Energía solar vs aerotermia

Energía solar vs aerotermia

Energía solar y aerotermia, dos formas de obtener energía que están calificadas como renovables. Pero entre las dos hay grandes diferencias que debemos tener en cuenta cuando queremos elegir un sistema de calefacción para nuestro hogar. Ante todo, debemos saber qué es cada una y cómo funciona. Básicamente se denomina energía aerotérmica a la energía térmica que una bomba de calor extrae del aire ambiente. Y la energía solar es una energía renovable, obtenida a partir del aprovechamiento de la radiación electromagnética y de los fotones procedente del Sol. Entre ellas hay muchas diferencias, y la principal es que la aerotermia no es totalmente limpia, ya que para aprovecharla necesitamos de una bomba de calor, que consume electricidad, y hasta el momento no podemos asegurar que esa electricidad se haya generado sin contaminar. Es decir, hemos tenido que utilizar carbón, gas, energía nuclear, etc. que no son renovables y contaminan nuestro planeta.
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  • ¿Aerotermia o solar?: características y funcionamiento
  • Tipos de aerotermia
  • ¿Es la aerotermia mejor que la solar?

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Fuente de la imagen: ©Hogarsense.es by ©mca

¿Aerotermia o solar?

Como hemos comentado al inicio, la energía solar y la energía aerotérmica están consideradas como renovables. Ya que ambas aprovechan recursos que en principio no se agotan, es decir, la energía solar aprovecha la luz del sol, los fotones que nos llegan desde el sol. Y la energía aerotérmica aprovecha la temperatura ambiente para calentar o enfriar agua. Aunque esta ultima, la aerotermia, necesita electricidad para que la bomba de calor funcione. Y hoy por hoy, sabemos que la electricidad la generamos aún en gran cantidad con carbón, gas, energía nuclear, etc. que son fuentes de energía contaminantes.

Aerotermia

La energía aerotérmica se aprovecha mediante las bombas de calor que se utilizan para producir agua caliente, refrigeración en verano y calefacción en invierno. Se trata de un sistema altamente eficiente. La aerotermia es, por tanto, la energía que una bomba de calor extrae del aire para producir agua fría o caliente y utilizarla para calefacción, aire acondicionado o agua caliente sanitaria (ACS).

El principio de funcionamiento de una bomba de calor es como trabajan los aires acondicionados. Es decir, aprovecha la temperatura del aire del exterior y recupera las calorías presentes en ese aire, transforma esta energía en calor o frio (según nos interesa en cada momento) y la transfiere al circuito de calefacción o refrigeración de la vivienda. A este proceso físico se lo conoce como “termodinámica”. El mecanismo utilizado es mediante un gas refrigerante, el cual, a través de cambios de estado, extrae el calor contenido en el aire a temperatura inferior y lo cede al agua a temperatura superior, convirtiendo así el flujo natural del calor.

Energía solar

Por otro lado, la energía solar es una energía renovable y totalmente limpia, obtenida a partir del aprovechamiento de la radiación solar o electromagnética procedente del Sol. Actualmente, el calor y la luz del Sol puede aprovecharse por medio de diversos captadores como células fotoeléctricas, heliostatos o paneles solares térmicos, pudiendo transformarse en energía eléctrica o térmica.

El aprovechamiento de la energía solar se basa en la instalación de placas solares, tanto térmicos como fotovoltaicos. El funcionamiento de estos tipos de energía solar es diferente. Mientras los paneles térmicos utilizan un fluido para recoger el calor del sol y almacenarlo para su posterior utilización, bien como agua caliente o bien como valor para generar electricidad mediante una turbina y un generador. Los paneles fotovoltaicos están formados por un conjunto de células fotovoltaicas y basan su funcionamiento al efecto fotoeléctrico que se producen al incidir en ellos la luz solar.

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Tipos de aerotermia

Cuando hablamos de tipos de aerotermia o energía aerotérmica, debemos entender que no hay diferentes tipos de energías. Únicamente estamos hablando de la forma en que hemos conseguido aprovechar la temperatura del aire. Es decir, hemos desarrollado diferentes tipos de bombas de calor para aprovechar la temperatura del aire exterior y llevar esa energía a donde nos interese, bien al aire que hay dentro de nuestras viviendas, o bien al agua contenida en depósitos que utilizaremos en nuestra casa para ducharnos o para la calefacción.

