¿Qué es el calor solar?

• Historia de la energía solar térmica o calor solar
• Beneficios de la energía solar térmica como opción de calefacción
• Comparativa de la energía solar térmica con otras energías renovables
• La tecnología de la energía solar térmica
• Cinco curiosidades sobre la energía solar térmica

Fuente de la imagen: ©onestepoffthegrid.com.au

Para conocer la energía solar térmica o calor solar, debemos remontarnos a civilizaciones muy antiguas. El calor de los rayos del sol se ha venido utilizando durante muchos siglos con diferentes finalidades. No obstante, las técnicas han ido evolucionando hasta llegar a los sistemas de aprovechamiento de la energía solar que conocemos hoy día.

Ya en el Imperio Romano comenzaron a construirse viviendas con “vidrio” e invernaderos para poder aprovechar el calor solar. Sin embargo, fue en 1767 cuando su uso cambia. El científico de origen suizo Horace Bénédict De Saussare inventó el heliotermómetro, que permitía medir la radiación solar. Con el paso del tiempo evolucionó hasta las herramientas actuales.

Sin darse cuenta, había sido capaz de crear el primer colector solar de la historia, con una importante repercusión en la energía solar térmica a baja temperatura. Su colector solar consistía en una especie de caja caliente fabricada con madera y cristal, que permitía atrapar el calor solar. A partir de ahí surgieron los calentadores solares de agua con placas planas. Estas han servido para proporcionar agua caliente sanitaria a millones de personas por todo el planeta.

Como probablemente ya sabemos, la energía solar térmica o calor solar tiene una importante cantidad de beneficios. Todos ellos relacionados principalmente con el ahorro energético y la protección del medio ambiente. En primer lugar, la energía del sol es autónoma y totalmente descentralizada, por lo que podemos utilizarla de manera gratuita para abastecernos. Además, se trata de una fuente inagotable de energía. Porque aunque se trata de una bola de fuego que algún día se apagará, los expertos cuentan que aún no ha llegado al 50% de su vida, que ronda ya varios millones de años.

Además de esto, es una energía que reduce la emisión de los gases tóxicos de efecto invernadero. Estos son los responsables del calentamiento global. Al tratarse de energía limpia, no es contaminante, por lo que no contribuye con la destrucción progresiva del medio ambiente. Al abastecernos de esta energía gratuita, que es el calor solar, reducimos el consumo energético en nuestra vivienda hasta en un 50%. Un ahorro que se traduce siempre en un importe menor en las facturas que debemos pagar. Por otra parte, nos mantenemos al margen de las constantes variaciones de precios que experimenta el gas y sobre todo la electricidad.

Dado el buen rendimiento de estas instalaciones, es posible también recuperar la inversión inicial en el medio plazo. Gracias al ahorro energético que nos supone y a la independencia que nos da para el consumo. Por último, las instalaciones de energía solar térmica o calor solar cuentan en la actualidad con importantes subvenciones. Podemos ahorrar hasta el 40% en la instalación de estas; un dato que las convierte en una opción altamente atractiva. No obstante, dadas las nuevas normativas europeas que estamos obligados a cumplir, es probable que sigan dándose ayudas y apareciendo mejoras en este sector.

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El uso de las fuentes de energía renovables está a la alza en todo el mundo. Puesto que todos los países dependen de los combustibles fósiles para abastecerse, la limitación de estos recursos afecta a la economía mundial. Es por esto que cada vez se implantan más normativas que fuerzan al desarrollo de las energías renovables. Y al mismo tiempo, se aumenta la investigación para seguir potenciando la explotación del calor solar.

Fuente: Eurostat, Porcentaje de energía procedente de fuentes renovables 2004-2016.

Especialmente en nuestro país, que en sus inicios fue uno de los países que mayor investigaba sobre la energía solar térmica, debido a la cantidad de horas de sol de las que disfrutamos, hoy en día nos hemos quedado atrás en comparación con otros países de Europa y del mundo. Alemania es en la actualidad el único país que está cerca de alcanzar los objetivos que se han marcado. Dentro de las fuentes de energía renovables en general, tanto la energía solar como la eólica son las que más se utilizan en el mundo. Si hablamos de cifras concretas, por citar un ejemplo, en 2010 la energía eólica cubrió un 16% de toda la demanda eléctrica.

