En otros artículos del blog acerca de energía solar térmica o fotovoltaica. Ya hemos publicado la Calculadora de Rendimiento de paneles solares, junto con algunos ejemplos de diferentes tipos de paneles solares para calcular el de cada uno. En esta ocasión, respondemos a la pregunta que lanzamos en este último:
¿Cómo influye el uso que le vayamos a dar para elegirlos? ¡Vamos allá!
Al final del artículo compartimos el ebook “Todo sobre la Energía Solar Térmica” donde recopilamos todo lo que necesitas saber sobre la mayor fuente de energía limpia e inagotable para la producción de agua caliente sanitaria. ¡Descárgala de forma gratuita!
¿Solar Térmica o Fotovoltaica para la producción de agua caliente sanitaria?
Paneles solares fotovoltaicos para producir ACS
Para producir ACS usando paneles fotovoltaicos queda transformar la electricidad que genera en calor.
Probemos con paneles de este modelo de SunPower Maxeon de 226W/m2 suponiendo que aportasen toda su potencia nominal (400W).
Se tienen dos opciones:
Termo-acumulador (efecto Joule)
Escojamos un termo de bajo consumo eléctrico (1500W) y supongamos que tiene un rendimiento perfecto (100%) y que no hubiera pérdidas intermedias: Se necesitarían al menos 4 paneles fotovoltaicos (1500W / 400W = 3,75).
Bomba de calor para ACS (COP aprox. 2,5)
Escojamos una de contenido consumo eléctrico (250W) y supongamos también que no hubiera perdidas intermedias. Gracias a su “coeficiente de rendimiento” (COP) se obtendrían 1000W térmicos (400W · 2,5 = 1000W) con un único panel suministrando potencia nominal.
¿A que tiene buena pinta usar la bomba de calor en conjunto con paneles fotovoltaicos para producir ACS? Veamos la letra pequeña ?
Cuando la irradiancia sobre el panel descienda de 625W/m2 (1000W/m2 · 250W / 400W = 625W/m2) ya no podrá arrancar la bomba de calor, con lo que la potencia térmica será nula (0W térmicos).
Desde esa irradiancia, pasando por la nocturna y hasta que vuelva a superar los 625W/m2 se mantendrá parada la bomba de calor, salvo que se utilicen baterías acumuladoras de electricidad.
Supongamos que durante 12h la irradiancia no alcanza 625W/m2 pero, siendo muy optimistas, sí una media de 200W/m2.
Con un único panel fotovoltaico y baterías:
- Acumularíamos 960Wh (200W/m2 / 1000W/m2 · 400Wh/h · 12h = 960Wh) en ese tiempo.
- Esto nos daría para 3h50m (960Wh / 250W = 3,84h ≡ 3h50m) de uso de la bomba.
- Por tanto, para cubrir las 12h necesitaríamos 4 paneles (12h / 3,84h = 3,125).
¡Estamos en las mismas: 4 paneles de nuevo!
Ahora obviemos cuántos paneles fotovoltaicos necesitaríamos y sólo fijémonos en los rendimientos: Si combinamos el panel fotovoltaico con la bomba de calor en el mejor de los casos tendríamos un rendimiento (η) para producir ACS con fotovoltaica:
η = ηpanel · COPbomba = 0,226 · 2,5 => 56,5%
Paneles solares térmicos o captadores solares para producir ACS
En el anterior artículo ejemplificamos el cálculo del Rendimiento de captadores solares con 4 ejemplos:
- Captador de placa plana selectivo.
- Captador de placa plana no selectivo.
- Captador de tubo de vacío tipo Heat-pipe.
- Captador de tubo de vacío tipo en U.
De todos ellos, recordando los rendimientos, bajo las mismas condiciones particulares se obtenían estos resultados:
| Solar Térmica mejor | Solar Térmica peor |
|---|---|
| Captador de plano selectivo | Captador de tubos de vacío en U |
| η = 68% | η = 48% |
Recordemos el rendimiento que acaba de resultar del panel fotovoltaico: Solar Fotovoltaica mejor (+ bomba de calor) =>η = 57%. Por tanto, si los presentamos en un ranking:
| Posición Ranking | Tipo de panel solar | Ejemplo | Rendimiento |
|---|---|---|---|
| Medalla de oro | Captador plano con tratamiento selectivo |  Imagen extraída de Solartex | η = 68% |
| Medalla de plata | Placa fotovoltaica + bomba de calor |  Imagen extraída de SunPower | η = 57% |
| Medalla de bronce | Captador de tubos de vacío tipo en U |  Imagen extraída de Domini Ambiental | η = 48% |
Por un lado, se ve que la mejor tecnología solar térmica supera a la mejor solar fotovoltaica (68% vs. 57%) para producir ACS.
Por otro y aunque parezca que la mejor tecnología solar fotovoltaica supera a la peor tecnología solar térmica a la hora de producir ACS (57% vs. 48%), recordemos que:
- Mientras que con paneles térmicos se sigue aportando calor (W térmicos) al fluido aún con baja radiación solar, con paneles fotovoltaicos no consiguen activar el sistema (0W térmicos).
- Son necesarios varios paneles solares fotovoltaicos en conjunción con baterías acumuladoras de electricidad para igualar la producción de ACS de un único panel solar térmico.
