¿Cómo funcionan los paneles solares para alberca?

Los paneles solares para alberca, técnicamente conocidos como colectores solares, utilizan la energía solar que reciben al estar expuestos a la intemperie para calentar el agua de una piscina, jacuzzi o alberca. 

Típicamente estos paneles son fabricados de polímeros especialmente tratados para resistir exposiciones prolongadas al sol y al contacto con químicos y sales. Y su funcionamiento suele ser de lo más básico: El agua de la alberca es direccionada a través de la fuerza de la bomba existente por una tubería que vaya hasta los colectores, pasa por adentro de ellos y regresa con más energía por una tubería que va directo a la misma alberca. 

Por ser sistemas solares, estos son más eficientes en las temporadas de Primavera, Verano y Otoño, lo que permite extender el uso de las albercas durante el año. También funcionan en épocas de invierno, pero con un rendimiento menor. 

En este artículo explicaremos cómo funcionan, de qué elementos se compone un sistema de paneles solares, que tipo de paneles hay y qué aspectos se deben revisar para una correcta selección e instalación.

• Panel o colector solar: Estos elementos son las placas de plástico desnudo que podemos observar en la figura 1, típicamente fabricados en Polietileno de alta densidad o Polipropileno, polímeros especialmente tratados para resistir exposiciones prolongadas al sol, contacto con químicos, flujo constante y presiones fluctuantes de agua, así como de esfuerzos positivos y negativos por la expansión y contracción del material al estar expuesto a fluctuaciones de temperaturas. Son colectores que en su forma están compuestos por cabezales que reparten y recolectan el flujo que se dispersa en su espacio de captación de energía solar. Estos cabezales están distribuidos de tal forma que el superior recolecta el agua que ya ha ganado energía (caliente) y el inferior sea quien distribuya el agua fría.

• Bomba: La bomba es quien succiona e impulsa el agua de la piscina por los diferentes elementos que componen el cuarto de máquinas (filtro, clorador, salinizador, aireador, calderas o bombas de calor, etc.) y, en la mayoría de los casos, es la misma que impulsa esa agua hacía los colectores solares ubicados en el techo destinado a ello. En algunos casos muy específicos, la bomba general de la alberca no es suficiente para impulsar el agua por los elementos del cuarto de máquinas y además llevarla hasta los colectores, es por ello que se puede llegar a requerir una bomba exclusiva para el sistema solar.

• Filtro: Este elemento tiene por objetivo retener los residuos sólidos que la bomba puede llegar a succionar de las boquillas de la alberca (hojas, basura, etc) y además permite la limpieza de micropartículas como sudor, orina, algas, etc. Este elemento en particular permitirá que a los colectores solares no lleguen elementos que puedan llegar a provocar taponamientos o suciedad interna en los mismos.

• Sistema hidráulico: Este sistema se considera como la red de circulación del agua de la piscina, gracias a este sistema podemos trasladar e impulsar el agua de la misma alberca por todos los elementos que se han instalado con la alberca. Es muy importante que este sistema este correctamente dimensionado e instalado, para evitar esfuerzos mecánicos, contraflujos y taponamientos hidráulicos.

• Control: El sistema de control permitirá programar la operación de la bomba y del sistema solar con respecto a la necesidad de filtrar la alberca pero también a la disponibilidad de energía solar del momento. En otras palabras, el control permitirá que el sistema de filtrado siga operando evitando que la alberca se ensucie y al mismo tiempo evaluará automáticamente si hay necesidad de calentar el agua y a su vez si hay condiciones solares para hacerlo con el sol. Si no existieran condiciones solares y adicionalmente se contara con un sistema de calefacción convencional, entonces el agua de la piscina sería calentada con este último.

• Elementos de seguridad: En la interacción de todos estos elementos, deben existir diferentes elementos de seguridad para evitar sobre presiones, sobre temperaturas y contra flujos.
• Válvula check: Este tipo de válvula permite la dirección del flujo del agua en un solo sentido, evitando que se regrese por donde no debe regresarse. 
• Válvula anti-vacío: Este elemento permite la salida de aire cuando los colectores solares están vacíos y reciben el agua, evitando sobre presionar el panel solar, y al mismo tiempo, permiten la entrada de aire cuando el agua deja de ser impulsada hacía ellos, para evitar que se succionen los colectores. 
• Manómetro: Elemento que permite medir y visualizar la presión hidráulica que presenta en un momento determinada el sistema hidráulica y solar. Esto evita exponer a los paneles solares y otros elementos del sistema a presiones elevadas y fuera de rango de operación permitido. 
• Flujómetro: Este elemento de seguridad permite corroborar el flujo que circula en un momento y punto determinado del sistema solar, para evitar exponer a los paneles solares u otro elemento a flujos fuera de rango de operación.

Básicamente existen 2 tipos: unicapa y de tubos capilares.

Los paneles solares unicapa se distinguen por aparentar ser una sola pieza, sin espacios entre ductos y rígidos qué permite mejor colocación en superficies planas e inclinadas, asi como en espacios con tejas o techumbres desperfectos.

Los paneles solares de tubos capilares, se distinguen por ser relativamente flexibles en su cuerpo, espaciados entre tubos capilares permitiendo adecuarse a obstáculos presentes en azoteas. 

Ambos tipos pueden ser completamente desnudos o, en algunas ocasiones, pueden estar cubiertos especialmente para Incrementar la temperatura ganada.

Es importante destacar qué ambas categorías presentan una eficiencia similar cuando de calentar agua de alberca a baja temperatura se trata (<40°C), la diferencia radica en el material de fabricación, la apariencia física, el tamaño de área de captación y los parámetros de operación.

La mejor recomendación al momento de elegir una tecnología y marca es revisar las credenciales del producto, la seriedad del proveedor e instalador y la correcta relación de parámetros de operación con lo indicado por proveedor.

Como ya mencionabamos, los colectores solares son elementos que se integrarán a un sistema de filtración con bomba, filtro y otros elementos, por tanto es muy importante revisar que dicho sistema y los parámetros de operación qué tenga sean compatibles con la tecnología qué hemos de seleccionar. El flujo y la presión son los parámetros más importantes a revisar. 

Por otro lado, se recomienda tomar en cuenta que para una correcta instalación típica de colectores solares para alberca se deben cumplir con estas reglas básicas:

• El espacio de instalación no debe estar por debajo del espejo de agua de la alberca.
• El espacio de instalación no debe estar por arriba de 15 metros del espejo de agua de la alberca.
• El espacio de instalación, preferiblemente no debe estar inclinado hacia el norte.
• Se recomienda qué el espacio de instalación sea lo más uniforme posible, sin diferencia de alturas ni inclinaciones, además de su cercanía al cuarto de máquinas para evitar trayectos largos y pérdidas de calor.
• Es obligatorio qué a este espacio de instalación le irradie directamente los rayos de sol con la menor cantidad de sombras posibles.

La inversión en un sistema de calentamiento de agua solar representa un esfuerzo merecedor de la mayor y mejor atención posible para un correcto dimensionamiento y una instalación de la mejor calidad, pues permitirá un uso extendido de la alberca para disfrutar con amigos y familiares, ahorrar dinero y reducir el uso de combustibles fósiles para climatizar nuestra piscina.