La energía solar no es una energía alternativa: es la energía.
Hermann Scheer

FAQ energía solar térmica

En este artículo se intenta dar respuesta a las preguntas más frecuentes qué cualquier ciudadano de a pie se plantea en relación a la energía solar térmica u obtención de agua caliente sanitaria mediante paneles solares.

¿Qué es la energía solar térmica?

La energía solar térmica consiste en el aprovechamiento del calor solar mediante el uso de colectores o paneles solares térmicos.

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¿Para qué sirve la energía solar térmica?

Las aplicaciones mas extendidas de esta tecnología son la obtención de agua caliente sanitaria (ACS), la calefacción por suelo radiante y el precalentamiento de agua para procesos industriales.

Otras aplicaciones extendidas son el calentamiento de agua para piscinas cubiertas o a la intemperie y la obtención de frío para climatización.

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¿Cómo funcionan los sistemas solares para producir agua caliente sanitaria (ACS)?

Básicamente, un sistema solar para producción de agua caliente sanitaria se compone de un colector o panel solar y un depósito de almacenamiento de agua.

El funcionamiento es bien sencillo: el agua del depósito se hace circular por el panel donde es calentada por la radiación solar que incide sobre el mismo.

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¿Por qué motivo podría interesarme instalar un sistema de energía solar térmica en casa?

Instalando un sistema de energía solar térmica en su casa usted ahorrará dinero.

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¿Que otros beneficios tiene instalar energía solar térmica para ACS?

Además del ahorro de combustible y por lo tanto económico, el uso de la energía solar térmica tiene las siguientes ventajas:

  • Nos inmuniza en gran medida de las constantes subidas del gas y la electricidad.
  • Permite reducir la emisión de gases productores de efecto invernadero, causantes del calentamiento global.
  • Al reducir las emisiones de contaminantes, contribuye a una mayor limpieza del aire y a prevenir enfermedades respiratorias.
  • Reduce la dependencia energética del estado respecto a terceros paises.
  • Genera empleo y contribuye a dinamizar la economía.
  • Aporta valor añadido a la vivienda, pudiendo servir de argumento de venta y mejorando nuestra imagen pública.
  • El coste diferencial de la instalación se amortiza a medio plazo.
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¿Cuánto cuesta un sistema de energía solar térmica?

Lógicamente dependerá de las características del sistema y de la región en la que nos encontremos.

Orientativamente una empresa especializada puede cobrar entre 1.000 y 1.500 € por m2 de panel instalado para un sistema con más de una aplicación (ACS, calefacción, piscina) y entre 900 y 1.200 €/m2 para ACS.

A partir de unos 2.000 € podremos instalar un equipo compacto que puede abastecer de agua caliente a una familia de cuatro miembros.

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¿En cuanto tiempo se recupera la inversión?

El periodo de recuperación de la inversión dependerá principalmente de la zona geográfica, del tamaño de la instalación y de la fuente de energía a la que estamos sustituyendo.

A falta de un estudio más concreto, podemos considerar un tiempo medio de 5 años para la recuperación de la inversión.

No obstante, la tendencia del precio de la electricidad y del gas es al alza por lo que los tiempos de recuperación de la inversión serán cada vez menores.

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¿Y cuál es la vida útil de la instalación?

La vida útil de una instalación de energía solar térmica para obtención de agua caliente sanitaria se estima en 20 años.

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¿Hay ayudas o subvenciones para la instalación de estos sistemas?

Debido a que se trata de una tecnología madura, cada vez existen menos programas de ayudas.

No obstante, es posible que aún pueda optar a alguna línea de ayuda a la inversión o a la financiación.

Lo mejor es preguntar a un instalador o consultar en su comunidad autónoma o en el IDAE sobre posibles líneas de ayudas.

En el siguiente enlace podrá encontrar una recopilación de ayudas vigentes en el año 2009: Ayudas para instalar energía solar

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¿Merece la pena ejecutar la instalación si no tenemos subvención?

Sí. En los últimos años los sistemas de ACS han bajado su precio considerablemente siendo hoy una tecnología económicamente competitiva sin la necesidad de subvenciones.

