Calentadores solares térmicos: qué son, cómo funcionan y qué pueden aportar a tu hogar

Qué es un calentador solar térmico

También se le conoce como sistema de energía solar térmica o sistema solar para Agua Caliente Sanitaria (ACS), y aprovecha la radiación del sol para calentar el agua que usas en duchas, lavabos y electrodomésticos, e, incluso, para respaldar los sistemas de calefacción.

Un calentador solar térmico, en lugar de emplear electricidad, gas o gasóleo para calentar el agua que vas a usar, transforma en calor la luz del sol para cumplir esta función, ayudando a reducir el consumo de energía convencional, así como a ahorrar en la factura y a minimizar las emisiones asociadas al uso de combustibles fósiles.

Actualmente, este tipo de instalaciones es un instrumento clave en España para fomentar el uso de energías renovables en las viviendas. Desde la aprobación del Código Técnico de la Edificación (CTE), en su sección HE-4 “Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria”, se exige que los edificios nuevos y rehabilitados que requieran ACS, instalen los calentadores de energía solar térmica.

Cómo funciona un calentador solar térmico 

Aunque parezca un proceso complicado, el principio es sencillo: captar energía solar, transformarla en calor y transferirla al agua. El proceso se podría dividir o explicar en cuatro fases.

Captación de la energía solar

Los sistemas incorporan unos paneles o colectores solares térmicos (planos o de tubos de vacío) que se instalan en el tejado, con orientación hacia el sur (o en la mejor orientación posible), y con la inclinación adecuada para maximizar la radiación solar. Estos colectores contienen una superficie oscura que absorbe el calor y lo transfiere al agua o a un fluido caloportador (que transporta calor de un lugar a otro).

Circulación del calor

El agua circula por los conductos del colector, llevando el calor desde el colector hasta un intercambiador o depósito acumulador. En sistemas simples, este movimiento se produce por el efecto termosifón (el agua caliente, menos densa, asciende hacia el depósito). En sistemas más avanzados, una bomba impulsa el flujo, mejorando la eficiencia en climas fríos.

Acumulación en el depósito

El calor recogido se transfiere al agua que va a servir en el hogar, y esa agua ya caliente se almacena en un tanque aislado térmicamente, o depósito acumulador, que conserva la temperatura durante horas, incluso en días nublados, gracias a la radiación difusa. Este aislamiento permitirá disponer de agua caliente cuando la necesites, aunque sea de noche, llueva, etc.

Distribución al hogar

Como último paso, el agua caliente acumulada se distribuye a los puntos de consumo (grifos, ducha, lavadora, etc.) mediante la red de tuberías, como en cualquier sistema convencional. Si la demanda supera lo que puede aportar el calentador solar (por ejemplo, muchos usos simultáneos o periodos muy largos), el sistema convencional (termo eléctrico o caldera) podría actuar como apoyo.

Tipos de calentadores solares térmicos

Existen varias configuraciones adaptadas a diferentes necesidades, dependiendo del mecanismo de circulación y del tipo de colectores:

Sistema termosifón

Es el más común en viviendas unifamiliares por su fiabilidad. La circulación del agua se produce de forma natural, sin necesidad de bombas, aprovechando el flujo natural del líquido por diferencias de densidad (el agua caliente sube, la fría baja). Es económico, de fácil instalación y mantenimiento, aunque menos eficiente en climas fríos.

Sistema de circulación forzada

Utiliza bombas para mover el agua o el fluido caloportador, y asegurar la transferencia de calor hasta el depósito. Suele ser necesario cuando se emplean colectores más avanzados, o cuando la instalación requiere que el acumulador esté lejos del colector. Es un sistema ideal para zonas con inviernos largos, es versátil, pero requiere mantenimiento adicional.

Colectores: planos, tubos de vacío

Los colectores solares térmicos pueden ser de distintos tipos según su diseño:

• Colectores planos: son los más económicos, tradicionales y adecuados para climas cálidos. Consisten en una caja plana con un absorbedor que capta el calor. Resultan muy eficaces y se adecúan a muchos estilos o diseños de viviendas.
• Colectores de tubos de vacío: como su nombre lo adelanta, estos colectores usan tubos al vacío que reducen las pérdidas térmicas gracias a su aislamiento, lo que mejora su eficiencia, sobre todo en climas menos soleados o en bajas temperaturas, cuando se necesita mayor rendimiento.

Elegir el tipo de colector ideal para tu hogar dependerá de la orientación de la vivienda, de cuál es tu demanda de agua caliente, el espacio disponible para instalarlo, y, no menos importante, con qué presupuesto cuentas.

Ventajas de los calentadores solares térmicos

Invertir en un sistema solar térmico ofrece diversos beneficios:

Ahorro del 60 % al 80 % en agua caliente

Según datos del Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE), un sistema bien dimensionado puede cubrir hasta el 80 % de la demanda anual de agua caliente sanitaria de una vivienda, reduciendo notablemente el gasto en la factura de gas o electricidad.

