Energía solar termodinámica: todo lo que tienes que saber

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En este tiempo que llevamos de andadura en Nergiza hemos recibido algunas consultas sobre la energía solar termodinámica, algo bastante desconocido y que se suele confundir con la energía solar térmica pero que realmente es bastante diferente. Vamos a ver que se esconde detrás de este nombre tan rimbombante.

panel solar termodinámico

 

¿Qué es la energía solar termodinámica?

Antes de seguir leyendo, si no tienes claro lo que es una bomba de calor visita nuestro post: ¿Qué es una bomba de calor?.

Normalmente los sistemas de energía solar termodinámica se utilizan para generación de agua caliente sanitaria (ACS), calefacción o climatización de piscinas.

Un sistema de de este tipo se compone básicamente de 3 elementos:

  • Bomba de calor: Como elemento fundamental cuenta con un compresor de gas refrigerante  y un sistema de expansión. Este elemento, como es obvio, consume energía eléctrica.
  • Placas solares termodinámicas: Son el evaporador de gas de nuestra bomba de calor, en ellas el refrigerante va a pasar de fase líquida a fase gas. Podemos decir que equivaldría al intercambio que realiza la unidad exterior con el aire en un equipo bomba de calor comercial.
  • Acumulador: Tiene un serpentin interno donde se condensa el gas que viene de la bomba de calor.

Como seguramente no haya quedado 100% claro, vamos a ver un esquema de un equipo solar termodinámico para ACS:

esquema de energía solar termodinámica

En la placa termodinámica se evapora el gas por lo tanto será una superficie muy fría. Al incidir el sol sobre ella (por eso es negra) absorberá facilmente energía o incluso simplemente la tomará del aire ambiente, lluvia, viento, etc.

 

Solar termodinámica Vs Solar termica

La energía solar térmica es un sistema bastante más sencillo que el termodinámico ya que simplemente aprovecha la energía del sol para calentar el agua que pasa por el interior de un panel. En el caso de la termodinámica tenemos más elementos en el sistema y por lo tanto más complicación.

Por otro lado, la energía solar termodinámica tiene la ventaja de que es capaz de extraer energía no solo del sol sino también del aire ambiente, viento o incluso del agua de lluvia, por lo tanto no es tan dependiente de un recurso cambiante como el sol y no tendrá tanta incidencia la orientación e inclinación del panel.

También tenemos que tener en cuenta que un panel termodinámico es mucho más ligero y pequeño que uno térmico, lo que nos puede dar más versatilidad a la hora de instalarlo.

 

Solar termodinámica Vs Bomba de calor ACS

Si nuestra idea es instalar energía solar termodinámica únicamente para ACS, existen sistemas compactos que integran la bomba de calor y el depósito en un único equipo, facilitando la instalación.

equipo energía termodinámica compacto

Ahora bien, este tipo de sistemas tiene un gran competidor en las bombas de calor ACS compactas de las que hablamos anterioremente en Nergiza, algo más económicas y sencillas de instalar.

La ventaja de la solar termodinámica frente a la bomba de calor ACS sería principalemente que no necesita intercambiar aire en el interior de nuestro garaje (o donde instalemos el equipo), con todos los inconvenientes que esto representa. Además del aire exterior también aprovecharíamos otros recursos renovables como el sol o la lluvia cosa que no hace la bomba de calor ACS compacta.

 

¿Ahorra energía la solar termodinámica?

En este caso es muy difícil estimar un rendimiento para el equipo debido fundamentalmente a que este sistema basa su funcionamiento en “intentar” extraer la máxima cantidad de energía posible de las fuentes que tiene a su disposición: aire exterior, sol, viento, lluvia, etc… por lo tanto dependerá del estado de estas variables en cada momento para sacar un rendimiento u otro.

panel solar termodinámico

Está claro que siempre vamos a tener un consumo eléctrico del compresor de la bomba de calor, pero podemos encontrarnos con diversas situaciones bastante diferentes:

  • Un caso favorable donde el compresor consuma 1kW y seamos capaces de extraer del sol, aire ambiente, etc.. 3kW más, por lo tanto tengamos un total disponible de 4kW térmicos para ACS por ejemplo.
  • Un caso desfavorable donde el compresor siga consumiendo 1kW pero las condiciones sean muy malas y no seamos capaces de extraer más de 1kW del exterior, por lo tanto tengamos solo 2kW térmicos disponibles.

También dependerá mucho del número de paneles y la dimensión de los mismos, cuanto más superficie más intercambio y por lo tanto mejor rendimiento.

 

42 Comentarios

  1. Yo tengo experiencia con estos sistemas, hice una instalación hace unos 10 años en Madrid de 220 paneles si no recuerdo mal.
    Mucho tienen que haber mejorado desde entonces, porque desde luego aquello era un desastre, yo no se lo recomendaría a nadie.

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  2. Yo lo tengo, una mala inversion, primeros tres años , excelente rendimiento, primer problema carisimo , sigue sin funcionar prefiero quedarme fuera del sistema antes que tener que abonar facturas astronomicas. NO LO ACONSEJO

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    • Tonet por favor, ¿puedes explicar el problema que tuviste al cabo de 3 años de funcionamiento? ¿Por qué es carísimo de reparar? El tema me parece muy interesante, gracias.

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  3. La verdad es que nunca he visto una instalación grande de energía termodinámica, pero visto el principio de funcionamiento tan dependiente de los factores externos, parece que es muy complicado obtener un funcionamiento estable del sistema.
    Gracias por vuestras opiniones!

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  4. Cambio de resistencia y comprobacion de presion de gas mas de 250€ ( con esto hay para muchos Kw o para varios termos electricos)

    Actualmente entiendo que el circuito de gas se ha vaciado, no calienta nada y no me atrevo a solicitar reparacion por el coste que pueda tener y por la incertidumbre de la durabilidad de la reparacion.

    Entiendo que es antieconomico el tener que realizar reparaciones de ese coste pongamos bianualmente.

    A todo esto hay que contabilizar el coste inicial del equipo y su instalacion.

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  5. Yo creo que a día de hoy, lo ideal para calentar agua son paneles solares térmicos de tubos de vacío con heatpipe y correctamente instalados (correcta inclinación, aislamiento, etc).

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  6. Yo no llego a entender la ventaja respecto a los sistemas de bomba de calor convencionales. El gasto principal es el del compresor, y ambos utilizan uno. Dónde está el ahorro? En la energía del ventilador del intercambiador de calor que no necesita? En los 1000 Wh de insolación que recibe la placa durante 4 horas al día que no coinciden con el momento de uso del ACS? Eso es miseria y compañía. Por otra parte, el depender tanto de las condiciones meteorológicas (viento, insolación…) hará que el sistema no trabaje casi nunca en condiciones óptimas.

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  7. Instalamos un equipo de energía solar termodinámica conectado al termotanque a gas natural existente. No utilizo más el gas, pero el consumo eléctrico diario del nuevo equipo ronda los 10 kW diarios. Qué puedo hacer para reducirlo sin dejar de usarlo.
    Gracias

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    • Hola Diana.

      Supongo que donde dices 10kW quieres decir 10kWh, me parece una cantidad alta pero tampoco se que tipo de consumo tenéis. Pide que os revisen el sistema, sin más datos no puedo ayudarte, lo siento.

      Un saludo

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      • Lo que quiero expresar es que si tomo un contador de energía, en 24 horas tengo 10kWh/día, lo que al término del mes serían 300 sólo por el equipo. Sumado a otros 100 del resto de los artefactos eléctricos, nunca bajo de los 400 mensuales.
        En invierno, ese elevado consumo energético sólo me permite calentar el agua hasta 55º C, lo cual provoca que en pocos minutos baje estrepitosamente la temperatura del agua dentro del termotanque. En verano el consumo oscila en 2 kWh/día pero siempre con la limitación de 55º.
        Espero haber sido claro.
        Gracias

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    • Al contrario. Estos paneles CONSUMEN electricidad para producir calor, aunque mucha menos de lo que consumiría un simple termo eléctrico para calentar la misma cantidad de agua. Lo que hace es extraer energía gratis del ambiente, pero hay que invertir energía eléctrica para conseguirlo con este aparato.

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        • Para generar electricidad con energía solar, existen que yo sepa dos tecnologías: la fotovoltáica (paneles de silicio) y la termosolar (un campo de espejos apuntando hacia una torre o un punto caliente. Ese punto caliente se aprovecha para evaporar agua y mover unas turbinas, y métodos similares a este. en algunos casos se emplean sales fundentes que almacenan el calor para cuando no hay sol)

          Visualiza los paneles de este artículo como si fueran las máquinas externas del aire acondicionado, pero qe en vez de extraer el calor únicamente del aire mediante un ventilador y unas finas láminas metálicas por las que pasa el aire, extrae el calor del sol y del aire pero sin usar ventilador. Es una simple máquina frigorífica muy eficiente al usar la energía solar.

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  8. Es curioso que todos los comentarios sobre este sistema sean negativos cuando si entras en otras pàginas te demuestran que son mas eficientes

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    • No entiendo por que todavía hay páginas que no hablan de precios, costes inversiones, etc. Si de entrada no hablan de costes, salgo de la página. A nadie nos gusta perder el tiempo.

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  9. Hola gente, justamente estoy haciendo una investigación y me gustaría saber la diferencia que tiene con una bomba de calor común (siempre hablando de ACS). ¿Cuál es el ahorro energético? Ya que esto es lo mismo que utilizar un A.A. para calentar agua. Desde ya gracias.

