Energía solar térmica | Qué es, usos, ventajas
La energía solar térmica se puede utilizar para suplir las distintas demandas de energía térmica o energía calorífica del sector residencial, comercial, industrial y agrícola, es una de las formas más eficientes y económicas para calentar agua.
¿Qué es la energía térmica?
La energía solar térmica o energía termosolar es aquella que se obtiene al aprovechar la energía de los rayos del sol para generar calor. La energía solar térmica absorbe la luz solar a través de paneles solares térmicos.
La energía térmica puede ser utilizada para:
- Producir agua caliente para uso doméstico
- Cocinar alimentos
- Brindar calefacción a un edificio
- Generar energía mecánica que sea transformada en electricidad
El funcionamiento de la energía solar térmica ocurre de la siguiente manera:
- Los paneles solares térmicos absorben la luz solar a través de una placa metálica llamada absorbedor, donde se calienta un fluido portador de calor especial
- Una bomba transporta el fluido del acumulador solar al intercambiador de calor
- La energía térmica se transmite a un tanque de almacenamiento para ser utilizada
Tipos de sistemas solares térmicos
Existen dos tipos de sistemas solares térmicos para la generación de energía:
- Sistemas activos térmicos: requieren partes móviles como ventiladores o bombas para hacer circular los fluidos portadores de calor
- Sistemas pasivos térmicos: no tienen componentes mecánicos y se basan en características de diseño solo para capturar el calor
Tipos de energía solar térmica
Dependiendo de las necesidades particulares, existen diferentes tipos de energía solar térmica que varían según el nivel de captación de la radiación solar para su transformación en calor:
Energía térmica de baja temperatura
Los paneles solares térmicos captadores de baja temperatura son placas planas que trabajan a temperaturas que van entre los 35 ºC y los 100 ºC. Estos paneles solares son normalmente para uso doméstico y se utilizan para:
- Generación de agua caliente para uso sanitario
- Calentamiento de agua de piscinas
- Generar calefacción residencial
Energía térmica de temperatura media
Los paneles solares de temperatura media son placas planas para necesidades entre los 100 ºC y los 300 ºC. Normalmente son para uso industrial.
Energía térmica de temperatura alta
Los paneles solares térmicos de alta temperatura concentran la luz solar mediante espejos o lentes y generalmente se utilizan para la producción de energía eléctrica. Son utilizados, principalmente, en las centrales termoeléctricas que operan a más de 400ºC y cuyas temperaturas pueden llegar hasta los 4,000 ºC.
Ejemplos de energía térmica
La energía solar térmica se utiliza para reducir la dependencia del gas natural o de combustión de carbón. Algunos usos y aplicaciones de la energía solar térmica o paneles solares son:
- Generación de agua caliente para uso doméstico
- Calentamiento de agua para el sector servicios
- Calentamiento de agua para albercas
- Sistemas de calefacción y ventilación
- Procesado de alimentos industriales
- Calentamiento de agua en la acuicultura
- Tratamiento de agua
- Plantas solares térmicas con espejos parabólicos para la generación de electricidad
- Plantas solares termoeléctricas de torre solar o con espejos parabólicos
¿Cuáles son las ventajas y desventajas de la energía solar térmica?
La energía solar térmica tiene ventajas y desventajas que deben tenerse en cuenta antes de decidir su implementación:
Ventajas de la energía solar térmica
- Energía Inagotable: proviene de un recurso inagotable y siempre disponible
- Más eficientes que los paneles fotovoltaicos: las ondas de calor transportan más energía que la luz solar
- Los paneles solares térmicos son más baratos: tienen un período de recuperación de inversión más corto que los paneles fotovoltaicos
- Los paneles solares térmicos operan en climas fríos, nublados y con vientos fuertes>
- El mantenimiento de los paneles solares térmicos operan con un bajo costo: requieren poco o ningún mantenimiento
- Reducción del costo asociado al recibo de luz consiguiendo un ahorro que supera el 50 por ciento
- Energía continua todos los días
- Amigable con el medio ambiente: los paneles solares térmicos pueden ayudar a ahorrar hasta 600 kg de emisiones de dióxido de carbono en un año
- Sistemas de fácil integración: con otros sistemas existentes en la arquitectura
- Se puede combinar con energía solar fotovoltaica: la energía solar térmica calienta el agua y la energía solar fotovoltaica genera electricidad
Desventajas de la energía solar térmica
- La energía solar térmica requiere luz solar directa, ya que no es posible concentrar la luz difusa que dispersa la atmósfera, por lo que estos sistemas están restringidos a zonas donde normalmente hay mucho sol
- Los panes solares térmicos deben funcionar a altas temperaturas, tanto para la generación de vapor como para garantizar una alta eficiencia térmica, lo que significa que el sistema debe ser físicamente grande para recolectar toda la energía solar requerida
- Los sistemas de electricidad son más caros que los sistemas fotovoltaicos de tamaño similar
Diferencia principal entre la energía térmica y la energía fotovoltaica La energía solar térmica calienta el agua y la energía solar fotovoltaica genera electricidad.