PORTAL SOLAR > Eficiencia energética, Energías renovables

Energías renovables para aplicaciones residenciales

Todo lo que podemos aplicar en nuestros hogares para volvernos sustentables.

Ing. Ariel Mesch
enero 13, 2023

Introducción

El siguiente es un documento que confeccioné a modo de orientación para quienes estén contemplando la instalación de energías renovables en sus hogares. Cada tecnología está brevemente explicada haciendo énfasis en los resultados que da y para quién sirve y para quién no.

Espero que esta información sea de interés y estoy a su disposición para atenderlos personalmente.

Acerca de mi

Ingeniero Industrial de formación, en 2010 fundé Eolocal, fábrica de aerogeneradores de baja potencia para electrificación rural. Esa fue mi entrada al mundo de las energías renovables, a través de la cual instalamos decenas de equipos en todo el país y países limítrofes. Además, en los últimos años trabajé dimensionando, comercializando e instalando sistemas fotovoltaicos en domicilios rurales y urbanos, en comercios e industrias.

En 2018 nace Mesch Energías Renovables. Entre los servicios y productos que ofrezco, se encuentran:

Sistemas fotovoltaicos para industrias y comercios o Ongrid, rooftop o pequeños parques solares o Sistemas con acumulación (AC Coupling)  Sistemas fotovoltaicos para domicilios urbanos: o Ongrid o u Ongrid con acumulación (AC Coupling)
Sistemas de electrificación rural o Solares o Eólicos o Bombeo solar
Termotanques Solares
Climatización de piscinas con energía solar
Aislación térmica y acústica con Ventanas Doble Vidriado Hermético (DVH)
Servicios de Eficiencia energética para industrias y comercios.}
Consultorías

Energía Fotovoltaica

Instalar paneles fotovoltaicos en los techos de tu vivienda se puede hacer siguiendo varios objetivos o motivaciones diferentes, además de la satisfacción de estar generando energía limpia:

Puedo instalar paneles para bajar la tarifa de la compañía eléctrica,
o para asegurar el suministro de energía en caso de cortes de luz,
y en zonas rurales, para tener energía a donde no llega la red.

Como en cada caso la motivación es diferente, el sistema habrá que pensarlo de forma distinta.

Sistemas Ongrid (Conectados a red)

Los sistemas de conexión a red permiten autoconsumir parte de la energía que requiere el hogar utilizando paneles fotovoltaicos, consumiendo el resto de la energía de la red eléctrica y eventualmente inyectando a la misma los excedentes. De esta forma alivia las redes de transmisión en momento de mayor consumo eléctrico (días calurosos al mediodía) y disminuye el consumo de energía eléctrica de la red. Toda necesidad de energía que el sistema no pueda obtener de la instalación fotovoltaica será provista por la red eléctrica. Los sistemas ongrid no funcionan en caso de ausencia de red eléctrica.

Para entender cómo se comporta el sistema ongrid según el consumo, hice 2 esquemas para un hogar y un comercio que consuman durante el mes de enero 500kWh y hayan instalado un sistema ongrid de 1.6kWp (6 paneles de 270Wp).

Esta es la generación mensual estimada de un sistema de 6 paneles instalados en un techo del área metropolitana de Buenos Aires (AMBA). En los meses cálidos generará más de 250kWh mensuales y alrededor de 150kWh en los meses más fríos.

Caso 1: Uso Domiciliario Nocturno

Una familia que durante el día no está en la casa y no consume energía tiene un esquema como se ve a continuación:

Durante el día, luego de las primeras horas de la mañana, el consumo de energía es bajo, y se concentra el consumo de energía en la noche (aires acondicionados, lavado de ropa, plancha, etc)

Un sistema fotovoltaico cubriría los consumos diurnos, además de inyectar a la red una cantidad considerable de energía.

Caso 2: Uso Domiciliario Diurno

Acá hay un consumo de energía durante todo el día. Se aspira, se lava, se plancha y se usa el aire acondicionado durante el día y el consumo durante la noche no está tan concentrado. Un esquema de consumo similar tiene un comercio o una oficina.

Acá predomina la autogeneración y prácticamente no hay inyección a la red.

Inversión

Una instalación de 1.7kWp en GBA y CABA hoy día ronda los 4.000 USD + IVA con instalación incluida. Seguramente haya soluciones más económicas con equipos de menor calidad y menos reconocidos. Cuidado que las compañías eléctricas exigirán certificados de calidad de los equipos conectados!