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    • Hola Calabaza.

      Pues justamente lo que preguntas es lo que explicamos en el post, en concreto los dos últimos apartados, ¿lo has leído?

      Un saludo

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      • Ya he leído todos los comentarios, pero aún no encuentro la diferencia. Aparte si trae tantas desventajas, mejor usamos la bomba convencional.

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        • No digo los comentarios, digo el post, en concreto el aparatado: ¿AHORRA ENERGÍA LA SOLAR TERMODINÁMICA?

          Si que hay ahorro con respecto a la bomba de calor tradicional pero solo en determinadas condiciones.

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  10. Leyendo todos estos comentarios podría llegarse a la conclusión de que la utilización de este sistema no trae ninguna ventaja energética de gran consideración en cuanto a la bomba de calor, pero si es lo que es cierto es que aquellas empresas que lo venden, lo publicitan con rendimientos energéticos de hasta el 75% sin dar a conocer los grandes costos de la instalación y su mantenimiento. Estoy en lo correcto?

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    • La verdad es que es un sistema con bastantes “peros” y los usuarios no están muy contentos en general, aunque está claro que las empresas que lo venden darán un punto de vista “diferente”.

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      • Hol@,

        He leído el post y los comentarios y veo que hay poca gente que lo tenga instalado… yo lo tengo desde hace dos años.

        Cuando me decidí a buscar una alternativa para quitar definitivamente el gas que tenía (ya solo para ACS) estudié varias alternativas.

        – Térmica (paneles termosifónicos, con impulsión, o tubos).
        – Bomba de calor.
        – Termodinámica con panel de aluminio.

        Yo elegí Termodinámica y actualmente el consumo de electricidad respecto a antes es + 4 €/mes aproximadamente (prorrateado anual), esto depende de la instalación, número de personas y zona donde está instalada. Yo vivo en Sevilla por lo que aquí el rendimiento (COP) del equipo es alto.

        Mi motivación no fue el ahorro directamente, porque el sistema no es el más barato así que la amortización es larga.

        ¿ Por qué me decidí entonces por el Termodinámico?

        – Todos los sistemas necesitan del apoyo de otros recursos en casos desfavorables como falta de sol… El panel solar por ejemplo, mediante termos eléctricos o de gas.
        – El Térmico de impulsión también tiene un pequeño motor de recirculación.
        – No me hacía gracia tener una instalación sobre el tejado con tantos kilos (solo el depósito lleno calcula… litros de agua = kilos de peso). Y encima algunos les ponen el termo eléctrico allí arriba también.
        – OJO también los térmicos se estropean… hay que hacerles mantenimiento del fluido… hay escapes… y eso baja el rendimiento. En eso, ninguno está libre. Y si tienen sistema de apoyo con ánodo o termo, pues también pueden saltar por ahí.
        – La bomba de calor es como si tuviésemos un frigorífico pero al revés… es decir, en vez de tener frío dentro lo que metemos es calor… así que el consumo es directo del compresor.
        – El termodinámico utiliza el intercambio de calor a través de la placa de aluminio (que se puede poner contra una pared… no necesita una inclinación específica. Yo además la pedí del color de la pared por lo que estéticamente queda mejor integrada) para aumentar la temperatura del gas y así el compresor necesita menos gasto para elevar la temperatura del depósito… el rendimiento varía, es cierto (pero eso no quiere decir que baje la temperatura del depósito)… entre 1 y 4… es decir, en el peor de los casos, menos de 7 grados exteriores, el rendimiento es como una bomba de calor. En el mejor, se multiplica por 4… es decir, el compresor es de 500 W por lo que tenemos a la salida 2000 W para calentar el agua.
        – Yo lo tengo en una terraza cerca del cuarto de baño principal y lo pongo a 44 ºC en invierno y a 42 ºC en verano y me va perfecto. El sistema llega a 55 ºC… pero yo no veo la necesidad de calentar a 55 ºC para después tener que abrir mucho el agua fría. Si regulas la temperatura para tus condiciones óptimas puedes ahorrar mucho…. esto vale para todo… por ejemplo, el aire acondicionado.

        Resumen:

        – Si vuestra motivación es el precio… no es la mejor opción…. hoy por hoy es el más caro. Aunque si valoráis frente al precio de la vivienda (ya que va a formar parte de la misma) el precio puede ser inferior al 2 % del precio de construcción.
        – Uno de los elementos que valoré era quitar el consumo de gas.
        – El sistema es como un frigorífico + una placa de aluminio por lo que se puede integrar con facilidad en muchos espacios. Yo los he visto en terrazas de pisos y el panel en una de las paredes de la misma.
        – Cualquier sistema solar tiene apoyo de otras fuentes energía por lo que también consumen. En este sentido el consumo es similar (siempre que esté bien dimensionado) a otros sistemas… siempre supone un ahorro que puede llegar al 80 % frente a sistemas directos (gas, bomba de calor, termo-eléctrico,…).
        – Cualquier sistema se puede estropear y/o necesitan mantenimiento… ya depende también de la calidad del producto y de la profesionalidad de los que lo monten.

