DISEÑO de proyectos solares térmicos

ENFOQUE TÉCNICO
EL APROPIADO DISEÑO DE UN PROYECTO SOLAR TÉRMICO SE BASA EN CUATRO ETAPAS:
CÁLCULO DE LA DEMANDA DE AGUA CALIENTE SANITARIA, DEFINICIÓN DEL MANDANTE
DE LA CONTRIBUCIÓN SOLAR MÍNIMA, ESTIMACIÓN DE LA RADIACIÓN SOLAR Y CÁLCULO
DEL APORTE SOLAR DE LA INSTALACIÓN.
Recomendaciones
DISEÑO de proyectos
solares térmicos
E
XISTEN MÚLTIPLES variables a
considerar para el correcto diseño de
proyectos solares térmicos. Las dimensiones de un sistema solar de
agua caliente sanitaria deben basarse
en un estudio riguroso, en especial
cuando se trata de proyectos de gran
envergadura como una vivienda multifamiliar.
Además, se debe considerar que existen diversos
métodos de cálculo. Por ello, el Área de Eficiencia
Energética de la Corporación de Desarrollo Tecnológico (CDT) ofrece una guía donde se describen
las cuatro etapas y los elementos indispensables
para lograr un correcto dimensionado.
DEMANDA AGUA CALIENTE SANITARIA (ACS)
El cálculo de la demanda de ACS es el paso inicial
para el dimensionamiento. Aquí se define la cantidad de energía que requiere la vivienda en términos de agua caliente sanitaria. Para evitar una in-
FLUJO
DE ENERGÍA
EN UNA
INSTALACIÓN
SOLAR
RADIACIÓN
versión desmedida y lograr la mayor exactitud
posible en esta etapa, hay que determinar el consumo diario de ACS del edificio en base a ciertos patrones como vivienda unifamiliar, multifamiliar,
hotel y hospital, entre otras. Además, se debe considerar la temperatura mensual de abastecimiento
de agua fría, definir la temperatura de acumulación en los termotanques y calcular las demandas
energéticas mensuales y anuales.
CONTRIBUCIÓN SOLAR MÍNIMA
La definición por parte del mandante de la contribución solar mínima representa la siguiente variable clave del diseño. Ésta corresponde al porcentaje
de aporte solar que se desea alcanzar de la demanda total de ACS. Así se determina el tamaño de la
instalación solar en términos de colectores y acumuladores (termotanques). En la práctica, la mayoría de estos sistemas se dimensionan para alcanzar una cobertura solar del orden del 60%, y el
APORTE
DE LA ENERGÍA
SOLAR
PÉRDIDA ÓPTICA
100%
20%
RADIACIÓN
ABSORBIDA
80%
A CARGA NORMAL
25%
PÉRDIDA
EN EL COLECTOR
5%
PÉRDIDA EN EL CIRCUITO
DEL COLECTOR
BENEFICIO SOLAR: 1.500 kWh/AÑO
5%
EFICIENCIA
DEL SISTEMA
16 SUSTENTABIT 2 / SEPTIEMBRE 2009
35%
AHORRO
GA
PÉRDIDA EN EL SISTEMA
DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA
RA
L
PÉRDIDA EN EL
ACUMULADOR DE AGUA
AT
U
10%
SN
55%
SL
IC
UA
D
O
GA
EFICIENCIA
192 M3 GAS
145 k GLP
VALORES APROXIMADOS PARA DIMENSIONAMIENTO I
COBERTURA SOLAR
ÁREA CAPTACIÓN
0,6 m2
POR
60%
SANTIAGO
VALORES APROXIMADOS PARA DIMENSIONAMIENTO II
CANTIDAD DE PERSONAS
INSTALACIÓN (m2)
RENDIMIENTO (litros)
2-4 m2
150-250 LITROS
4-6 m2
250-400 LITROS
5-8 m2
400-700 LITROS
resto debe ser provisto por un sistema de respaldo
convencional como caldera a gas o eléctrica y
bombas de calor, entre otras. Este complemento
también será definido en el proyecto. Esta realidad
difiere con la de países con mayor desarrollo de regulación en energías renovables, donde el gobierno
establece los aportes solares mínimos de las instalaciones solares para recibir subsidios o para cumplir
con la cobertura solar mínima exigida en la ley,
como ocurre en España.
RADIACIÓN SOLAR
El tercer paso corresponde a la estimación de la
radiación solar aprovechable y considera el lugar
geográfico donde se realizará la instalación, porque
habrá una mayor o menor incidencia del sol. Además, este aspecto varía mensualmente modificando
EN LA PRÁCTICA,
LA MAYORÍA DE
ESTOS SISTEMAS
SE DIMENSIONAN
PARA ALCANZAR
UNA COBERTURA
SOLAR DEL
ORDEN DEL 60%,
Y EL RESTO DEBE
SER PROVISTO
POR UN SISTEMA
DE RESPALDO
CONVENCIONAL
COMO CALDERA A
GAS O ELÉCTRICA Y
BOMBAS DE CALOR,
ENTRE OTRAS.
los aportes solares al proyecto térmico. Junto con
esta información de ingreso, resulta necesario considerar factores de corrección por suciedad y envejecimiento, como también por inclinación, por
sombra y las horas útiles de sol para cada mes.
CÁLCULO DEL APORTE SOLAR
El cálculo del aporte solar de la instalación y dimensionado representa la última etapa y es cuando
se une toda la información anterior vinculada con
las curvas de rendimiento de los colectores solares,
un dato clave provisto por el fabricante. Así, se obtiene el aporte de cada colector según el mes, y con
esto se determinará la cantidad de colectores necesarios para lograr el aporte solar deseado. Para una
mejor comprensión de las cuatro etapas, ver los
gráficos adjuntos. SS
SUSTENTABIT 2 / SEPTIEMBRE 2009 17