Medición del Ahorro

En los casos domiciliarios el ahorro vendrá dado de la siguiente forma:

Energía Autoconsumida: el % de la energía que se autoconsumirá dejará de traerse de la red, por lo que habrá un ahorro en esa cantidad de energía que deja de pagarse
Cambio en la Tarifa Residencial: En función de cuántos kWh se consuman en el mes aplica una tarifa Residencial (T1), que va de R1 (para consumos menores a 150kWh/mes) hasta R9 (consumos mayores a 1400 kWh/mes). Cada Tarifa tiene un un Cargo fijo y uno variable que aumenta a medida que aumenta la tarifa. Por eso, si uno baja de R7 a R4 el ahorro puede ser superior al 50% de la factura. (No aplica para comercios)
Valor de la energía inyectada: Cada kWh que se inyecte será adquirido por la compañía eléctrica.
Crédito Fiscal: Para quienes puedan acceder a él (se explica a continuación)

El período de recupero es actualmente incierto (ENE20), ya que no se sabe cómo evolucionarán las tarifas ni el valor del USD, pero durante el año 2019 el período de recupero para usuarios domiciliarios con consumos mayores a 600kWh mensuales rondaba los 4 a 6 años. También había buen repago para quién podía utilizar el Crédito Fiscal. Usuarios con consumos bajos de energía (menos de 300kWh mensuales) obtenían un repago de la inversión en 7 años o más.

Sin embargo hay una frase del Escocés Hugh Piggott (Referente mundial de la energía eólica de baja potencia) que me encanta y que dice:

“No puedo comprender a una sociedad en donde la gente está orgullosa y conforme de poseer un automóvil lujoso que no se paga en términos de lo que vale y que contamina el planeta, pero que pone el grito en el cielo si su sistema de energías renovables no se repaga en términos económicos en un período de tiempo aceptable. Por qué no poseer un sistema fotovoltaico y estar orgulloso de estar produciendo energía limpia? Por qué tiene que pasar por la estricta vara de lo económico para ser aceptable?”

Reglamentación

A partir de la reglamentación de la ley N°27.424/17 (Ver Ley) “Régimen de fomento a la generación distribuida de energía renovable integrada a la red eléctrica pública”, se puede solicitar a la compañía eléctrica la instalación de un medidor bidireccional para poder inyectar a la red la energía excedente que se genere. Dicha ley se encuentra vigente desde mediados de 2019 y varias provincias ya adhirieron.

Caso Especial: Provincia de Santa Fé:

La provincia de Santa Fe tampoco adhirió a la ley nacional y tiene una ley anterior con un modelo Feed in Tariff (Ver Modelos de Energía) por el cual la EPE (Empresa Provincial de Energía) compra la energía inyectada a un precio superior a la tarifa eléctrica. Consecuencia de esto los sistemas en Santa Fe se dimensionan para inyectar un 100% de la energía generada por el sol. Las tarifas a ENE2020 son las siguientes:

Modelos de venta de Energía

Existen en el mundo 3 modelos de generación distribuida:

Feed In Tariff:

Es el modelo implementado por la Provincia de Santa Fe. El precio al cual el usuario le vende a la distribuidora es superior al precio de venta, de esta forma se incentiva la instalación de sistemas fotovoltaicos. Este sistema trajo algunos desórdenes en España y otros países que lo implementaron, ya que las distribuidoras estaban obligadas a comprar la energía a un precio muy alto e incentivaba a que la gente se pusiera a “cosechar” sol para vender:

Net Metering:

En este modelo el precio de compra y venta de energía al usuario es el mismo, por lo que en la factura final se compensarán los kWh consumidos con los kWh inyectados a la red:

Este sistema trae distorsiones a las compañías distribuidoras, ya que ellas compran la energía mayorista (MEM: Mercado de Energía Mayorista) y le agregan el VAD (Valor agregado de Distribución), por lo que con este método las compañías eléctricas se ven perjudicadas también.

Net Billing:

Este último caso, el implementado por la ley nacional de Generación distribuida, dispone que la compañía distribuidora le compre al usuario-generador la energía al mismo precio al que la obtiene en el Mercado Mayorista. Este precio está alrededor del 70% del valor de la tarifa.

En este caso la ecuación será la siguiente:

El verdadero ahorro en este modelo radica en la autogeneración de energía, la posibilidad de vender excedente es complementaria.

Incentivo Fiscal: FODIS

Los usuarios de aquellas provincias que hayan adherido a la ley Nacional pueden solicitar un crédito fiscal, que en la actualidad (DIC2022) es de $65.000 (pesos) por cada kW de paneles instalado. (tope $4.000.000)

Este crédito puede usarse para pagar impuestos nacionales (IVA y Ganancias), es intransferible (va a nombre del CUIT titular del medidor) y por ahora no puede usarse para pagar IIGG de personas físicas (solo jurídicas)

Más información en el siguiente Link

En las provincias de Buenos Aires y Santa Fé, si bien ya pueden solicitarse medidores bidireccionales, aún no se puede acceder al crédito fiscal, ya que dichas provincias no se encuentras aún adheridas al régimen nacional.

