Calentador de agua solar individual: calienta agua con energía gratis

¿Te marea el aumento de precio en las facturas de la luz? ¿Quieres asegurar tus gastos y la cantidad de agua caliente que puedes producir, manteniendo tu confort?

Si buscas más independencia, autonomía y resiliencia, esta solución te interesará.

Hoy, incluso más que antes, es fundamental afrontar las incertidumbres y al mismo tiempo contribuir al esfuerzo común para esta transición un tanto… “deportiva”.

El calentador de agua solar utiliza el único recurso que todos pueden tener gratis… ¡el sol!

¿Qué es un calentador de agua solar?

Se trata de un sistema de recuperación de energía solar para producir parte o la totalidad del agua caliente sanitaria de tu hogar. En este caso concreto se trata de CESI: Calentador Solar de Agua Individual.

CESI puede cubrir entre el 50 y el 70 % de las necesidades de agua caliente sanitaria y, al mismo tiempo, reducir la factura energética. La energía solar térmica sustituye parcial o totalmente a otras fuentes de energía como electricidad, gas, fuel oil, biomasa, etc.

Se compone de tres elementos principales:

• Paneles solares térmicos (también llamados colectores ): se instalan en tu tejado para captar los rayos del sol.

• El depósito solar (o cúmulo) : equipado con un intercambiador de calor, garantiza la transferencia de calorías entre el fluido calentado por el sol y el agua sanitaria del depósito.

• Calefacción suplementaria : para garantizar la producción de agua caliente durante todo el año y en cualquier clima, generalmente una resistencia eléctrica se hace cargo en ausencia de radiación. Esta calefacción adicional también puede proporcionarse mediante una bomba de calor (PAC), una caldera de gas, leña o gasóleo.

Pueden ser necesarios otros elementos según el tipo de instalación elegida como el circulador, el vaso de expansión, la regulación. Si se encuentra en la región de Lyon, tenemos globos solares en stock en Rillieux-la-Pape .

¿Cómo funciona un calentador de agua solar?

Los colectores solares transforman la energía solar , más concretamente la radiación solar, en energía térmica . Es decir, transmitirán calor y no electricidad (como recordatorio, la electricidad se produce mediante un panel fotovoltaico).

Este calor se transfiere de los sensores al tanque gracias a un fluido caloportador (= que transporta el calor) que circula en tubos de cobre o acero inoxidable o multicapa.

El líquido caloportador pasa luego a través de un intercambiador ubicado en el fondo del tanque de agua caliente y transmitirá sus calorías al agua sanitaria.

@fuente ADEME

Al transmitir calor al tanque, el líquido caloportador permanece en movimiento y se enfría mientras el agua se calienta. Luego regresa a los colectores solares térmicos para iniciar un nuevo ciclo de calefacción.

El agua calentada del depósito se utiliza luego para la chimenea del baño o la cocina.

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Ventajas y desventajas del sistema de calefacción solar.

Ventajas de un calentador de agua solar individual

• Uso de energía verdaderamente renovable , gratuita , ecológica y disponible ilimitadamente,
• Fiabilidad : 20 a 30 años para los sensores y el cúmulo solar
• Un retorno de la inversión cada vez más rápido dado el aumento del precio de los combustibles fósiles como el gas o la electricidad.

Desventajas de un calentador de agua solar individual

• El aporte solar varía durante el día y a lo largo de las estaciones, ya que depende de la cantidad de sol. Por tanto, es necesario prever un dispositivo adicional para satisfacer sus necesidades en todas las circunstancias y compensar cuando la luz solar sea insuficiente.
• La inversión para este tipo de instalaciones será superior a las instalaciones más convencionales (cúmulos eléctricos o globo termodinámico). Tenga en cuenta que puede beneficiarse de ayudas estatales como el bono Mi Renov.
• Instalar un sistema de placas solares y un depósito requiere disponer de espacio suficiente para hacerlo, tanto en exteriores como en interiores.

Los diferentes tipos de colectores solares

Para entender qué es un calentador de agua solar y cómo funciona, es necesario saber que existen varios tipos de sistemas de calentamiento de agua solar y que también existen diferentes tipos de sensores.

La elección de este elemento clave dependerá de la temperatura con la que se desee trabajar, el precio o la disponibilidad.

Sensor plano o de vidrio

Este es el modelo de sensor más común. Se presenta en forma de paneles gruesos (alrededor de 90 mm). Se trata de una especie de caja aislada térmicamente y cubierta con un acristalamiento. La superficie de un sensor varía según el fabricante, pero generalmente son de 1,5 a 2,5 m².

