Energía solar termodinámica: Características y funciones

Cuando hablamos de energía solar lo primero que nos viene a la cabeza es placas solares térmicas y fotovoltaicas. Pero hoy te mostramos que no son los únicos sistemas para aprovechar la radiación del sol. La energía solar termodinámica ofrece un sistema muy novedoso que logra generar calefacción o ACS a partir de los principios de la termodinámica. Esta variante no es tan conocida como la fotovoltaica pero sí que logra tener una gran cantidad de ventajas. Si quieres saber cómo funciona, a continuación veremos todos los detalles y beneficios que aporta este sistema en la vivienda.

¿En que se caracteriza la energía solar termodinámica?

Los paneles solares termodinámicos se caracterizan por tener una vida útil de alrededor de los 25 años en pleno funcionamiento. Es una tecnología muy eficiente a la vez que resistente y ligera ya que su estructura está fabricada en aluminio y puede rondar un peso de 8 kg por módulo. El material puede resistir muy bien las variaciones de temperatura, así como el desgaste o la abrasión. Además sus características específicas pueden variar en función de la finalidad de la instalación. Es decir, si queremos obtener calefacción de una vivienda o climatizar grandes superficies habitables.

Por lo general, el fluido refrigerante que se emplea en estos sistemas está a una temperatura de -10ºC. Gracias a ello se puede obtener energía solar termodinámica ya que la temperatura exterior no suele estar a menor nivel salvo en zonas específicas. Esto genera que el líquido refrigerante cambie a estado gaseoso influido por la radiación solar, la convección natural del aire, el calor del colector, la lluvia o el viento. Una vez se encuentra en el compresor, aumenta la temperatura hasta los 120 ºC. Luego se transfiere al agua con una temperatura de 50ºC. Por último, el gas se enfría volviendo a estado líquido y almacenándose en un depósito.

Otra de las características que hacen de este sistema uno de los más destacados para producir electricidad es que su precio suele rondar los 1.500€. Todo va en función del número de paneles y la dificultad de la instalación. También es uno de los sistemas más respetuosos con el medioambiente. El fluido anteriormente nombrado es incombustible y no puede presentar sustancias tóxicas o corrosivas que puedan poner en peligro el sistema. Además, se somete a presión y presenta estabilidad química por lo que no habrá peligro de reacción.

¿Cómo funciona este sistema de termodinámica?

El sistema de energía solar termodinámica tiene un funcionamiento basado en la diferencia de temperatura entre el ambiente y el líquido refrigerante que circula por el interior de las placas. La diferencia de temperatura hace que se produzca un intercambio de calor que se aprovecha para calefacción, ACS o climatización de piscinas. Para que esto se produzca, el sistema está complementado por tres aparatos que cumplen una importante tarea:

La bomba de calor

Este sistema es el principal y cuenta en su interior con un compresor de gas refrigerante y el sistema de expansión. En él se produce la transferencia de calor del refrigerante y el gas. Como inconveniente, la bomba de calor necesita electricidad para funcionar por lo que puede aumentar un porcentaje las facturas. También se puede combinar esta con paneles fotovoltaicos y cubrir la demanda energética.

Las placas termodinámicas

Otra de las partes fundamentales de esta instalación donde se produce la evaporación del gas proveniente de la bomba de calor. En las placas termodinámicas el líquido refrigerante pasa de líquido a gas al igual que en los sistemas de aire acondicionado. La única condición que debe darse es que la temperatura exterior sea superior a -10ºC. De este modo, aunque las condiciones climatológicas sean adversas el sistema puede funcionar correctamente.

El acumulador

Por último pero no menos importante, el sistema de acumulación. En su interior hay un serpentín por donde pasa el gas refrigerante a una temperatura elevada produciéndose un intercambio de calor y calentando el agua para su posterior uso.

¿Qué diferencias existen con la energía solar térmica y fotovoltaica?

La energía solar termodinámica se suele confundir sobre todo con la solar térmica ya que ambas usan la radiación solar para calentar el agua. Sin embargo existen diferencias evidentes ya que el sistema de energía solar térmica funciona solo si existe una cantidad notable de sol. La orientación debe ser siempre sur para obtener una mayor cantidad de luz solar todo el día. En cambio la energía solar termodinámica puede servirse de la lluvia, el viento o del propio aire indistintamente. Esto hace que no dependan al 100% de los rayos solares (solar térmica y fotovoltaica) y sí de la temperatura del ambiente.

Respecto al funcionamiento también existen diferencias en el momento de realizar la instalación. En la energía termodinámica se requiere una bomba de calor mientras que en la solar térmica se utiliza un acumulador de calor. En los sistemas de termodinámica el coeficiente de rendimiento puede oscilar en cifras superiores al 4. Esto produce que se pueda generar un ahorro en el consumo de calefacción y ACS en las viviendas de un 50 a un 70%. Además, la inversión en la instalación se recupera en unos 5 años aproximadamente.