Sistemas híbridos - Ongrid con acumulación

Los sistemas con acumulación añaden al sistema Ongrid la posibilidad de almacenar energía para eventuales cortes de suministro. Estos sistemas son instalados hoy día en zonas con suministro eléctrico precario (tercer cordón AMBA, barrios cerrados en las periferias de las ciudades) donde los cortes son frecuentes.

Estos sistemas requieren un banco de baterías, que determinará la autonomía que tendrá la vivienda en caso de corte de luz, y un segundo inverter que limitará la cantidad de potencia que podrá suministrarse a la vez.

La motivación de los sistemas Ongrid sin acumulación era bajar la tarifa eléctrica y en el mediano plazo recuperar la inversión realizada a través del ahorro en la tarifa. En el caso del sistema Ongrid con Acumulación, la motivación será asegurarse el suministro de parte de la casa en caso de corte de luz, y como beneficio secundario tener un ahorro en la tarifa eléctrica. Esto se debe a que las instalaciones con baterías son más costosas (pueden salir más del doble que una Ongrid, 10.000 USD)

Aires acondicionados, hornos eléctricos, planchas, lavarropas consumen una cantidad de energía para la cual los sistemas con baterías no suelen estar dimensionados. Si se quisieran incluir (para ser alimentados en caso de corte de luz) habría que sobredimensionar ($$$) el sistema Offgrid.

El principio de funcionamiento será el siguiente:

La energía generada por los paneles Fotovoltaicos irá al consumo de la casa,
Si la casa requiriera más energía que la que aportan los paneles, se consumen de la red eléctrica
Si la casa no pudiera consumir la energía que generan los paneles Fotovoltaicos, el sistema irá a cargar las baterías de acumulación
Si las baterías están llenas, el sistema entregará la energía a la red eléctrica (inyección)
En caso de corte de suministro, la energía de las baterías pasa a alimentar las necesidades básicas de la casa.

Un sistema Ongrid tradicional se puede convertir en un Sistema con acumulación (AC Coupling)

Conviene instalar un AC Coupling cuando la red eléctrica disponible es de mala calidad o cuando hay que asegurarse el suministro de ciertos consumos.

Si el objetivo es generar un ahorro de la tarifa eléctrica, esta solución no es la más adecuada.

Baterías de Plomo ácido

Respecto a las baterías, en la gran mayoría de los hogares se utilizan baterías de Plomo especialmente diseñadas para energías renovables (como la de la primera foto). Estas baterías requieren un mantenimiento trimestral y su vida útil es de 4 a 8 años, período tras cual hay que reponerlas.

Baterías de Litio

En los últimos años aparecieron en el mercado las baterías de litio, a través de las muy promocionadas PowerWall de Tesla (Elon Musk). Esas baterías no están disponibles en la Argentina, sin embargo empiezan a aparecer firmas como ABB o VZH que ofrecen almacenamiento en baterías de litio. Como ventaja, ocupan mucho menos espacio que las de plomo, no liberan gases, son estéticamente más llamativas y tienen una vida útil de 15 años. Como contrapartida, su costo es más elevado que las de plomo, aunque prorrateando en el tiempo (las de litio duran más) el sobre costo sea de alrededor del 20%.

Sistemas Offgrid

Los sistemas OffGrid, o desconectados de la red, se utilizan en donde no hay red eléctrica disponible.

A diferencia de los sistemas Ongrid con baterías, en los sistemas Offgrid hay que dimensionar la instalación (potencia de paneles, baterías e inverter) para satisfacer la gran mayoría y en algunos casos el 100% de los consumos, por lo que suelen ser sistemas más grandes o pensados para alimentar menos potencia. Como complemento se instala un grupo electrógeno para suministrar energía de forma inmediata en caso de períodos largos de lluvia en donde las baterías no se carguen.

Para evaluar la viabilidad económica de estos sistemas, hay que comparar contra el costo de solicitar la conexión a red y las posteriores tarifas, o al costo del combustible que haría faltar comprar para hacer funcionar la misma instalación.

Los sistemas fotovoltaicos son económicamente viables cuando la distancia de conexión a la red es de más de 500 metros en algunos casos y suele repagarse la inversión con 3 a 4 años de combustible equivalente.

La inversión de un sistema Offgrid arranca en 3.000 USD y las instalaciones más comunes son del orden de los 8.000 USD

Eficiencia Energética

La eficiencia energética es el primer paso que hay tomar antes de incursionar en energías renovables. Eficiencia energética significa consumir mejor la energía, de forma más inteligente, con menos desperdicios. Hace varios años que se realizan estudios de eficiencia energética en industrias y cada vez más se empiezan a realizar en hogares, incluso desde el diseño de la misma.

