Los calentadores solares son una forma económica y efectiva de calentar el agua para el hogar o negocio. Estos calentadores funcionan gracias a los rayos del sol, por lo que su sistema de energía es distinto al de un calentador de gas o un calentador eléctrico, entonces ¿cómo es su funcionamiento?
El sol como fuente de energía nos brinda la posibilidad de generar recursos útiles para el ser humano, donde podemos tener espacios acondicionados a temperaturas altas y por supuesto contar con agua caliente, esto a través de un calentador solar.
El sistema de un calentador solar es práctico y sustentable, ya que usa la energía inagotable del sol para calentar el agua sin tener que acudir a otro tipo de opciones como lo pueden ser el gas o la electricidad.
Si bien los calentadores solares se componen de tres partes: el colector solar plano, el cual sirve para obtener la energía del sol y transferirla al líquido; el tanque térmico, que es donde se almacena el agua caliente y se mantiene a una temperatura alta; por último, el sistema de tuberías donde circula el agua.
Al trabajar en conjunto su funcionamiento procede de la siguiente manera: el colector se instala en la parte alta del techo y debe estar ubicado de forma que quede expuesto a la luz solar la mayor parte del día. Lo anterior dependerá de la geografía donde sea instalado. La radiación solar cambia dependiendo en donde nos encontremos.
La cantidad de energía solar que se pueda recibir dependerá de la ubicación, condiciones del clima y la orientación de la superficie. Sin embargo, se puede calcular que la energía total puede llegar a mil watts por pie cuadrado. Esto también influirá en el tiempo en el que se puede tardar en calentarse el agua.
El efecto termosifón
Los calentadores solares siempre estarán llenos de agua, sin importar si está fría o caliente. Inicialmente toda el agua contenida en el calentador solar estará fría. Cuando el colector solar absorbe energía del sol comienza a calentarse.
El agua que está en contacto con el mismo se empieza a calentar. Cuando pasa esto pierde densidad lo que la hace subir a la parte más alta del sistema, en este caso el termotanque. A su vez más agua fría entrará por el colector solar, repitiéndose así el ciclo de calentamiento, más conocido como calentamiento por termosifón.
El efecto termosifón hace que se provoque la diferencia entre temperaturas, como el agua helada es más pesada que la caliente, ésta tiende a subir. Sucede entre el colector solar y el tanque térmico que, sin necesidad de un equipo de bombeo, establece una circulación natural.
El agua caliente se irá acumulando en la parte alta del termotanque y luego de algunas horas de exposición solar toda el agua almacenada dentro del equipo estará muy caliente, esta permanecerá así precisamente por la función del tanque térmico, forrado con un aislante que impide el escape del calor adquirido.
Cabe mencionar que, en las ciudades donde se presentan bajas temperatura por las noches, los calentadores solares deben contar con un sistema que evite el congelamiento del agua al interior del colector.
Se puede encontrar en la gran mayoría de sistemas de calentamiento solar un circuito de transferencia de calor que incluye un fluido por el que circula un sistema de almacenamiento con un intercambiador de calor. También pueden incluir un sistema secundario de distribución de calor hacia varios receptores de calor que harán la distribución del agua caliente.
El almacenamiento de este calor puede durar entre uno a dos días, pero también existen sistemas de almacenamiento que guardan el calor durante el verano para el uso de la energía en temporada de invierno.
