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El sol como calefacción

 

   La energía solar aprovecha el sol para la obtención de energía útil, en forma de calor y/o electricidad. Los paneles solares térmicos producen calor, tienen un rendimiento bastante elevado y extraen más vatios por metro cuadrado que los sistemas solares que producen electricidad(fotovoltaicos), necesitando estos últimos mucha más superficie de captación a igual potencia. 

En el panel térmico mostrado aquí como ejemplo de calefacción solar, el fluido calentado es aire. Aire filtrado y calentado con el sol por medio de un material cuyo uso está muy extendido en paneles térmicos que calientan agua: láminas metálicas con recubrimiento selectivo.

Muchas fachadas de fincas y unifamiliares con una orientación entre sureste a suroeste, podrían dotarse con revestimientos que les confiriesen capacidades de generación de energía térmica(calefacción), con paneles térmicos verticales instalados directamente en la pared, así como los tejados deberían cubrirse con paneles fotovoltaicos que colaboren en la producción de la energía que necesitan nuestras actividades.

En meses con más demanda de energía y con menos sol puede llegar a faltar energía para mantener un ambiente climatizado, necesitándose el apoyo de otra fuente de energía, como biomasa, gas, etc. El clima y el grado de aislamiento del espacio condicionarán el uso de estos apoyos. El uso de energía solar para calefacción implica un cambio sustancial, pasando el sol a ser la fuente principal de energía y el resto de combustibles/fuente de energía como apoyo, justamente lo contrario de lo que ahora predomina.

El empleo de la energía solar térmica supone un ahorro y disminución de la contaminación sencillamente espectaculares, aunque culturalmente tenemos serias dificultades para entenderlo, siendo las empresas los únicos actores que se interesan en estas instalaciones solares puesto que efectivamente, son rentables.

 

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Con 65º de inclinación panel térmico de aire produciendo aire caliente. Más horizontal y de menor tamaño, el panel fotovoltaico produce electricidad.


El llamado "recubrimiento selectivo" que recibe el aluminio por una de sus caras le hace absorber todo el calor del sol que incide en él, además hace que no lo pueda emitir en forma de infrarrojos: la superficie así tratada no desprende calor. Prácticamente el 100% del calor que llega del sol es conducido y radiado hacia dentro del panel donde es cedido al fluido, en este caso aire. Con tan solo 2.5m2 de superficie captadora de esta chapa se genera una potencia térmica de 2.15kW/h y puede aportar a una vivienda media (100m2) gran parte del calor que necesita. El ahorro anual en calefacción supera el 50%.
Con la ayuda de un ventilador el aire entra en los filtros, recorre el panel y se introduce entre 42ºC y 70ºC en el espacio a calentar. El aire se calienta a medida que avanza por los canales del interior del panel, que se pueden ver en la siguiente foto.

Un ventilador adecuado para 2.5m2 de superficie captadora selectiva(4m2 de chapa pintada de negro) puede ser el S&P TD500/150 ECOWATT, regulable con una tensión de 0-10V. Para automatizar: Arduino

 

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Los canales interiores conducen y guían el aire calentado por la plancha con recubrimiento selectivo

 

 
Debido al comportamiento del aluminio con recubrimiento selectivo, cuando no circula aire por el panel y está expuesto al sol, las temperaturas en su interior son en algunos puntos del orden de los 200ºC. Pensar en la durabilidad limita los materiales con los que se puede construir un sistema que use estas chapas tratadas, siendo el cristal templado, el aluminio y la lana de roca los más indicados. El sellado del panel es una parte muy importante, los burletes de silicona esponjosa y (en cartucho) la silicona neutra de alta temperatura son interesantes por su mayor resistencia y durabilidad frente a burletes de caucho y la silicona ácida.

Una chapa pintada de negro también puede funcionar como captador de calor para un panel solar térmico, si bien debido al menor rendimiento con respecto a una superficie con recubrimiento selectivo, es necesario prácticamente duplicar la superficie captadora para igualar la potencia. Poco importa si son dos chapas pintadas de negro o una de aluminio selectivo, los resultados del empleo de la energía solar son siempre los mismos: aumento de la calidad de vida, reducción de emisiones, reducción de gastos y un severo aumento de la satisfacción personal.

 

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Entrada del aire caliente en la vivienda