Por otro lado, y debido a la madurez de esta tecnología, cada vez existen menos subvenciones por lo que no merece la pena aplazar la decisión a la espera de posibles ayudas.

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Entonces, ¿cuánto dinero puedo ahorrar?

Mediante el uso de la energía solar para la obtención de agua caliente sanitaria podemos ahorrar aproximadamente un 70% de la energía convencional que actualmente consumimos.

Dicho de otra manera, podrá ahorrar 7 de cada 10 bombonas que consuma actualmente.

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¿Y qué ocurre de noche? ¿No tendré agua caliente?

¡Sí claro! El agua se mantiene caliente gracias a que el depósito está aislado térmicamente. Digamos que el sistema es capaz de almacenar el calor durante la noche.

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¿Calientan las placas con nubes o con lluvia?

Con la lluvia se limpian las placas, con las nubes las placas calientan mucho menos que con el sol, aunque algo llegan a aportar. Lo importante en nuestro país es que de 365 días que tiene el año, más de 300 son de sol... estamos en el país del sol.

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¿Y si está nublado varios días seguidos?

Los sistemas de ACS necesitan siempre una fuente de energía auxiliar (o de apoyo) para completar el trabajo de la energía solar, en el caso de varios días nublados tendríamos agua caliente gracias a dicha fuente auxiliar.

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Entonces, además del sistema solar, ¿es necesario contar con un sistema convencional de apoyo?

Si quiere cubrir la demanda de agua caliente sanitaria durante todo el año, deberá disponer de un sistema convencional de apoyo (electricidad, gas,...).

Aquí el problema radica en que la época de mayor demanda de agua caliente (el invierno), coincide con la temporada de menor radiación solar. Para no sobredimensionar la instalación solar, se dispone de un sistema de energía auxiliar o de apoyo para suplir ese déficit energético en los meses más fríos.

Para el resto del año, el sistema convencional funcionará en momentos puntuales.

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¿Qué energía de apoyo se usa normalmente?

Las más usadas son la electricidad y el gas para ACS y gasóleo para calefacción. La biomasa también es una opción interesante para instalaciones de ACS + calefacción.

Para un sistema pequeño de ACS la más conveniente desde el punto de vista económico y energético es el gas.

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¿Y si no puedo prescindir de la bombona, para que poner los paneles?

Si la instalación está bien diseñada, el sistema de apoyo sólo entrará en los meses más fríos. Incluso en estos meses mas frios, el sol aportará buena parte de la energía necesaria y el resto lo aportará el sistema de apoyo por lo que el consumo de gas se reducirá notablemente.

El sol aportará aproximadamente el 70% de la energía que usted necesita para calentar agua.

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He oido que en verano el agua sale tan caliente que puede quemar. ¿Es esto cierto?

No si la instalación está bien diseñada.

En verano el sol luce más horas y con más fuerza y, por otro lado, las necesidades de energía para calentar el agua disminuyen ya que usamos menos agua caliente y la temperatura del agua de la red es más alta. Esta situación puede llevar a que, en determinadas latitudes, se produzca un sobrecalentamiento del agua acumulada en nuestro sistema hasta los 80 – 85 ºC.

Para evitar quemaduras debemos contar con un mezclador termostático que mezcle agua fría para conseguir una temperatura en los grifos de agua caliente de 50-55ºC.

Así mismo, y en función de la superficie de paneles que tengamos, debemos disponer de otros sistemas de seguridad para evitar o disipar el exceso de producción en los días muy soleados:

  • Centralita de control con circulación nocturna. (Usamos los paneles para disipar calor por la noche)
  • Tapado parcial del campo de captadores.
  • Instalación de disipadores estáticos o aerotermos.
  • Calentamiento de piscina.
  • Sistemas “drain back” que vacían la superficie de captadores de líquido cuando existe riesgo de sobrecalentamientos en el colector solar.
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¿Es cierto que con los paneles también puedo generar electricidad?

Los captadores de energía solar térmica sólo sirven para calentar agua y, por lo tanto, no generan electricidad.

