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
Tweet
Buenos días, quiero saber si es posible calentar y acumular con la energía solar el fluido de una calefacción por suelo radiante (agua+anticongelante). La bomba de calor de la que dispongo no saca calor del aire a -3 grados, y estaría interesado en calentar fluido durante el día para apostárselo al circuito cuando no hay rendimiento el la bomba de calor. Tengo tarifa de doble lectura y por el día no puedo consumir energía por el precio tan brutal que tiene. Atentamente, Juan Manuel
Hola! Muy buena la explicación. Completa y con bastante detalle. Algo puntual que quería saber es si al recubrir con papel de aluminio la superficie de los caños no estoy generando reflexión y esto atenta contra la absorción de calor que tienen que tener los caños. (lo pregunto por una foto que aparece ahí)
GRACIAS!
Hola Gabriel, la foto es de este artículo. Si te fijas, luego pintan todos los tubos de negro igual que el soporte, así captan más calor. Me parece que el aluminio tiene el objetivo de absorver más la energía, según explican. Para ver más detalles de cómo construir el colector puedes ver la respuesta de nuestros expertos a una consulta sobre este mismo tema. Gracias y saludos.
Hola Gabriel. Lo que deberias hacer seria aislar los tubos con algun material aislante. Podrias utilizar goma espuma, fibra de vidrio o algun otro aislante esponjoso que no absorba agua. Si los tubos estan en la intemperie, tienes que utilizar algun material que soporte radiacion ultra violeta. El papel aluminio reflejara un poco de la radiacion, y colocarlo es mejor que nada, pero funciona mejor aislando de la forma en que te acabo de explicar.
Pingback: Para un calentador solar casero, ¿cómo construir y dimensionar el colector? | mimbrea
Estimada Elena:
La felicito por su artículo el cual me pareció muy interesante, especialmente por tratarse de aprovechamiento energético, evitando así gastos innecesarios además de conservar el medio ambiente.
Mi intención es construirme un calentador solar de agua por convección con cañerías de cobre con un estanque para una capacidad de 100 litros de agua y al respecto tengo algunas dudas que le quisiera consultar:
1.-Como determinar el tamaño del colector. Relación de la superficie captadora y separación que debe haber entre los tubos para obtener una mejor transferencia de calor; (deseo cortarlos de un metro cada uno y soldarlos)
2.- Largo total de cañería necesaria y volúmen de agua que deben contener las cañerías de cobre en su largo total y el diámetro interno de éstas, ya que no es lo mismo calentar los 100 litros de agua en el estanque con un volumen de agua contenido en 5 metros de cañerías que en muchos metros de éstas en el colector, considerando un tamaño razonable y fácil manejo para su instalación.
Desde ya agradezco cualquier aporte que me pueda entregar.
Hola Fernando, gracias por tu interés. El óptimo dependerá de en cuanto tiempo necesitas que el agua esté lista. A mayor volumen de agua contenido en las cañerías del colector más rápidamente se calentará el agua. Te enviamos un mail con algunas preguntas para poder hacer los cálculos 🙂
La respuesta a esta consulta la podéis ver en este artículo, en el que nuestros expertos explican detalladamente cómo construir un colector solar.
hola .cual seria el costo del que estariamos hablando para una casa de 3 habitaciones; comedor living y baño
¿te refieres al costo de instalar un calentador solar para esa vivienda? Lo importante no serían entonces las piezas, sino las personas que van a vivir ahí para poder estimar el gasto de agua caliente.
Efectivamente. los datos necesarios para dimensionar el tamaño de un calentador es la cantidad de duchas diarias por persona y la duracion promedio de cada ducha. Nuestros clientes hacen esa pregunta muy frecuentemente y tenemos que aclararles. Ademas, si el agua caliente tiene otros usos dentro de la casa (por ejemplo, lavar ropa, desengrasar platos, bañar al perro, etc.) debe tambien considerarse un aumento en la capacidad de agua del calentador y tambien del colector, para que la demanda diaria de la casa sea cubierta. Otro dato importante es que el dimensionamiento lo tienes que trabajar con los datos de temperatura y demanda de Invierno, ya que alli es cuando mas electricidad puedes ahorrar. Si dimensionas tu calentador con los datos de temperatura y demanda del verano, pasaras varios meses en invierno practicamente sin calentador solar porque instalaste un sistema muy pequeño.
Pingback: El Muro Trombe: aprovechando la luz del sol como calefacción | mimbrea
Hola Helena, me ha parecido muy interesante el artículo, y de fácil aplicación para mucha gente en sus casas, pero me ha surgido una duda. Es sobre cuando comentas:
“Una opción es hacer pasar el agua del calentador solar por un calentador de gas (no funciona para calentadores eléctricos) ”
Yo pensaba que era al revés. Si primero pasamos el agua por el calentador solar, y después al eléctrico, al conseguir un menor salto térmico para calentar el agua a la temperatura idonea, el consumo eléctrico sería más bajo no?
Si hacemos lo mismo pasándolo por uno de gas, ¿el consumo de gas no sería el mismo?
Gracias! Un saludo!
Hola Juan Manuel, gracias por tu comentario. Tienes razón, la idea principal es ahorrar energía y si consumimos el mismo gas no tiene sentido. Por ello lo interesante es tener un calentador de gas que cuente con un termostato de temperatura. De esta manera podremos regularlo para que al alcanzar la temperatura deseada, se corte el suministro de gas. Al igual que con un calentador eléctrico, al entra el agua ya templada del colector solar, nos ahorraremos el gas de los grados que el sol haya conseguido elevar. Un saludo
Gracias Helena por la respuesta. No conocía los calentadores de gas con termostato! claro, entonces es exactamente igual que el eléctrico.
Gracias! Un saludo
Pingback: Enlaces compartidos