En el interior, un tubo lleno de líquido caloportador serpentea a lo largo de toda la superficie del sensor. Se coloca sobre aislamiento para retener al máximo el calor recuperado. Está cubierto por una placa de metal oscuro (el absorbente) para captar la máxima cantidad de energía solar.
El marco de aluminio garantiza la rigidez del sensor y el vidrio permite el paso de los rayos de luz manteniendo el interior del sensor impermeable.

Campos de aplicación : estos sensores se pueden utilizar para calentadores de agua solares individuales o colectivos, así como para sistemas solares combinados (SSC) que también producen agua para calentar el hogar.

Sensor de vacío

Aparecen como tubos negros conectados entre sí mediante barras de sujeción.
El fluido caloportador circula dentro de un doble tubo de vacío teñido de negro (nitruro de aluminio), que absorbe los rayos del sol.
Los rayos del sol inciden directamente sobre el tubo o indirectamente por reflexión gracias a la aportación de los espejos parabólicos de fondo.

El tubo de vacío tiene un mejor aislamiento que el colector plano, lo que proporciona un 30% más de eficiencia en invierno. Para el resto del año es equivalente.
Por otro lado, estos sensores son más complicados de producir, lo que aumenta el coste de producción.

Ámbito de aplicación : los tubos de vacío se utilizan también para calentadores de agua solares individuales o colectivos, así como para sistemas solares combinados (SSC), pero también en determinadas aplicaciones industriales.

Sensor de alfombra

Está fabricado en goma blanda muy resistente por la que circula agua. Este sistema es menos específico tecnológicamente y, por tanto, el más económico de todos. Sin embargo, no es lo suficientemente eficiente para calentar agua caliente sanitaria, a menos que se encuentre en un país cálido.

Ámbito de aplicación : el sensor de alfombra se utiliza principalmente para calentar el agua de la piscina. También se puede utilizar parala producción de agua caliente sanitaria en regiones cálidas.

fuente: Astrapool

Funcionamiento de calentadores solares de agua (CESI)

Existen al menos 3 tipos de sistemas solares térmicos de calentamiento de agua:

CESI bajo presión

Sistema histórico, es el más utilizado, presente entre todos los fabricantes, adaptable a todas las situaciones. El fluido caloportador es agua a la que se le ha añadido “glicol” por sus cualidades anticongelantes y excelente transmisión de calor.
Este no se escurrirá y ese es su límite. En efecto, cuando se para la bomba (temperatura del tanque a 85°C / corte de energía), el líquido caloportador de glicol permanece en los sensores y aumentará de temperatura. Entonces puede sobrecalentarse y deteriorarse.
Para contrarrestar este efecto y mantener la eficiencia del sistema, será necesario mantenerlo periódicamente, en particular reemplazando el fluido caloportador.

Termosifón CESI

Este es el sistema más sencillo y común en zonas geográficas no sujetas a heladas.

El tanque se encuentra encima de los sensores, en el techo o en el ático. Deben estar cerca del balón. El fluido caloportador que se calienta en los colectores sube naturalmente en el tanque y empuja el fluido más frío hacia el colector. No es necesario un circulador ni una regulación costosa. Sin embargo, podemos encontrar los mismos problemas relacionados con el sobrecalentamiento que el CESI bajo presión.

CESI autodrenante

El CESI autodrenante tiene como objetivo eliminar los efectos del sobrecalentamiento de los sensores en verano. El objetivo es vaciarlos de su líquido cuando no quedan calorías que recuperar (cuando los sensores están demasiado fríos o el globo ha alcanzado su temperatura máxima). Esta instalación supone que los sensores se instalan a mayor altura que el depósito y que la conexión solar tiene una pendiente continua para que el fluido pueda fluir bien.

La carga de mantenimiento se reduce considerablemente y la instalación ganará en longevidad.

Las soluciones de autodrenaje son menos conocidas porque no todos los fabricantes las ofrecen.

• Existen soluciones autodrenantes glicolatadas que requieren una pequeña reserva de drenaje junto al tanque para almacenar el fluido caloportador.
• También existen soluciones CESI autodrenantes con agua muy específicas para llevar al máximo la simplicidad de implementación y uso (ROTEX, HELIOFRANCE). Estas soluciones son posibles: los fabricantes han desarrollado un modelo de globo de polipropileno que no teme a la corrosión y permanece abierto a la presión atmosférica.

Se prefiere la solución autodrenante cuando la configuración de la instalación lo permite. En caso contrario, la solución a presión será la más adecuada.

¿Cuánto cuesta instalar un calentador de agua solar?

Cuente entre 4.000 y 7.000 euros , con instalación de un kit con depósito de 200 a 300 litros, junto con 3 a 5 m² de sensores.

Esto generalmente corresponde a las necesidades de una familia. Los precios varían en función del tamaño de la instalación: tamaño del globo y superficie de los paneles.

