Las instalaciones solares térmicas aprovechan la energía solar para generar calor que permite su uso en la generación de agua caliente sanitaria o en sistemas de calefacción.
La energía solar térmica difiere de la energía solar fotovoltaica en la forma de aprovechamiento de la fuente de energía. La energía solar fotovoltaica trabaja mediante un dispositivo denominado célula fotovoltaica que obtiene la energía a partir de la radiación solar.
Centrándonos en la energía termosolar (energía solar), resulta difícil determinar el momento histórico en el que el ser humano empieza a utilizarlo, al contrario que la energía fotovoltaica en la que se encuentran registros históricos de su invención. Esto se debe a que calentar el agua ha sido una necesidad constante en el ser humano. Sin embargo, durante el siglo XVIII y XIX los experimentos e invenciones cogieron fuerza, realizando las primeras aproximaciones a la tecnología que conocemos hoy en día.
Uno de los principales inventos fue el realizado por Horacio de Saussure, que inventó el primer colector solar y que dio inicio a otros sistemas como los hornos solares o las cajas calientes. Estos inventos tuvieron gran repercusión en los sistemas de energía solar térmica de la modernidad.
La primera patente que revolucionó los experimentos e invenciones relacionados con el calentamiento de fluidos y, en específico con el calentamiento de agua, fue “Climax”. Un calentador de agua desarrollado por Clarence Kemp en 1891, y su uso se expandió rápidamente en las zonas soleadas de Estados Unidos.
Con estos antecedentes, nos encontramos con los actuales sistemas compuestos por colectores, dispositivos que por su diseño y tecnología, permite colectar la energía del sol y aumentar la temperatura de un fluido.
A continuación, veremos los diferentes tipos de instalaciones solares térmicas, sus características principales y qué especificaciones deben tener las válvulas para ser utilizadas en este tipo de instalación.
Clasificación de las instalaciones solares térmicas
La clasificación de las instalaciones se verá condicionada por el tipo de fluido o agua a calentar y si pasan por el colector o no. La diferencia del sistema de calentamiento de los colectores se clasifica en alta, media y baja temperatura, siendo las placas planas los colectores de baja y media temperatura utilizados para calentar agua o el aire de comercios o residencias.
Consecuentemente, existen dos tipos de instalaciones solares térmicas para uso doméstico de agua caliente sanitaria: de circuito abierto y de circuito cerrado.
Circuito abierto
Es el sistema donde pasa directamente el agua de consumo por las placas solares (colectores). En la actualidad no se recomienda calentar el agua caliente sanitaria con este sistema, pero si se utiliza por ejemplo, para alargar la temporada de baño en piscinas particulares.
Este sistema presenta diversas desventajas relacionadas con la temperatura, la incrustación y la corrosión. Por ejemplo, en zonas donde las temperaturas están bajo cero y alcanzan el punto de congelación del agua, el sistema deja de ser eficiente. También, en zonas donde el agua tiene altas cantidades de sales, se forman incrustaciones en los conductos de los paneles, causando obstrucciones y perjudicando la productividad del sistema.
El principal problema es que al ser agua potable existe mayor dificultad para utilizar materiales que no contaminen el agua o no poder utilizar anticongelante, además que es un sistema que presenta mayores restricciones legales.
Circuito cerrado
Es el sistema favorito por los instaladores y usuarios ya que presenta múltiples ventajas. En este caso, el agua a calentar no pasa por los colectores solares y a su vez se utiliza un fluido anticongelante que pasa por los tubos del colector y se calienta por medio de radiación solar.
Para calentar el agua que los usuarios van a utilizar, el fluido anticongelante pasa por todo un circuito hidráulico, llega al acumulador y es allí donde se calienta el agua a consumir. Si el acumulador no alcanza la temperatura esperada, se genera calor mediante un un sistema auxiliar.
Existen dos tipos de instalaciones de circuito cerrado:
flujo forzado y flujo por termosifón.
El primero de ellos es utilizado cuando por las condiciones de la vivienda y la ubicación de los paneles solares está por encima del acumulador. Funcionan con un bomba electromecánico que permite mover el los fluidos. Es la usada en la actualidad en instalaciones medianas y grandes.
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El segundo tipo de flujo por temosifón, el agua fluye debido a las diferencias de temperatura del acumulador, con agua fría, y el fluido caliente del colector. Tanto el diseño como la instalación del sistema deben permitir facilidad de circulación del fluido caliente.
En todo caso, el acumulador debe estar por encima de los colectores para que exista convección por la diferencia de temperatura. Este tipo de configuración sin bomba es la empleada en los equipos compactos.En ambos casos, hablamos de sistemas de energía sostenible.
Válvulas para instalaciones solares térmicas
Las válvulas empleadas en este tipo de instalaciones deben tener características especiales por trabajar con fluidos con altas temperaturas. En Válvulas Arco, contamos con la serie de válvulas Tajo 2000 Solar. Son válvulas metálicas de obturador esférico y accionamiento manual que trabajan de manera óptima en temperaturas elevadas.
Sus materias primas, diseño y características constructivas permiten que se utilicen para circuitos cerrados o abiertos, y pudiéndose instalar en el primer o segundo tramo ya que su diseño es apto para estar en contacto con agua potable.
Principales características de la válvula TAJO 2000 Solar
- Funcionan con un cómodo accionamiento de cuarto de vuelta
- El latón europeo es su materia prima, garantizando una calidad superior bajo las normas EN12164 y EN12165. Presenta un acabado cromado estético y que soporta todo tipo de inclemencias climatológicas.
- Presta servicio tanto para agua potable como para aceites térmicos y agua con glicol (hasta 50%)
- Soporta un rango de temperatura muy amplio que va desde los -20ºC hasta los 200ªC.
- Las válvulas tienen sistemas de estanqueidad interna y externa. La interna consta de un doble asiento de PTFE modificado y la externa consta de una doble junta de Viton® anti manipulación.
Las instalaciones solares térmicas tienen un funcionamiento bastante sencillo e intuitivo y su importancia radica en los beneficios de las energías renovables. Es por ello, que la Unión Europea lleva trabajando en las últimas décadas en el fomento de la energía solar, para promover su uso y ayudar a que el uso de este tipo de instalaciones sean más familiares.