Fuente: IDAE. Evolución de la potencia eléctrica instalada anualmente (kW)

España ha sido así el tercer país en potencia instalada. También el 16% fue el total de energía limpia que se consumió en España en el año 2015. De acuerdo con Greenpeace, la energía solar podría ser capaz en el 2050 de abastecer en siete veces a la demanda eléctrica de la península. Ambas fuentes de energía renovable ofrecen una gran eficiencia energética y un buen rendimiento. No obstante, para poder potenciar su uso es necesario que las propias políticas de gobierno acompañen estas iniciativas. Además de invertir en investigación y desarrollo, es necesario crear campañas de concienciación sobre el medio ambiente y sobre las ventajas que la energía solar o eólica ofrecen.

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Con la energía solar térmica podemos transformar los rayos del sol en calor solar. Sin embargo, para poder aprovechar dichos rayos necesitamos la instalación adecuada. No solo se trata de disponer del espacio suficiente, sino que debemos tener en cuenta la estructura de la vivienda para soportar el peso, así como la propia orientación de la vivienda. Es fundamental poder recibir los rayos del sol de manera directa, de lo contrario, no realizará su función a pleno rendimiento.

La instalación para aprovechar el calor solar debe disponer de uno o varios captadores solares y un sistema de almacenamiento para acumular la energía que hayamos obtenido. Suele tratarse de un depósito de agua. Los captadores solares o de calor solar absorben una cantidad de radiación que permite calentar un fluido. Suele ser agua con anticongelante que circula por su interior a través de un sistema de distribución. Este desemboca en el de almacenamiento. Para uso doméstico, podemos encontrar distintas opciones en el mercado.

Los mejores para nuestro país son los captadores solares planos que viene en forma de caja. La parte superior es la zona acristalada que permite pasar los rayos del sol. Al mismo tiempo impide que se pierda la llamada ganancia térmica. Dentro de la caja está la placa que es la que absorbe dicha radiación y cuyo funcionamiento es similar al de un radiador.

En lo que respecta a la distribución del calor solar, existen diferentes variantes en función de las condiciones climáticas de cada zona. Suelen utilizarse principalmente los de circuito cerrado. Estos incluyen dos circuitos separados; en uno circula un líquido que transmite calor al agua, y por el otro es por donde se almacena el agua a calentar sin mezclarse con el líquido. Dentro de este sistema encontramos los termosifones o la circulación forzada.

La circulación forzada es la más común en aquellas zonas muy frías. Esta tecnología se basa en una bomba de impulsión que interrumpe la transferencia de calor cuando el agua no está más caliente que la del depósito. Necesitan utilizar la corriente eléctrica para funcionar.

Los circuitos cerrados con termosifones no utilizan bombas de impulsión. Aprovechan la circulación del agua caliente, que por diferencia de temperatura sube, desplazando a la fría. Por este motivo, se utilizan en lugares donde ni siquiera hay corriente eléctrica. Están recomendadas para los climas cálidos o para las instalaciones solares de pequeño tamaño.

Si queremos aprovechar al máximo el calor solar, necesitamos contar con algún sistema de almacenamiento del mismo. Así, en los días de más horas de sol, podremos recoger toda la energía solar y guardarla para otro momento en el que los rayos solares sean menores. Esta se almacena en acumuladores o interacumuladores.

Los primeros son aquellos que acumulan agua caliente, y necesitan un sistema externo para el intercambio. Los interacumuladores pueden acumular agua pero también son capaces de calentarla. Para ello cuentan con un intercambiador interno. El tamaño del depósito dependerá de las necesidades de agua caliente sanitaria que se tengan.

Los sistemas de apoyo son aquellos que se utilizan cuando existen limitaciones energéticas con el calor solar. Esto es, los días o las temporadas en las que la radiación no es suficiente para abastecer al sistema, o bien el consumo es mayor al normal. Es posible utilizar sistemas basados en la electricidad, el gas o el gasoil.

La energía solar térmica se utiliza principalmente para el calentamiento del agua, ya sea en las viviendas con el agua caliente sanitaria, piscinas, refrigeración o también para calefacción cuando es a baja temperatura. Este sería el caso del suelo radiante o los emisores térmicos.

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Como en todas los sistemas de generación de agua caliente o calefacción, también el sol y el aprovechamiento de su energía, nos brinda algunas curiosidades que nos sorprenden: