La energía solar térmica permite aprovechar la radiación procedente del sol para producir calor y utilizarlo en diferentes necesidades de un edificio o instalación profesional. Aunque tradicionalmente se asocia con la producción de agua caliente sanitaria, sus aplicaciones pueden ir mucho más allá y abarcar edificios públicos, hoteles, centros deportivos, hospitales, industrias y otras instalaciones con una demanda térmica relevante.
Una instalación de energía solar térmica bien diseñada puede reducir la cantidad de energía que debe aportar el sistema convencional o auxiliar. Sin embargo, su viabilidad no depende únicamente de disponer de una cubierta soleada: es necesario estudiar la demanda térmica, los horarios de consumo, las temperaturas necesarias, la superficie disponible, la acumulación y la integración con el resto de las instalaciones.
En pocas palabras: la energía solar térmica transforma la radiación solar en calor. Para aprovecharla de manera eficiente en un edificio o empresa, la producción solar debe estar correctamente dimensionada y coordinada con las necesidades térmicas reales de la instalación.
¿Qué es la energía solar térmica y cómo funciona?
La energía solar térmica aprovecha la radiación solar mediante captadores que absorben esa energía y la transfieren a un fluido que circula por un circuito. Posteriormente, el calor puede transferirse mediante un intercambiador a un depósito de acumulación o al sistema térmico correspondiente.
El Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE) contempla esta tecnología como una solución capaz de abastecer diferentes demandas térmicas en los sectores de la edificación, la industria y otras actividades profesionales.
De forma simplificada, una instalación funciona siguiendo estas fases:
- Los captadores solares reciben la radiación procedente del sol.
- La energía captada calienta el fluido que circula por el circuito primario.
- El calor se transfiere mediante un intercambiador.
- La energía térmica puede almacenarse en un acumulador.
- El calor se utiliza posteriormente para ACS, apoyo a calefacción, piscinas u otros usos térmicos.
- Cuando la producción solar no resulta suficiente, entra en funcionamiento el sistema auxiliar previsto en el proyecto.
Por tanto, una instalación de energía solar térmica debe analizarse como parte del conjunto de las instalaciones térmicas del edificio y no únicamente como una serie de captadores instalados sobre una cubierta.
Energía solar térmica y fotovoltaica: ¿cuál es la diferencia?
Aunque ambas utilizan el sol como fuente de energía, la energía solar térmica y la solar fotovoltaica cumplen funciones diferentes.
| Solar térmica | Solar fotovoltaica |
|---|---|
| Produce energía en forma de calor. | Produce electricidad. |
| Utiliza captadores solares térmicos. | Utiliza módulos fotovoltaicos. |
| Puede utilizarse para ACS, calefacción, piscinas y determinados procesos térmicos. | La electricidad producida puede abastecer diferentes consumos eléctricos del edificio. |
| Normalmente incorpora acumulación térmica. | Puede funcionar con o sin almacenamiento mediante baterías. |
La Agencia Andaluza de la Energía diferencia igualmente ambas tecnologías: la solar fotovoltaica transforma la radiación solar en electricidad, mientras que la solar térmica utiliza esa energía para calentar un fluido.
No tienen por qué ser tecnologías excluyentes. En determinados proyectos pueden coexistir, ya que una responde directamente a necesidades térmicas y la otra permite generar electricidad.
¿Para qué puede utilizarse la energía solar térmica?
Las aplicaciones de la energía solar térmica dependen principalmente de las características del edificio y del tipo de demanda existente.
Producción de agua caliente sanitaria
La producción de agua caliente sanitaria o ACS es una de sus aplicaciones más habituales. Resulta especialmente interesante estudiar esta solución en edificios que mantienen una demanda significativa de agua caliente durante buena parte del año.
Es el caso, por ejemplo, de hoteles, residencias, instalaciones deportivas, vestuarios, determinados centros sanitarios y otros edificios de uso colectivo.
Cuando existe una demanda relativamente estable, la instalación puede aprovechar la energía producida durante las horas de radiación solar y almacenarla para su utilización posterior.
Apoyo a sistemas de calefacción
La energía solar térmica también puede emplearse como apoyo a determinados sistemas de calefacción. Su funcionamiento dependerá de las temperaturas requeridas, los emisores, las características del edificio y la demanda existente.
En este tipo de proyectos resulta fundamental valorar conjuntamente la generación solar y el resto de la climatización del edificio.
Climatización de piscinas
Otra de las aplicaciones habituales es el calentamiento de agua de piscinas, especialmente en instalaciones deportivas, centros de bienestar, hoteles u otros edificios que requieren mantener determinadas condiciones de temperatura.
Procesos térmicos industriales
La energía solar térmica también tiene aplicaciones industriales. Determinados procesos productivos necesitan agua caliente o energía térmica a temperaturas compatibles con diferentes tecnologías de captación solar.
En estos casos deben analizarse con especial detalle el perfil de demanda, la temperatura requerida, los horarios de producción y la integración con los equipos térmicos existentes.
¿En qué edificios puede resultar especialmente interesante?
No existe un único tipo de edificio adecuado para utilizar energía solar térmica. Lo verdaderamente importante es que exista una demanda térmica que pueda aprovechar razonablemente la energía producida.
Entre las instalaciones donde merece la pena estudiar su viabilidad se encuentran:
- Hoteles y alojamientos: por sus necesidades de ACS y, en determinados casos, piscinas.
- Instalaciones deportivas: por vestuarios, duchas y piscinas climatizadas.
- Centros sanitarios y residencias: por las necesidades asociadas al agua caliente sanitaria.
- Edificios públicos y colectivos: cuando presentan una demanda térmica compatible con la producción solar.
- Industrias: cuando existen procesos que requieren agua caliente o calor a temperaturas adecuadas.
- Centros educativos y residencias colectivas: especialmente cuando disponen de cocinas, vestuarios u otros consumos de ACS relevantes.
Que un edificio pertenezca a uno de estos sectores no significa automáticamente que la instalación resulte adecuada. El dimensionamiento debe basarse siempre en los consumos y condiciones reales.
Componentes de una instalación de energía solar térmica
Una instalación profesional de energía solar térmica está formada por diferentes elementos que deben funcionar coordinadamente.
Captadores solares
Son los elementos encargados de absorber la radiación solar y convertirla en energía térmica. Existen diferentes tecnologías de captación, por lo que la selección debe realizarse en función de las temperaturas de trabajo, las condiciones del proyecto y el rendimiento esperado.
La Guía Técnica de Energía Solar Térmica de IDAE recoge diferentes criterios técnicos que deben considerarse para seleccionar correctamente los captadores.
Circuito primario
El circuito primario transporta la energía desde los captadores hasta el punto donde se realiza el intercambio térmico. El fluido utilizado debe ser adecuado para las temperaturas y condiciones ambientales a las que estará sometida la instalación.
Intercambiador de calor
Permite transferir la energía térmica del circuito de captación al circuito donde será utilizada o acumulada, manteniendo separados ambos fluidos cuando así lo requiere el diseño.
Acumulación térmica
La producción solar y el consumo no siempre se producen en el mismo momento. Por ello, los depósitos de acumulación desempeñan una función especialmente importante.
Dimensionar correctamente la acumulación permite adaptar mejor la producción de energía solar térmica al perfil de demanda del edificio.
Bombas, regulación y control
El sistema debe incorporar los elementos necesarios para controlar la circulación del fluido y decidir cuándo resulta conveniente aprovechar la energía disponible en los captadores.
En instalaciones profesionales, una regulación adecuada resulta esencial para coordinar la producción solar, la acumulación y el sistema auxiliar.
Sistema auxiliar
La producción solar depende de las condiciones meteorológicas y del momento del día. Por este motivo, normalmente existe otro sistema capaz de cubrir la demanda cuando la aportación solar no resulta suficiente.
El sistema auxiliar puede formar parte de una instalación térmica más amplia y debe integrarse correctamente con la generación renovable.
Factores que deben estudiarse antes de instalar energía solar térmica
Diseñar una instalación de energía solar térmica requiere mucho más que calcular cuántos captadores caben sobre una cubierta.
1. Demanda térmica real
El primer paso consiste en saber cuánta energía necesita realmente el edificio, para qué usos y en qué momentos.
El consumo anual por sí solo aporta información insuficiente. Conviene conocer también cómo se distribuye la demanda entre diferentes épocas del año, días de la semana y franjas horarias.
2. Radiación, orientación y sombras
La ubicación de los captadores condiciona la energía que puede obtenerse. La orientación, inclinación, sombras procedentes de otros edificios, elementos constructivos o vegetación y la superficie disponible deben estudiarse antes de determinar el campo de captación.
3. Acumulación necesaria
Una instalación con mucha superficie de captación pero una acumulación mal dimensionada puede funcionar peor que un sistema mejor equilibrado.
Por ello, producción, acumulación y consumo deben calcularse conjuntamente.
4. Temperaturas de trabajo
Las necesidades no son las mismas para producir ACS que para alimentar un determinado proceso industrial. Cuanto más exigentes sean las temperaturas necesarias, mayor importancia adquiere la selección tecnológica y el diseño de todo el sistema.
5. Integración con la instalación existente
En una rehabilitación es necesario conocer qué generadores, acumuladores, circuitos hidráulicos y sistemas de regulación existen actualmente.
La nueva energía solar térmica debe integrarse correctamente con ellos para evitar incompatibilidades y conseguir una estrategia coherente de funcionamiento.
6. Aislamiento y pérdidas térmicas
Una parte importante del rendimiento global depende de evitar pérdidas innecesarias durante el transporte y almacenamiento del calor.
El aislamiento de tuberías, acumuladores y otros elementos debe formar parte del diseño y de la posterior ejecución.
7. Accesibilidad y mantenimiento
Captadores, bombas, intercambiadores, acumuladores y elementos de regulación deben quedar suficientemente accesibles para realizar las futuras operaciones de inspección y mantenimiento.
Energía solar térmica en obra nueva y edificios existentes
En obra nueva, la energía solar térmica puede integrarse desde la fase inicial del proyecto. Esto facilita reservar espacios técnicos, estudiar recorridos hidráulicos, dimensionar la acumulación y coordinar la instalación con el resto de sistemas del edificio.
En edificios existentes, el estudio debe partir de la instalación actual. La disponibilidad de cubierta, las características estructurales, las salas técnicas, la distribución hidráulica existente y las necesidades reales de consumo condicionarán el alcance de la intervención.
En ambos casos, el objetivo debería ser diseñar una instalación equilibrada y evitar tanto un campo solar insuficiente como un sobredimensionamiento que produzca energía térmica difícil de aprovechar durante determinados periodos.
Integración de energía solar térmica con aerotermia y otros sistemas
Uno de los aspectos más interesantes de la energía solar térmica es su capacidad para formar parte de instalaciones híbridas.
Dependiendo de las necesidades del proyecto, puede estudiarse su integración con:
- Aerotermia: la captación solar puede cubrir una parte de la demanda térmica y trabajar dentro de una instalación que incorpora bombas de calor. Si estás valorando esta alternativa, puedes consultar nuestra guía sobre instalación de aerotermia en edificios y empresas.
- Biomasa: determinados edificios e instalaciones industriales pueden combinar diferentes fuentes renovables. Puedes ampliar información en nuestro artículo sobre biomasa en Córdoba para industrias y grandes instalaciones.
- Calderas u otros generadores: pueden utilizarse como apoyo cuando la producción solar no cubre la totalidad de la demanda.
- Sistemas de gestión y control: permiten coordinar el funcionamiento de los diferentes generadores y adaptar la instalación a la demanda real.
No existe una combinación universalmente mejor. La elección dependerá de las temperaturas de trabajo, demanda, horarios, instalación existente y objetivos energéticos del proyecto.
Energía solar térmica, eficiencia energética y normativa
La utilización de energía solar térmica puede contribuir a reducir la energía que debe aportar el sistema auxiliar cuando la instalación está correctamente dimensionada y existe una demanda capaz de aprovechar la producción solar.
En España, uno de los documentos que debe tenerse en cuenta en los proyectos de edificación es el Documento Básico HE de Ahorro de Energía del Código Técnico de la Edificación.
En particular, la sección HE 4 establece una contribución mínima de energía renovable destinada a cubrir la demanda de agua caliente sanitaria en determinados supuestos de edificios nuevos, reformas, ampliaciones y piscinas.
Es importante matizar que el CTE establece una exigencia de contribución renovable, pero esto no significa que todos los edificios estén obligados específicamente a instalar energía solar térmica. La solución debe justificarse según las características y requisitos concretos del proyecto.
Además, las instalaciones térmicas de los edificios están sujetas al Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE) cuando se encuentran dentro de su ámbito de aplicación.
Por ello, normativa, dimensionamiento, ejecución y posterior mantenimiento deben contemplarse desde el comienzo del proyecto.
¿Qué mantenimiento necesita una instalación solar térmica?
El mantenimiento resulta fundamental para que una instalación conserve sus condiciones de funcionamiento a lo largo del tiempo.
Entre los elementos que pueden requerir comprobaciones periódicas se encuentran:
- Estado de los captadores.
- Presión y funcionamiento del circuito.
- Estado del fluido caloportador.
- Bombas de circulación.
- Intercambiadores.
- Acumuladores.
- Aislamiento de tuberías.
- Válvulas y elementos hidráulicos.
- Sondas, centralitas y sistemas de regulación.
Integrar estas revisiones dentro del mantenimiento de las instalaciones térmicas ayuda a comprobar el comportamiento del sistema y detectar posibles anomalías antes de que afecten al funcionamiento global.
Energía solar térmica en Córdoba y Andalucía
Andalucía presenta unas condiciones especialmente interesantes para analizar proyectos de aprovechamiento solar. La Agencia Andaluza de la Energía recoge la implantación de instalaciones solares térmicas en las ocho provincias y señala las diferentes aplicaciones de esta tecnología.
No obstante, una instalación de energía solar térmica en Córdoba debe calcularse atendiendo a las condiciones concretas del edificio y no únicamente al recurso solar disponible.
Lo mismo sucede en Sevilla, Málaga, Granada, Jaén, Cádiz, Huelva o Almería. La radiación disponible es solo uno de los factores: demanda térmica, orientación, sombras, superficie, acumulación y temperaturas de utilización son igualmente importantes.
Por este motivo, el enfoque profesional debe consistir en estudiar cómo puede aprovecharse la energía solar térmica dentro de cada instalación concreta y qué papel debe desempeñar respecto al resto de generadores.
¿Qué debe estudiar una empresa especializada en energía solar térmica?
En edificios profesionales y grandes instalaciones, elegir los captadores constituye solo una pequeña parte del proyecto.
Una empresa especializada debería poder analizar:
- Demanda de ACS, calefacción o proceso térmico.
- Perfil horario y estacional del consumo.
- Radiación disponible y posibles sombras.
- Superficie útil para los captadores.
- Volumen de acumulación necesario.
- Temperaturas de funcionamiento.
- Integración hidráulica con otros generadores.
- Regulación y control.
- Requisitos técnicos y normativos.
- Accesibilidad y mantenimiento posterior.
Contar con una empresa de climatización con capacidad para estudiar las instalaciones térmicas en su conjunto permite analizar la solución solar como parte de una estrategia energética global y no como un elemento independiente.
Preguntas frecuentes sobre energía solar térmica
¿Qué es la energía solar térmica?
Es una tecnología que aprovecha la radiación solar para generar calor. Mediante captadores solares, esa energía se transfiere a un fluido y puede utilizarse posteriormente para ACS, calefacción, piscinas u otras aplicaciones térmicas.
¿Qué diferencia existe entre energía solar térmica y fotovoltaica?
La solar térmica produce calor, mientras que la fotovoltaica genera electricidad. Son tecnologías distintas y pueden coexistir dentro del mismo proyecto cuando las necesidades del edificio lo justifican.
¿Puede utilizarse para producir agua caliente sanitaria?
Sí. La producción de ACS es una de las aplicaciones más habituales de la energía solar térmica, especialmente en edificios que presentan una demanda significativa y relativamente constante de agua caliente.
¿Sirve la energía solar térmica para calefacción?
Puede utilizarse como apoyo a determinados sistemas de calefacción. Su viabilidad dependerá de la temperatura necesaria, el sistema emisor, el perfil de demanda y las características de la instalación.
¿Puede combinarse con aerotermia?
Sí. Ambas tecnologías pueden formar parte de una instalación híbrida. El diseño debe determinar qué función desempeña cada sistema y cómo se coordinan la producción, acumulación y demanda.
¿Necesita siempre un sistema de apoyo?
La producción solar depende de la radiación disponible, por lo que en muchas aplicaciones se integra con otro generador capaz de garantizar la demanda cuando la aportación solar resulta insuficiente.
¿Se puede instalar en un edificio existente?
Sí, siempre que el estudio técnico determine su viabilidad. Deben analizarse la cubierta o zona de captación, espacios técnicos, instalación hidráulica existente, estructura, demanda térmica e integración con los equipos actuales.
¿Qué espacio necesita una instalación?
No existe una superficie estándar. El área de captación y el volumen de acumulación deben calcularse en función de la demanda, radiación disponible, características de los captadores y condiciones particulares del proyecto.
¿Qué mantenimiento requiere?
Necesita revisiones periódicas de los diferentes componentes hidráulicos, captadores, fluido, acumulación, aislamiento y sistemas de regulación. El alcance concreto dependerá del tipo y características de la instalación.
Estudiamos soluciones solares térmicas para edificios y empresas
En Clima Bética desarrollamos proyectos de instalaciones térmicas para empresas, edificios, industrias y organismos públicos. Desde nuestra oficina técnica estudiamos las características y necesidades de cada instalación para valorar qué tecnologías resultan más adecuadas y cómo deben integrarse.
Si estás estudiando incorporar energía solar térmica a un edificio nuevo, una rehabilitación o una instalación profesional existente, contacta con nuestro equipo y cuéntanos las características del proyecto.