Especificación para la Adquisición de un Equipo Solar

1. Descripción

A continuación se presentan una serie de especificaciones cuyo objetivo es orientar al consumidor sobre diferentes aspectos al momento de adquirir, operar y mantener un sistema para el calentamiento solar de ACS.
Lo que se pretende es brindar una guía básica sobre los principales aspectos en tomar en cuenta de manera sencilla para la mejor comprensión.

2. Especificación para la Adquisición de un Equipo Solar

La compra de un sistemas de energía solar para calentamiento de agua es una decisión muy importante para el consumidor, por ello es necesario hacer una buena comparación de los sistemas que se ofrecen en el mercado.

En Chile el mercado se encuentra en un aumento explosivo de empresas que importan sistemas para distribución nacional, como también algunas fábricas locales. Por esta razón la selección del sistema requiere mucha atención y cuidado.

Antes de adquirir un sistema y su instalación, es necesario conocer el principio básico de funcionamiento del sistema, o lo que puede hacerse es utilizar este mismo documento como guía de manera general, o acudir a consultar personal especializado para orientarse sobre la materia.

Cuando se haya comprendido los principios básicos de operación de un sistema de calentamiento solar de agua sanitaria, se estará en condiciones de comparar diferentes equipos y tomar una decisión acertada.

Se deberá examinar la experiencia de la empresa instaladora solicitando información a alguno de los clientes o a organismos que regulan esta materia (en Chile aún no existe) entre los fabricantes, instaladores y consumidor, para saber si existen antecedentes de deficiencia en la calidad del equipo e instalación.

También se deberá comparar los productos de las diferentes empresas; un sistema deberá estar diseñado para durar como mínimo 10 años, si los materiales de construcción son de buena calidad. Sin embargo, algunos de los componentes deben reemplazarse o tal vez necesiten algún tipo de manutención preventiva en forma periódica.

El colector solar es la parte más costosa del sistema, por eso se debe estar seguro de que los materiales de fabricación sean duraderos y resistan las condiciones climáticas locales.

De forma general las empresas deben ofrecer información importante como:

  • Capacidad de calentamiento.
  • Sello de certificación internacional.
  • Sello de homologación nacional.
  • Ficha de información técnica detallada.
Sistema solar plano termosifónico

2.1. Especificaciones de Capacidad de Calentamiento

Este parámetro permite conocer la producción total diaria de energía térmica en kilocalorías o kilojoule, así como la producción de calor diaria por metro cuadrado de colector solar. Mientras más elevado sea este valor, mejor será el diseño térmico del sistema solar, lo que significa que se requerirán menos metros cuadrados de área captadora para calentar el mismo volumen de agua.

Para determinar la capacidad de energía en términos de dinero invertido en la selección del equipo solar, se debe utilizar las kilocalorías o kilojoule por día, dividirlo entre el costo total del sistema instalado y después se debe multiplicar el resultado por el número de colectores solares.

El fabricante deberá entregan información de la capacidad de calentamiento en volumen de agua caliente producidos en un día a diferentes niveles de temperatura: 30, 40 y 60°C, de acuerdo a las diferentes épocas del año.

Se sugiere que la comparación entre los sistemas de calentamiento solar se realice una vez que el consumidor cuente con varias cotizaciones de diferentes sistemas y su correspondiente información técnica.

2.2. Sello de Certificación por Laboratorio Especializado

En términos generales, se requiere que los fabricante de equipos solares pongan una etiqueta en donde se indique que el colector, captador o el sistema solar ha sido certificado por algún laboratorio normalizado o unidad homologadora con reconocimiento por parte de un organismo público y por una asociación local, nacional o internacional de equipos solares.

En este membrete deben aparecer los mismos datos que aparecen en la ficha detallada de información, así como las variaciones de la eficiencia térmica instantánea. En algunos casos se incluye una curva o recta que representa la diferencia de temperatura entra la temperatura de entrada del agua fría al colector y la ambiental, en relación con la radiación solar incidente.

La pendiente de esta recta representa las pérdidas de calor y su intersección con el eje vertical la eficiencia óptica.
Para la interpretación de la curva se requiere conocimiento muy amplio sobre el comportamiento de los sistemas solares, si no lo tiene, se sugiere hacerse asesorar por un especialista.

Como ejemplo, y para una mejor comprensión sobre el manejo de estas curvas para la toma de decisiones, en la gráfica siguiente se puede observar que existen dos rectas correspondiente a dos colectores diferentes, A y B respectivamente.

En esta figura se puede apreciar que la pendiente de la curva del colector A es más pronunciada que la pendiente correspondiente al colector solar B. Lo anterior significa que este último es más eficiente que el captador A, es decir, que las pérdidas térmicas del colector A son mayores, por tanto, es menos eficiente cuando se opera a la misma temperatura.

Entre menos sea la pendiente se la curva, el captador solar es más eficiente para un nivel de temperatura mayor. En este tipo de representación lineal, como se mencionó, el valor de la pendiente corresponde al del coeficiente de pérdidas de calor, el cual es independiente de la temperatura para la operación del colector solar.

La interpretación y aplicabilidad de esta información es compleja y difícilmente el consumido de equipos compactos la podrá utilizar como medida de comparación o como criterio para la adquisición de equipos. Sin embargo para sistemas de mayor tamaño esta información es prioritaria para el dimensionamiento.

Rectas características de la eficiencia instantánea de dos colectores
solares A y B

2.3. Ficha de Información Técnica Detallada

Cada colector solar, certificado o no, deberá incluir una ficha y técnica que contenga la información detallada sobre cada uno de ellos, como:

  • Nombre y dirección del fabricante.
  • Modelo y número de serie.
  • Longitud, ancho, profundidad, área de colección, área frontal de la cubierta, capacidad de agua, flujo de agua recomendado, máxima presión de operación, máxima carga por viento, número de cubiertas, dirección del flujo, número de tubos.
  • Materiales de construcción de caja, cubierta, del absorbedor y su recubrimiento.
  • Aislamiento térmico, sellos utilizados.
  • Pruebas y eficiencia térmica aplicadas, integrando las ecuaciones de eficiencias correspondientes, así como otras pruebas realizadas como podrías ser: el modificador del ángulo de incidencia de radiación solar, la
    temperatura de estagnación y la constante de tiempo.
  • Capacidad de calentamiento en kilocalorías o kilojoules por día a baja temperatura (34°C), a temperatura intermedia (50°C) y a alta temperatura (100°C).
  • Diagrama esquemático de la instalación del sistema.

El bajo costo puede ser un factor engañoso en la decisión de compra de un equipo solar, a la larga un equipo más eficiente (más costoso) es más barato debido a que su duración es mayor y su eficiencia es mayor, asimismo requiere una superficie menor que otro de menor costo. Por lo general, el costo de la instalación representa entre un 25% a 35% del costo del equipo solar.