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Los paneles solares termodinámicos proporcionan la energía necesaria para satisfacer las necesidades de calefacción, agua caliente sanitaria y climatización de piscinas. Los paneles solares  termodinámicos producen agua caliente a una temperatura de 55ºC.

No se instalan como apoyo a calderas convencionales, sino que las sustituyen, eliminando por completo el consumo de combustibles fósiles y la emisión de CO2 a la atmósfera. Los paneles solares termodinámicos son capaces de trabajar tanto de día como de noche y en las condiciones más adversas de temperatura. Los paneles solares termodinámicos han sido diseñados para aprovechar al máximo tanto la radiación solar directa como la difusa, mas la energía contenida en el aire ambiente.

Los paneles solares termodinámicos no tienen problemas de congelación en invierno ni de sobrepresión y sobretemperatura en verano.

   
       
 

Ventajas económicas
Se ha comprobado un ahorro de hasta un 80% en agua cliente sanitaria y de hasta un 65% en calefacción. Al disponer solo de un contrato con una empresa distribuidora de energía (Eléctrica), se eliminan los costes de la instalación receptora de gas natural, fijos por témino de potencia,
revisiones y mantenimientos de la instalación de gas según la normativa vigente.

Ventajas ecológicas
En los últimos 100 años la contaminación del aire se ha multiplicado por 5 y el consumo energético por 16. El exceso de CO2, N2O, NOx, Metano, CFC y otros gases procedentes de la quema de combustibles fósiles, han contribuido decisivamente al efecto invernadero.
Los expertos afirman que el clima más cálido provocará un aumento del nivel del mar, y la creación de tornados, huracanes e inundaciones. Solamente el uso de energías renovables contribuirá a mantener el equilibrio del ecosistema. Al ser un sistema definitivo no se necesitan calderas de apoyo, siendo imposible lanzar a la atmósfera gases procedentes de la combustión de productos de origen fósil. Los paneles solares termodinámicos al disponer de documento de idoneidad técnica, en obra nueva o reforma importante, cumplen con el CTE (código Técnico de la Edificación)

Ventajas frente a los paneles solares térmicos tradicionales
Los paneles solares térmicos solo funcionan cuando hay sol, limitando mucho su eficiencia en las épocas del año en las que más se requiere su aportación. Deben ser orientados al sur y con una inclinación en función de la latitud de su emplazamiento, requisitos que en ocasiones son imposibles de cumplir o que implican complicadas o antiestéticas soluciones. Son necesarias grandes superficies de captación para aportar solo una parte de las necesidades energéticas, dificultando su integración arquitectónica. En verano es necesario que incorporen dispositivos de protección contra sobrepresiones y sobretemperaturas, y en invierno deben incorporar medidas anti-congelación del fluído contenido en el circuito primario de captación. El elevado peso de cada panel ( entre 50 y 65 kg.) dificulta su manejo e instalación. En la mayoría de los casos es necesario un estudio de cálculo de estructuras, lo cual encarece el proyecto solar. Al ser un sistema totalmente autónomo, no necesita de equipos de apoyo (calderas y termos eléctricos) para garantizar el suministro de agua caliente sanitaria, en épocas de baja o nula radiación solar.

   
       
 

Los equipos solares termodinámicos basan su funcionamiento en el Ciclo de Carnot, según el cual, aplicando un trabajo, se consigue captar calor del foco frío para cederlo al foco caliente. El elemento que aporta la energía o trabajo es el compresor. El compresor aspira el refrigerante gaseoso a baja presión y temperatura para posteriormente impulsarlo a una temperatura y presión mucho mayor.

El refrigerante en estado gaseoso a alta temperatura y presión es conducido al condensador donde cede parte de su calor al agua a calentar, convirtiéndose en líquido a alta presión y temperatura. A continuación dicho líquido atraviesa una válvula de expansión la cual provoca una caída importante de presión, convirtiéndose en una mezcla de líquido y gas a baja presión y temperatura. Dicha mezcla de refrigerante, se introduce en los paneles solares termodinámicos que actuan como evaporadores, provocando una vaporización completa del fluído refrigerante, mediante la captación de energía en forma de radiación solar y calor contenido en la atmósfera, este vapor saturado regresa al compresor comenzando de nuevo el ciclo termodinámico.

   
       
 

Una instalación solar termodinámica está formada basicamente por los siguientes componentes: Los paneles solares, el bloque termodinámico, el acumulador y un fluído refrigerante.

     
       
 

Los paneles solares están fabricados en aluminio de la mejor calidad, son sometidos a un proceso de galvanizado (30 micras) con objeto de aumentar su resistencia a la corrosión. Además, para mejorar su comportamiento a la interperie y conseguir una mayor eficiencia, son protegidos con una capa de pintura anticorrosión.

El color de los paneles normalmente es el negro mate, que aumenta el rendimiento de los mismos, sin embargo, por cuestiones estéticas se pueden pintar de color teja o marrón mate. Las dimensiones de cada panel son 200 x 73 x 2 cmt.( anchura x altura x grosor). Su peso es tan solo de 8 kg, lo cual facilita su manejo, transporte e instalación.

