Energía solar térmica: ¿merece la pena?

El desarrollo tecnológico y la bajada exponencial de precios que está experimentando la tecnología fotovoltaica hacen preguntarse qué lugar queda en el futuro para la energía solar térmica, presente desde hace ya tiempo en un buen número de viviendas y empresas de nuestro país. ¿Sigue mereciendo la pena? Esa es la pregunta que nos hacemos en este post, en el que comenzamos contándoos cómo funciona esta tecnología para luego ponerla frente a frente con la energía fotovoltaica y comparar ambas en algunas cuestiones cruciales.

Persiste entre los consumidores cierta confusión entre dos modalidades de generación de energía que, si bien tienen en común el aprovechamiento de los rayos de sol que entran en la atmósfera, tienen un modo de funcionar bien distinto: la energía solar térmica y la energía fotovoltaica. Quizá por eso lo mejor sea empezar por lo más importante, que es entender que energía solar térmica y energía fotovoltaica son cosas bien distintas. Explicado de forma muy sencilla: la energía solar térmica concentra la luz solar para convertirla en calor que puede luego aplicarse para distintos usos. Por su parte, la tecnología fotovoltaica de paneles solares convierte la radiación solar directamente en electricidad, también para distintos usos.

Entendamos cómo funciona la energía solar térmica

Los equipos de energía solar térmica convierten la radiación solar en calor a través de un procedimiento bastante sencillo. Estos equipos cuentan con unos paneles solares –denominados normalmente paneles solares térmicos o simplemente “captadores”. Los paneles solares térmicos pueden ser planos o de tubos de vacío (ver imagen abajo) y recogen y concentran la radiación solar para calentar un líquido –por lo general, una mezcla de agua y anticongelante (glicol)- que corre a través de su circuito primario. El calor acumulado se transfiere entonces a través de un intercambiador a un circuito secundario donde se encuentra el agua que hay en el depósito del sistema. El agua se calienta y queda lista para ser utilizada.

Visto esto, se entiende que la energía solar térmica se haya venido usando fundamentalmente para la generación de agua caliente sanitaria (ACS) si bien puede también utilizarse como método de calefacción, por ejemplo, a través de suelos radiantes. En procesos industriales, las aplicaciones de la energía solar térmica pasan fundamentalmente por el precalentamiento de agua, por ejemplo, para sistemas de lavado de automóviles, pabellones deportivos, climatización de piscinas, etc. En estos casos con gran demanda de energía, suelen utilizarse los llamados sistemas de Circulación Forzada que vemos a continuación.

Termosifón y Sistemas de Circulación Forzada

No hay un único sistema de generación de energía solar térmica, sino que existen sistemas pasivos y activos. Los pasivos se denominan sistemas por termosifón y son fáciles de reconocer porque tienen el depósito siempre más elevado que sus paneles solares térmicos. El agua acumulada en el depósito baja por gravedad hasta los los paneles, donde recibe el calor fruto de la radiación solar. Cuando el agua se calienta, pierde peso y mediante un proceso natural llamado termosifón, vuelve a ascender hacia el depósito desde donde es distribuida para su uso. Los sistemas de circulación forzada –sistemas activos- responden a unas necesidades de agua caliente más voluminosas y requieren de una o varias bombas eléctricas capaces de hacer funcionar el circuito. Son más propios de usos industriales.

Energía solar térmica vs. Energía fotovoltaica

En términos generales, la energía fotovoltaica es más reciente que la solar térmica y su tecnología es más compleja. De un lado, requiere la utilización de semiconductores de silicio en los paneles solares que son los encargados de generar la electricidad al entrar en contacto con los fotones de luz solar. De otro lado, la corriente que se crea es corriente directa, por lo que se hace necesario uno o varios inversores que la conviertan en corriente alterna, que es el formato más habitual en hogares y empresas.

Sin embargo, y a pesar de esta mayor complejidad, los sistemas fotovoltaicos parecen estar destinados a ganar completamente la partida a la energía solar térmica, incluso en su terreno más inexpugnable: el calentamiento de agua. Para ver las razones hagamos una comparativa con respecto a algunos factores importantes:

• Versatilidad: Quizá la ventaja más clara que presentan los kits solares sobre los de energía solar térmica es la versatilidad de la energía fotovoltaica. Mientras los equipos de energía solar térmica se limitan al calentamiento de agua y a algunas modalidades de climatización, los sistemas basados en paneles solares fotovoltaicos tienen múltiples de aplicaciones más allá de estas dos, y que van desde la iluminación de edificios y vías al bombeo de aguas o la alimentación de todo tipo de electrodomésticos e incluso de vehículos eléctricos.

• Durabilidad: junto a la versatilidad, los equipos fotovoltaicos presentan una segunda ventaja importante sobre los de energía solar térmica: su vida útil. Como muestra, baste fijarse en las garantías de fabricante. En la actualidad, componentes de una instalación fotovoltaica tan importantes como el inversor o las baterías –si son de litio- suelen incorporar garantías base que llegan a los 10-12 años. En otros componentes, como las placas solares, las garantías se alargan incluso más, a los 25 años. Por su parte, la mayoría de los equipos de termosifón o circulación forzada difícilmente superan los 5-10 años de garantía.

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Es importante entender que lo dicho sobre las garantías no significa necesariamente que la vida útil de un equipo de energía solar térmica sea de 5-10 años. Un equipo de termosifón o de circulación cerrada puede tener, como ocurre los equipos fotovoltaicos, una larga vida útil, siempre que se les dé el mantenimiento apropiado. Y es precisamente aquí donde subyace otra diferencia importante que hace que los equipos fotovoltaicos saquen ventaja en la comparativa: el mantenimiento.

• Mantenimiento: Los equipos fotovoltaicos no tienen piezas móviles, lo que les otorga la ventaja de no requerir mucho mantenimiento más allá de la revisión anual establecida por ley. La mayoría de fabricantes, además, incluyen ya en sus soluciones la posibilidad de que el propio usuario monitorice el funcionamiento de su sistema de paneles de forma remota, a través de una sencilla aplicación en el teléfono móvil. Algunos como SolarEdge, incluso permiten la monitorización de funcionamiento del sistema panel a panel.

El mantenimiento de los equipos de energía solar térmica es algo más complejo. En particular los equipos de circulación forzada, que cuentan con bombas hidráulicas, demandan una revisión más minuciosa que, de no llevarse a cabo, puede dar lugar a un número de problemas que reducen ostensiblemente –y pueden llegar a anular por completo- la eficiencia de los equipos. Entre esos problemas están los relacionados con la corrosión del acumulador de agua –que hace necesario sustituir anualmente el ánodo de magnesio que defiende a dicho dispositivo del efecto de la cal- o los problemas relacionados con la baja temperatura del agua por pérdidas de glicol, con lo que es otro componente que hay que sustituir cada cierto tiempo.

• Eficiencia: Los equipos de energía solar térmica son mucho más eficientes que los equipos fotovoltaicos a la hora de recolectar el calor de los rayos del sol, llegando a coeficientes de eficiencia del 80-90% (el de los paneles difícilmente supera el 20%). Además, al contrario de lo que ocurre con los sistemas fotovoltaicos, la tecnología solar térmica permite producir agua caliente incluso en los días fríos y nubosos, siempre que haya un mínimo de radiación solar. Esta diferencia cualitativa, aun siendo importante, está, sin embargo, siendo subsanada por el desarrollo de sistemas de almacenamiento de energía fotovoltaica en baterías cada vez más sofisticados, especialmente los basados en baterías de litio (link al artículo de FAQ de baterías).

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Del mismo modo, los sistemas más modernos de equipos fotovoltaicos están comenzando a proveer soluciones que se equiparan con la tradicionalmente insuperable capacidad de los sistemas solares térmicos de almacenar agua caliente sanitaria para su uso cuando sea necesario. Innovaciones como el regulador de consumos Ohmpilot de Fronius o el Smart Energy Hot Water de SolarEdge permiten al sistema fotovoltaico derivar el exceso de energía fotovoltaica que no se esté consumiendo para calentar agua, con lo que las reservas están garantizadas.

Y no olvidemos por último que, al menos en nuestro país, la reciente normativa de autoconsumo fotovoltaico establece un sistema de compensación por los excedentes de energía producida que permiten recurrir a la red eléctrica en caso de necesidad para obtener ese excedente sin resultar en cargos añadidos. Otra razón en pro de la eficiencia de la energía fotovoltaica, si bien más indirecta.

De lo dicho en este apartado se deduce que la batalla de la eficiencia energética puede decantarse claramente hacia los equipos de energía solar fotovoltaica pero, eso sí, siempre que se esté dispuesto a realizar una mayor inversión en baterías o dispositivos de control de consumo inteligentes. Es precisamente en el terreno de lo económico donde, esta vez sí, los equipos de energía solar térmica, tienen una clara ventaja.    

• Precio: después de ver que la tecnología fotovoltaica ofrece más aplicaciones, más años de vida útil y menores problemas de mantenimiento, es fácil entender por qué se trata de una tecnología más cara que la solar térmica. Este es uno de los puntos importantes donde el usuario suele definir su decisión final sobre qué tecnología elegir. Mientras que un equipo compacto de termosifón o de circulación forzada sencillo para calentar agua suele rondar los 2000 o 4000 euros respectivamente, los kits fotovoltaios más básicos (sin baterías) para autoconsumo residencial comienzan sobre los 4500-7000 euros.

• Espacio de instalación: puede parecer menos importante pero no deja de ser un factor más a la hora de decantarse por una tecnología u otra. En este caso, y salvo que estemos hablando de instalaciones solares industriales, los equipos de energía solar térmica suelen ser menos voluminosos y requieren menos espacio. Los equipos fotovoltaicos de paneles solares, por su parte, demandan de mayor espacio, a menudo cubriendo la cubierta de viviendas y naves casi por completo, aunque esto siempre depende en la cantidad de potencia que quiera instalarse.

Tanto la tecnología solar térmica como la fotovoltaica son una excelente alternativa para obtener energía limpia y ahorrar en la factura energética mensual. La clave para decantarse por una o por otra reside, como suele pasar siempre al final, en las necesidades que se quieran cubrir y en los costes que estés dispuesto a asumir. Si lo que necesitas es un sistema de poco coste con el que asegurarte el ahorro en agua caliente, puedes optar por un equipo de termosifón o de circulación forzada. Un sistema fotovoltaico, sin embargo, cubrirá con creces esa necesidad y te ofrecerá, además, la posibilidad de cubrir otros múltiples consumos de energía de tu vida diaria (iluminación, calefacción, electricidad para aparatos…). Estarás adquiriendo tecnología más duradera, más fiable y que no requerirá de ti ningún esfuerzo de mantenimiento.

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