Para quienes estén interesados en realizar un estudio de eficiencia energética en un comercio o una industria, pueden contactarme por mail o teléfono.

Generalidades

A continuación listaré los diferentes aspectos que se pueden contemplar en un hogar y detallaré aquellos vinculados con la energía eléctrica:

Durante la construcción de la vivienda:

Aislar térmicamente la casa.
Poner paneles aislantes en techos y paredes.
Fomentar la luz natural
Diseñar ventanas para que entre el sol de invierno y no el de verano
Utilizar Vidrios Doble en las ventanas

Costumbres en Verano:

Moderar el uso de aire acondicionado
Utilizarlo a 24° o más
No compensar exceso de frío abriendo las ventanas
Apagar el aire cuando te retiras de una habitación
Utilizar cortinas para evitar que ingrese el sol
Bajar el termostato del termotanque.

Costumbres en Invierno:

Ventilar el hogar unos minutos al día para evitar que se enfríe la casa
No compensar exceso de calor abriendo ventanas
Priorizar la luz natural.

En general:

Apagar luces cuando te retirás de un cuarto
Lavar la ropa con agua fría.
Invertir en un medidor de consumos para conocer tu perfil energético
Utilizar sensores para encender y apagar automáticamente luces.
Reemplazar termotanques y calefones por tecnologías sin piloto
Eliminar lámparas que no sean bajo consumo o LED.
Preferir electrodomésticos con etiqueta de eficiencia energética A
Reemplazar aires acondicionados antiguos
Realizar correcto mantenimiento a los aires acondicionados.

Las Ventanas de doble Vidriado Hermético (DVH)

Las ventanas DVH, o de doble vidriado hermético, están compuestos por 2 vidrios sin contacto entre sí, con una cámara entre ellos que puede estar formada por Vacío, Aire deshidratado o algún gas inerte. Las características del vidrio, el espesor del mismo y el tipo y espesor de la cámara dependen de las dimensiones de la ventana, del uso que se le dará y de la exposición al viento que tendrá.

Estas aberturas son una excelente solución para minimizar el intercambio con el exterior, manteniendo el calor dentro de la casa en invierno y fuera de la misma en verano. Además son un excelente aislante acústico, ideal para viviendas situadas sobre calles ruidosas o en las inmediaciones de ferrocarriles o autopistas.

Respecto a las tecnologías, en el mercado predominan 2 modelos, determinados por sus marcos:

Los marcos de aluminio: Módena o A30 entre otros y
Los marcos de PVC: Rehau, Schuko y otros.

Los de aluminio son un poco más económicos que los de PVC (20% a 30% menos) y su terminación es buena, pero con el tiempo requieren más mantenimiento.

Los marcos de PVC (Yo trabajo con la línea Rehau) tienen un alma de acero que hace que no se deformen con el tiempo, las ventanas deslizan mucho más suave y no requieren mantenimiento como las Módena. Como beneficio adicional, permiten montarse sobre un marco existente, por lo que su instalación es más limpia, rápida y económica. Por lo contrario, son más costosas.

Domótica

Domótica significa “Automatización de la casa” y consiste en la instalación de equipos inteligentes que automatizan funciones de la casa y la hacen más eficiente, más moderna, segura y cómoda.

Existen sistemas simples y sistemas más sofisticados e interconectados.

Algunas soluciones que existen vinculadas a la eficiencia energética:

Células fotosensibles: se colocan en luces de exteriores, para evitar que se enciendan de día. Son una solución muy económica y fácil de instalar y permite ahorrar muchas horas de iluminación por descuidos.
Focos LED con conexión Wifi, que se pueden controlar desde el teléfono y se pueden integrar a Google Home o Alexa. Si bien cada unidad cuesta 10 veces lo que una lámpara común, en habitaciones remotas (quincho, altillos) o en el cuarto de niños se pueden instalar y luego apagar o dimerizar remotamente.
Calderas / Aires acondicionados con Wifi: desde la App provista por el fabricante permiten controlar el equipo desde el celular. Es muy útil cuando uno quiere climatizar una vivienda de fin de semana y que esté a la temperatura ideal cuando uno llega.

Estas y muchas otras soluciones son muy útiles si se las quiere controlar por separado, pero si comenzamos a instalar diferentes soluciones nos encontraremos con que cada una tiene su propia App, su propia forma de controlar y que no se pueden centralizar en un equipo.

Para ello existen los equipos centrales de domótica, que permiten controlar diversos componentes, aunque no tengan conexión Wifi, desde una misma aplicación.