Serán orientados preferentemente al SUR, SURESTE, o SUROESTE, auque pueden ser orientados en otras direcciones distintas, sin que por ello su rendimiento se vea sensiblemente afectado. No es necesario que se instalen al abrigo del viento, ni de otros fenómenos metereológicos como la lluvia, ya que el panel aprovecha la energía contenida en estos elementos. La inclinación de los paneles puede variar entre los 10º y 90º respecto a la horizontal, lo cual permite su instalación en todo tipo de superficies. Gracias ha esto, es posible colocarlos sobre fachadas y todo tipo de paramentos verticales como vallas de separación entre viviendas unifamiliares.

La distancia mínima entre paneles es de 40 cmts, de manera que un gran número de ellos puede ser instalado en una mínima superficie.

   
       
 

El bloque termodinámico contiene los elementos que hacen posible el paso del refrigerante por los paneles termodinámicos, a la temperatura, presión y caudal adecuado, más los componentes precisos para suministrar la energía calorífica al circuito de calefacción, agua caliente sanitaria o piscina.

También incorporan un avanzado sistema de control de todos los parámetros de funcionamiento. El envolvente de los bloques termodinámicos está construido con poliester reforzado con fibra de vidrio, dicho material y su diseño, le cofieren al bloque una elevada resistencia a los impactos, su doble aislamiento proporciona un funcionamiento muy estable y  silencioso.

   
       
 

 

Incorporan diferentes modelos y tamaños de acumuladores, que abarcan capacidades que van desde los 100 a los 5.000 litros de capacidad. Fabricados en acero inoxidable ISI 316 L  o acero vitrificado. Todos los modelos están aislados térmicamente con espuma rígida de poliuretano inyectado en molde, libre de CFC y con forro exterior acolchado desmontable. Disponen de resistencia eléctrica de emergencia y dispositivo antilegionela.

 
 

 

El fluído refrigerante es otro componente importante del sistema, su misión es la de transportar mediante cambios de estado, de presión y de temperatura, el calor captado en los paneles solares, al circuito de calefacción o agua caliente sanitaria.

Suelen utilizarse refrigerantes libres de Cloro, como el R134A o el R407C, no son inflamables, tóxicos ni corrosivos, tienen buena estabilidad química y disfrutan de excelentes propiedades temodinámicas,  por tanto no producen ningún daño a los seres humanos ni a la capa de ozono.
 
       
 

Agua Caliente Sanitaria (ACS)
Para viviendas unifamiliares, existen equipos de uno o dos paneles, con volúmenes de acumulación que abarcan desde los 100 hasta los 500 litros. Normalmente se calcula un consumo de agua de 50 litros por persona y día. En caso de grandes bloques de edificios, la acumulación de agua caliente suele ser colectiva, lo que implica el uso de grandes depósitos (hasta 5.000 litros).La instalación de equipos solares termodinámicos en este tipo de edificios, presenta una serie de importantes ventajas:

· No es necesario que en cada vivienda tengan su propio acumulador, con el consiguiente ahorro de espacio que ello supone.

· Al ser un sistema definitivo no se necesitan calderas, ni termos eléctrico de apoyo, evitando un sobrecoste de la instalación.

· Debido a sus especiales características, los paneles solares termodinámicos se pueden adecuar a cualquier tipo de cubierta, independientemente de su orientación, inclinación o
material de construcción.

Calefacción
La energía solar termodinámica es capaz de satisfacer las necesidades de calefacción de una vivienda sin necesidad de ningún otro tipo de energía. Aunque se trata de un sistema compatible con casi cualquier tipo de instalación, está especialmente indicado para ser utilizado con sistemas de baja temperatura, y en concreto con suelo radiante. Cuanto menor es la temperatura de impulsión del agua del equipo termodinámico, mayor es la producción de calor y menor el consumo eléctrico.

Otros sistemas compatibles con los paneles solares termodinámicos son: Radiadores de aluminio a baja temperatura; Convectores; Fancoils individuales o por conductos, con la ventaja añadida de incorporar refrigeración a la vivienda.

Calentamiento del agua de piscinas
En caso de viviendas unifamiliares, cada día es más común que éstas estén dotadas de una piscina. Si la piscina está al aire libre, se presenta la posibilidad de utilizar el equipo solar termodinámico destinado en invierno a calefacción, para aumentar la temperatura del agua, es decir, mediante una sencilla instalación se puede desviar la energía calorífica del sistema de calefacción al agua de la piscina. De esta forma, el cliente puede bañarse en épocas en las que hace una temperatura ambiental agradable pero el agua de la piscina todavía está demasiado fría. En estos casos se puede elevar la temperatura del agua hasta los 25ºC. Si la vivienda tiene una piscina cubierta y climatizada se puede elevar más la temperatura del agua, siempre y cuando la temperatura del recinto esté 2ºC por encima, con el fin de evitar una excesiva vaporización del agua. De no ser así, la humedad relativa del ambiente sería muy alta provocando una sensación desagradable de confort.

Esta circunstancia también se produce en piscinas de uso público, en las cuales se acostumbra a mantener una temperatura del agua del vaso de 26ºC y la del ambiente de 28ºC.

Otros usos
Los equipos termodinámicos también pueden abastecer de energía a procesos industriales, agrícolas y ganaderos con el consiguiente ahorro energético y emisiones de CO2 que ello supone.
La energía solar termodinámica al producir agua a 55ºC, es una alternativa económica y viable en procesos de lavado industrial, empresas conserveras, piscifactorias, cría y engorde de ganado porcino, climatización de granjas avícolas, invernaderos etc.