Un precio que puede variar notablemente en función de los instaladores y del tipo de calentador solar de agua seleccionado. Este tipo de mejora energética se enmarca en el plan de resiliencia: conozca su elegibilidad y el importe de la ayuda Ma Prime Renov.

Rentabilidad

El retorno de la inversión de una instalación de producción solar de agua caliente es de 10 a 15 años de media.

También debes considerar que estás mejorando tu autonomía energética.

De hecho, es interesante no detenerse únicamente en los cálculos financieros, ya que los parámetros económicos pueden cambiar mucho más rápidamente de lo esperado.

La vida útil de los elementos es relativamente larga, siempre que se mantengan bien: un mínimo de 10 años para los componentes más frágiles y hasta 30 para los colectores solares.

2 preguntas antes de invertir en un calentador de agua solar

Contribuciones solares

La solución ideal, como habrás comprendido, es instalar los sensores orientados al sur con una inclinación de 40-45 grados. Si tienes una pendiente diferente, tu instalación seráSin duda un poco menos efectivo pero seguirá siendo interesante.
Un profesional puede desplazarse a su domicilio para valorar la viabilidad de su proyecto.

Mascarillas solares

Será necesario observar las máscaras solares. Estos pueden alterar la luz solar de su instalación al proyectar sombra, reduciendo la eficacia de los colectores solares y por tanto su rendimiento.
Se debe estudiar detenidamente el lugar donde se van a instalar.
Deberá comprobar las sombras que proyectan los elementos del tejado, los árboles, las casas o incluso los edificios vecinos.

Prepara la instalación de tu calentador de agua solar

Pasos obligatorios para instalar un calentador de agua solar

Para instalar colectores solares en el tejado de tu casa debes solicitar autorización a tu ayuntamiento , tanto si estás planeando una casa nueva como una reforma. De hecho, está cambiando la apariencia exterior de su edificio.

Encuentra todas las condiciones en la web del servicio público así como en la página relativa a la declaración previa de obras .

Los documentos urbanísticos se pueden consultar en su municipio y le informarán sobre las condiciones que deben respetarse en cuanto al aspecto de su alojamiento.

Para hacerte la vida más fácil, puedes descargar directamente el formulario (CERFA 13703-09)

Si se encuentra en un sitio clasificado, su proyecto debe ser presentado y validado al arquitecto de Bâtiments de France .

¿Quién puede instalar un calentador de agua solar?

Para instalar un calentador de agua solar, le recomendamos que recurra a un artesano especializado (formación RGE Qualisol, Réseau Proeco Energie, etc.). En efecto, su artesano debe ser consciente de la instalación de captadores solares térmicos, respetando las condiciones de seguridad y sin poner en peligro la estructura y la impermeabilización del tejado.

¿Dónde colocar los colectores solares?

Para que la eficiencia térmica de tu calentador solar de agua individual sea óptima, la solución ideal es instalarlos en la cara sur de tu techo, con una inclinación de 40 a 50° con respecto a la horizontal.

Dimensionando la instalación de tu calentador de agua solar

A menudo se recomienda buscar ayuda para calcular el tamaño de su calentador de agua solar.
En efecto, correctamente equipado y con códigos técnicos de comprensión, será necesario estimar diferentes parámetros como: la inclinación del avión, la orientación, el albedo del terreno, la superficie de los sensores calculados, las necesidades diarias calculadas, la Temperatura a la que se debe poner el agua para, en particular, que cumpla con las normas sanitarias en función del dimensionamiento.

En el cálculo también tendremos en cuenta la irradiación media anual de su ubicación, las distintas máscaras solares, ya sean cercanas o lejanas y su incidencia según la estación.

A la hora de prestar soporte, el profesional tiene el deber de asesorar y escuchar las necesidades del cliente. Entonces podrá hacer las preguntas adecuadas y así llegar al mejor compromiso para su hogar.

Dimensionando el depósito de su instalación

Empiece por determinar el volumen del globo según las necesidades del hogar. Hay una media de 40 litros/día/persona. Es posible conectar las distintas máquinas (lavadora, lavavajillas, etc.). Entonces es necesario determinar la necesidad de estos dispositivos.

Es interesante aprovechar este momento para valorar si es posible reducir las necesidades de agua caliente del hogar mediante duchas o espumadores de bajo consumo.

El volumen calculado corresponde al volumen calentado por el respaldo en ausencia de sol. Por tanto, tendrás que multiplicar este volumen entre 1,5 y 2 veces para obtener el volumen de tu depósito solar.

Para una familia de 3 a 4 personas, generalmente optaremos por un depósito solar de al menos 200 litros.

Dimensionamiento de paneles solares.

La capacidad del tanque es un factor importante para calcular la superficie de los colectores solares.
De media, consideramos 1 m² de sensores para 50 a 75 litros de almacenamiento. El área del sensor se calcula en función del rendimiento de los sensores y el tamaño del volumen de almacenamiento.

Aquí las recomendaciones de ASDER sobre el tema:

Tenga en cuenta: el tamaño correcto variará según su región. En el sur, de 2 a 3 m² pueden ser suficientes para un depósito de 200 litros, mientras que en el norte será necesario dejar entre 4 y 6 m².

Además de los elementos comentados anteriormente y si realmente quieres probar suerte con el cálculo, el INES (Instituto Nacional de Energía Solar) ha puesto en línea un software gratuito accesible en Internet, llamado: “CalSol”.
Este último le permite calcular la superficie de paneles que necesita, entre otras cosas (incluido el retorno de la inversión).

¿Sería interesante sobredimensionar?

No se recomienda sobredimensionar por las siguientes razones:
- Un globo demasiado grande te hará perder espacio,
- El agua se calentará innecesariamente,

- Aumento de los problemas de sobrecalentamiento del campo sensor,
- El estancamiento del agua almacenada favorece la aparición de bacterias como la enfermedad del legionario, muy peligrosa para la salud humana. Deshacerse de él a veces requiere cambiar todo el sistema.

- Los colectores solares tendrán menor productividad.

- El retorno de la inversión será menos bueno.

¿Valdría la pena reducir el tamaño?

Un tamaño insuficiente del depósito solar provocará inevitablemente una pérdida de comodidad cuando los días estén nublados.

Es mejor subdimensionar la superficie del sensor instalado que sobredimensionarla. La productividad media de los sensores será mayor y reducirás la inversión.

Pese a ello, la eficiencia de la instalación o tasa de cobertura solar será menor.

¿Cuánto dura un calentador de agua solar?

La vida útil de un calentador de agua solar varía según los modelos y fabricantes de 15 a 20 años. Bien mantenido, este equipo puede incluso superar con creces esta duración.
Generalmente supera al de un sistema termodinámico, más tecnológico y por tanto más frágil y, en general, con un peor control de las normas de instalación.
Como cualquier equipo técnico, el mantenimiento y el buen mantenimiento juegan un papel fundamental en la durabilidad de un calentador de agua solar.

¿Cómo mantener su sistema solar de calentamiento de agua?

Mantenimiento del sistema

Si quieres que tu instalación dure mucho tiempo y tenga un rendimiento óptimo, asegurar su correcto funcionamiento mediante un mantenimiento periódico es fundamental.

Para ello se recomienda:
• Compruebe periódicamente los niveles de presión (fluido caloportador)
• Mirar el aislamiento del circuito hidráulico.
• Inspeccionar la bomba de circulación (sólo en el caso de calentador solar de agua con bomba eléctrica).
• Asegurar que la regulación funciona correctamente
• Planifique una visita de un profesional cada dos o tres años (algunos los fabricantes ofrecen seguimiento)

Mantenimiento de paneles solares térmicos

En cuanto a la limpieza de los paneles, la lluvia debería ser bastante eficaz.
Sin embargo, si vives cerca de una fuente de polvo o suciedad (fábrica, árboles, humo, arena, etc.), necesitarás lavarlo periódicamente.

Es posible limpiar los paneles usted mismo con agua limpia y tibia y una esponja no abrasiva cuando se hayan enfriado (¡tenga cuidado con su seguridad!).
Se debe prestar especial atención a las barandillas de recogida de agua de lluvia; nada debe obstruir el flujo, ya que los bloqueos podrían crear puntos calientes.

¿Cuáles son las marcas de calentadores de agua solares franceses?

• heliofrancia
• atlántico
• Saunier Duval
• giordano

Preguntas frecuentes sobre el calentador de agua solar

¿Quién puede informarme sobre la ayuda financiera?

Póngase en contacto con un asesor de France Renov , son las personas más conocedoras del tema.

¿Calentador de agua solar o termodinámico?

Ventajas de un calentador de agua solar frente al termodinámico:

• Fiabilidad probada
• Impacto ambiental mucho menor en caso de fuga (el calentador de agua termodinámico utiliza un refrigerante extremadamente dañino en términos de poder de calentamiento global)

Desventaja de un calentador de agua solar en comparación con el termodinámico:

• Mayor inversión inicial

¿Puedo utilizar un calentador de agua solar individual en la montaña?

Esta es una excelente solución porque:

• la luz del sol es mayor que las capas inferiores
• Radiación más directa
• El reflejo de la nieve optimiza la radiación.

Los rendimientos obtenidos son mejores que en la llanura aunque se podría pensar que las temperaturas son más suaves.

Para ir más lejos :

• Solicitar presupuesto a mi colega Benjamín
• Descubre el dossier ADEME sobre energía solar para producir calor en casa