Las bombas de calor pueden distinguirse de dos formas. La primera forma es dependiendo del combustible o energía que las hace funcionar, y la segunda es dependiendo de donde aprovecha la temperatura para realizar su ciclo de trabajo. Si hablamos de la primera forma de distinguirlas, lo podemos hacer entre las siguientes tipologías: las accionadas eléctricamente, como el modelo más extendido, en las que la energía necesaria para mover el compresor se obtiene a través de un motor eléctrico; las accionadas a gas, en las que el accionamiento del compresor lo realiza un motor endotérmico de combustión interna, y las accionadas térmicamente, en las que el cambio de estado del refrigerante se realiza mediante un ciclo de absorción o compresión térmica.

Fuente de la imagen: IDEA. Estudio del parque de bombas de calor de España

Pero bombas de calor hay de más tipos. Y si lo que distinguimos es el lugar o elemento del que aprovechas la temperatura, tenemos la siguiente clasificación. Las bombas de calor que aprovechan la temperatura del aire, las que aprovechan la temperatura del agua de un lago o de alguna bolsa de agua subterránea, otras aprovechan la temperatura del subsuelo, etc. Así tenemos las bombas de calor aire-aire, las aerotérmicas, que son los equipos de aire acondicionado que hay en muchas casas. Otras son las bombas de calor aire-agua, llamadas también aerotérmicas, que aprovechan la temperatura del aire para calentar o enfriar agua. Las bombas de calor agua-aire, hidrotérmicas, que aprovechan la temperatura del agua de un lago, por ejemplo, para calentar o enfriar el aire de una estancia. Y las bombas de calor tierra-aire o tierra-agua, también llamadas geotérmicas, que sirven para climatizar el aire de una vivienda y para calentar o enfriar agua, respectivamente.

¿Es la aerotermia mejor que la solar?

Si nos preguntamos que es mejor, la energía aerotérmica o la energía solar, debemos considerar a la energía solar mejor. El motivo ya lo hemos comentado anteriormente, y es que las bombas de calor necesitan electricidad para funcionar, y de momento no la generamos toda con fuentes naturales o renovables. Es decir, seguimos utilizando el carbón, el gas, las centrales nucleares, entre otros, para generar electricidad. Y estas fuentes de energía todos sabemos que son muy contaminantes y están perjudicando la estabilidad medioambiental de nuestro planeta.

Tanto si comparáramos la energía aerotérmica con la energía solar térmica, o con la fotovoltaica, en ambas comparativas siempre ganará. Aunque la diferencia de rendimientos en ambos casos variará y también en función del sistema de calefacción que elijamos. Así, podemos considerar que una bomba de calor para el aprovechamiento de la energía aerotérmica es equivalente en su objetivo a una instalación de energía solar térmica con placas solares. Ambas pueden alimentar un suelo radiante o incluso radiadores y ser aprovechado para la calefacción de nuestro hogar. En uno dependemos del suministro eléctrico para que el sistema completo funcione, y en el otro, placas solares térmicas, dependemos de la cantidad de solar que podamos aprovechar y también de la electricidad para que funcionen las bombas de circulación del agua dentro de los circuitos, aunque esta sea muy inferior a la que necesita el sistema con una bomba de calor.

En cambio, si lo comparamos con un sistema de energía solar fotovoltaica, debemos considerar que aún es mejor la energía solar, ya que estamos generando electricidad que podremos aprovechar para cualquier electrodoméstico de nuestra vivienda. Incluida la bomba de calor. Pero lo más importante no es cuál es mejor. Quizás lo que más nos debe importar es que ambas energías las podamos aprovechar, y combinar ambos sistemas para conseguir un mayor confort en nuestra casa, o negocio. Y al mismo tiempo consumir recursos energéticos más eficientes, y más económicos.

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Fuente de la imagen y texto : ©Hogarsense.es by ©mca

En este sentido debemos comentar que es muy interesante la instalación de una bomba de calor, para aprovechar la aerotermia, tanto con una instalación de placas solares térmicas, una de placas fotovoltaicas o incluso una de placas solares hibridas.

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AGUA CALIENTE SANITARIA

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El agua caliente sanitaria es el segundo consumidor de energía de nuestros hogares, un 26% del consumo energético total. En la actualidad (de hecho, desde el año 2006) en las viviendas de nueva construcción, es obligatorio cubrir parte del consumo energético necesario para producir el agua caliente mediante un sistema de energía solar térmica y, en caso de que no pudiera hacerse, utilizar otro tipo de energías renovables. Aún así, la demanda de energía para producir agua caliente sigue siendo elevada.