        Perdón por la parrafada… 😉 pero espero que os aclare algo.

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        • Hola tod@s, en la actualidad este sistema casi no le veo mucho sentido ya que existen en el mercado equipos bomba de calor como Ecodan de Mitsubishi Electric o Altherma de Daikin, que consiguen unos rendimientos mucho mas eficaces que este tipo de paneles Termodinámicos, el sistema como bien dices es como el de un frigorífico pero estos sistemas que cito, son inverter y el consumo es asombrosamente bajo, en comparación con la bomba de calor tradicional y no digamos si lo comparamos con calderas. Además tenemos el mismo problema en ambos sistemas en cuanto al gas refrigerante, las cargas, las tasas, mantenimiento, etc., Siempre a los sistemas Bomba de Calor, podemos apoyarlos con paneles térmicos y entonces dependiendo de la zona, el ahorro es mayúsculo. Lo digo por experiencia propia y profesional, es mi opinión y espero os sirva. Saludos.

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        • En la mayoría de equipos lo de los 55º C del depósito no es por confort, es por evitar que se pueda producir un foco de legionella, y en la ducha, al vaporizarse el agua que el usuario pueda infectarse. No sé si la instalación que tienes tiene algún otro sistema de desinfección, pero los 55ºC es un refuerzo en prevención. Tenlo en cuenta para no correr riesgos.

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          • Hola Juanjo, efectivamente es un dato a tener en cuenta.

            Las condiciones de temperatura propicias para la multiplicación de la bacteria oscilan entre los 20ºC y 45ºC (óptima para proliferar 35ºC a 37ºC) , destruyéndose a los 70ºC.

            Pero además deben cumplirse unas condiciones en las que la bacteria prolifere… por ejemplo zona de estancamiento que facilite la acumulación de nutrientes para la bacteria.

            Estos equipos llevan un botón antilegionela que el fabricante aconseja utilizar periódicamente (aunque yo digo que es como el botón antipánico… es decir, cuando hay una noticia en la tele sobre legionela todo el mundo se preocupa y pulsa el botoncito… pocas personas lo hacen como método preventivo) o cuando el sistema haya estado parado un tiempo… consiste en un ánodo que calienta el agua del depósito por encima de 70ºC y que yo en mi caso utilizo cuando vuelvo de las vacaciones y el sistema ha estado parado un tiempo… al mismo tiempo, esto hace que suba la temperatura del depósito en poco tiempo para tener el sistema nuevamente en disponible.

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  11. Hola buenas tardes a todos, mi opinion respecto al sistema es optimo, vivo en Bariloche Patagonia Argentina, con climas diversos durante el año, hace cuatro años tengo instalado un equipo y no he tenido inconvenientes algunos. Solo el costo inicial que fue abultado.
    Un saludo cordial

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  12. Mi opinión referente al sistema es bastante mala, En el año 2003, me instalaron en casa un equipo termodinamico Ener-16, con 16 placas de 2X1 metro, durante unos cinco años funcionó bien, pero al llegar a esa fecha, salto la alarma de baja presión del fluido, no encontré ninguna empresa que me arreglara la incidencia, y la que me lo había montado había desaparecido, con lo que opte por que unos técnicos en sistemas parecidos, me rellenarán el sistema, no consiguieron hacerlo, y ellos me dijeron que posiblemente fuera problema del compresor, con lo que la avería era bastante cuantiosa, por lo que opté por montar una caldera de gasóleo.
    No obstante decir, que el sistema gastaba mucha electricidad, hoy en día al precio que va la electricidad en España sería inviable, ya que te arruinaría, el equipo consumía 4kw/h, con lo cual tenias que tener contratado un mínimo de 7 kw, con lo que era todo pagar y pagar. Por cierto, si alguien lo quiere tengo aquí en casa el equipo, parado desde el 2008, con los 16 paneles, por 250€ que se lo lleve el primero que lo quiera, en su dia el equipo con la instalación me salió casi por 16:000 €. un saludo

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  13. Hola Buenos días, les escribo desde Buenos Aires, Argentina. En estos sistemas el compresor solo se usa para provocar la circulación del gas evaporado en el panel solar, o también le aumenta la temperatura al gas respecto de la que tomó en el panel solar.

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  14. La funcion del compresor es por una parte recircular el gas en el circuito evaporador (panel solar) y condensador y por otra al comprimir el gas este sube de temperatura y esta se aprovecha para calentar el depçosito de agua

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