundamental ya que brinda grandes beneficios a nivel global, como es la disminución de la huella de carbono, la reducción en la contaminación, el aumento en el desarrollo sostenible y la posibilidad del autoconsumo de energía eléctrica y térmica.
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Qué es y cómo funciona la energía solar térmica
Así como la energía solar fotovoltaica genera electricidad, la energía solar térmica, como su nombre lo indica, genera calor a través de los paneles solares. Pues bien, aquí vamos a contarte en detalle cómo se produce esa energía y cómo es posible su aprovechamiento.
La energía solar térmica utiliza el calor del sol para calentar agua o generar calor, proporcionando una fuente de energía limpia y renovable.
En primer lugar, la energía solar térmica capta la energía del sol que llega en forma de radiación y, por medio de los colectores solares, la transforma en energía térmica. Dentro de los paneles solares circula fluido caloportador, el cual se calienta por la misma radiación. Esto hace que el agua que se encuentra dentro de un depósito tome alta temperatura y así es posible producir vapor, agua caliente y electricidad, ya que puede movilizar turbinas.
Estos colectores constan de dos partes muy importantes para su funcionamiento. Por un lado se encuentran los reflectores, o también llamados espejos, los cuales cumplen la función de tomar la luz del sol y enfocar en los receptores.
Dentro de ellos es donde se encuentra ubicado el fluido para producir vapor. Luego, mediante el intercambiador de calor, se transmite la energía calorífica captada por las placas solares, para llevarla al medio que se necesite calentar.
Con esta energía se obtiene agua caliente sanitaria, la cual se utiliza para calefacción mediante suelo radiante, radiadores, climatización de piscinas, refrigeración por absorción, entre otros usos. Gracias a ello, el aprovechamiento de esta energía puede suponer un ahorro económico significante.
Tipos de energía solar térmica
Como bien te comentamos, la energía solar térmica sólo puede ser posible con la instalación de colectores o paneles solares, los cuales son los encargados de que funcione el aprovechamiento de la energía renovable para producir calor.
De acuerdo a las temperaturas requeridas, la energía solar térmica puede clasificarse en tres tipos: de baja temperatura, de media temperatura y de alta temperatura.
Paneles solares de baja temperatura
En el caso de los captadores térmicos de baja temperatura, son paneles que trabajan a temperaturas por debajo del nivel de ebullición, es decir, entre los 35º C y los 100º C. Por lo general, estas placas son las que se utilizan para uso doméstico, como es el caso del calentamiento de agua para climatización de piscinas, agua caliente para uso sanitario o calefacción residencial.
Placas solares de media temperatura
Las placas solares que trabajan a temperatura media se utilizan cuando es necesario que el agua se caliente a una temperatura más elevada, entre los 100º C y los 300º C. En este caso se suelen aplicar para sistemas de calefacción, pero a nivel industrial.
Paneles de alta temperatura
Por último, en el caso de los paneles de alta temperatura, funcionan concentrando la luz del sol en espejos para utilizarlo en la producción de energía eléctrica. Cuando se necesita que la temperatura alcance temperaturas muy altas, entre los 400º C y los 1000º C, se emplea esta energía en las centrales termosolares.
Tipos de colectores solares térmicos
Ahora que ya sabes de qué se trata la energía solar térmica y cuáles son los tipos de sistemas que puedes encontrar dentro de ella, es momento de clasificar a los captadores solares.
Como ya te comentamos, sean del tipo que sean, los colectores cuentan con dos partes principales para su funcionamiento: los reflectores y los receptores o acumuladores. Si bien existen más componentes, estos son los principales para poder llevar a cabo la transformación de energía solar en energía solar térmica.
Los colectores de energía solar térmica, así como las placas solares fotovoltaicas, se deben colocar en la mejor posición e inclinación para poder captar mejor los rayos del sol y aprovechar la máxima energía que sea posible. De acuerdo al uso que se le dé, se pueden clasificar en tres tipos: captadores solares de placa plana, colectores solares de tubos de vacío y colectores solares de concentración.
Captadores solares de placa plana
Las placas solares de placa plana, son las encargadas de tomar la radiación del sol recibida en una superficie, para así calentar el fluido. Están formadas por una plancha de metal soldada, en la que circula una serie de tubos metálicos, los cuales se encuentran orientados verticalmente y conducen el agua fría en forma paralela.
Estos tubos, a la vez, se encuentran conectados por un tubo horizontal a la toma de agua fría y otro tubo de igual medida que se ubica a la salida por la parte superior. Estos colectores se utilizan en instalaciones a baja temperatura, como es el caso, por ejemplo, de la climatización de una piscina.
Colector solar de tubos de vacío
En el caso del colector solar de tubos de vacío, se trata de un sistema similar al de placa plana, pero aquí los tubos son de vidrio, los cuales se encuentran pegados entre sí y funcionan como tuberías por las cuales circula el calor.
Estos captadores tienen un mayor rendimiento, pero el costo también es más elevado. Esto es así porque, gracias al vacío que se forma en cada tubo, se logra calentar el agua a temperaturas más elevadas.
Colector solar de concentración
Por último, y a los captadores solares con sistema de concentración, son los que obtienen temperaturas más altas, ya que toman la radiación recibida en una superficie más grande y la concentran mediante los espejos planos, pero en una superficie un poco más pequeña.
La finalidad que persigue es centralizar toda la energía que recibe en una superficie para obtener altas temperaturas para poder producir vapor a alta presión y, por consiguiente, generar energía eléctrica. Por este motivo es que están pensados y diseñados para un uso industrial.
Usos de la energía solar térmica
Para cerrar con el post de hoy y a modo de conclusión, nada mejor que hacerlo contándote los principales usos de la energía solar térmica. A lo largo del post te explicamos cómo funciona y cuáles son los tipos de colectores que existen de acuerdo al uso que se le de, por ello es importante conocer la forma de aplicación, para poder identificar el tipo de placa solar.
Sistema de calefacción
En cuanto a la calefacción, puede utilizarse tanto para aire caliente, en el invierno, o para aire frío, en verano. Es una de las mejores maneras de ahorro económico. El sistema de calefacción puede darse de forma activa, en el cual se utilizan bombas que regulan la circulación del agua caliente, o de forma pasiva, en la que la circulación del agua se produce de manera natural.
Agua caliente sanitaria
Otro de los usos más importantes es la producción de agua caliente sanitaria, para poder consumirla en viviendas particulares. Se le llama sanitaria porque necesita unos 45º C para poder desinfectarse y poder ser usada con este objetivo.
Calentar agua para climatización de piscinas
Para la climatización de piscinas o para un spa, por ejemplo, se calienta el agua mediante los captadores solares. De esta manera se consigue tener agua caliente de manera regular, a través de una energía limpia y renovable, como es la energía solar térmica.