Energía renovable y gratuita

La energía solar es una fuente gratuita, limpia y sostenible, ya que no genera emisiones contaminantes, contribuyendo con los objetivos climáticos europeos, y reforzando el compromiso con las políticas de eficiencia energética y sostenibilidad que promueve el IDAE en España. Utilizarla reduce la dependencia de combustibles fósiles o electricidad de red.

Alta durabilidad (20 años aprox.)

Las instalaciones solares térmicas, con un mantenimiento básico y adecuado, pueden alcanzar una vida útil que ronda los 20 años, lo que las convierte en una inversión a largo plazo.

Baja necesidad de mantenimiento

Como lo mencionamos antes, solo requiere de limpiezas periódicas (especialmente en sistemas de circulación forzada) y la revisión de sus componentes, sin costes elevados. El mantenimiento suele ser relativamente sencillo: control del fluido térmico, verificación de juntas y aislamiento, revisión del depósito, etc.

Compatibles con sistemas existentes

Los calentadores solares térmicos pueden integrarse con tu caldera, termo eléctrico, bomba de calor o sistema de calefacción convencional, sirviendo de apoyo o complemento en días nublados. Esta facilidad para coexistir con los otros sistemas permite su incorporación en viviendas ya habitadas.

Limitaciones y consideraciones antes de instalar

Aunque el sistema solar térmico cuenta con varias ventajas, también existen ciertos aspectos que conviene evaluar con detenimiento antes de tomar la decisión de instalarlo en casa:

• Espacio y orientación de la vivienda: se necesita tener una superficie en el tejado orientada al sur, y que sea una zona soleada. Si tu vivienda está cubierta por sombra durante muchas horas del día, su rendimiento será limitado.
• Tomar en cuenta el clima: en zonas con baja radiación o climas fríos, conviene instalar sistemas de apoyo convencional (caldera, termo eléctrico, etc.), porque puede que no cubra toda la demanda.
• La inversión inicial: aunque reducido en comparación con otras tecnologías, el coste es mayor que el de un calentador convencional, aunque es posible amortizarlo a corto plazo.
• Normativa y permisos: en España, la instalación de los calentadores solares térmicos debe cumplir el CTE, pero, a su vez, permite el beneficio de subvenciones del IDAE y fondos europeos.
• Buen mantenimiento = más eficiencia: Si a la instalación no se le realiza una limpieza adecuada y una revisión periódica (comprobación de circuitos, fluido térmico, etc.), su rendimiento puede disminuir considerablemente.

¿Son adecuados para tu hogar?

Perfectos para...

• Viviendas unifamiliares con buena orientación solar (tejado hacia el sur), sin sombras importantes.
• Hogares con consumo regular de agua caliente sanitaria: duchas, lavadoras, lavavajillas, etc.
• Hoteles, gimnasios y edificios con alta demanda de ACS.
• Personas o familias que quieren reducir el gasto en su factura de la luz, y deseen apostar por soluciones sostenibles en su consumo diario de energía eléctrica.
• Viviendas donde se prioriza la eficiencia energética, y donde se pueda instalar el sistema solar térmico en combinación con calentadores convencionales, sin reemplazarlos por completo.

Menos recomendados para...

• Pisos sin buena orientación, en zonas con escasa radiación solar frecuente, o muy sombreadas, con obstáculos al sol.
• Hogares donde hay un consumo muy bajo de agua caliente, como segundas residencias usadas ocasionalmente, por temporadas o para estancias vacacionales.
• Viviendas donde no es posible instalar colectores debido a una inclinación del tejado inadecuada, por falta de estructura, o por una normativa local restrictiva, entre otros obstáculos.

Comparativa de alternativas para reducir su consumo de energía

La energía solar térmica es solo una de las alternativas razonables y sostenibles para producir ACS. Otras opciones para reducir el consumo energético son los sistemas de aerotermia, bombas de calor, o instalaciones de autoconsumo eléctrico con paneles fotovoltaicos.

Si tu objetivo es ahorrar en calefacción o electricidad, puedes combinar la energía solar térmica con el autoconsumo fotovoltaico, siempre que tu vivienda lo permita. Esta solución híbrida maximizará el aprovechamiento del sol y reducirá la dependencia de la red eléctrica.

Por ejemplo, está la opción de usar paneles termosolares para generar el agua caliente, y placas fotovoltaicas para alimentar la electricidad general de tu vivienda. Las tarifas de autoconsumo fotovoltaico de Endesa pueden ser un complemento ideal para la instalación solar térmica, que, además, te ayudará a reducir tus gastos en la factura y tu huella de carbono.

Si tu vivienda reúne las condiciones adecuadas (tejado soleado, consumo regular de agua caliente, espacio para depósito, etc.), un calentador solar térmico será una muy buena inversión y una solución eficaz, sostenible y económica para producir agua caliente sanitaria. Y si tu objetivo es ahorrar también en calefacción o electricidad, no dudes en combinar energía solar térmica con autoconsumo fotovoltaico.