Los rayos del sol no solo sirven para dar electricidad

La energía solar se puede captar y aplicar de diversas maneras, no solo a través de paneles solares. Es un concepto muy conocido que los paneles solares fotovoltaicos convierten la luz en electricidad, pero no es la única forma de usar la energía solar.

Un sistema de calefacción solar es algo que se incorpora en el diseño de una casa. El sistema utiliza ventanas orientadas hacia el sur que reciben la luz del sol cuando está bajo en el cielo de invierno y canaliza la energía térmica en “masa térmica”; paredes y pisos gruesos que retienen la energía térmica durante largos periodos de tiempo. En verano, el diseño previene que el exceso de sol entre en la casa y la masa térmica, en cambio, se mantiene fresca todo el día.

Los sistemas de calefacción con energía solar no son nada nuevo, los humanos llevamos aplicando este concepto durante milenios. Los antiguos griegos, por ejemplo, tenían ‘soláriums‘, espacios interiores que se mantenían calientes mediante la captación y el almacenamiento eficiente de energía solar.

Hoy en día, casi un tercio de los hogares tiene problemas para pagar sus facturas eléctricas. Dicho esto, los hogares se pueden beneficiar al explorar las diferentes formas en las que se pueden utilizar los paneles o sistemas de calefacción solar para mantenernos cálidos y reducir drásticamente esas desmesuradas facturas.

Obviamente, los propietarios de viviendas podrían necesitar subvenciones para permitirse las mejoras. Mejorar tu fuente de calor podría no ser la opción más económica si lo que tienes actualmente es demasiado costoso. Si te pareciera factible mejorar tu sistema, los sistemas de calefacción solar son una excelente opción.

Si no estás seguro de cuáles son tus opciones de calefacción solar, esta guía sobre la calefacción solar está aquí para ayudarte.

¿Qué son los sistemas de calefacción solar activos y pasivos?

Los dos métodos de calefacción solar que funcionarán para calentar tu casa: la calefacción solar pasiva y la calefacción solar activa.

Calefacción solar pasiva

La calefacción solar pasiva se refiere a la técnica que utiliza la energía abundantemente disponible del sol para mantener tu casa caliente durante el invierno. En este método, las paredes, las ventanas y el piso de tu casa deben diseñarse cuidadosamente para recoger y almacenar el calor del sol durante el día y distribuirlo gradualmente a cada cuarto.

En la calefacción solar pasiva, no se utiliza ningún mecanismo activo para captar o distribuir el calor del sol a través de los cuartos. Más bien incluye:

• Construir cuartos con grandes ventanas orientadas hacia el sol para dejar que la energía del sol entre en las habitaciones.
• Usar pisos de concreto y mampostería de masa térmica para captar y almacenar el calor.
• Aplicar un aislamiento grueso y hermético en las paredes exteriores para aislar el calor.
• Abrir y cerrar las ventanas y los respiraderos para regular la temperatura.
• Usar estores, cortinas o persianas aislantes para atrapar el calor cuando hace frío.

Ventajas y desventajas de la calefacción solar pasiva

Hay varias ventajas en los diseños de calefacción solar pasiva:

• La calefacción solar pasiva no supone un gran costo adicional al de una casa recién diseñada.
• Puede reducir el uso energético en un 25 % o más en comparación con los diseños para una casa estándar.
• Puede ahorrarte dinero en electricidad, aunque tu casa no sea adecuada para paneles solares fotovoltaicos.
• Diseñar edificios de apartamentos para que usen calefacción solar pasiva puede reducir drásticamente el uso eléctrico de mucha gente a la vez.

