Energía solar termodinámica: Obtener energía del calor ambiental

Fotos: SolarPST

Es un sistema rentable de calentar agua cuando no se dispone de una superficie soleada o es una zona con poco sol al año y si las temperaturas no bajan frecuentemente de 10ºC, ya que con temperaturas bajas se reduce mucho el rendimiento del sistema.
Aprovecha el calor tanto del sol como de la lluvia, el viento, la luz difusa de un día nublado, etc.

Cómo funciona

Su funcionamiento es sencillo, se basa en el ciclo de Carnot: Se trata del mismo sistema que enfría las neveras pero en vez de obtener el calor del interior, lo obtenemos de la calle, el viento, la lluvia, la luz difusa...
Un refrigerante que trabaja a más de -5ºC (su rendimiento se reduce drásticamente a menos temperatura) circula por unos paneles de aluminio recogiendo el calor del aire circundante. El refrigerante vuelve al grupo compresor, que al ser comprimido se concentra su temperatura en menos espacio y sube a 100-120ºC, pasando por un serpentín que calienta el agua del depósito o de la calefacción.

Ventajas respecto a la energía térmica

• No requiere que haga sol para poder calentar el agua a 50ºC, por lo que es mucho más flexible en cuanto a su ubicación; funciona mejor si le da el viento, la lluvia o el sol. En zonas muy lluviosas como Inglaterra podría ser más rentable que la energía térmica ya que funciona muy bien entre 10 y 30ºC de calor ambiental.
  
• Los paneles son más sencillos y baratos y funcionan por ambas caras, constan de una plancha de aluminio muy ligera, alrededor de 8 kg por panel, con un circuito serpentín para el refrigerante. Estos paneles, al igual que los térmicos, no se deterioran con el tiempo y pueden durar décadas.
• No sufren de problemas de congelación o sobrecalentamiento (el refrigerante se congela a -110º C).
  

Desventajas respecto a la térmica

• El compresor consume bastante energía para comprimir el refrigerante; unos 400W en funcionamiento para una instalación de 6 personas, por lo que hay que tenerlo en cuenta.

• No funciona cuando la temperatura ambiente baja por debajo de -5ºC, aunque si están al sol seguirían funcionando a pesar de la helada, siempre que la temperatura de los paneles suba por encima de esta temperatura.
  
• Son más propensos a las averías que los paneles térmicos al estar el refrigerante a presión, aunque las fugas se detectan fácilmente.
• El grupo compresor es más costoso que un sistema equivalente térmico al ser más complejo, requiriendo un compresor voluminoso con sus sistemas de control; en cambio el sistema térmico tan sólo requiere un motor circulador y una centralita electrónica de control de temperaturas.

• Requiere una mano de obra más especializada para la instalación y reparación de averías.
  

Por lo general es una tecnología reciente que viene muy bien como complemento a la energía solar térmica para aquellos meses con muy poco sol.
En España, que goza de muchas horas de sol, son menos rentables que los paneles térmicos si se colocan al sol, sobre todo por el coste del grupo compresor (los paneles son más económicos), por haber menos ayudas por parte de la administración en forma de subvenciones y por el consumo eléctrico que supone cuando está en funcionamiento.

Si se dispone de una pared sin sol con vientos constantes puede ser una buena alternativa a otras energías no renovables como el gasoil, el gas o la electricidad (El 80% de la energía eléctrica proviene de fuentes no renovables).

Seguramente no tarden en salir sistemas híbridos que aprovechen lo mejor del sistema térmico (menor consumo eléctrico en días con sol) y el sistema termodinámico (apoyando al sistema térmico en temporadas lluviosas o de poco sol).

Referencias y más información:
Análisis en Consumer.es
Ciclo de Carnot en la Wikipedia
Mi comentario en solarweb.net acerca de una discusión sobre la posible estafa que supone por parte de los instaladores
Energía termodinámica en Solar PST
Energía térmica en Tecnorayosol
Energía solar termodinámica en SasniaBlog