Escalfadors solars tèrmics: què són, com funcionen i què poden aportar a casa teva

Què és un escalfador solar tèrmic

També se'l coneix com a sistema d'energia solar tèrmica o sistema solar per a Aigua Calenta Sanitaria (ACS), i aprofita la radiació del sol per escalfar l'aigua que uses a les dutxes, els lavabos i els electrodomèstics, i, fins i tot, per donar suport als sistemes de calefacció.

Un escalfador solar tèrmic, en lloc de fer servir electricitat, gas o gasoil per escalfar l'aigua que utilitzaràs, transforma en calor la llum del sol per complir aquesta funció, ajudant a reduir el consum d'energia convencional, així com a estalviar a la factura i a minimitzar les emissions associades a l'ús de combustibles fòssils.

Actualment, aquest tipus d'instal·lacions són instruments clau a Espanya per fomentar l'ús d'energies renovables als habitatges. Des de l'aprovació del Codi Tècnic de l'Edificació (CTE), a la secció HE-4 “Contribució solar mínima d'aigua calenta sanitària”, s'exigeix que els edificis nous i rehabilitats que requereixin ACS, instal·lin els escalfadors d'energia solar tèrmica.

Com funciona un escalfador solar tèrmic

Tot i que sembli un procés complicat, el principi és senzill: captar energia solar, transformar-la en calor i transferir-la a l'aigua. El procés es podria dividir o explicar en quatre fases.

Captació de l'energia solar

Els sistemes incorporen uns panells o col·lectors solars tèrmics (plans o de tubs de buit) que s'instal·len a la teulada, amb orientació cap al sud (o en la millor orientació possible), i amb la inclinació adequada per maximitzar la radiació solar. Aquests col·lectors contenen una superfície fosca que absorbeix la calor i la transfereix a l'aigua o a un fluid caloportador (que transporta la calor d'un lloc a l'altre).

Circulació de la calor

L'aigua circula pels conductes del col·lector, portant la calor des del col·lector fins a un intercanviador o dipòsit acumulador. En sistemes simples, aquest moviment es produeix per l'efecte termosifó (l'aigua calenta, menys densa, puja cap al dipòsit). En sistemes més avançats, una bomba impulsa el flux i millora l'eficiència en climes freds.

Acumulació al dipòsit

La calor recollida es transfereix a l'aigua que servirà a la llar, i aquesta aigua ja calenta s'emmagatzema en un tanc aïllat tèrmicament, o dipòsit acumulador, que conserva la temperatura durant hores, fins i tot en dies ennuvolats, gràcies a la radiació difusa. Aquest aïllament permetrà disposar d’aigua calenta quan la necessitis, encara que sigui de nit, plogui, etc.

Distribució a la llar

Com a darrer pas, l'aigua calenta acumulada es distribueix als punts de consum (aixetes, dutxa, rentadora, etc.) mitjançant la xarxa de canonades, com en qualsevol sistema convencional. Si la demanda supera el que pot aportar l'escalfador solar (per exemple, molts usos simultanis o períodes molt llargs), el sistema convencional (termos elèctric o caldera) podria actuar com a suport.

Tipus d’escalfadors solars tèrmics

Hi ha diverses configuracions adaptades a diferents necessitats, depenent del mecanisme de circulació i del tipus de col·lectors:

Sistema de termosifó

És el més comú en habitatges unifamiliars per la fiabilitat. La circulació de l'aigua es produeix de manera natural, sense necessitat de bombes, aprofitant el flux natural del líquid per diferències de densitat (l'aigua calenta puja, la freda baixa). És econòmic, de fàcil instal·lació i manteniment, encara que menys eficient en climes freds.

Sistema de circulació forçada

Utilitza bombes per moure l'aigua o el fluid caloportador i assegurar la transferència de calor fins al dipòsit. Sol ser necessari quan s'utilitzen col·lectors més avançats, o quan la instal·lació requereix que l'acumulador estigui lluny del col·lector. És un sistema ideal per a zones amb hiverns llargs, és versàtil, però requereix manteniment addicional.

Col·lectors: plànols, tubs de buit

Els col·lectors solars tèrmics poden ser de diferents tipus segons el seu disseny:

• Col·lectors plans: són els més econòmics, tradicionals i adequats per a climes càlids. Consisteixen en una caixa plana amb un absorbidor que capta la calor. Resulten molt eficaços i s'adeqüen a molts estils o dissenys d'habitatges.
• Col·lectors de tubs de buit: com el seu nom ho avança, aquests col·lectors usen tubs al buit que redueixen les pèrdues tèrmiques gràcies al seu aïllament, cosa que millora la seva eficiència, sobretot en climes menys assolellats o en baixes temperatures, quan es necessita més rendiment.

Triar el tipus de col·lector ideal per a casa teva dependrà de l'orientació de l'habitatge, de quina és la teva demanda d'aigua calenta, l'espai disponible per instal·lar-lo, i, no menys important, amb quin pressupost comptes.

Avantatges dels escalfadors solars tèrmics

Invertir en un sistema solar tèrmic ofereix diversos beneficis:

Estalvi del 60% al 80% en aigua calenta

Segons dades de l'Institut per a la Diversificació i Estalvi de l'Energia (IDAE), un sistema ben dimensionat pot cobrir fins al 80% de la demanda anual d'aigua calenta sanitària d'un habitatge i reduir notablement la despesa a la factura de gas o electricitat.