Los sistemas más comunes

A la hora de decidir si es mejor para una vivienda un sistema de agua caliente instantánea o por acumulación hay que tener en cuenta que, aunque la potencia necesaria para generarla instantáneamente deba ser superior a la instalada con un sistema de acumulación, el consumo de combustible no tiene porqué ser superior sino lo contrario, ya que los sistemas de acumulación deben mantener agua a cierta temperatura dentro de los depósitos (acumuladores) y esto generará pérdidas a través del aislamiento. De ahí que los acumuladores deben tener un buen aislamiento para que estas pérdidas sean las menores posibles.

Señalar sin embargo que los sistemas con acumulación proporcionan mayor confort al usuario, por la capacidad de suministrar mayores caudales punta.

Así pues, cada uno de ellos tiene sus ventajas e inconvenientes. Pero vayamos por partes…

Los sistemas instantáneos

Se trata de unos sistemas que calientan el agua en el mismo momento en que es demandada. Es el caso de los habituales calentadores de gas o eléctricos, o las calderas murales de calefacción y agua caliente (calderas mixtas). La principal ventaja: no se necesita mantener el agua caliente acumulada, lo que evita un mayor coste energético.

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Inconvenientes: la cantidad de agua y energía desperdiciada hasta que el agua alcanza la temperatura deseada en el punto de destino (más cuanto más alejada se encuentre la caldera de su destino), así como el aumento de consumo y el deterioro del equipo cada vez que se enciende y apaga la caldera cuando hay demanda de agua caliente.

Los sistemas instantáneos presentan, generalmente, prestaciones limitadas a la hora de abastecer con agua caliente a dos puntos a la vez, pero siguen siendo los sistemas más habituales.

De este modo, este tipo de sistema es el más apropiado para familias no numerosas, en viviendas con pocos habitantes o en aquellas dónde su uso es muy puntual.

Los sistemas de acumulación

Este tipo de sistemas se puede dividir en dos: los que se componen por un equipo que calienta el agua (una caldera o una bomba de calor, por ejemplo) más un termo-acumulador, y los termo-acumuladores de resistencia eléctrica.

– Los compuestos por caldera y acumulador son los más utilizados. Una vez calentada, el agua se almacena en un depósito aislado para que pueda usarse en cualquier momento.

Ventajas: se evita los continuos encendidos y apagados de la caldera, ya que trabaja de forma continua; permite utilizar el agua caliente de forma simultánea en dos puntos distintos; al ser un sistema centralizado, se necesita menos potencia para llevar agua caliente al conjunto de usuarios; son fácilmente combinables con los sistemas de captación solar de ACS (agua caliente sanitaria), y que permite el acceso a tarifas más económicas de los combustibles.

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Por su parte, los termoacumuladores de resistencia eléctrica son un sistema poco recomendable desde el punto de vista energético y de costes. Cuando la temperatura del agua contenida en el termo baja de una determinada temperatura suele entrar en funcionamiento una resistencia auxiliar. De ahí la importancia de que el termo, además de estar bien aislado, se conecte sólo cuando sea necesario, mediante un reloj programador.

Otros sistemas

Como alternativa a los dos sistemas más utilizados se encuentran los de tipo mixto: combinan una determinada acumulación de agua caliente para su uso a lo largo del día, pero que también cuentan con un sistema de producción instantánea.

Estos híbridos entre calentador y caldera tienen un depósito de menor capacidad, y sus precios varían según la potencia y la capacidad de acumulación del depósito. Podemos encontrar calderas mixtas de gas analógicas atmosféricas que funcionan con gas natural, calentadores eléctricos verticales y calderas mixtas de gas bitérmicas, que funcionan con butano o propano.

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Temperatura de agua caliente

Teniendo en cuenta que el sistema de producción de agua caliente puede ser mixto instantáneo o por acumulación podemos establecer dos tramos de temperatura:

Con acumulación (la temperatura debe ser elevada para conseguir suficiente producción de agua caliente) la recomienda está entre 55 y 60ºC aunque luego se consuma a 40ºC. Es recomendable el uso de grifería termostática.

Cuando la producción de agua caliente sanitaria es mixta instantánea, la temperatura debe ser entre 30 y 35ºC porque cuando la temperatura es 2 o 3 grados superior a la deseada no tenemos que mezclar con agua fría; la caldera usará menos potencia para calentar el agua –lo que reduce el gasto de energía-; alarga la vida de la caldera reduciendo calcificaciones de componentes.