Tema: Tm del fluido caloportador de un colector y eficiencia de una instalación termosolar

Hola,

Me ha surgido una duda acerca de la temperatura media que circula por un colector solar. Me he documentado, y hay quien dice que esta temp se corresponde con 45º en el caso de acs, otros con la temp del acumulador 60º o incluso 50. La forma en que yo lo veo, es que la temperatura media del captador es la diferencia entra la Tª del fluido de entrada del colector y la Tª de salida dividido entre dos; Tm=( Tªentrada-Tªsalida)/2. La Tª de entrada sería la de la red de abastecimiento de la localidad o municipio, es decir la temperatura de agua fría de la red sin calentar, y la de salida, la temperatura del consumo requerida según el caso. Pero claro, es difícil imaginar que el colector vaya a calentar siempre la temperatura de red de agua fría hasta la tempreratura que nosotros siempre deseamos para nuestra finalidad, teniendo en cuenta que la irradiacion varia mes a mes y la energía aportada por el colector no es la misma en verano que invierno. Mi pregunta es ¿Como se puede calcular la temperatura media real del colector en cada mes y saber hasta cuanto se puede calentar el agua fría de la red? y luego he leído tambien que para todas las instalaciones termosolares se requiere de un fuente adicional de energía, ya sea por ejemplo una caldera de gas o biomasa, para cumplir con la demanda energética requerida. ¿ Siempre tiene que ser así? es decir, hoy por hoy la energía solar no es capaz de garantizar el suministro energético de un inmueble por si solar sin la necesidad de otra fuente de energía alternativa?

Les agradecería mucho que me resolviesen las dudas.

Hola, la temperatura media del captador es un valor obviamente teorico, pues varía en funcion de la hora del dia, estación y muchas otras cosas. Si lo necesitas para un cálculo tómalo de una fuente reconocida como la Guia ASIT, donde encontrarás además muchas mas cosas.

Gracias por la información tío. La Guía ASIT está muy completa, me vendrá bien también de cara al futuro,

Saludos,

Qué tal Serus.

La cuestión que planteas es bastante compleja puesto que la temperatura media en un colector solar es un valor que depende de muchos factores, algunos de ellos costantes en colectores fijos (características físicas del colector, inclinación y orientación) y otras variables en el tiempo (irradiancia, temperatura ambiente, curva de demanda energética y rendimiento del colector solar).

El depender de tantas variables temporales, que afectan no sólo a los captadores sino al resto de componentes del sistema (intercambiadores, acumulador solar y acumulador de inercia principalmente) hace obligatorio el uso de software que simule el comportamiento hora a hora durante un año toda la instalación para poder dimensionar correctamente sus componentes (se denominan software de simulación solar).

Yo suelo recomendar que no se use software 'gratuito', suministrado por fabricantes de placas solares principalmente, porque sus resultados están orientados a vender sus productos y en la mayoría de las ocasiones sobredimensionan las instalaciones. Para defender de una manera profesional los intereses, tanto del promotor como de los usuarios finales de este tipo de instalaciones es mejor usar software desarrollado por entidades independientes e imparciales. De este tipo de software yo suelo recomendar por ejemplo T*SOL y Kalkener, este último lo recomiendo especialmente a los estudiantes de grado, porque además de dimensionar la instalación y calcular sus indicadores de rentabilidad económica, genera informes muy completos con toda la descripción de la instalación y sus resultados en formato editable.

Respecto a tu segunda pregunta, efectivamente es obligatorio dotar a este tipo de instalaciones de un sistema (denominado 'de apoyo') que garantice el suministro de agua caliente en ausencia de radiación. Es lógico, puesto que las condiciones meteorológicas son variables y nadie puede asegurar que durante periodos cortos de tiempo vaya a haber radiación suficiente para asegurar la demanda de ACS. También es curioso, pero este sistema, que está ideado para garantizar el agua caliente en sitiaciones adversas, es el principal enemigo del correcto funcionamiento de este tipo de instalaciones. Si la instalación está mal diseñada, mal ejecutada o mal mantenida, es muy probable que nadie se dé cuenta de ello mientras el sistema de apoyo funcione correctamente.

Espero haber sido de ayuda. Saludos cordiales!

Gracias por tu repuesta, Enri. Voy a probar el software que me recomiendas. Oye una pregunta, es cierto que se necesita de un sistema de apoyo auxiliar para garantizar el correcto suministro energético de la instalación, pero ¿y si se amplia el numero de colectores solares?, al haber menor radiación pero mayor numero de colectores, el aporte energético será mayor, entonces ¿No sería posible conseguir la plena sostenibilidad energética de una instalación solar térmica teniendo el numero de colectores solares necesario para conseguirla, y por tanto, prescindir del sistema auxiliar de energía convencional? Otro inconveniente que veo yo, es la normativa. El BOE delimita el aporte energético de una instalación solar térmica. No se puede superar en ningún mes el 110% de las capacidades termicas solicitantes del inmueble o habitáculo en cuestión por medio de la energía solar, y en solo tres meses puede superar el 100%. ¿Para que sirve el acumulador? ¿No hay un sistema de retención de energía eficaz que permita a la energía que poder usarse posteriormente en otro momento donde la afluencia de radiación sea menor a la requerida? ¿Ese exceso de energía no podría distribuirse por la red de suministro energético de alguna de las energéticas?, en plan, te compro el kwh solar excedente para que no tengas problemas de sobreabastecimiento, y así aumentar la rentabilidad de tu instalación.
Encantado de recibir una respuesta,
Muchas gracias Enri,

Saludos,

Qué tal Serus.

En teoría sí podrías encontrar localizaciones en las que la radiación solar sea lo suficientemente habitual como para que el volumen de acumulación solar fuera suficientepara suministrar la energía de ACS demandada, pero esa situación es la excepción y no la regla. Sobre todo en los meses de invierno es frecuente que la radiación solar durante varios días no sea suficiene como para obtener unas condiciones de confort suficientes para ser usadas en ACS, ni en temperatura ni en cantidad, y por ello es necesario dotar a estas instalaciones de un sistema de apoyo.

Por otro lado, aumentar el número de colectores solares indiscriminadamente para obtener una mayor fracción solar tampoco es la solución, porque llega un momento en el que la ganancia energética que obtienes no compensa la inversión realizar. Es decir, no se trata sólo de proyectar teniendo en cuenta la producción energética y las características técnicas para asegurar que la instalación funcione en esas condiciones. Hay que tener en cuenta también la rentabilidad económica. Flaco favor le estarás haciendo al promotor de la instalación si no consigue rentabilizarla acorde a unos objeticos competitivos.

Respecto a la aplicación de Kalkener, además de dimensionar la instalación solar también calcula sus indicadores de rentabilidad y por eso la recomendé en mi anterior post (también he recomendado otras mucho más potentes, pero ésta es la que mejor relación calidad-precio tiene sin ninguna duda). De cualquier manera ante cualquier duda es mejor que las explicaciones y las aclaraciones a vuestras dudas las hagan ellos mejor que yo (que aunque uso su software no trabajo para ellos). Su servicio de atención al cliente es bastante bueno y seguro que os ayudarán en todo lo posible (a mi por lo menos me han resuelto cantidad de dudas sobre ésta y otras disciplinas de ahorro, como optimización de facturas eléctricas por ejemplo)

Espero haber ayudado. Saludos!!