Energía Solar Térmica

Cálculo de instalaciones solares térmicas

Para el cálculo de las instalaciones de energía solar térmica hay disponible una hoja de cálculo en excel que pone a disposición Salvador Escoda S.A. Hay que tener en cuenta que se necesitan activar las macros de excel para que funcione correctamente. Se puede obtener en el siguiente link.

Programa proporcionado por Ferroli. Link

Tarifas de material cablemat solar

Para el cálculo de una instalación solar térmica se necesitan conocer tres factores fundamentales:

• La radiación solar disponible. Se pueden obtener de la página de AEMET, en servicios climáticos, datos climatológicos y bajar el atlas de radiación solar en PDF, cuyos datos se dan para el plano horizontal, según la normativa vigente. Link. La tabla indica los valores medios de radiación solar para cada zona de España y para cada mes, de las radiaciones solares directas y difusas. Según el tipo de captador que se tenga las radiaciones solares afectarán de manera distinta. Así un captador normal tiene más en cuenta la radiación directa y otro de tubos de vacío también aprovechará la radiación difusa y tendrá en algunas situaciones mejor rendimiento el el captador convencional. A la radiación obtenida hay que aplicarle el factor de corrección K para adaptar la radiación horizontal de las tablas a la radiación sobre superficie inclinada que se aplica a cada instalación. Una tabla de corrección de factor K se puede ver en el siguiente archivo. La unidad utilizada es la marcada por el sistema internacional kJ/m²/día.
• Las necesidades energéticas de la instalación. Para ese punto hay que conocer las necesidades energéticas de la instalación a proyectar, volumen de agua caliente sanitaria necesaria, temperatura de funcionamiento y temperatura de la red en cada época del año. Con esto se calculará el calor específico que hay que introducir al agua en cada época del año para obtener la temperatura deseada. El código técnico establece unos estándares para cumplir con la norma, pero es mejor saber las necesidades exactas de cada instalación y hacer un cálculo real y no estimado que no se acerque a la realidad de la instalación. Con la temperatura del agua de suministro en cada época y la temperatura deseada en el consumo hay que calcular la energía necesaria para el proceso de calentamiento. En cuanto a la cantidad de agua a calentar hay que conocer las necesidades exactas de la instalación. Si no se conocen se puede recurrir al Instituto nacional de estadística y buscar el consumo estimado de cada tipo de instalación. Hay que tener cuidado con las sobretemperaturas, el ACS no puede tener más de 60ºC. Para evacuar el calor sobrante se puede poner suelo radiante para disipar parte del calor o incluso cerrar parte de la instalación en ciertos momentos del año.
• Calcular el equipo captador necesario a partir de sus características. Lo primero es distinguir en las características del captador el área de apertura (Es lo que mide el cristal) y el área del captador (Es el área útil o área de absorción). Hay que tener cuidado con los tubos de vacío ya que los datos que pone el fabricante penalizan las ventajas de éste tipo de captador. Es mejor un panel con alta eficiencia y con pocas pérdidas de calor en el panel W1/W2. Los paneles Viessmann son caros pero son muy buenos.

Para que la instalación solar térmica se pueda montar ha de cumplir con una serie de requisitos en cuanto a la energía que genera para cumplir con las imposiciones del código técnico de edificación (DBHE y CTE13):

• Si no se cumplen con los requisitos mínimos la instalación no se puede montar
• Contribución mínima anual de un 70% de la energía necesaria en la instalación
• No más de tres meses en los que se genere el 100% o más de la enregía necesaria en la instalación
• En ningún mes se puede generar más del 110% de la energía necesaria en la instalación

Se pueden hacer los cálculos con el método de cálculo FCHART de la hoja de cálculo o introducir los datos de la instalación en la web de Censolar y ver si se cumplen con los requisitos mímimos, calcular el número de paneles necesarios, etc.

La caldera de apoyo tiene que cubrir el 100% de las necesidades de la instalación para los días en los que la instalación solar térmica no esté disponible por falta de radiación solar. Otras veces, dependiendo de la radiación solar, se obtendrá de 120% de la energía y otras solo el 10%. Todo depende de las condiciones climatológicas.

Se han de cumplir los requisitos impuestos por el RITE, código técnico y el IDAE

Cálculo de sombras:

• Es necesaria la obtención de la carta solar de la ubicación de la instalacion. Se puede obtener de la página SunEarthTools.
• Hay que calcular las sombras en la peor época del año, en España es el 21 de diciembre. Es cuando más sombras se producen.
• Se cogen los datos de la carta solar para calcular las sombras dos horas antes y otras dos después del mediodia solar, que es cuando más radiación solar hay.
• Hay que coger el ángulo menor para el cálculo de las sombras e introducirlo en un programa que nos calcule las distancias mínimas entre paneles a tener en cuenta a la hora del montaje. También se pueden hacer los cálculo mediante trigonometría.

Cálculo de estructuras:

• Hay que seguir las normas que marca el código técnico de seguridad estructural número 8
• Hqay que tener en cuenta la fuerza del viento. El principal problema es el viento de la parte trasera del panel, que puede arrancarlo de su ubicación. La fuerza que importa en este caso es la perpendicular al panel, con lo que hay que descomponer el viento en dos partes y solo tener en cuenta la fuerza perpendicular. Hay una tabla en fchart_captadores que nos da valores técnicos sobre este aspecto. Se pueden obtener los valores de la fuerza del viento de la página de AEMED, buscando el valor máximo para la ubicación del panel en los últimos años.
• Cuando hay un peto de protección contra el aire se protege contra el viento equivalente una distancia de dos veces la altura del peto. Todo lo que se ponga en esa zona estará protegido del viento.

NOTA: El documento generado a través del informe de algunas hojas de cálculo de instalaciones solares térmicas es válido para entregar a industria como proyecto de una instalación solar térmica.

Herramientas de interés

Abocardador y abocinador SPIN

Guía de Instalaciones de Suministro de Agua de Femeval