No obstante, existe otro tipo de tecnología que aprovecha la radiación solar transformándola en energía eléctrica: se trata de la energía solar fotovoltaica.

Como conclusión podemos decir que existen dos tipos de paneles solares: los térmicos (que sirven para calentar agua) y los fotovoltaicos (que generan electricidad).

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Viviendo en el norte de España ¿merece la pena plantearse la instalación?

Por supuesto.

De hecho, países más septentrionales como Alemania, Austria o Francia tienen instalada más superficie de colectores solares térmicos que España.

En cualquier caso hay que tener en cuenta que un sistema para cubrir las necesidades de ACS de una familia en Asturias requerirá una inversión mayor que un sistema para cubrir las mismas necesidades en Badajoz por poner un ejemplo.

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¿Y que ocurre con las heladas? ¿Pueden dañar mis paneles?

Si existe riesgo de heladas, es necesario añadir una proporción de anticongelante al fluido térmico que circula por el colector.

Como anticongelante se usan productos químicos no tóxicos (habitualmente propilenglicol o etilenglicol) en una proporción tal que el fluido no se congele a una temperatura 5 ºC por debajo de la mínima temperatura histórica registrada en el lugar.

Se podrá utilizar otro sistema de protección contra heladas como puede ser parar y vaciar la instalación o la recirculación forzada en el circuito colector.

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Me han dicho que hay unas nuevas placas de vacío que rinden mucho más que las placas de toda la vida, ¿es esto cierto?

Efectivamente existen colectores de tubos de vacío aunque es falso que sea una nueva tecnología.

Estos colectores presentan un mejor rendimiento lo que los hace especialmente apropiados para latitudes más septentrionales o aplicaciones más exigentes como la calefacción, frío solar, industrial a temperaturas más elevadas, etc.

En el caso general, podemos afirmar que para producción de ACS, la placa más aconsejable en España es el colector plano o convencional.

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Pero entonces, ¿existen distintos tipos de paneles solares térmicos?

Sí, existen distintos tipos de captadores solares térmicos.

Los más usados en aplicaciones domésticas son los captadores solares planos, los captadores con tubos de vacío y los captadores de polipropileno.

La elección de uno u otro tipo de panel vendrá condicionada por la aplicación a la que se destinen:

De esta manera, los captadores de polipropileno se utilizan principalmente para calentar el agua de piscinas a la intemperie. Estos colectores no tienen cubierta de vidrio y son de material plástico por lo que resulta una alternativa muy económica para aumentar la temperatura de nuestra piscina.

Los captadores con tubos de vacío o “heat pipe” son más caros pero tienen un mayor rendimiento pudiendo alcanzar mayores temperaturas. Esto los hace adecuados para aplicaciones más exigentes o climas más severos.

Por último, los colectores planos son los más utilizados en aplicaciones domésticas debido a su precio y a su demostrada eficacia.

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¿Es viable la instalación de colectores solares planos para ACS en cualquier vivienda?

No siempre.

Necesitamos que los colectores puedan tener una orientación al sur.

Para conseguir un aporte solar significativo, en concordancia con la inversión realizada y la eficiencia energética, no podemos colocar colectores solares planos en las vertientes norte, este u oeste.

En tejados que estén significativamente desviados del sur, se puede corregir dicha desviación mediante estructuras metálicas de sujeción de los paneles.

Otra posible solución para malas orientaciones, utilizando integración arquitectónica, supondría usar colectores de vacío (más caros) o calcular una configuración de paneles en serie.

Podemos concluir que, si no se dispone de una buena orientación al sur, la instalación de sistemas de energía solar con colectores de placa plana puede resultar inviable.

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¿Estoy obligado a instalar energía solar en mi domicilio o casa?

Si su vivienda es de nueva construcción o va a ser objeto de rehabilitación será obligatorio que cuente con un sistema de energía solar para obtención de ACS.

