Calentadores solares de agua: ¿cómo funcionan? ¿Deberías conseguir uno?

Tipos, componentes y ventajas y desventajas de los calentadores solares de agua.

El uso de un calentador de agua solar puede ahorrar una cantidad significativa de dinero en el hogar y ayudar a reducir las emisiones locales y regionales que causan la contaminación del aire. Aunque requieren un costo inicial más alto tanto para el sistema como para la instalación (en comparación con el reemplazo de un calentador de agua eléctrico o de gas existente), ahorrarán entre un 50 % y un 80 % de los costos de calentamiento del agua con el tiempo, según el Departamento. de energía.

Según el sistema que compre y la cantidad de agua caliente que use su hogar, esto significa que podrían pagarse solos en un par de años. Y también puede obtener una deducción de impuestos por instalar uno.

Los calentadores de agua solares funcionan usando la energía del sol para calentar directamente el agua que luego se puede usar en la casa para las necesidades de agua caliente, o usando la energía solar para calentar otro fluido que luego se usa para calentar el agua. Pueden ser activos o pasivos, y todos los sistemas requieren un tanque de almacenamiento.

Los calentadores de agua solares pueden funcionar en climas fríos, lugares menos soleados y en una variedad de condiciones, aunque con menos eficacia que en lugares más soleados. Pero incluso si vive en un lugar donde su calentador de agua solar solo precalienta el agua un poco en invierno, algo en otoño y primavera, y mucho en los días de verano, aún ahorrará dinero y reducirá las emisiones.

Por la noche y en días nublados, si no tiene suficiente agua tibia almacenada, necesitará un elemento calefactor adicional para elevar la temperatura del agua. La mayoría de las personas con calentadores de agua solares en climas mixtos o estacionales los usan junto con un calentador de agua bajo demanda para aumentar un poco más la temperatura del agua. Dado que estos dispositivos calientan agua ya calentada, funcionan incluso más rápido y de manera más eficiente que si estuvieran calentando agua fría.

Por lo general, los calentadores solares de agua se colocan en el techo, orientados hacia el sur, para que reciban luz solar directa de la mejor calidad. Sin embargo, también se pueden colocar en un jardín, prado u otras áreas donde reciban luz solar directa.

Un calentador de agua solar activo puede ser directo o indirecto. En el sistema directo, el agua circula a través de bombas a través de los colectores solares (generalmente en un techo) donde el sol la calienta y luego la envía a un tanque bien aislado para su almacenamiento. Estos son útiles en climas donde rara vez se congela.

Un calentador de agua solar activo indirecto utiliza un fluido especial de transferencia de calor que no se congela y que es calentado por el sol, que luego calienta el agua almacenada. Estos son útiles en lugares donde se congela estacionalmente.

Los sistemas pasivos son más simples y económicos que los sistemas activos, pero menos eficientes. Hay un par de tipos diferentes, y algunos usan diferenciales de agua fría y caliente para mover el agua en lugar de bombas. El otro tipo simplemente usa cualquier energía térmica disponible del sol para precalentar el agua y luego usa un calentador de agua tradicional para elevar la temperatura a lo que se necesita.

Todo calentador solar de agua debe incluir al menos dos elementos: un colector para recoger la energía del sol y un tanque de almacenamiento. Después de eso, otras partes del sistema dependen del tipo de calentador solar de agua que se utilice.

Los componentes principales de cualquier sistema de calentamiento solar de agua son uno o más colectores para atrapar la energía del sol y un tanque de almacenamiento bien aislado. Hay, por supuesto, varios tipos de paneles solares para calentar agua.

Los paneles colectores de placa plana tienen una cubierta de vidrio o polímero con una placa oscura debajo. A medida que el sol brilla sobre el panel, su calor es absorbido por la placa (y la tubería oscura por la que fluye el agua) y se transfiere al agua.

Los sistemas integrales de almacenamiento son tanques negros llenos de agua que se guardan dentro de una caja transparente que está bien aislada. Este sistema se usa a menudo para precalentar el agua que luego se calienta por completo a las temperaturas deseadas para bañarse o realizar tareas domésticas mediante un sistema adicional, como un calentador de agua sin tanque.

Un tercer tipo, los colectores de tubos de vacío, contienen tubos transparentes con metal en el interior y se utilizan principalmente para aplicaciones comerciales.

Los tanques de almacenamiento del calentador de agua solar pueden variar según el tamaño de la casa, la cantidad de colectores solares y la cantidad de agua caliente que se necesita en la casa. Por lo general, la mayoría de los sistemas tienen un tanque de gran capacidad, de 80 galones (o más), que permite el almacenamiento de agua tibia en los días nublados. Algunos sistemas incluyen dos tanques, por lo que hay uno para uso inmediato y otro solo para almacenamiento.

ventajas

Contras

La instalación de los calentadores de agua solares cuesta alrededor de $3500, y eso incluye tanto la mano de obra como las piezas.

Los calentadores solares de agua funcionan en el invierno, pero son menos eficientes cuando la radiación del sol es más débil. Los días cortos reducen la entrada de energía solar térmica y las bajas temperaturas exteriores dificultan que el agua se mantenga caliente. La mayoría de los calentadores de agua solares incluyen protección contra congelamiento, lo que ayuda a evitar que la nieve y el hielo se acumulen a su alrededor.

No se necesita electricidad ni componentes eléctricos para hacer funcionar un calentador de agua solar. En cambio, estos sistemas utilizan colectores solares que extraen energía directamente del sol.

Los calentadores solares de agua calientan el agua durante el día, cuando brilla el sol, y la mantienen caliente en tanques aislados durante la noche. Esto podría ser difícil en temperaturas gélidas, pero qué tan bien su calentador de agua solar mantiene el agua calentada en el invierno depende de la calidad del sistema.

"Estimación del costo y la eficiencia energética de un calentador de agua solar". Departamento de Energía de EE.UU.