También hay algunas desventajas de los diseños solares pasivos:

• La ingeniería necesaria para diseñar una casa solar pasiva necesita de trabajo e instalación profesional, lo que puede añadir gastos a la construcción de una nueva casa.
• Normalmente, reacondicionar o modernizar no es muy rentable. Además, las casas más antiguas podrían no tener el aislamiento adecuado para almacenar la energía térmica recogida durante el día. Recomendamos encarecidamente que realices una auditoría de energía del hogar antes de hacer el cambio a la calefacción solar pasiva o de instalar paneles solares.
• Si tu casa está rodeada de árboles altos o colinas empinadas, podría no recibir la cantidad de luz solar necesaria para que se note la diferencia. Por ello, no se recomienda quitar los árboles que ya ofrecen otros beneficios.

Calefacción solar activa

A diferencia de los sistemas pasivos, los sistemas de calefacción solar activos utilizan dispositivos mecánicos, como bombas, colectores y tanques de almacenamiento para que el calor circule por toda la casa.

En los sistemas de calefacción solar activa, un colector (hecho de paneles de placa plana) recoge la energía solar. El aire y el líquido dentro de una tubería se calientan por el calor que les transfiere el colector. Este calor se lleva directamente al interior, con una bomba o un mecanismo de ventilación, o se guarda en un sistema de almacenamiento.

Tanto los sistemas de calefacción activos como los pasivos complementan el sistema de calefacción de tu casa al llevar calor donde se necesita. Con la calefacción solar, puedes evitar pagar las grandes facturas eléctricas que vienen con los calentadores convencionales. La energía natural del sol actúa como un suplemento económico para tu sistema de calefacción actual.

Diferencias principales entre la calefacción solar activa y pasiva

• En la calefacción solar activa de espacios, se utilizan bombas, colectores, tanques de almacenamiento y otros mecanismos para que circule el calor por las casas.
• En los sistemas de calefacción solar pasiva, los colectores se usan para reunir la energía y el calor se atrapa y circula de forma natural.
• Los sistemas pasivos normalmente son más baratos que los activos.
• Los sistemas pasivos funcionan mejor en nuevos edificios, mientras que los sistemas activos se pueden utilizar tanto en casas nuevas como en las modernizadas.

Los sistemas de calefacción pasivos solo se pueden implementar de forma económica en casas nuevas. Por ello, solo es importante para aquellos que estén a punto de construirse una casa. Por el contrario, la calefacción activa se puede introducir en casas reacondicionadas o modernizadas con sistemas de calefacción tradicionales.

Como la calefacción solar activa es la opción más práctica para la mayoría de nosotros, vamos a analizar más detenidamente cómo podemos usarla en nuestras casas.

¿Cuáles son las diferentes formas de utilizar la calefacción solar activa en las casas?

Hay dos tipos básicos de sistemas de calefacción solar activos: los sistemas de calefacción solar de aire y la calefacción solar de agua, también conocida como sistema hidráulico o hidrónico.

Calefacción solar de aire

La calefacción solar de aire calienta directamente tus espacios con calentadores de aire de la habitación. Un calentador de aire montado en el tejado o en la pared expulsa aire frío en un colector solar donde se calienta. El aire caliente se devuelve de nuevo a la habitación.

Con los calentadores en el tejado, los conductos se utilizan para empujar el aire caliente a la habitación. En cuanto a los calentadores de pared que están instalados en paredes orientadas hacia el sur, se hacen agujeros a través de la pared para que el aire pase a la habitación.

Sistemas de calefacción solar de agua

Los sistemas de calefacción solar de agua tienen colectores solares que absorben la radiación solar y la convierten en calor. Por los colectores solares circula un anticongelante de glicol no tóxico o agua. Entonces, la energía térmica de los colectores se transfiere al fluido.

A medida que el líquido pasa rápidamente por el colector solar, aumenta su temperatura entre 10 º y 20 ºF (5.6 º–11 ºC). El fluido ya caliente circula a un intercambiador de calor o a un tanque de almacenamiento de agua.

Hay tres tipos principales de sistemas de calefacción solar de base líquida: los sistemas de piso radiante, los zócalos radiantes y los sistemas centrales de ventilación forzada. Vamos a ver cómo funcionan.

Calefacción solar de agua: sistemas de piso radiante

En un sistema de calefacción de piso radiante, el líquido calentado circula a través de un sistema de tuberías que están integradas en un piso de concreto delgado. Entonces, el líquido calentado con energía solar por las tuberías extiende el calor por cada uno de los espacios.

Cuando estés mirando opciones de calefacción de piso radiante, debes tener en mente los siguientes factores:

• La eficiencia de un sistema de piso radiante se puede ver comprometida si el piso está cubierto con alfombras gruesas o moqueta.
• Idealmente, el piso debería tener acabados de baldosas.
• Si se ha diseñado bien el piso radiante, se puede eliminar la necesidad de tener un tanque de almacenamiento de calor separado.
• Una caldera convencional o incluso un calentador de agua doméstico se puede usar para proporcionar calor de reserva.

Para calentar un espacio desde cero, los sistemas de placas radiantes tardan más que los otros sistemas de distribución de calor. No obstante, una vez estén funcionando, ofrecen calefacción consistente por toda la casa.

Calefacción solar de agua: zócalos radiantes

Los sistemas de zócalos de agua caliente se instalan en el zócalo o, normalmente, en un lugar cerca del piso. Esto permite que el calor ascienda de forma natural y se distribuya uniformemente por todo el espacio.

Un sistema de tuberías instalado en el zócalo bombea agua caliente, lo que transfiere el calor del agua por la habitación.

Para calentar una habitación eficientemente, los zócalos radiantes o radiadores necesitan que la temperatura del agua esté entre 160 º y 180 ºF (entre 71 º y 82 ºC). Mientras que los colectores de placa plana pueden calentar el líquido entre 90 º y 120 ºF (entre 32 º y 49 ºC), un sistema de calefacción de reserva (o colectores de tubo de vacío) se utiliza para incrementar la temperatura del líquido calentado con la energía solar.

La calefacción solar de agua: sistemas de ventilación forzada

Un sistema de calefacción líquida se convierte en un sistema de calefacción de ventilación forzada al colocar una bobina de calentamiento o serpentín de calentador (intercambiador de calor de líquido a aire) en el conducto de vuelta del aire de una habitación. A medida que el aire se introduce en el conducto de una habitación, este se calienta con el líquido calentado con energía solar en el intercambiador de calor. Si es necesario más calor, este se lo proporcionará la caldera.

La bobina de calentamiento debe ser lo suficientemente grande como para transferir la cantidad necesaria de calor a la habitación, incluso a la temperatura de funcionamiento más baja del colector. Los sistemas de energía térmica solar líquida funcionan mejor en casas con calefacción central.

¿Los paneles de calefacción solar son adecuados para tu casa?

Hay muchas razones para creer que los sistemas de calefacción solar activos y pasivos son adecuados para tu casa:

• Tanto los sistemas de calefacción solar activos como los pasivos reducen significativamente tus facturas eléctricas en climas fríos.
• Reemplazan los combustibles fósiles dañinos, como el gas natural, el propano, el carbón, el petróleo, etc.
• Ayudan a eliminar la contaminación del aire y proporcionan un entorno de vida limpio.
• Puedes optar a los créditos fiscales por energía solar con tus sistemas de energía solar activos y, posiblemente, a otras ayudas, incentivos y subvenciones financieras con tus sistemas de energía solar.

La mayoría de los hogares en EE. UU. tienen calefacción que funciona con combustibles fósiles y, si instalar sistemas de calefacción solar activos o pasivos no es lo adecuado para tu casa, practicar la eficiencia energética te puede ayudar a ahorrar en las facturas de la calefacción.

Si tienes calefacción eléctrica, los paneles solares pueden dar energía a la calefacción de tu casa y ahorrarte dinero todos los días. Descubre cuántos paneles solares necesita tu casa para mantener la electricidad.