Funciones que se pueden controlar con domótica:

Escenarios:

Encender, apagar o dimerizar varias luces con una sola tecla en la pared o con un clic en el celular.
Apagar todas las luces de la casa cuando uno sale, menos las del frente.
Encender ciertas luces de planta baja y de la escalera cuando uno ingresa al hogar
O apagar todas las luces de planta baja desde una tecla al lado de la cama.

Control de temperatura:

A través de la instalación de sensores de temperatura, se puede configurar que la casa tenga cierta temperatura a determinada hora. Esto puede programarse incluso con Aires acondicionados o calderas que no tengan conexión Wifi, ya que existen sensores infrarrojos que reemplazan a controles remotos para efectuar dichas tareas.

Automatización de tareas:

Subir o bajar persianas según la hora del día y la nubosidad (a través de aplicaciones de clima en internet)
Programar el riego automático del jardín en función de las probabilidades de lluvia de Weather.com
Control del filtro de la piscina según parámetros

Seguridad:

Control de alarmas sin necesidad de pagar un abono o Monitorear la vivienda a través de Cámaras de seguridad
Atender el portero eléctrico
Controlar el acceso a la vivienda con huellas dactilares o claves, permanentes, temporarias o de horario restringido
O incluso simular actividad dentro de la vivienda cuando uno está fuera. Luces, cortinas y multimedia de forma inteligente.

Multimedia:

Compartir una antena satelital en diferentes televisores de la casa
operar DirecTV, Netflix, Spotify, Google Music en diferentes centros multimedia
Añadir determinada música a los escenarios lumínicos antes descritos.
Y mil opciones más.

Cuánto cuestan estas soluciones? Depende mucho del nivel de sofisticación que uno quiera tener y de la cantidad de componentes que vaya a instalar, y las marcas que vaya a utilizar, pero para dar una idea (precios JUN2019):

Vivienda de 50m²:

10 efectos de luz, cortinas, la Caldera y el Aire Acondicionado y poder eliminar los controles remotos de TV, Decodificador, Aires y calderas. Teniendo todo en un solo menú.

5.000 a 7.000 USD + IVA

Casa de 200m²:

40 efectos de luz, cortinas, la Caldera y hasta 4 Aires Acondicionado con 2 termostatos y poder eliminar los controles remotos de TV, Decodificador, Aires y calderas. Teniendo todo en un solo menú.

18.000 a 20.000 USD + IVA

Casa de 500m²:

75 efectos de luz, cortinas, la Caldera y hasta 6 Aires Acondicionado con 3 termostatos y poder eliminar los controles remotos de TV, Decodificador, Aires y calderas. Teniendo todo en un solo menú. Además se puede pensar en un sistema de distribución de audio en 6 zonas con parlantes

A partir de 50.000 USD + IVA

Además, es importante mencionar que estos proyectos son 100% escalables, por lo que uno puede comenzar instalando unos pocos efectos e ir creciendo a medida que va aprendiendo e incorporando las ventajas de los mismos.

Medidor de consumo

Los medidores de consumo, son equipos que se instalan fácilmente en el tablero general del hogar y van registrando la cantidad de energía que consume la vivienda, pudiendo sacar información sobre el perfil de consumo, consumos máximos, acumulados e instantáneos. Toda esa información estará accesible desde el celular, y uno podrá saber al salir de casa si todos los aires fueron apagados. Algunos equipos tienen posibilidad de acción remota (cortar una fase, encender algún electrodoméstico). Puede complementarse con domótica para hacer del hogar un hogar inteligente.

Los equipos hogareños arrancan en 100/120 USD + IVA

Iluminación LED

En la siguiente tabla se podrá ver la relación de consumo de energía de lámparas equivalentes, Incandescentes, Bajo consumo y LED.

Podemos observar como una lámpara de 19W de bajo consumo equivale a una de 90W incandescente, consumiendo solo la quinta parte. El salto de Bajo consumo a LED es también significativo, aunque no tanto. La LED consume menos de la mitad que la de bajo consumo. Además, las lámparas LED duran más, por lo que cualquier diferencia en el precio que pudiera existir.

Se recomienda reemplazar de una todas las luces que no sean LED o bajo Consumo por LED, y las de bajo consumo ir reemplazándolas a medida que se vayan quemando.

Los termotanques solares

Los termos solares utilizan la energía solar para calentar o precalentar agua para uso sanitario.

Se instalan en techos de losa, o inclinados con tejas o chapas. El techo debe soportar el peso del tanque lleno de agua. La orientación óptima de los equipos es inclinado hacia el norte, pero sirve también si tiene inclinaciones que no sean Sur.