Energia renovable i gratuïta

L'energia solar és una font gratuïta, neta i sostenible, ja que no genera emissions contaminants, contribuint amb els objectius climàtics europeus i reforçant el compromís amb les polítiques d'eficiència energètica i de sostenibilitat que promou l'IDAE a Espanya. Utilitzar-la redueix la dependència de combustibles fòssils o electricitat de xarxa.

Alta durabilitat (20 anys aprox.)

Les instal·lacions solars tèrmiques, amb un manteniment bàsic i adequat, poden assolir una vida útil que ronda els 20 anys, cosa que les converteix en una inversió a llarg termini.

Baixa necessitat de manteniment

Com hem esmentat abans, només requereix neteges periòdiques (especialment en sistemes de circulació forçada) i la revisió dels seus components, sense costos elevats. El manteniment sol ser relativament senzill: control del fluid tèrmic, verificació de juntes i aïllament, revisió del dipòsit, etc.

Compatibles amb sistemes existents

Els escalfadors solars tèrmics es poden integrar amb la teva caldera, termos elèctric, bomba de calor o sistema de calefacció convencional, servint de suport o complement en dies ennuvolats. Aquesta facilitat per coexistir amb els altres sistemes permet la seva incorporació en habitatges ja habitats.

Limitacions i consideracions abans de fer la instal·lació

Tot i que el sistema solar tèrmic compta amb diversos avantatges, també hi ha certs aspectes que convé avaluar amb deteniment abans de prendre la decisió d'instal·lar-lo a casa:

• Espai i orientació de l'habitatge: cal tenir una superfície a la teulada orientada al sud, i que sigui una zona assolellada. Si el teu habitatge està cobert per ombra durant moltes hores del dia, el rendiment serà limitat.
• Tenir en compte el clima: en zones amb baixa radiació o climes freds, convé instal·lar sistemes de suport convencional (caldera, termos elèctric, etc.), perquè potser no cobreix tota la demanda.
• La inversió inicial: encara que reduït en comparació amb altres tecnologies, el cost és més gran que el d'un escalfador convencional, encara que és possible amortitzar-lo a curt termini.
• Normativa i permisos: a Espanya, la instal·lació dels escalfadors solars tèrmics ha de complir el CTE, però alhora permet el benefici de subvencions de l'IDAE i fons europeus.
• Bon manteniment = més eficiència: Si a la instal·lació no se li fa una neteja adequada i una revisió periòdica (comprovació de circuits, fluid tèrmic, etc.), el seu rendiment pot disminuir considerablement.

Són adequats per a la teva llar?

Perfectes per...

• Habitatges unifamiliars amb bona orientació solar (teulada cap al sud), sense ombres importants.
• Llars amb consum regular d’aigua calenta sanitària: dutxes, rentadores, rentavaixelles, etc.
• Hotels, gimnasos i edificis amb una alta demanda d'ACS.
• Persones o famílies que volen reduir la despesa en la seva factura de la llum i volen apostar per solucions sostenibles en el consum diari d'energia elèctrica.
• Habitatges on es prioritza l'eficiència energètica i on es pugui instal·lar el sistema solar tèrmic en combinació amb escalfadors convencionals, sense reemplaçar-los del tot.

Menys recomanats per a...

• Pisos sense bona orientació, en zones amb escassa radiació solar freqüent, o molt ombrejades, amb obstacles al sol.
• Llars on hi ha un consum molt baix d'aigua calenta, com ara segones residències usades ocasionalment, per temporades o per a estades de vacances.
• Habitatges on no és possible instal·lar col·lectors a causa d'una inclinació de la teulada inadequada, per manca d'estructura, o per una normativa local restrictiva, entre altres obstacles.

Comparativa d'alternatives per reduir el consum d'energia

L'energia solar tèrmica només és una de les alternatives raonables i sostenibles per produir ACS. Altres opcions per reduir el consum energètic són els sistemes d'aerotèrmia, bombes de calor, o instal·lacions d'autoconsum elèctric amb panells fotovoltaics.

Si el teu objectiu és estalviar en calefacció o electricitat, pots combinar l'energia solar tèrmica amb l'autoconsum fotovoltaic, sempre que el teu habitatge ho permeti. Aquesta solució híbrida maximitzarà l'aprofitament del sol i reduirà la dependència de la xarxa elèctrica.

Per exemple, hi ha l'opció de fer servir panells termosolars per generar l'aigua calenta, i plaques fotovoltaiques per alimentar l'electricitat general del teu habitatge. Les tarifes d’autoconsum fotovoltaic d'Endesa poden ser un complement ideal per a la instal·lació solar tèrmica, que, a més, t'ajudarà a reduir les despeses a la factura i la teva empremta de carboni.

Si el teu habitatge reuneix les condicions adequades (teulada assolellada, consum regular d'aigua calenta, espai per a dipòsit, etc.), un escalfador solar tèrmic serà una molt bona inversió i una solució eficaç, sostenible i econòmica per produir aigua calenta sanitària. I si el teu objectiu és estalviar també en calefacció o electricitat, no dubtis a combinar l’energia solar tèrmica amb l’autoconsum fotovoltaic.