En cuanto al rendimiento ACS solar: ¿Cuál es la mejor opción, Solar Térmica o Fotovoltaica?
La conclusión final es que, para producir ACS, salvo excepciones que debieran estudiarse detenidamente, es más eficiente la tecnología solar térmica que la solar fotovoltaica.
Esperamos que este artículo, junto con los anteriores publicados, te haya servido para saber cómo calcular el rendimiento de las placas solares térmicas y fotovoltaicas y cuál es la mejor opción para ti, según el uso que quieras darle. Y, por otro lado, que puedas averiguar si las características que te prometieron al cumplir tu panel solar, se están cumpliendo.
Déjanos en comentarios tu opinión o cualquier duda que tengas o haznos cualquier consulta contactando con nosotros si necesitas asesoramiento para tu instalación ACS.
FAQs sobre solar térmica o fotovoltaica
¿Cuál es la diferencia entre la energía solar térmica y la fotovoltaica para producir agua caliente sanitaria (ACS)?
La energía solar térmica utiliza paneles solares térmicos para capturar el calor del sol y calentar directamente el agua, mientras que la energía solar fotovoltaica utiliza paneles solares fotovoltaicos para convertir la luz solar en electricidad, que luego puede utilizarse para calentar el agua a través de dispositivos eléctricos, como bombas de calor.
¿Cómo funcionan los paneles solares fotovoltaicos para producir ACS?
Los paneles solares fotovoltaicos generan electricidad a partir de la luz solar. Esta electricidad puede utilizarse para alimentar dispositivos eléctricos, como bombas de calor, que calientan el agua para su uso en ACS.
¿Cuál es la eficiencia de los paneles solares fotovoltaicos para producir ACS en comparación con los paneles solares térmicos?
En general, los paneles solares térmicos tienden a ser más eficientes para calentar agua que los paneles solares fotovoltaicos. Los paneles solares térmicos pueden proporcionar calor incluso con baja radiación solar, mientras que los paneles fotovoltaicos no pueden activar el sistema en esas condiciones.
¿Qué es necesario considerar al elegir entre energía solar térmica y fotovoltaica para la producción de ACS?
Se debe considerar el uso previsto de la energía, ya que influye en la elección de tecnología. Los aspectos a evaluar incluyen la eficiencia de conversión de electricidad en calor y cómo cambia con la irradiancia solar.
¿Cómo se transforma la electricidad generada por paneles fotovoltaicos en calor para la producción de ACS?
Para producir ACS utilizando paneles fotovoltaicos, se debe convertir la electricidad generada en calor. Esto se puede hacer a través de un termo-acumulador (efecto Joule) o una bomba de calor para ACS (con un coeficiente de rendimiento, COP).
¿Qué es mejor, solar térmica o fotovoltaica?
La elección entre energía solar térmica y fotovoltaica depende de tus necesidades y objetivos. Ambas tecnologías tienen aplicaciones diferentes:
Solar Térmica: Se utiliza principalmente para calentar agua, tanto para uso doméstico como comercial. Es ideal para sistemas de calefacción de agua y calefacción ambiente. Si tu objetivo es calentar agua para uso sanitario o calefacción, la energía solar térmica es más adecuada.
Fotovoltaica: Genera electricidad directamente a partir de la radiación solar y es adecuada para alimentar dispositivos eléctricos y sistemas de iluminación. Si deseas generar electricidad para alimentar aparatos, iluminación o incluso venderla a la red eléctrica, la energía solar fotovoltaica es la opción a considerar.
¿Qué diferencia hay entre placa solar y fotovoltaica?
Las “placas solares” a menudo se refieren a los paneles solares fotovoltaicos y a los paneles solares térmicos. Aquí hay una diferencia clave:
Placa Solar Fotovoltaica: También conocida como panel solar fotovoltaico, convierte la radiación solar directamente en electricidad. Utiliza células fotovoltaicas que generan una corriente eléctrica cuando la luz solar incide sobre ellas.
Placa Solar Térmica: Se utiliza para calentar agua mediante la absorción del calor de la radiación solar. No genera electricidad, sino que aumenta la temperatura del agua circulante a través de un sistema de tuberías y tanques.
¿Cuáles son los rendimientos típicos de los paneles solares térmicos y fotovoltaicos para la producción de ACS?
En condiciones específicas, los paneles solares térmicos pueden alcanzar un rendimiento de hasta el 68%, mientras que los paneles solares fotovoltaicos tienen un rendimiento típico en torno al 57%. Sin embargo, la eficiencia real puede variar según la ubicación y otros factores.
¿Qué tecnologías se utilizan en los paneles solares térmicos para producir ACS?
Los paneles solares térmicos pueden utilizar tecnologías como captadores de placa plana selectivos, captadores de placa plana no selectivos, captadores de tubo de vacío tipo Heat-pipe y captadores de tubo de vacío tipo en U. Cada una tiene su propia eficiencia y aplicaciones.
¿Cuántos kW produce una placa solar térmica?
La cantidad de kW que puede producir una placa solar térmica depende de varios factores, como el tamaño del panel, la radiación solar en la ubicación y la eficiencia del sistema. En términos generales, una placa solar térmica bien diseñada puede producir entre 1 kW y 2 kW térmicos por metro cuadrado en condiciones óptimas de radiación solar. Es importante recordar que la energía térmica generada se utiliza para calentar agua y no se convierte en electricidad.
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