Explicación de los calentadores de agua solares (2023)

Un calentador de agua solar puede reducir sus facturas de calentamiento de agua entre un 50 % y un 80 %, según el Departamento de Energía de EE. UU. (DOE). Además, un calentador solar de alta calidad puede durar alrededor de 20 años, mientras que los calentadores tradicionales de gas y eléctricos normalmente necesitan un reemplazo después de 10 a 15 años. En otras palabras, puede ahorrar dinero tanto en facturas de energía como en nuevos equipos al invertir en un calentador de agua solar.

En este artículo, el equipo de Guides Home cubrirá cómo funcionan los calentadores de agua solares, cuánto cuesta un sistema y si vale la pena reemplazar su calentador de agua tradicional.

En términos simples, los calentadores de agua solares utilizan grandes paneles colectores expuestos a la luz solar directa para calentar el agua. Estos colectores generalmente se instalan en los techos y utilizan colores oscuros para absorber la mayor cantidad posible de radiación solar. Cuando el agua fluye a través de su sistema, absorbe la energía térmica producida por los paneles colectores y su temperatura aumenta.

Los sistemas solares de calentamiento de agua requieren un consumo de energía cero. Sin embargo, dado que los paneles colectores a menudo se instalan en lugares elevados, como un techo, los propietarios de viviendas pueden necesitar bombas de circulación para mantener el flujo de agua. Estas bombas consumen una pequeña cantidad de electricidad, pero el costo operativo es mínimo en comparación con los ahorros potenciales en calefacción que puede lograr.

Aunque utilizan la misma fuente de energía, los calentadores solares de agua y los paneles fotovoltaicos (PV) no deben confundirse. Un sistema de calentador de agua solar recolecta la luz del sol directamente para calentar el agua, mientras que los paneles solares residenciales convierten la luz del sol en electricidad. Si su propiedad recibe luz solar decente, ambos tipos de sistemas pueden ahorrarle miles de dólares en facturas con el tiempo.

Puede clasificar los calentadores solares de agua en dos sistemas: activos y pasivos. Los sistemas activos utilizan bombas de circulación y controles para transferir el calor de los paneles colectores a un tanque de almacenamiento, mientras que los sistemas pasivos funcionan sin estos componentes. En general, puede usar un calentador solar pasivo si su suministro de agua tiene suficiente presión para transferir agua por sí solo. De lo contrario, necesitará un calentador de agua solar activo.

Un calentador de agua solar incluye uno o más tanques de almacenamiento, equipados con un aislamiento adecuado para evitar la pérdida de calor. El sistema también puede incluir un calentador de agua convencional como respaldo, para los momentos en que la calefacción solar no sea suficiente para cubrir sus necesidades de agua caliente sanitaria.

De acuerdo con el DOE de EE. UU., puede clasificar los calentadores solares de agua activos según los siguientes dos subtipos:

Los calentadores de circulación directa tienen un diseño mucho más simple pero son vulnerables a las temperaturas bajo cero. Los sistemas indirectos se recomiendan en climas fríos ya que pueden usar una solución anticongelante como fluido de transferencia de calor.

Puede clasificar los calentadores de agua solares pasivos según su construcción:

También puede clasificar los calentadores de agua solares según el colector solar. Hay tres tipos principales de colectores:

Según el DOE de EE. UU., un calentador de agua solar cuesta, en promedio, alrededor de $100 por pie cuadrado de área colectora. Por ejemplo, si su sistema usa un colector solar que mide 4 pies por 10 pies (o 40 pies cuadrados), el precio promedio es de alrededor de $4000. Dependiendo de la complejidad de su sistema, el precio puede oscilar entre $50 por pie cuadrado y más de $400.

El DOE de EE. UU. determinó que el calentamiento de agua representa del 14 % al 18 % de las facturas de servicios públicos, lo que equivale a $400 a $600 por año. Para un propietario que gasta $600 en facturas de servicios públicos cada año, un calentador de agua solar que cubra el 50 % de la demanda de agua caliente le ahorraría $300. Entonces, si compró este sistema por $ 4,000, su período de recuperación sería de 13.3 años.

El ejemplo anterior está muy simplificado: los costos reales de un calentador de agua solar pueden variar según el tipo de sistema y las necesidades de agua caliente de su hogar. Los precios de los colectores solares pueden oscilar entre alrededor de $1,500 para sistemas básicos pequeños y más de $13,000 para unidades de gama alta, según EcoWatch.

Gracias a la Ley de Reducción de la Inflación de 2022, los sistemas de energía solar califican para un crédito fiscal federal equivalente al 30 % del costo total de su calentador de agua solar. Considerando el ejemplo anterior del calentador de agua solar de $4,000, el crédito fiscal sería de $1,200, lo que reduce el costo neto del sistema a $2,800. Gracias a este incentivo, el período de recuperación esperado se reduce de 13,3 años a 9,3 años en este ejemplo.

Dependiendo de su ubicación, el gobierno estatal o la compañía de servicios públicos local pueden ofrecer incentivos solares adicionales. Puede consultar la Base de datos de incentivos estatales para energías renovables y eficiencia (DSIRE) para encontrar reembolsos y otros incentivos por estado.

La principal ventaja de un sistema de agua caliente solar es utilizar una fuente de energía gratuita que llega a tu hogar durante todo el año. Los colectores solares no pueden calentar el agua por la noche, pero puedes solucionar esto usando un tanque aislado para almacenar agua caliente durante el día.