En días de verano se puede ahorrar hasta el 100% de la energía destinada a tal fin, y en invierno o en días nublados puede generar un ahorro del 30% o más. A menos que se trate de una instalación rural aislada, estos equipos se complementan con un sistema de calentamiento de agua tradicional, para asegurarse el suministro en días de poca radiación solar.

Estos equipos son muy económicos y a partir de 500 USD se pueden conseguir. El período de repago de esta inversión es rápido (3 años o menos) si hoy día el agua se calienta con gas de red y muy rápido si se calienta con energía eléctrica o con gas envasado.

Para dimensionar un termotanque solar es necesario definir las siguientes variables:

Tipo de termotanque: Vacío, Heat Pipe, placa plana o Split. Tamaño del tanque en función de la cantidad de personas que habitan la casa (50 litros por persona es un número lógico)
Fuente de calentamiento alternativa. (Gas envasado, de Red, o energía eléctrica)

Termosifónicos

Los termotanques solares con tubo de vacío son los más económicos que existen en la actualidad. Constan de varios tubos de vidrio con vacío en su interior, por los que circula el agua alojada en el tanque de reserva del equipo. Por efecto de termosifón, el agua fría tiende a bajar a los tubos mientras que la caliente asciende al tanque, por lo que el agua más fría siempre está calentándose.

Dado que son equipos atmosféricos (no soportan presión) en algunos casos hay que antecederles un tanque de asistencia, cuya función es apaciguar la presión que puede provenir desde el tanque de agua (si está a más de 3mts de altura del termotanque solar) o de la red (si la entrada al termotanque proviene directo de la calle)

Para evitar que el granizo rompa algún tubo, se puede construir una jaula de malla 1cm encima del equipo.

En aquellas localidades donde el agua posee alta dureza (Sarro) es recomendable añadir un ablandador de agua para proteger el sistema.

Ventajas:

Es la tecnología más económica
Los tubos de repuesto son relativamente económicos

Desventajas:

No son aptos para instalaciones presurizadas
Si un tubo se rompe (por granizo o piedra) el tanque se vacía y te quedás sin agua.
Tienen ciclos de calentamiento lento (un calentamiento diario) y el equipo tarda en arrancar, por lo que si el día comienza con agua fría, el mismo no se calentará hasta pasadas unas horas.

Es recomendable este equipo cuando se quiere invertir la menor cantidad de dinero posible.

Heat Pipe

Los sistemas Heat Pipe son visualmente similares a los de tubo de vacío. El principio de funcionamiento sin embargo difiere, ya que el agua no circula por los tubos de vacío. Allí se aloja una varilla de cobre, de alta transmisión térmica, que se calienta con el sol e indirectamente transporta el calor al interior del tanque, en donde se aloja el agua.

Ventajas:

Funcionan en instalaciones de agua presurizada
Si un tubo se rompe, el sistema sigue funcionando con un tubo menos
Son mucho más eficientes energéticamente, por lo que el agua comienza a calentarse desde que sale el sol.
Permiten más de un ciclo de calentamiento por día
Funcionan con temperaturas exteriores de hasta -40°C
Muy buen rendimiento en zonas de alta amplitud térmica

Desventajas:

Son más costosos (del orden del doble que los de tubo de vacío)
Los tubos de repuestos no son caros, pero son más costosos.

Recomiendo estos equipos cuando no es posible instalar un termosifónico, o si no es un limitante la parte económica.

Placa plana

Los equipos de placa plana funcionan también por efecto termosifónico, pero en vez de circular el agua por tubos de vacío, circula por una placa de aluminio con efecto invernadero. El precio es similar o levemente superior a los Heat Pipe y tienen una mejor resistencia a la intemperie, soportando tormentas, granizo y nieve.

Son eficientes en zonas de montaña y en donde hay mucha amplitud térmica, pero no tan eficientes como los de tubo de vacío en zonas del centro del país (Córdoba, Buenos Aires, GBA, CABA)

Algunos de estos equipos son de industria nacional.

Ventajas:

Alta resistencia a intemperie. Se rompe menos.
Soporta nieve y granizo.
Eficiente en zonas de mucha amplitud térmica (Cordillera, NOA, Patagonia)
Los hay de Industria Nacional

Desventajas:

Más costosos
Menos eficientes en Buenos Aires y Córdoba
Pueden requerir más superficie de paneles para calentar el mismo agua

Equipos Split

Los equipos Split son sistemas Heat pipe en donde el tanque de almacenamiento del agua caliente no se encuentra en el techo, sino que está dentro de la casa. Son útiles para cuidar la estética de la vivienda o cuando el techo no soporta el peso del tanque. Requieren una bomba de circulación para subir el agua a los tubos.

