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Cuando te hablan de placas solares tu mente puede que empiece a divagar. Sí me gustaría tener placas encima de mi tejado para que produzca la electricidad que consumo. También para que produzcan el agua caliente. Sí, mejor eso, que aporte la energía necesaria para las dos cosas.
Quizá esto te pasa porque no se han parado a explicarte que tipos de paneles solares hay y que uso tiene cada uno de ellos. Hoy te lo voy a contar.
¿Cuál es la diferencia principal entre una placa solar fotovoltaica y térmica?
En la energía solar existen dos tipos de paneles solares, los térmicos y los fotovoltaicos. La principal diferencia que existe entre ambas es que cada una de ellas se destina a un uso diferente.
Los paneles fotovoltaicos están destinados a generar la electricidad que usarás en cualquier electrodoméstico de tu hogar o en tu nuevo y flamante coche eléctrico.
Los captadores solares térmicos generarán el agua caliente que podrás usar para tu ducha diaria, lavar la vajilla o la ropa, o incluso, para estar bien calentito con la calefacción de tu casa.
Además de por su uso, puedes diferenciar una placa solar térmica de una fotovoltaica teniendo en cuenta diferentes aspectos físicos, no solo de las propias placas, sino también de la instalación que las acompaña. ¿Pero cómo diferenciarlas? A continuación, te damos un par de consejos al respecto:
1. Aspecto visual
Si eres de esas personas que no reconozcen por su aspecto las placas solares fotovoltaicas de las térmicas, ya que en apariencia ambos tipos son de un color oscuro, azulado o incluso negras, te explicamos cómo se pueden diferenciar fácilmente.
Las placas solares fotovoltaicas están formadas por celdas fotovoltaicas que se fabrican a partir de un cristal de silicio, y estas suele tener forma cuadrada, con un tamaño de unos 20 centímetros de lado. De forma que, al juntarse estas celdas para fabricar la placa solar, crean un aspecto cuadriculado como de tela escocesa, aunque de color oscuro.
Fuente de la imagen: Fotolia
En cambio, las placas solares térmicas disponen en su fabricación de un tubo que recorre su interior, pero visible a través del cristal, normalmente en la dirección más larga. Y aunque se pintan del mismo color que el fondo, se suelen apreciar unas rallas longitudinales dispuestas a la misma distancia unas de otras. Esas rayas son el tubo de cobre que recorre el interior de la placa, y por el que circula el fluido a calentar.
Otra forma de reconocerlas visualmente es por su tamaño. Aunque no sea mucha la diferencia, normalmente las placas solares térmicas son más profundas al llevar los tubos dentro. Es posible que esta diferencia si las vemos por separado no la podamos apreciar pero cuando se da la casualidad que en una vivienda están los dos tipos de placas instaladas, como en la foto anterior, se puede apreciar suficientemente la diferencia de tamaño.
Otro aspecto que nos permite diferenciar ambas es la conexión que el conjunto de placas solares tiene con el interior de la vivienda. Las placas solares fotovoltaicas solo necesitan un par de cables eléctricos que conectan las placas con el inversor que esta dentro de la vivienda, por lo que normalmente se verá un tubo que sirve de protección a los cables eléctricos como los que podemos ver por las fachadas de muchas casas o edificios. En cambio, las placas solares térmicas necesita llevar dos tubos de cobre u otro material y los cables de las sondas y termostatos para conectarlas con el resto de la instalación de agua caliente o calefacción de tu vivienda. Por ello se suele ver que esa conexión es más aparatosa porque dichos tubos se aíslan con unas vainas o coquillas de material normalmente negro que hace que esas tuberías sean más gruesas y se puedan ver más fácilmente.
2. Funcionamiento
Además del aspecto visual de las placas el funcionamiento de cada uno de los dos sistemas nos va dar una información adicional para que podamos diferenciar mejor una de otra.
a. Placa solar térmica
Aunque para la función térmica existen diferentes tipos de captadores te queremos explicar el funcionamiento de los más usados para que retengas las diferencias. El panel solar térmico o captador solar es un dispositivo que capta la energía de la radiación solar para su aprovechamiento en calefacción o agua caliente sanitaria. Su funcionamiento es muy sencillo, y consiste en hacer pasar un líquido que pueda captar el calor por su interior. En su recorrido por el interior del captador, este líquido (que suele ser agua con anticongelante) va aumentando su temperatura gracias a la incidencia de los rayos del sol y a la configuración de los propios paneles, que potencian la acumulación de calor por el efecto invernadero. Una vez fuera del captador el agua con glicol que pasa por dentro del captador cederá ese calor al agua sanitaria o para la calefacción, mediante intercambiadores de calor que pueden ser independientes o ubicarse de acumuladores de agua.
Fuente de la Imagen: © 2008 altmayerBTD GmbH & Co. KG
Ejemplo de instalación en una vivienda tipo
Para que entiendas mejor el funcionamiento y el rendimiento de una instalación con paneles solares térmicos exponemos un ejemplo para una vivienda tipo en el centro de España.
La vivienda se situará en Madrid y se colocarán 4 paneles en dirección sur con una inclinación de ⍶ = 30° del tejado, para una familia formada por 4 personas.
En estas condiciones consideramos que necesitan sobre 200 litros de agua caliente para su uso diario y tienen el apoyo de un calentador de gas para los días de poco sol.
Los resultados que obtenemos son los siguientes:
- la irradiación solar en dicha ubicación es de 6.273 kWh/a (a= año)
- una producción de 2.134 kWh/a
- se consigue evitar la generación de 433 kg/a de CO2.
Fuente de la imagen: Software Valentín.
b. Placa fotovoltaica
La placa fotovoltaica o también conocida como panel solar fotovoltaico es el que sirve para la generación de electricidad y que gracias al decreto ley de finales del año 2018, por el que se suprimía el llamado “impuesto al sol” vuelve a ponerse de moda.
Los paneles o módulos fotovoltaicos están formados por un conjunto de células fotovoltaicas que producen electricidad a partir de la luz (de los fotones de la radiación solar) que incide sobre ellos mediante el efecto fotoeléctrico. Su funcionamiento se rige por los siguientes principios físicos. Algunos de los fotones, provenientes de los rayos del sol, impactan sobre la primera superficie del panel, siendo absorbidos por las celdas fotovoltaicas compuestas por semiconductores de silicio. Los electrones que se alojan en la estructura del silicio son golpeados por los fotones, liberándose de los átomos a los que principalmente estaban destinados.
El movimiento de estos electrones es lo que conocemos como corriente eléctrica, que es generada en forma “continua”, también llamada DC, y que debemos transformar a “alterna” para poder usarla en nuestras casas.
En función del tipo de célula que los forman, los paneles fotovoltaicos se dividen en, monocristalinos, que se componen de secciones de un único cristal de silicio (Si) (reconocibles por su forma circular u octogonal, donde los 4 lados cortos, si se puede apreciar en la imagen, se aprecia que son curvos, debido a que es una célula circular recortada). Policristalinos, formadas por pequeñas partículas cristalizadas. Y amorfas: cuando el silicio no se cristaliza de manera rápida formando vidrios homogéneos en todo el panel.
Su efectividad es mayor cuanto mayores son los cristales, pero también su peso, grosor y costo. El rendimiento de las primeras puede alcanzar el 22% mientras que el de las últimas suele no llegar al 10 %. Los paneles fotovoltaicos pueden llegar a generar gran cantidad de energía, pudiendo llegar a generar entre 120 y 250 w por metro cuadrado, siempre dependiendo del tipo de panel y de su nivel de eficiencia.
Los sistemas fotovoltaicos pueden funcionar de forma aislada, si lo que quieres es dotar de electricidad a una vivienda aislada en el campo, a la que es difícil llevar el tendido eléctrico, o con conexión a la red cuando lo que quieres es ahorrar en tu factura de la luz con la seguridad de tener siempre la electricidad en tu puerta. La instalación tipo de cada una de los dos tipos se puede observar en el siguiente grafico.
Fuente de la imagen: Hogarsense
Ejemplo de instalación en una vivienda aislada tipo
Al igual que hemos hecho con la instalación solar térmica, te vamos a poner el ejemplo de una vivienda tipo con 4 personas y que tiene una consumo diario de 10000 Wh y una potencia máxima simultánea de 4600 W. Para la estimación de producción se ha tenido en cuenta la radiación media peninsular española, incluyendo un porcentaje de pérdidas del sistema y una captación con un mínimo de 3 horas de sol pico para invierno, mientras que en verano, se han tomado 7 horas de sol. Con un orientación sur y ubicadas en un tejado con una inclinación de 30°.
Se necesitarían unos 12 paneles fotovoltaicos de 275W, unas baterías para almacenar, al menos, 1000 Wh/ día, un inversor/cargador para conectar a las baterías y producir electricidad para conexión a red eléctrica para 4,6 kW, un regulador de carga o un inversor de conexión a red capaz que sea capaz de funcionar con los paneles instalados, aproximadamente 3300 W.
Es conveniente también que instales un accesorio para conexión Wifi (para poder controlar la generación y estado de la instalación desde nuestro teléfono móvil), estructuras metálicas para fijación de los paneles solares el tejado o cubierta, cableado para conexión entre paneles y de estos con el resto de equipos, y hasta el cuadro general de protección de la vivienda, así como pequeño material para las conexiones.
Fuente de la imagen: Hogarsense. Esquema de una instalación Fotovoltaica uso aislado con apoyo
Características de las placas solares
En el siguiente cuadro se resumen encontrarás las principales características de cada uno de los dos tipos de sistemas solares. Espero que de esta manera te podamos ayudar a entender mejor las diferencias de cada uno:
| Fotovoltaica | Térmica | |
| Función: | – generar de electricidad | – calentar agua |
| Uso: |
– autoconsumo – venta de electricidad |
– agua caliente sanitaria – calefacción vivienda – calefacción piscina |
| Vida útil: | – 30 años aprox. | – 20 a 25 años aprox. |
| Instalación: | – más sencilla que la térmica. | – algo más compleja, por funcionar con líquidos que aumentan su presión y temperatura durante el funcionamiento. |
| Mantenimiento: | – nulo o mínimo |
– revisión periódica necesaria. – reposición de elementos deteriorados. |
|
Tamaño: más comunes |
– 1.58 x 0.81 m (190 – 215 Wp) – 1.65 x 1.00 m (245 – 300 Wp) – 2.00 x 1.00 m (300-390 Wp) |
Área de apertura: – 2,35 m2 – 2,11 m2 – 2 m2 – 1 m2 |
| Disposición: | Indistinta (vertical u horizontal) | Se fabrican para disposición en vertical o en horizontal, dependiendo donde tengan las tomas para las tuberías. |
| Componente tecnológico: | Implican un mayor esfuerzo en tecnología, y existe pocos fabricantes del sustrato semiconductor para fabricar las celdas fotovoltaicas. | Tecnología relativamente sencilla. |
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