¿Qué es un sistema solar?
Los sistemas solares generalmente se instalan en el techo de una casa. La inclinación, la orientación y el tamaño del techo de la casa, así como la capacidad de carga del edificio, se encuentran entre los criterios más importantes y determinan hasta qué punto una casa es adecuada para instalar un sistema solar. También se debe tener en cuenta la posible sombra de los árboles o de los edificios vecinos. Por supuesto, el clima y la época del año también tienen un impacto en la eficiencia. Especialmente en áreas con muchas horas de sol, un sistema solar es un sistema de generación de energía muy eficaz.
La energía solar se convierte en energía eléctrica o energía térmica mediante sistemas solares:
¿Qué tipos de sistemas solares hay?
El sistema solar térmico
Un sistema solar térmico recupera energía térmica. Esto se puede utilizar para dos propósitos diferentes: para la preparación de agua caliente y como soporte de calefacción. El agua de servicio calentada se puede utilizar para ducharse, lavarse, enjuagarse, etc. o para calentarse.
Los colectores solares térmicos se instalan en el techo de la casa para convertir la radiación solar en energía térmica . Los colectores solares recogen la energía y una bomba transporta el calor al depósito de inercia a través de un circuito de tuberías. Desde el acumulador, a su vez, el calor obtenido se transmite a radiadores o grifos de agua a través de un intercambiador de calor.
Por lo general, un sistema solar térmico solo está diseñado para uso personal. Aunque la energía obtenida se puede utilizar para gran parte de la preparación del agua caliente, normalmente solo cubre una pequeña parte de la demanda de calefacción, dependiendo del tipo de edificio. Por esta razón, los sistemas de calefacción solar generalmente solo se usan en combinación con otros tipos de calefacción, como la calefacción de gas o petróleo.
El sistema fotovoltaico
Los sistemas fotovoltaicos convierten la energía solar en corriente continua. La corriente continua es a su vez convertida en corriente alterna por un inversor. Esta electricidad se puede utilizar para las propias necesidades de la empresa, por ejemplo, para hacer funcionar electrodomésticos o electrodomésticos, o se alimenta a la red eléctrica pública y se paga. La tarifa de alimentación se rige por la Ley de Fuentes de Energía Renovable.
Los llamados módulos solares o módulos fotovoltaicos, que consisten en células solares , se utilizan en el sistema fotovoltaico. Los sistemas fotovoltaicos son sistemas para generar electricidad a pequeña escala o para uso doméstico, mientras que grandes cantidades de energía se generan con plantas de energía solar o plantas de energía fotovoltaica.
Otra forma de utilizar la energía solar producida es la tecnología power-to-heat. La electricidad se utiliza para generar calor o para hacer funcionar un sistema de calefacción. Esto significa que también se puede prescindir de los combustibles fósiles nocivos para el medio ambiente.
¿Se pueden combinar la fotovoltaica y la solar térmica?
Siempre que haya suficiente espacio en el techo y los otros factores de ubicación sean correctos, ambos sistemas pueden instalarse fácilmente en el mismo techo y usarse en consecuencia. Muchos expertos incluso recomiendan operar un sistema solar térmico y fotovoltaico en combinación.
Cualquiera que haya instalado tanto un sistema fotovoltaico como uno térmico solar se beneficia en términos de generación de energía y calefacción. El sistema fotovoltaico ayuda entonces, por ejemplo, a cubrir el consumo de energía del sistema de calefacción y agua potable, mientras que el sistema solar térmico se puede conectar directamente a un acumulador como módulo adicional, que siempre proporciona agua caliente cuando realmente se necesita. .
digresión: Ahora existen colectores híbridos que combinan energía fotovoltaica y solar térmica. Estas combinaciones se denominan fototérmicas o termovoltaicas. Un colector híbrido genera electricidad y calor al mismo tiempo. Sin embargo, los sistemas disponibles hasta la fecha tienen que demostrar su valía en el contexto del siguiente problema: los colectores fotovoltaicos se vuelven menos efectivos a medida que aumenta la temperatura. El rendimiento actual cae casi a la mitad desde alrededor de 130 °C. Los sistemas solares térmicos, por otro lado, funcionan de manera eficiente incluso a altas temperaturas y con un rendimiento correspondientemente alto. Aquí se aplica lo siguiente: cuanto más altas sean las temperaturas, mejor. Esto vale la pena, especialmente en verano. De junio a agosto, las temperaturas alcanzan valores que afectan al sistema con 90 a 200 °C. Por lo tanto, los colectores híbridos deben planificarse de tal manera que compensen estas demandas conflictivas. Solo entonces la cosecha de energía solar es realmente alta. Varios fabricantes están probando actualmente diferentes tecnologías (sistemas de refrigeración).
¿En qué se diferencian los sistemas solares térmicos y fotovoltaicos?
Qué sistema vale más la pena para los propietarios debe decidirse caso por caso. Los aspectos seleccionados que deben ser considerados individualmente se presentan a continuación.
costos y rentabilidad
Se tiene mayor seguridad financiera a través de la tarifa de alimentación para sistemas fotovoltaicos . La amortización del sistema suele ser más rápida que con un sistema solar térmico. Sin embargo, un sistema fotovoltaico es especialmente útil si usted mismo utiliza una gran parte de la electricidad. Porque los costos ahorrados (por kWh) son actualmente más altos que la tarifa de alimentación. Sin embargo, un sistema adicional de almacenamiento de energía solar puede aumentar la proporción de electricidad que consume el propio hogar. Esto significa que la energía solar también se puede utilizar con mal tiempo.
La rentabilidad de un sistema solar térmico , por otro lado, depende más de la evolución de los precios del petróleo y el gas en el mercado. Al evaluar la rentabilidad de estos sistemas, se utilizan los costos de calefacción ahorrados. También existen sistemas especiales de almacenamiento de calor para almacenar la energía generada por los sistemas solares térmicos. Esto permite que el calor se utilice más tarde y te hace menos dependiente de los combustibles fósiles como el petróleo, el gas o el carbón.
En los edificios existentes, el sistema solar térmico generalmente se usa solo para calentar el agua de servicio. La cuota de agua de servicio del requerimiento total de calefacción es de aproximadamente 8-12 por ciento. Hasta el 70 por ciento de este 8-12 por ciento está cubierto por energía solar. El área del colector requerida para esto es de alrededor de 4-5 m². El potencial de ahorro energético de los sistemas solares térmicos debe considerarse individualmente, ya que intervienen muchos otros factores como el tipo de edificio, el estado de la envolvente del edificio y el tipo de ventilación, especialmente en el caso de apoyo a la calefacción.
De media, el coste de un sistema solar térmico está entre 5.000 y 10.000 euros. Los costos varían dependiendo de si el sistema solo está destinado a proporcionar agua caliente o también para apoyar la calefacción. También hay costos de almacenamiento, instalación y otros costos operativos. El precio puede sonar alto al principio. Sin embargo, la inversión vale la pena, ya que a partir de ahora se pueden ahorrar entre un 50 y un 65 por ciento de los costes de agua caliente y calefacción y los costes de mantenimiento en los próximos años también son muy bajos. Tales sistemas son muy robustos. La vida útil es un promedio de 30 años y más.
El costo de un sistema fotovoltaico depende principalmente del área utilizada en el techo. De media, el sistema y la instalación cuestan alrededor de 1.350 euros por kWp. kWp significa «vatio pico». Esta es la designación común (pero no estandarizada) para la salida eléctrica de las células solares. Además, hay costos adicionales. Estos dependen de los módulos solares utilizados y también incluyen los costos del inversor, la conexión a la red y cualquier almacenamiento de energía.
Una de las principales ventajas de la energía fotovoltaica es, sin duda, que no se pierde electricidad durante la generación de energía. El exceso de electricidad se almacena o se alimenta a la red. De esta manera, los costos reales pueden incluso disminuir. Al igual que los sistemas solares térmicos, los sistemas fotovoltaicos también son robustos. El promedio de vida es de 25 años y más. Esto hace que la compra valga la pena y también sea rentable a largo plazo.
Eficiencia y esfuerzo de instalación
Debido a la mayor eficiencia de los sistemas solares térmicos (aprox. 50 por ciento de eficiencia), pueden convertir más energía que los sistemas fotovoltaicos (aprox. 15 por ciento de eficiencia) en la misma gran área de techo. Sin embargo, detrás de los sistemas fotovoltaicos también hay tecnología más sofisticada. No obstante, estos suelen ser más fáciles de instalar que los sistemas solares térmicos. Con los sistemas fotovoltaicos, los módulos prefabricados suelen estar disponibles, que se pueden instalar en el techo con relativa rapidez y facilidad, incluidos los cables, las unidades de almacenamiento y los inversores que se instalarán. Con los sistemas solares térmicos, en cambio, requiere un poco más de trabajo de instalación, ya que hay que tender tuberías y montar una caldera y un acumulador de bombeo en el sótano.
De un vistazo: solar térmica vs. fotovoltaica
solar térmica | fotovoltaica | |
---|---|---|
electricidad producida | – | sí |
calor producido | sí | – |
eficiencia a altas temperaturas | elevado | sumideros |
Usar | Extracción de calor para agua caliente y calefacción | Suministro de aparatos eléctricos finales en el hogar |
Tamaño de los colectores / espacio requerido | generalmente un poco más pequeño | normalmente un poco más grande |
coste de adquisición | entre 5.000 y 10.000 euros; variable en tipo y tamaño | aproximadamente 1.350 euros por kWp (vatio pico); variable en tipo y tamaño |
ahorros en | gastos de calefacción y agua | costos de electricidad |
alivio para el medio ambiente | sí | sí |