Ventajas:

Mejora la estética
Apto para techos que no soportarían el peso de un termotanque solar compacto
Se pueden realizar sistemas más grandes y escalables

Desventajas:

Más costosos que los sistemas compactos
Requieren una obra civil más importante
Requieren la instalación de una bomba de recirculación y un controlador electrónico

Recomiendo esta solución solamente si el factor estético es determinante o si hay algún limitante en el techo.

Sistema secundario de calentamiento

En meses de baja radiación solar, o en días muy nublados o lluviosos, los equipos solares no son suficientes para entregar agua caliente en cantidad y temperatura adecuada. Con sistemas tradicionales de calentamiento se puede complementar. A continuación los describo:

Termotanque/Caldera existente: Si la casa ya está construida y tenés un termotanque a gas de red, o una caldera dual, simplemente conectá el termotanque solar a la entrada del Termo a gas, que solo se encenderá cuando ingrese agua fría.

Si el termotanque existente es eléctrico, podés hacer lo mismo, o sacarlo y poner una resistencia eléctrica en el interior del termotanque solar.

Si lo que tenés es un calefón a gas tradicional tendrás que activarlo manualmente cuando el equipo solar empiece a entregar agua por debajo de la temperatura deseada.

Resistencia eléctrica: Son muy económicas y se insertan dentro del tanque del termotanque solar, y se accionan cuando el agua está fría. Es como transformar el tanque en un termo eléctrico, pero con la ventaja de tener un solo reservorio de agua.

Calefón con opción solar: Es un producto relativamente nuevo, ofrecido por ORBIS (soy distribuidor). Es un calefón a gas sin piloto, que se acciona solamente cuando el agua que pasar por su interior está fría. Es la solución ideal para complementar con el termotanque solar en lugares donde hay gas de red.

Ablandadores de agua

Se conoce como agua dura al agua con alto contenido de minerales, principalmente calcio y magnesio, que forman incrustaciones en equipos y acortan su vida útil.

Además beber durante un tiempo prolongado agua puede generar dolores de estómago y formación de cálculos renales.

Dónde se observan las consecuencias del agua dura?

En las flores de las duchas: con deposiciones blancas y obstrucción en los orificios
En ollas y pavas, que se formará un fondo blanco Y donde nos compete:
En termotanques solares:
- En los Atmosféricos se acumulará sarro en los tubos de vidrio, disminuyendo su eficacia, y en el interior del tanque y en las juntas.
- En los termotanques Heatpipe se depositará sarro en la varilla de cobre, disminuyendo la eficiencia del equipo
- También se verá afectada la resistencia eléctrica.  En Calderas, calefones y termotanques.

Estos últimos equipos poseen una varilla de magnesio, llamada ánodo de sacrificio, cuya función es absorber la tendencia al óxido generada en parte por el agua dura. Es importante revisar el buen estado de las barras de magnesio y reemplazarla antes de que se agote.

Existen diferentes tipos de ablandadores de agua: los de Protección integral de la vivienda y los que se anteceden a usos puntuales. Estos últimos, comúnmente llamados “Filtros Antisarro” son más económicos y se recomiendan cuando el problema del sarro es puntual.

Para proteger a toda la vivienda la tecnología que se utiliza es la de intercambio iónico.

Estos equipos, de 1.50m de altura, se conectan a 220V (tienen un consumo eléctrico muy bajo) y a través de una resina iónica capturan las partículas minerales.

Para regenerar la resina iónica se utiliza salmuera (sal gruesa de uso industrial) que hay que reemplazar cada cierta cantidad de meses. Algunos equipos vienen con sensores que indican automáticamente cuándo hay que reemplazar la sal.

Cuestan alrededor de 1.200 USD + IVA y son de muy fácil instalación.

Se recomienda instalar estos equipos en zonas con agua dura.

Calefacción

Calderas

Si se piensa desde la eficiencia energética, utilizar calderas a gas (en lugares donde hay gas de red) es donde se encuentra la mejor relación inversión / performance / costo operativo.

Las nuevas tecnologías de caldera, llamadas “Calderas de condensación” utilizan los gases de la combustión para precalentar el agua que ingresa al circuito. En la actualidad son apenas más costosas que las tradicionales y el rendimiento es superior.

Calderas con soporte solar

El principal inconveniente con la utilización de energía solar para calefaccionar, es que justamente se requiere del calor del sol cuando este menos abunda. Sin embargo la energía solar puede ser un complemento a sistemas con fuentes tradicionales de energía.

Si uno tiene una caldera para calefacción por piso radiante y/o calentamiento de agua para uso sanitario se le pueden añadir colectores solares tipo Heat Pipe, que precalientan el agua y disminuyen el consumo de energía a tal fin. Los tubos pueden calentarse hasta los 215°C y precalentar el agua fría o que vuelve del circuito. Estos sistemas son muy costosos en la actualidad (un sistema para una casa de 120m2 ronda los 20.000USD) y pueden generar ahorros de hasta el 30% del consumo de energía para calefacción. Si se pensara un sistema como este es mejor hacerlo con un sistema de piso radiante más que de radiadores, ya que estos sistemas trabajan a menor temperatura.

