Tema: Serie/Paralelo Paralelo/Serie Serie/Serie/Paralelo etc.....

Saludos a todos, llevo bastante tiempo leyéndoos y ahora que con toda la información que he podido adquirir en éste foro y con mucha otra documentación, he puesto en marcha mi proyecto. Gracias a todos.

Bien, el título del tema viene de la disyuntiva de colocar los colectores en serie, en paralelo o de manera mixta.

No soy profesional de la solar térmica pero hago mis pinitos.

La instalación es de uso particular ¡y tan particular, es mi casa!

El equipo del que dispongo consiste en 8 colectores planos y un depósito de 1000 litros, con equipo de ACS y de calefacción y los consumos son para ACS, calentar un SPA y calefacción por S.R.

Daría prioridad al ACS, apoyo al calentamiento del SPA que tiene un calentamiento eléctrico y aumento de la temperatura de retorno de la caldera en ese orden. Además mediante válvulas manuales puedo cambiar el calentamiento del retorno de la caldera para que la caldera caliente directamente el depósito, en caso de que el rendimiento solar sea muy alto.

La zona geográfica es Madrid, orientación sur y muy soleado todo el año; 1.000 m snm y si se os antoja algún otro dato me lo decís, aunque para el tema creo que no hace falta.

Al lío:
Quiero diferenciar la producción de energía térmica en invierno, primavera/otoño y verano y no quiero poner aerotermos ni nada parecido para el excendente. Aún no tengo piscina pero para cuando la tenga ya no habrá problemas.
En verano creo que con 2 colectores tendré suficiente para ACS y calentar el SPA, de echo ya tengo 2 instalados y en 2 días me ha calentado los 1.000 litros a 52 grados. Cierto es que han sido soleados pero hasta las 11:00 no empiezan a calentar y a las 20:00 se detienen. (no estoy haciendo consumo)

Tengo preparada la instalación para colocar los otros 6 colectores en otro faldón de la cubierta así que me gustaría tener el diseño de lo que quiero preparado antes de comenzar a instalar.

Creo que para el duro invierno lo ideal es poner los seis colectores en serie, para elevar al máximo la temperatura, pero en verano vaciarlos (drain back manual).

Y en otoño y primavera hacer dos grupos de 3 colectores en serie y conectarlos en paralelo.

Los cambios de configuración de los colectores los haría con válvulas de esfera manuales a la salida de los colectores y me subiría a la cubierta para hacer los cambios.

Como me falta la experiencia en rendimientos, me gustaría vuestra opinión en la configuración de los colectores, si merece la pena las válvulas en las salidas y entradas de los colectores para poder jugar con ellos o dejarlos fijos.

Lo dicho, muchas gracias por toda la información y el conocimiento que me habéis transmitido los últimos meses y si aún tenéis alguna duda o algún dato clave no dudéis en preguntar.

Un saludo

Fernando

Qué tal Fernando.

El principal problema de conectar los colectores en serie es la drástica disminución de su rendimiento. A más captadores trabajando en serie, peor es su rendimiento en conjunto y por lo tanto peor es también el rendimiento de la instalación solar.

Además, si no los dispones en paralelo vas a tener muy difícil encontrar un software de simulación que te permita estudiar cómo dimensionar correctamente los componentes de la instalación. Con una configuración de captadores en serie son muy pocas (y difíciles de usar) las aplicaciones que te permitirán saber si la instalación está correctamente dimensionada. La mayoría del software en el mercado utilizan las ecuaciones de rendimiento del captador funcionando en paralelo (al hacerlo así todos ellos tienen aproximadamente la misma temperatura a la entrada y la misma a la salida). Si dispusieras uno o varios captadores funcionando en serie, la curva cuadrática de rendimiento indicada por el fabricante ya no sirve a efectos de cálculo y habría que generar la nueva curva de rendimiento, variable en función del número de captadores en serie.

Por lo tanto, te recomiendo que partas de una disposición en paralelo y, en vez de montar y hacer ensayos prueba/error con la instalación real en funcionamiento (lo cual sería lento, caro y anti-eficiente), pruebes con software la simulación en los diferentes escenarios en los que va a trabajar tu instalación. Si vas a hacer muchos proyectos al año te conviene usar por ejemplo el de CYPE, pero si vas a hacer pocos entonces te recomiendo el software solar de Kalkener, porque es más económico.

Por otro lado, otro problema que vas a tener (aunque dependerá de la demanda energética en invierno, la cual desconozco) probablemente sea que el depósito de 1000 litros se te va a quedar pequeño para ser usado con 8 captadores solares.

Dicho esto, puesto que tu instalación va a trabajar en situaciones drásticamente diferentes en invierno y en verano, y puesto que vas a habilitar/deshabilitar la superficie de captación acorde a esos dos escenarios tan diferentes, lo que yo haría en tu lugar sería estudiar con el software dos escenarios independientes. Un escenario en el que los meses de funcionamiento se correspondan exclusivamente con los meses de verano (suponiendo por lo tanto que la instalación no funciona en invierno) con 2 captadores conectados en paralelo, con su inclinación óptima para los meses de verano y con la demanda de calor correspondiente sólo a ACS... y otro escenario en el que la instalación funcione sólo los meses de invierno, con los 8 captadores en paralelo inclinados acorde a la inclinación óptima en invierno acorde a la demanda de calor necesaria para ACS y calefacción.

Te recomiendo configurar el software en esos 2 escenarios tan diferentes, calculando la instalación independientemente para cada escenario, porque has comentado que vas a estar pendiente de habilitar y deshabilitar superficie de captación. Ya que vas a hacer eso, te recomiendo que cambies la inclinación de los captadores acorde a su óptimo correspondiente ya sea verano o invierno. Los software que te he comentado permiten hacerlo y te calculan la inclinación óptima en cada caso, así que ese tema queda claro.

Pues bien, te puedo adelantar que acuando el software te dimensione la instalación, la principal diferencia al trabajar con esos dos escenarios como si fueran dos instalaciones diferentes (una en verano y otra en invierno) va a estar en el volumen de acumulación solar a emplear. Llegado a este punto tienes dos opciones, habilitar un segundo depósito solar conectado en serie al actual de 1000 litros para trabajar en invierno (y al igual que en verano quitas agua a unos captadores también deberías aislar ese segundo depósito) o cambiar tu actual depósito de 1000 litros por uno intermedio que valga para todo el año (pero con el que obtendrás peores rendimientos energéticos en el periodo anual total).

mi recomendación: testea diferentes escenarios y compara fracciones solares y rendimientos antes de empezar el montaje. Merece la pena dedicar tiempo en la fase de diseño, porque cada hora de diseño bien empleada ahorra 200 horas de problemas en la ejecución y miles de horas de rendimiento durante la vida de la instalación.

Espero haber ayudado.

Saludos cordiales.