Usar la energía del sol es una forma sencilla y accesible de calentar agua. Los colectores solares son una clave para reducir la factura de la calefacción y el gasto innecesario de otros combustibles, mediante una sencilla y económica instalación. Puedes comprar un modelo comercial o incluso hacerlo tú mismo, sin olvidar que para obtener un buen rendimiento, los materiales han de ser de calidad y la instalación minuciosa. Aquí os contamos los detalles a tener en cuenta para que podáis elegir el sistema que más se adecue a vuestras necesidades.

1. Elegir una localización y orientación adecuada para obtener la mayor eficiencia

El calentador solar debe colocarse en un lugar donde no haya ninguna sombra y estar orientado para recibir la mayor cantidad de sol posible. Si se quiere aprovechar la fuerza de la gravedad el depósito deberá ubicarse en la parte más alta de la vivienda de forma que todos los grifos queden por debajo del calentador.

2. Elegir materiales de calidad para los distintos elementos del calentador

El sistema de un calentador de agua solar tiene dos elementos básicos: Un colector solar y un depósito para el almacenamiento de agua. Para obtener un buen rendimiento debemos asegurarnos de que los materiales de nuestro calentador son de calidad.

El panel colector solar

El elemento principal del colector solar es el sistema de tuberías que se encargarán de calentar el fluido que las recorre para finalmente calentar el agua del depósito. La opción más recomendable es usar un serpentín metálico por su capacidad para calentarse y transmitir el calor. Puede ser un tubo de cobre o aluminio y potenciaremos su captación de calor pintándolo de negro. La opción más sencilla, si lo vamos a hacer nosotros mismos, es utilizar un serpentín de nevera o radiador, ya que al ser una pieza única no tendremos que preocuparnos por las juntas. En caso de no tener acceso a esta pieza, podemos hacer un diseño similar soldando tuberías para conseguir el serpentín pero se corre el riesgo de que las juntas fallen si no somos buenos soldadores.

Hay muchos ejemplos realizados con tubos de plástico como pvc o polietileno, ésto es debido a que es un material fácil de manejar y económico, pero con el inconveniente de no ser muy buen transmisor de calor. Por este motivo, el panel tendrá que ser mucho más grande y ya no resultará una opción tan económica entre tubos y sus respectivas uniones.

Ésta es una de las piezas claves para el buen funcionamiento del calentador solar, así que merece la pena no escatimar, aunque siempre es interesante experimentar con otros materiales y ver que resultados se obtienen.

El serpentín se coloca en el interior de un cajón que debe ir aislado para que no se pierda el calor interior y no se enfríe demasiado al bajar las temperaturas con la caída del sol. Se puede usar cualquier material aislante, poniendo especial atención en que las juntas queden bien selladas. Finalmente se cierra el panel con un vidrio o un panel de policarbonato, que permite la entrada de la radiación solar sin dejar escapar el calor, produciéndose así el efecto invernadero. Las ventajas del policarbonato sobre el vidrio son varias; es un material muy ligero y muy resistente a golpes, aísla mejor gracias a su cámara de aire interior y resiste mejor a cambios bruscos de temperatura.

El depósito

En él se almacena el agua caliente lista para darnos servicio. Para ello el depósito debe estar correctamente aislado con el fin de que se conserve el calor del agua, generada por el colector.

Podemos usar un depósito que funcione a presión o por gravedad. El depósito a presión ha de ser metálico, por lo que será necesario comprarlo ya que construirlo requiere de herramientas y conocimientos especiales. Para abrirlo es necesario vaciarlo por completo y es difícil de limpiar y sacar posibles sedimentos o piedras de cal. El suministro del depósito depende del suministro de la vivienda, así que en caso de un corte general no dispondremos de agua. Por otro lado podemos ubicarlo en cualquier lugar gracias a la presión que lleva el agua. Y al estar el sistema siempre lleno de agua difícilmente habrá aire, pudiendo hacerse la recirculación con una bomba sencilla casi sin esfuerzo.

