En el campo de las energías renovables, los paneles solares térmicos se confunden a menudo con los paneles fotovoltaicos, pero son algo bastante diferente. Aunque ambos son paneles que se instalan en el techo o las fachadas de las casas que están más expuestas al sol, su función es diferente. Mientras que los paneles fotovoltaicos transforman la energía solar en electricidad, los paneles solares térmicos se utilizan para calentar agua. Básicamente, pueden reemplazar la clásica caldera o calentador eléctrico y permitir que toda una familia obtenga el calor necesario para la calefacción y el agua directamente del sol.

Instalar paneles solares térmicos en tu casa podría ser una muy buena idea , también porque como veremos pronto las ventajas no sólo están relacionadas con el menor impacto ambiental sino también con el ahorro económico. Sin embargo, también debemos considerar algunos límites que desafortunadamente estos sistemas no son capaces de superar.

Historia de los paneles solares

La idea de utilizar la energía del sol se remonta al Imperio Romano, cuando se recreó una especie de efecto invernadero para calentar algunas casas, utilizando vidrio para cerrar las ventanas. Un primer estudio real, sin embargo, debe esperar hasta el siglo XVI, cuando Leonardo Da Vinci diseñó parábolas para concentrar la energía del sol y utilizarla para la industria de la época. En el siglo XVIII fue posible fundir el platino (punto de fusión 1780°) con la energía solar, concentrando los rayos del sol en un punto, gracias a los estudios de Lavoisier. En 1767 Horace Bénédict De Saussure inventó el primer panel solar, que se usó para cocinar, de hecho estaba estructurado como una olla. Tenía capas en la parte superior y estaba forrado con corcho negro.

Podría haber sido tan alto como 109°C. En 1830 el inglés John Herschel perfeccionó este sistema y nació la técnica oficial de cocina llamada cocina solar . El primer panel térmico solar tal como lo conocemos hoy en día y utilizado para calentar agua fue creado en 1891 por el americano Clarence Kemp . Este dispositivo tuvo mucho éxito y se hizo muy popular durante la crisis energética de los setenta. Después de la Gran Guerra en los EE.UU. el método de circulación natural se extendió. El primer edificio calentado con paneles solares térmicos fue construido en 1935 en América.

¿Qué son los paneles solares

Los paneles solares térmicos, definidos técnicamente los colectores solares , son dispositivos para la producción de energía alternativa, específicamente, para generar agua caliente. Gracias a una reacción física, por lo tanto completamente natural y ecológica, la radiación solar se convierte en energía térmica en estos colectores. Esto se dirige a un acumulador para su uso posterior. Este sistema es ecológico, ventajoso y respetuoso con el medio ambiente porque es el resultado de reacciones naturales y el sol es una fuente de energía inagotable y limpia.

Para qué sirven los paneles solares

Un sistema térmico solar permite capturar la energía de la radiación solar y almacenarla para utilizarla de varias maneras. Quien instala este tipo de paneles tiene la posibilidad de producir agua caliente sanitaria para la casa, para calentar y enfriar las habitaciones (a través del sistema de calefacción o aire acondicionado). Básicamente con los paneles solares térmicos es posible ir y sustituir las calderas de gas tradicionales, que utilizan combustibles y derivados del petróleo.

Cómo funcionan los paneles solares

La tecnología de los paneles solares térmicos es calentar un fluido termovector, insertado en bobinas de cobre en el panel solar. Este líquido del circuito solar, se canaliza a un tanque de almacenamiento que almacena el exceso de energía térmica, es decir, no se utiliza inmediatamente, para que pueda ser utilizada cuando sea necesario.

Un sistema de paneles solares térmicos en general consiste en:

  • paneles solares: la parte expuesta a los rayos del sol, hay diferentes tipos;
  • regulador;
  • circuito de distribución;
  • bomba;
  • interruptor de presión;
  • tanque de almacenamiento de agua, en el que se produce el intercambio de calor entre el fluido de transferencia de calor y el agua a calentar.

El sistema puede funcionar de tres maneras: hay sistemas de circulación forzada , sistemas de circulación natural o sistemas de vaciado . (ARTÍCULO "SOLAR TÉRMICO")

Tipos de paneles solares

Los colectores solares se identifican por su eficiencia, es decir, la capacidad que tiene un panel de convertir la energía del sol incidente en energía térmica.