Los calentadores de agua tradicionales funcionan con gas o electricidad y tienen la ventaja de poder calentar agua en cualquier momento. Sin embargo, dado que estos calentadores dependen de los servicios públicos, pueden tener un alto costo de operación. El DOE de EE. UU. determinó que el hogar estadounidense típico gasta entre $ 400 y $ 600 por año en calentar el agua.

También hay un impacto ambiental cuando se utiliza el calentamiento de agua tradicional. Los calentadores de agua a gas liberan emisiones de carbono directamente, y los calentadores de agua eléctricos generan emisiones indirectas a menos que la red local utilice energía renovable.

Los calentadores de agua solares tienen ventajas y desventajas, como cualquier equipo. Estos sistemas pueden ahorrarle cientos de dólares con el tiempo, pero debe conocer sus limitaciones.

Los calentadores de agua solares pueden ser rentables para los propietarios de viviendas que utilizan grandes cantidades de agua caliente, especialmente si los precios locales de electricidad y gas son altos.

Los paneles solares ofrecen un mayor retorno de la inversión (ROI) y un período de recuperación más corto que los calentadores de agua solares en la mayoría de los casos. Los paneles solares generan electricidad que puede usar para alimentar cualquier dispositivo, mientras que los colectores solares solo pueden calentar agua. Puede combinar paneles solares con un calentador de agua con bomba de calor eficiente para cumplir la misma función que un colector solar, lo que significa que sus paneles solares pueden calentar agua y al mismo tiempo proporcionar electricidad.

Los sistemas de energía solar y las bombas de calor también califican para el crédito fiscal federal por energía solar, lo que significa que no se perdería este beneficio. Para obtener más información sobre la instalación de paneles solares en el hogar, consulte nuestra guía de los principales proveedores de energía solar.

Puede encontrar una amplia selección de calentadores de agua solares en tiendas de mejoras para el hogar y grandes almacenes. Sin embargo, no todos los productos ofrecen la misma eficiencia energética y durabilidad.

Idealmente, debe buscar un calentador de agua solar que esté certificado por ENERGY STAR y Solar Rating & Certification Corporation (SRCC). Los modelos ENERGY STAR se prueban con éxito según los estándares federales y el fabricante debe ofrecer ciertas condiciones de garantía establecidas por el programa. El SRCC asegura que los sistemas de calefacción solar cumplan con las regulaciones estadounidenses y sean elegibles para programas de incentivos.

Puede utilizar el buscador de productos ENERGY STAR para comprobar qué marcas y modelos están certificados. La lista incluye calentadores de agua solares de las siguientes marcas, entre otras:

Si tiene un lugar de instalación ideal en su propiedad, usa grandes cantidades de agua caliente o vive en un área con altos precios de electricidad y gas, un calentador de agua solar puede valer la pena. Un calentador de agua solar puede reducir los costos de calentamiento de agua entre un 50 % y un 80 %. La instalación de un colector solar de agua caliente puede ser una inversión atractiva para los propietarios de viviendas con un área adecuada que no esté cubierta por sombras.

Sin embargo, también debes considerar la alternativa de instalar paneles solares y un calentador de agua con bomba de calor. Esta combinación a menudo puede lograr mayores ahorros de energía que un calentador de agua solar porque puede generar electricidad y usar una batería solar para almacenar el exceso de energía simultáneamente. Por el contrario, un colector solar solo proporciona calentamiento de agua.

La principal desventaja de un calentador de agua solar es el alto costo inicial en relación con los ahorros a largo plazo. Algunos sistemas pueden tener un período de recuperación de más de 10 años.

Además, los colectores solares no pueden calentar el agua cuando no hay luz solar, pero puede solucionar esto almacenando agua caliente en un tanque aislado. También puede usar un pequeño calentador de agua a gas o eléctrico como respaldo para los días con poca calefacción solar.

Durante el invierno, puede esperar una salida de calefacción más baja debido a más días nublados y menos horas de luz solar, pero su colector solar seguirá funcionando.

Los paneles solares fotovoltaicos y los calentadores de agua solares son diferentes tipos de equipos. Los paneles solares generan electricidad, mientras que los colectores solares calientan el agua directamente.

El DOE de EE. UU. recomienda 1,5 galones de almacenamiento de agua por cada pie cuadrado de área del colector solar. Según esta cifra, un colector solar que mide 4 pies por 10 pies requiere un tanque de almacenamiento de 60 galones (40 pies cuadrados x 1,5 galones por pie cuadrado).

david leonardo es ingeniero electromecánico, MBA, consultor energético y redactor técnico. Su experiencia en eficiencia energética y consultoría solar cubre sectores que incluyen la banca, la fabricación textil, el procesamiento de plásticos, la industria farmacéutica, la educación, el procesamiento de alimentos, el sector inmobiliario y el comercio minorista. También ha estado escribiendo artículos sobre temas de energía e ingeniería desde 2015.

tori addison es un editor que ha trabajado en la industria del marketing digital durante más de cinco años. Su experiencia incluye trabajo de comunicaciones y marketing en los sectores académico, gubernamental y sin fines de lucro. Periodista de oficio, comenzó su carrera cubriendo política y noticias en el Hudson Valley de Nueva York. Su trabajo incluyó cobertura de presupuestos locales y estatales, regulaciones financieras federales y legislación de atención médica.