Si alguien quisiera complementar la calefacción con energía solar, lo más recomendable es utilizar una bomba de calor (se describe a continuación) y neutralizar la energía eléctrica consumida por el sistema con un sistema fotovoltaico.

Bombas de Calor

Fuente: Airzone.es

Las bombas de calor son sistemas 100% eléctricos que utilizan el principio de aerotermia para climatizar una vivienda, tanto como aire acondicionado como para calefacción.

La aerotermia es básicamente una tecnología que utiliza principalmente la energía del aire para climatizar los espacios. En general, está considerada como una fuente de energía limpia y altamente eficiente.

Sus principales usos son la climatización (tanto aire acondicionado como calefacción) y la producción de agua caliente sanitaria.

Las bombas de calor se presentan como una alternativa a las calderas que utilizan combustibles tradicionales como carbón, gas o gasoil.

En cuanto a su funcionamiento, los conceptos básicos son similares a los de otras calderas: están compuestos por dos unidades, una exterior y una (o varias) interiores. Sin embargo, en términos de eficiencia energética, sí que existe una notable diferencia.

Las bombas de calor con aerotermia presentan un COP (Coeficient of Performance) muy alto, de en torno al 4 o el 5 según el fabricante. ¿Qué significa esto? Que por cada kWh de electricidad que se consume con este tipo de equipos se pueden generar 4 o 5kWh térmicos.

Ventajas

Obtiene la mayor parte de la energía del aire (en torno al 70%) y solo una pequeña fracción de la electricidad.
El consumo de energía puede neutralizarse con un sistema fotovoltaico, sin necesidad de acudir a un sistema con soporte solar térmico
Presentan un alto nivel de eficiencia energética y rendimiento.
Son válidas tanto para verano como para invierno (aire acondicionado y calefacción).
Los costes de mantenimiento son muy reducidos. No se generan residuos ni humos.
No utilizan combustibles fósiles y además se abastecen de tan solo un tipo de energía.
La instalación es normalmente sencilla.
El retorno de la inversión se produce en poco tiempo en la mayoría de los casos.

Desventajas

La inversión inicial para este tipo de instalaciones es generalmente alta.
La instalación de equipos de aerotermia suele implicar que haya que aumentar la potencia contratada de electricidad.
No es aconsejable en áreas climáticas muy frías, ya que su rendimiento es menor.
Requiere de una unidad exterior, lo que puede ser un engorro en cuestión de ubicación y estética.

Climatización de Piscinas

Climatización con colectores solares

Los sistemas de calentamiento de piscina están pensados para extender la temporada de piscina, al aumentar hasta 10°C el agua de la misma, a través de colectores que se ponen en un techo cercano y se calientan con el sol. Muchas veces, la misma bomba de filtrado es la que hace circular el agua por los colectores. Es ideal para aquellas piscinas a las que no les da el sol durante gran parte del día.

Su función no es proveer de agua caliente para tener una piscina climatizada en invierno, sino templar el agua para que no esté tan fría y pueda utilizarse durante más días al año.

Las piscinas suelen utilizarse entre Diciembre y Marzo, y aquellas que no reciben tanto sol, entre Enero y Febrero. Con un sistema solar, la temporada de piscina puede extenderse desde Octubre hasta Abril.

Sistemas como este rondan los 2000 – 3000 USD + Instalación.

Climatización con bomba de calor

Otra forma de climatizar una piscina es utilizando un sistema eléctrico de climatización: Las bombas de calor son sistemas 100% eléctricos que utilizan el principio de aerotermia para climatizar piscinas. No generan el calor para calentar el agua, sino que utilizan el calor del exterior y lo transportan hacia el agua. Son por ello sistemas muy eficientes. Por ejemplo, para climatizar una piscina que requiere 14kW de potencia, las bombas de calor consumen solamente 2.5kW.

Físicamente son similares a unidades exteriores de un aire acondicionado y se pueden instalar a la intemperie.

Estos equipos pueden utilizarse para climatizar piscinas en invierno si estas estuvieran techadas o aisladas térmicamente con una manta.

Si se quisiera “neutralizar” el consumo de energía de estos equipos, conviene combinarlos con un sistema fotovoltaico Ongrid, que además aporta energía eléctrica a la casa durante todo el año.

Las bombas de calor cuestan a partir de 1800USD+IVA + Instalación.

Recomiendo utilizar esta tecnología cuando: