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La bomba de calor solar térmica es la combinación de dos tecnologías que respetan el medio ambiente sin comprometer la eficacia y el confort térmico de los ocupantes: la bomba de calor y la energía solar.
Esta guía práctica explora en detalle la bomba de calor solar térmica: su funcionamiento, los tipos de paneles solares, las ventajas e inconvenientes, los criterios de elección, el proceso de instalación, las ayudas y las opiniones de los usuarios.
¿Qué es una bomba de calor solar térmica?
La bomba de calor solar térmica, a veces llamada bomba de calor solar o PAC solar, es un sistema de calefacción y refrigeración que combina la acción de paneles solares térmicos (STP) y una bomba de calor aire-agua (o agua-agua).
ObjetivoEl objetivo es garantizar el confort térmico de los ocupantes al tiempo que se optimiza el consumo de energía y se reducen las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) mediante el uso de una fuente de energía renovable y gratuita.
Bomba de calor solar térmica: ¿cómo funciona?
La bomba de calor solar térmica combina el mecanismo de la bomba de calor clásica y la energía solar. Su funcionamiento puede resumirse en 7 pasos:
- El ciclo comienza con la captación de energía solar. Los paneles solares térmicos se instalan en el tejado o en un espacio abierto expuesto al sol. Fabricados con materiales absorbentes, estos paneles convierten la energía solar en calor que se transfiere a un fluido caloportador (normalmente agua o una mezcla de agua y anticongelante) dentro de los tubos de los paneles;
- Con calefacción, el fluido caloportador circula por un intercambiador. A continuación, el calor se transfiere a otro fluido que calienta el aire o el agua del edificio;
- El agua calentada por el intercambiador se distribuye en el interior a través de un circuito de calefacción o refrigeración, normalmente un radiador, calefacción por suelo radiante, fancoils, etc. ;
- El exceso de energía solar térmica puede almacenarse en un depósito térmico para su uso posterior cuando no haya suficiente luz solar;
- En este sistema, el papel de la bomba de calor es tomar el relevo cuando la energía solar térmica no es suficiente para satisfacer las necesidades de los ocupantes. La bomba de calor extrae calor del aire exterior, del suelo o del agua, según su tipo, para transferirlo al interior (calefacción), o extrae calor del interior para rechazarlo al exterior (refrigeración).
Para que el sistema funcione correctamente, hay un sistema de control y regulación que supervisa la temperatura ambiente y las necesidades energéticas del edificio.
Bomba de calor solar térmica: ¿qué paneles solares utilizar?
La bomba de calor solar térmica utiliza paneles solares térmicos que absorben el calor de los rayos del sol y lo transfieren a un fluido caloportador que circula por el sistema. La bomba de calor solar térmica no debe confundirse con los sistemas del tipo "bomba de calor - paneles fotovoltaicos". En este caso, los paneles fotovoltaicos suministran electricidad a la bomba de calor y a otros aparatos de la vivienda, a través de un inversor que transforma la corriente continua en corriente alterna.
Por último, cabe señalar que una bomba de calor solar térmica puede utilizar paneles híbridos, en la medida en que combinan la acción de paneles solares térmicos (cara posterior) y paneles solares fotovoltaicos (cara anterior).
|Tipo de panel solar||Cómo funciona||Beneficios||Desventajas|
|Paneles solares térmicos||Los paneles solares térmicos absorben el calor de los rayos solares y lo transfieren a un fluido caloportador que circula por el sistema.||Alta eficiencia energética para la producción de calor.|
Más baratos que los paneles fotovoltaicos e híbridos.
Posibilidad de almacenar energía térmica para su uso posterior.
|No generes electricidad directamente.|
El rendimiento depende en gran medida de las condiciones meteorológicas y de la luz solar.
|Paneles solares híbridos (PVT)||Los paneles solares híbridos combinan las tecnologías fotovoltaica y térmica en un solo panel. |
Producen electricidad y calor simultáneamente, lo que permite alimentar una bomba de calor a la vez que se genera electricidad para otros usos.
|Producción combinada de electricidad y calor.|
Mayor eficiencia energética que los paneles fotovoltaicos o térmicos por sí solos.
Aprovechamiento óptimo del espacio del tejado.
|Costes de instalación más elevados que los de los paneles solares térmicos y fotovoltaicos por sí solos.|
Mayor complejidad del sistema que requiere un mantenimiento más riguroso.
Bomba de calor solar térmica: ventajas e inconvenientes
Las ventajas son muchas: ahorro de energía y bajas emisiones de gases de efecto invernadero, sobre todo si la bomba de calor se combina con paneles solares híbridos. Esta combinación utiliza una fuente de energía renovable y gratuita para calentar o refrigerar.
La bomba de calor solar térmica también es muy versátil y puede utilizarse para calefacción, refrigeración y producción de agua caliente sanitaria (ACS). Por último, la bomba de calor solar térmica es un equipo probado y fiable con una larga vida útil.
En el lado negativo, el rendimiento fluctúa según la temporada, pero la autonomía sigue siendo muy interesante, cercana a 80 %... siempre que la instalación se realice según las reglas del oficio y que la casa esté impecablemente aislada (RE 2020).
También hay que lamentar el elevado coste inicial de la instalación, con una media de 13.000 euros sin incluir la instalación. Sin embargo, esta inversión se ve compensada por las subvenciones y los planes de financiación, así como por el ahorro energético a largo plazo.
¿Qué criterios debo seguir para elegir mi bomba de calor solar térmica?
La elección de los distintos componentes de su instalación solar térmica (bomba de calor - paneles solares - sistema de control) requiere ciertos conocimientos previos.
A menos que esté bien versado en la materia, le recomendamos encarecidamente que recurra a los servicios de un profesional que pueda analizar sus necesidades y aconsejarle sobre el equipo más adecuado. No obstante, aquí tiene 6 criterios esenciales, dados a título indicativo, para elegir con conocimiento de causa:
- Tipo de panel solar Consulte la tabla anterior para decidir qué tipo de panel solar utilizar con su sistema de energía solar térmica;
- Tipo de fluido caloportador Algunos sistemas utilizan agua, otros una mezcla de agua y glicol (anticongelante). Si vives en una región donde las temperaturas descienden regularmente por debajo de cero, te recomendamos un fluido caloportador anticongelante para evitar que se congelen las tuberías;
- Tipo de bomba de calor Elija entre bombas de calor aire-agua, aire-aire, agua-agua y tierra-agua en función de la fuente de calor disponible (aire, agua, tierra) y del uso deseado (calefacción, refrigeración, producción de agua caliente sanitaria). Nota: la bomba de calor aire-agua es adecuada para regiones cálidas o templadas, mientras que la bomba de calor geotérmica le ofrecerá mejores prestaciones en regiones frías;
- Coeficiente de rendimiento COP: El COP es un indicador de la eficiencia energética de una bomba de calor. Cuanto mayor sea el COP, más eficiente será la bomba de calor a la hora de convertir la energía eléctrica en energía térmica. Busca una bomba de calor con un COP alto para maximizar el ahorro energético (y aprovechar las subvenciones del gobierno);
- Sistema de regulación y control Debe permitir controlar y ajustar la temperatura en función de las condiciones meteorológicas y las necesidades de calefacción o refrigeración;
- Compatibilidad con otros sistemas de calefacción Si ya dispone de un sistema de calefacción (caldera, radiadores, suelo radiante), compruebe que la bomba de calor solar térmica prevista es compatible con este equipo;
- La garantía Suele ser muy largo para el panel solar (hasta 25 años), y de 5 a 10 años para la bomba de calor.
¿Cómo puedo dimensionar mi bomba de calor solar térmica?
Sólo un profesional cualificado podrá darle una respuesta precisa... lo que no le impide hacerse una idea del orden de magnitud. Recuerde el siguiente principio: a grandes rasgos, un metro cuadrado de paneles solares térmicos calentará una superficie de 10 m². Supongamos que un panel solar térmico medio tiene 2 m² (en realidad, puede oscilar entre 1,5 y 4 o incluso 5 m², con una media de 2 m²):
|Superficie habitable (m²)||Área del panel solar térmica (m²)||Número de paneles solares térmicos (2 m²/panel)|
|50||5||2,5 (redondeado a 3)|
|75||7,5||3,75 (redondeado a 4)|
|100||10||5|
|125||12,5||6,25 (redondeado a 6)|
|150||15||7,5 (redondeado a 8)|
|200||20||10|
Lo que hay que saber sobre la instalación de una bomba de calor solar térmica
La instalación de la bomba de calor solar térmica debe realizarla un profesional cualificado que cuente con las certificaciones y los conocimientos necesarios. En Francia, recurra a un profesional reconocido como garante medioambiental (RGE).
Instalación de la bomba de calor solar térmica
Comenzará con una evaluación del emplazamiento para determinar la ubicación óptima de los paneles solares y la bomba de calor. Los paneles solares deben estar orientados al sur y en ángulo para maximizar la exposición al sol. La bomba de calor debe instalarse en un lugar accesible para facilitar su mantenimiento y reparación.
La bomba de calor solar térmica puede utilizarse como complemento de un sistema de calefacción existente, como una caldera de gas o gasóleo. El instalador debe asegurarse de que los dos sistemas se integran correctamente y funcionan de forma óptima. Para el dimensionamiento, el instalador deberá tener en cuenta el espacio habitable, el aislamiento del edificio, el clima de su región y las necesidades de calefacción.
A continuación, instalará los paneles solares, la bomba de calor, el depósito de agua caliente y otros componentes de acuerdo con las especificaciones del fabricante y la normativa local. Una vez terminada la instalación, pondrá en marcha el sistema y realizará las comprobaciones habituales. La instalación suele durar algo más de una semana (¡es mucho trabajo!).
En general, los colectores solares térmicos requieren poco mantenimiento. Sin embargo, debe planificar revisiones periódicas para garantizar el rendimiento y la longevidad del sistema y evitar averías importantes que pongan en peligro la rentabilidad de su inversión. Su instalador le proporcionará instrucciones de cuidado y mantenimiento y le informará sobre la frecuencia de las revisiones.
Bomba de calor solar térmica: coste de instalación y vida útil
Como ya se ha explicado, el coste de una bomba de calor solar térmica es de unos 13.000 euros, más el coste de la instalación, que oscila entre 4.000 y 6.000 euros. El mantenimiento anual (obligatorio en algunos países, como Francia) oscila entre 150 y 300 euros.
En términos de esperanza de vida, los paneles solares térmicos pueden durar más de 30 años, frente a los 15 o 20 años de la bomba de calor.
Bombas de calor térmicas solares: tiene derecho a una ayuda para financiar su proyecto
Varios países de la UE ofrecen ayudas y planes de financiación para animar a los hogares a pasarse a la energía limpia, de acuerdo con el objetivo de neutralidad de carbono para 2050. Francia, por ejemplo:
- La prima energética, de entre 5.000 y 10.000 euros para los hogares más modestos, para financiar obras de renovación o la sustitución de un sistema de calefacción en el marco de la transición energética;
- MaPrimeRénov", un plan destinado a propietarios y arrendadores (y copropietarios en determinadas condiciones) para financiar obras de mejora energética en las viviendas: aislamiento, cambio del sistema de calefacción, instalación de bombas de calor o ventilación mecánica, etc. El importe varía en función del nivel de ingresos de los hogares, el tipo de obra realizada y el rendimiento energético posterior a la obra. En el caso de la bomba de calor solar térmica, el importe de la prima puede alcanzar los 10.000 euros;
- Préstamo ecológico a interés cero: se trata de un préstamo sin intereses de hasta 30.000 euros;
- Ayudas de las autoridades locales, según la región y el municipio.
Por último, tenga en cuenta que el Gobierno francés aplica un tipo reducido de IVA (10 %) a los equipos de bomba de calor solar térmica.
Opiniones y testimonios: ¿qué opinan los usuarios de la bomba de calor solar térmica?
No es fácil ofrecer una visión global de las opiniones y testimonios de los usuarios de bombas de calor térmicas solares, ya que las experiencias pueden variar en función del modelo, el fabricante, la calidad de la instalación y las condiciones climáticas de la región.
No obstante, a continuación se exponen algunos puntos comunes encontrados en las opiniones de los usuarios de colectores solares térmicos:
En el lado positivo :
- Ahorro de energía mediante el uso de energía solar para calentar la casa y producir agua caliente, con una reducción de la factura energética y una mayor independencia de los proveedores de energía;
- Ecología Muchos usuarios están satisfechos con el impacto medioambiental positivo de su bomba de calor solar térmica. Al utilizar energía solar, reducen su consumo de combustibles fósiles y contribuyen a la lucha contra el cambio climático... aunque el proceso de fabricación de los paneles solares sea criticado por algunos usuarios por no ser respetuoso con el medio ambiente;
- Fiabilidad Bombas de calor solares: En general, los usuarios afirman que sus bombas de calor solares son fiables y requieren poco mantenimiento. Si se diseñan e instalan correctamente, duran varias décadas.
En el lado negativo :
- Coste inicial elevadoSin embargo, las subvenciones y el ahorro de energía a lo largo del tiempo acelerarán el periodo de amortización;
- Dependencia de la luz solar Algunos usuarios informan de un rendimiento insuficiente durante los inviernos duros. Suelen tener que recurrir a un sistema de calefacción suplementario para satisfacer sus necesidades energéticas;
- Complejidad de la instalación.
Tras estudiar ingeniería mecánica, Julian entró en el mundo de la ingeniería climática en 2009. Tras acumular experiencia en el ventilacióny luego en el calefacción fabricantes de origen alemán, se convirtió en empresario en el energías renovables y, en particular, un especialista en bomba de calor y paneles solares sistemas fotovoltaicos para lahábitat individual.