Los paneles solares son principalmente de 3 tipos diferentes:

  • colectores solares de placa plana (que se dividen en vidriados y descubiertos);
  • colectores de vacío;
  • colectores de concentración;

Los paneles solares planos son los de la primera generación y ciertamente los más extendidos. Los paneles solares de vidrio plano están cubiertos con vidrio protector para que puedan soportar la lluvia, la nieve y las temperaturas frías. El vidrio crea una cámara aislada y permite filtrar los rayos del sol y recrea un efecto invernadero interno, que captura el calor gracias a una placa captadora aislada térmicamente, dentro de la caja de metal o plástico en la parte inferior y lateral. La placa de captura puede ser:

  • con superficie selectiva : que tiene el absorbedor de calor mejorado por un tratamiento de superficie es capaz de retener más calor, reflejando internamente los rayos infrarrojos que emite y reduciendo las pérdidas por reflexión. Todo esto es posible gracias al cristal frontal. Estos paneles pueden ser utilizados 10 meses al año y tienen un rendimiento un 10% mayor que los no selectivos.
  • Una superficie no selectiva : el absorbedor de calor metálico que sigue la forma de los tubos (con el fluido en su interior) en este caso sólo está pintado de negro, el color que más permite capturar y retener los rayos del sol. Se recomienda su uso durante los períodos de verano.

Los colectores planos tienen una excelente relación calidad-precio y pueden proporcionar agua caliente hasta 60°C.

Los paneles solares planos expuestos suelen ser de plástico (propileno, neopreno, PVC) y están expuestos directamente a la radiación solar. El agua a calentar pasa directamente a los tubos absorbedores. Son mucho más baratos y fáciles de instalar. La eficiencia es mucho menor, afuera debe haber altas temperaturas y como mucho pueden suministrar agua a 40°C. Son adecuados para establecimientos de baño, hoteles frecuentados en verano, segundas residencias.

Los paneles solares de vacío son los colectores de de última generación y utilizan una tecnología avanzada para retener mejor el calor. De hecho, la dispersión es el principal problema de la tecnología de paneles solares. Los tubos de vacío transfieren el calor almacenado en una placa de cobre al tubo. De esta manera el fluido se calienta y con el vacío la dispersión es mínima. También son perfectos para su uso en zonas muy frías o si el área disponible para su instalación es pequeña. Los colectores de vacío ganan un 15% más que los colectores de placas. Dados los costos más elevados (unos 500 euros por metro cuadrado) y el rendimiento no muy alto, todavía no son muy convenientes en el mercado.

Los paneles solares de concentración tienen una forma cóncava para optimizar la captación de la energía del sol en un punto preciso (llamado fuego ). Sólo son efectivos con la luz solar directa, así que deben seguirla. Los colectores de concentración pueden alcanzar temperaturas muy altas, por lo que se utilizan para generadores solares o plantas de producción.

Los siguientes tipos de paneles solares están mucho menos extendidos, o más bien ahora en desuso:

  • paneles solares de aire : con el aire actuando como fluido de transferencia de calor;
  • paneles con tanque de almacenamiento integrado : con un rendimiento muy bajo y bastante voluminoso.

Ventajas y limitaciones de los paneles solares térmicos

La energía solar térmica se está volviendo cada vez más popular en los últimos tiempos y esto es sin duda un hecho positivo: es de hecho un sistema que utiliza energía renovable y por lo tanto ciertamente más respetuoso con el medio ambiente que la caldera eléctrica o la caldera! Las ventajas de los paneles solares térmicos son muchas, pero lamentablemente también está la otra cara de la moneda: también debemos considerar algunos límites, que no pueden ser subestimados.

En primer lugar, hablando de ventajas, la energía solar térmica, como ya hemos dicho, es ecológica porque utiliza energía renovable (en este caso el sol) pero eso no es todo. Además de este aspecto fundamental, también debemos calcular el gran ahorro de energía de una familia que elige este sistema : con el sistema solar térmico los costos de calefacción se reducen a cero, así como los costos de agua caliente! Básicamente, piensa en eliminar la caldera o calentador de tu casa: ¡gastarías mucho menos dinero!

Sin embargo, hay un aspecto a considerar en todo esto: los paneles solares térmicos no pueden ser colocados en todas partes porque necesitan áreas soleadas como mucho! Además, hay que tener en cuenta que la producción de agua caliente depende de las condiciones climáticas y meteorológicas : si llueve durante dos meses y no ves el sol, te encontrarás sin agua caliente y sin calefacción! Por eso siempre es aconsejable combinar ambos sistemas (paneles solares térmicos y caldera) : ¡el ahorro estaría garantizado, tanto en términos ecológicos como económicos!

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