Principio de funcionamiento
Un sistema solar térmico para agua caliente sanitaria (ACS) aprovecha la radiación solar para calentar un fluido que, a su vez, transfiere ese calor al agua de consumo almacenada en un depósito. A diferencia de los paneles fotovoltaicos, que convierten la luz solar en electricidad, los captadores térmicos trabajan directamente con calor, lo que los hace especialmente eficientes para aplicaciones de baja y media temperatura como el suministro de ACS en viviendas.
El rendimiento del sistema depende de varios factores: la irradiancia solar disponible en la ubicación, la orientación e inclinación de los captadores, el caudal del circuito primario, y el aislamiento del depósito acumulador. En España, la elevada irradiación en la mayor parte del territorio hace de la solar térmica una tecnología con resultados notables incluso en meses de invierno.
Componentes principales
Captadores solares
Los captadores son el elemento que absorbe la radiación solar. Existen dos tecnologías predominantes en el mercado residencial español:
- Placa plana: consisten en una superficie absorbente oscura cubierta por un vidrio templado de baja emisividad. El fluido caloportador circula por tuberías soldadas a la placa. Son la opción más extendida en España por su relación entre coste, durabilidad y rendimiento a las temperaturas habituales de ACS (40–80 °C).
- Tubos de vacío: emplean cilindros de vidrio al vacío que minimizan las pérdidas térmicas por convección. Funcionan mejor en condiciones de baja irradiancia o baja temperatura ambiente, como ocurre en zonas de montaña o en latitudes más septentrionales. Su coste es superior al de la placa plana.
Circuito primario y fluido caloportador
El circuito primario transporta el calor captado por los colectores hasta el intercambiador. El fluido que lo recorre suele ser una mezcla de agua desmineralizada y propilenglicol (un anticongelante de baja toxicidad). La concentración de glicol se ajusta según la temperatura mínima histórica de la zona, siguiendo las recomendaciones del IDAE para garantizar protección frente a heladas sin penalizar en exceso la capacidad calorífica del fluido.
En circulación forzada, una bomba hidráulica mueve el fluido de forma controlada por un regulador diferencial que activa el circuito cuando la temperatura del captador supera en varios grados la del depósito. Este sistema permite optimizar el tiempo de bombeo y evitar pérdidas nocturnas.
Nota sobre el propilenglicol: el IDAE recomienda revisar la concentración del fluido caloportador cada dos años, ya que la degradación del glicol puede acidificar el circuito y afectar las juntas y el intercambiador. Una concentración habitual para la meseta española es en torno al 30–35 % en volumen.
Intercambiador de calor
El intercambiador de calor separa el circuito primario (que contiene el fluido con glicol) del agua sanitaria de consumo, evitando cualquier contacto entre ambos conforme a la normativa sanitaria vigente. Puede estar integrado en el propio depósito acumulador —en forma de serpentín interno— o ser externo, en instalaciones de mayor tamaño o con exigencias de rendimiento superiores.
Acumulador de ACS
El depósito acumulador almacena el agua caliente hasta su uso. Su capacidad se dimensiona en función del consumo previsto y del número de captadores: una regla orientativa es 50–75 litros por metro cuadrado de captador para uso doméstico de ACS. El depósito debe estar bien aislado para minimizar las pérdidas térmicas, y su temperatura interior debe mantenerse regularmente a 60 °C para prevenir la proliferación de legionela, según lo establecido por el Real Decreto 865/2003.
| Superficie de captación | Capacidad del depósito orientativa | Aplicación típica |
|---|---|---|
| 2 – 3 m² | 150 – 200 L | Familia de 2–3 personas |
| 3 – 4 m² | 200 – 300 L | Familia de 3–5 personas |
| 4 – 6 m² | 300 – 400 L | Familia numerosa o vivienda con alto consumo |
Sistema de apoyo
Ningún sistema solar térmico cubre el 100 % de la demanda de ACS durante todo el año sin un sistema de apoyo energético. Este puede ser una caldera de gas natural, una caldera de condensación, una bomba de calor o una resistencia eléctrica. El sistema de apoyo solo entra en funcionamiento cuando la temperatura del depósito solar no alcanza el nivel requerido, lo que ocurre principalmente en días muy nublados o en los meses de menor irradiación.
Tipos de circulación
Circulación forzada
Es el esquema más habitual en instalaciones de nueva construcción y rehabilitación en España. Una bomba hidráulica mueve el fluido caloportador cuando la diferencia de temperatura entre el captador y el depósito lo hace provechoso. El sistema incorpora un regulador diferencial, sondas de temperatura y, en muchos casos, un registrador de datos que facilita el seguimiento del rendimiento.
Circulación natural (termosifón)
En este esquema no hay bomba: el fluido más caliente, al ser menos denso, asciende naturalmente desde el captador hacia el depósito, situado necesariamente por encima. Es un sistema más sencillo y económico, sin partes móviles, pero requiere que el depósito esté en el tejado o en una posición elevada respecto al captador, lo que no siempre es viable en edificios plurifamiliares o en cubiertas planas sin espacio.
El calentamiento paso a paso
- La radiación solar incide sobre la superficie absorbente del captador y la calienta.
- El fluido caloportador del circuito primario absorbe ese calor al circular por la placa o los tubos.
- La bomba impulsa el fluido caliente hacia el intercambiador de calor ubicado en el interior del depósito.
- El intercambiador transfiere la energía al agua sanitaria almacenada sin mezclar ambos fluidos.
- El fluido del circuito primario, ya enfriado, regresa al captador para reiniciar el ciclo.
- Si el agua del depósito no alcanza la temperatura de uso, el sistema de apoyo complementa el calentamiento.
Referencia técnica: el IDAE (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía) publica guías técnicas detalladas sobre el dimensionado, instalación y mantenimiento de sistemas solares térmicos para ACS en España, disponibles en su web de forma gratuita.
Normativa de referencia
En España, las instalaciones solares térmicas están sujetas principalmente a dos marcos regulatorios: el Código Técnico de la Edificación (CTE) en su Documento Básico HE4 —que fija las fracciones solares mínimas exigibles según zona climática— y el Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios (RITE), que regula los requisitos técnicos de la instalación y la obligación de que sea ejecutada por una empresa instaladora habilitada.
El ministerio competente y las comunidades autónomas pueden establecer requisitos adicionales, por lo que conviene consultar la normativa local vigente antes de iniciar cualquier proyecto de instalación.