Desde el año 2006, la normativa española (Código Técnico de la Edificación) obliga a instalar sistemas de energía solar para la obtención de ACS en todos los edificios de nueva construcción y rehabilitación de edificios existentes de cualquier uso en los que exista una demanda de agua caliente sanitaria y/o climatización de piscina cubierta.

Concretamente, el Código Técnico de la Edificación (CTE), a través del documento básico HE4 "Contribución solar mínima de Agua Caliente Sanitaria", establece un mínimo de aporte solar para producir ACS que necesariamente deberán alcanzar los edificios afectados por la norma.

La norma también considera algunos supuestos en los que se puede disminuir la contribución solar mínima exigida: cuando se cubra la demanda con otras fuentes renovables, cuando las instalaciones resulten demasiado grandes o técnicamente inviables, cuando el edificio no cuente con suficiente acceso al sol o cuando existan limitaciones no subsanables.

Además del CTE, muchos municipios cuentan con ordenanzas municipales relacionadas con el uso del a energía solar térmica en edificios.

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Además de los paneles ¿qué equipos se utilizan en una instalación solar térmica para producción de agua caliente sanitaria?

Además de los paneles solares, encargados de captar el calor solar y transferirlo al fluido que circula por ellos, la instalación se compone de:

  • Sistema de acumulación constituido por uno o varios depósitos que almacenan el agua caliente hasta que se precisa su uso.
  • Circuito hidráulico constituido por tuberías, bombas, válvulas, etc. que se encarga de establecer el movimiento del fluido caliente hasta el sistema de acumulación desde los captadores hasta la acumulación.
  • Sistema de intercambio que realiza la transferencia de calor captado en los paneles al agua de consumo almacenada en los depósitos de acumulación.
  • Sistema de regulación y control que se encarga por un lado de asegurar el correcto funcionamiento del equipo para proporcionar la máxima energía solar térmica posible y, por otro, actúa como protección frente a la acción de múltiples factores como sobrecalentamientos del sistema, riesgos de congelaciones, etc.
  • Equipo de energía convencional auxiliar (o de apoyo) que se utiliza para complementar la contribución solar suministrando la energía necesaria para cubrir la demanda prevista, garantizando la continuidad del suministro de agua caliente en los casos de escasa radiación solar o demanda superior al previsto.
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¿Puedo calentar mi piscina todo el año sólo con placas solares?

No todo el año.

En piscinas descubiertas y en el mejor de los casos, conseguiremos prolongar la temporada de baño desde mayo a octubre.

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¿Es viable el uso de la energía solar para calefacción?

Sí, de hecho una de las aplicaciones más extendidas de la energía solar es el apoyo a la calefacción.

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¿Qué sistema de calefacción funciona mejor con la energía solar?

El suelo radiante.

Con el sistema de calefacción por suelo radiante se obtienen mejores aportaciones solares que con otros sistemas debido a que se trabaja a menores temperaturas.

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¿Quién debe ejecutar la instalación de energía solar térmica?

En el caso de que se trate unicamente de un sistema prefabricado apoyado por un calentador instantáneo o acumulador, o un termo eléctrico, no está dentro del ambito de aplicación del Reglamento de Instalaciones Térmicas, por tanto un buen fontanero será suficiente.

Si se trata de un sistema solar construido "in situ" o apoyado por una caldera que tenga servicio de calefacción (solar o no), la instalación deberá ser ejecutada por un Instalador de Calefacción o Instalaciones Térmicas (o empresa instaladora), autorizado por la Comunidad Autónoma.

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¿Hay que realizar algún trámite administrativo para poner en marcha una instalación de ACS solar?

No es necesario para sistemas solares prefabricados o instalaciones de potencia térmica nominal instalada menor que 5 kW.

Para el resto de instalaciones será de aplicación lo estipulado en el Reglamento de Instalaciones Térmicas de los Edificios (RITE).

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Reconocimientos

  • Este artículo ha sido redactado a partir de las contribuciones del foro solarweb a través del hilo FAQ - Instalaciones de ACS
  • Un especial agradecimiento para los usuarios brunomiranda, s.delarbol y pepett por su especial implicación en la redacción de éstas preguntas frecuentes.

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