Los depósitos por gravedad pueden realizarse de cualquier material siempre que no sea perjudicial para la salud, que aguante el peso del agua y resista la temperatura que el agua va a alcanzar. No será necesario sacar el agua para realizar el mantenimiento. Y al funcionar la salida y la entrada de forma independiente, un corte del agua de la vivienda no implica un corte de suministro del depósito, eso sí, una vez se vacíe el depósito habrá que esperar a que se restablezca el suministro de la vivienda para su funcionamiento. Como inconvenientes, en este sistema es necesario colocar el depósito en lo alto de la vivienda. También cabe la posibilidad, dependiendo del mecanismo de bombeo y la conexión entre el depósito y el colector que veremos a continuación, de que entre aire en el sistema y que la bomba tenga que hacer más esfuerzo y por lo tanto más gasto. En este link podéis ver otras de sus ventajas e inconvenientes.

3. Elección del mecanismo de bombeo del aguas dentro del colector

Podemos elegir entre el efecto termosifón o la circulación forzada:

Efecto termosifón

El fluido circula a través del panel colector sin ayuda de bombas gracias a procesos físicos naturales. Esto ocurre ya que el fluido caliente es más ligero y tiende a subir y el frío al pesar más tiende a bajar generándose un movimiento. Es una bomba natural gratuita pero algo lenta y sin posibilidad de control.

Para que este sistema funcione es imprescindible que el panel del colector solar esté montado en un plano inclinado y que el depósito de agua quede por encima del panel colector. De este modo el fluido que se caliente en el colector subirá hacia el depósito y el frío volverá a la parte baja del colector para ser calentado por el sol. La mayoría de los modelos comerciales emplean este sistema, probablemente por su sencillez y mínimo mantenimiento.

Circulación forzada

Se realiza mediante una bomba que mueve el flujo en los momentos oportunos. Este sistema da la libertad de colocar el depósito y el colector donde más nos convenga, aunque cuanto más cerca esté uno de otro menos pérdidas de calor tendremos en los recorridos y más sencilla y económica será la bomba.

Para activar y desactivar la bomba el dispositivo más eficiente es un termostato diferencial. Este dispositivo electrónico se encargará de activar la bomba cuando detecte que la hay mayor temperatura en el colector que en el depósito. Hay otros mecanismos de activación como un temporizador, pero éstos funcionan independientemente del tiempo que haga en un día concreto y podría ser contraproducente a no ser que estemos muy pendientes de modificarlo.

4. Elección del sistema de conexión entre el colector y el depósito.

El colector y el depósito puede ser dos circuitos independientes o un único circuito. Dependiendo de la climatología del lugar será más apropiado elegir un sistema u otro.

Sistema Directo

El agua que se calienta al circular por el colector es la misma que entra en el depósito para posteriormente ser usada. Este sistema es apropiado para climas suaves donde el agua del colector no pueda congelarse.

Sistema Indirecto

El agua del depósito y el fluido caloportador que pasa por el colector conforman dos circuitos diferentes no llegandose a mezclar núnca los fluidos. El circuito del colector está relleno por un líquido anticongelante para evitar la posible ruptura de las tuberías. Este circuito calentado en el panel solar entra en el depósito donde se produce el intercambio de calor con el agua del depósito. Este sistema es más apropiado para lugares donde las temperaturas pueden bajar hasta producirse la congelación del agua, ya que el líquido anticongelante evitará la ruptura de las tuberías.

5. Tener fuentes de energía alternativas

Al depender del sol es posible que no sea suficiente con este sistema y que necesitemos de un aporte de energía alternativo para tener agua caliente en épocas más frías o menos soleadas.

Una opción es hacer pasar el agua del calentador solar por un calentador de gas (no funciona para calentadores eléctricos) para elevar la temperatura. Esta opción es recomendable cuando durante todo el año las temperaturas son muy variables ya que lo usaremos con mucha frecuencia.

Y otra opción es conectar el agua caliente solar mediante una llave de paso para conmutar el paso al calentador o directamente a los grifos. De esta forma en temporadas soleadas podemos anular el paso por el calentador eléctrico o de gas y emplear sólo la energía solar.

Puede parecer que si vamos a necesitar instalar un sistema de refuerzo haremos doble inversión y doble gasto, pero hay que tener en cuenta que con el calentador solar, una vez hecha la instalación, el gasto será mínimo o nulo. Y en las épocas que no se llegue a la temperatura deseada con la energía solar, al menos mantendrá el agua a una temperatura superior a la que obtendríamos de la conexión de la calle, reduciendo el consumo del calentador auxiliar al tener que elevar la temperatura menos grados. En poco tiempo amortizaremos la inversión y supondrá un ahorro considerable.

Fuentes:
Mi calentador solar casero
Mi calentador solar

Imágenes:
UK in Italy
Savan Gandecha
Mi calentador solar casero