Esta mañana ha recibido la llamada de un cliente que requiere sus servicios profesionales como montador de instalaciones de energía solar. El primer paso es siempre visitar la vivienda y ver las necesidades térmicas de frío y calor.
Con el plano acotado de distribución de la vivienda, realice el primer cálculo de volúmenes de las habitaciones, teniendo en cuenta que la altura desde el suelo hasta el techo es de 2,5 metros.
Solución
Se realiza el cálculo de volúmenes de cada estancia, y al final se calcula el volumen total de la vivienda a climatizar:
1 Vestíbulo: V1 = 1 m · 1 m · 2,5 m = 2,5 m3.
2 Pasillo: V2 = 3,2 m · 0,8 m · 2,5 m = 6,4 m3.
3 Baño: V3 = 2,2 m · 1,8 m · 2,5 m = 9,9 m3.
4 Cocina: V4 = 1,8 m · 2,6 m · 2,5 m = 11,7 m3.
5 Salón: V5 = 3,5 m · 4 m · 2,5 m = 35 m3.
6 Comedor: V6 = 4 m · 4 m · 2,5 m = 40 m3.
7 Dormitorio: V7 = 2,5 m · 3,5 m · 2,5 m = 21,875 m3.
8 Volumen total: V1 + V2 + V3 + V4 + V5 + V6 + V7 = 127,375 m3.
9 Superficie total: V total / 2,5 m = 50,95 m2.
3.5. Normativa de aplicación en la estimación de necesidades energéticas
En España, las necesidades energéticas pueden variar del Norte (más frío) al Sur (más caluroso), por lo que el rendimiento debido al emplazamiento de la instalación puede variar con la latitud.
Independientemente de la situación de los paneles solares, ya sea urbana o interurbana, se ha de cumplir una legislación para la estimación de las necesidades energéticas, y continuar el estudio de la viabilidad de la instalación, cumpliendo además las demás exigencias normativas.
El Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE), junto con sus Instrucciones Técnicas Complementarias (ITC), es la base normativa para el desarrollo de las instalaciones solares. Además, se debe cumplir la legislación medioambiental y de seguridad, que se desarrollará en el capítulo correspondiente de este manual.
Las normas UNE en cuanto a necesidades energéticas son:
1 UNE-EN 94002/2004: instalaciones solares térmicas para producción de agua caliente sanitaria. Cálculo de la demanda de energía térmica.
2 UNE-EN ISO 13789/2001: prestaciones térmicas de los edificios. Coeficiente de pérdida por transmisión de calor. Método de cálculo (ISO 13789/1999).
3 UNE-EN ISO 10456/2001: materiales y productos para la edificación.
4 Procedimientos para la determinación de los valores térmicos declarados y de diseño (ISO 10456/1999).
5 UNE-EN 12524/2000: materiales y productos para la edificación. Propiedades higrométricas. Valores de diseño tabulados.
6 UNE-EN 832/2000: comportamiento térmico de los edificios. Cálculo de las necesidades energéticas para calefacción. Edificios residenciales.
7 UNE-EN 832/AC/2000: comportamiento térmico de los edificios. Cálculo de las necesidades energéticas para calefacción. Edificios residenciales.
8 UNE-EN ISO 12241/1999: aislamiento térmico para equipos de edificación e instalaciones industriales. Método de cálculo (ISO 12241-1998).
9 UNE-EN ISO 6946/1997: elementos y componentes de edificación. Resistencia y transmitancia térmica. Método de cálculo (ISO 6946-1996).
4. Factores del emplazamiento
Es necesario el estudio pormenorizado de la colocación de los elementos captadores de la energía calorífica, así como la variación diaria y anual del Sol, que es la fuente de energía aprovechable en las instalaciones.
4.1. Orientación, inclinación y sombras
Las tres variables iniciales que se han de tener en cuenta a la hora de realizar una instalación de aprovechamiento de la energía solar deben ser la orientación de los paneles (ya sean térmicos o fotovoltaicos) respecto al Sol, la inclinación de los paneles respecto a la superficie donde estén situados y las posibles sombras que pudieran presentarse, tanto por edificios colindantes como por los propios paneles cercanos.
En cuanto a la orientación, si se sitúan en el hemisferio norte (Europa, EE. UU., Rusia, Japón, etc.), la superficie mayor debe estar siempre en dirección sur, de forma que se aprovechen al máximo los rayos emitidos por el Sol en la trayectoria de giro rotacional de la Tierra alrededor de él.
Importante
El sur geográfico no coincide con el sur magnético que indica la brújula debido a la inclinación del eje de la Tierra.
La inclinación debe ser tal que a las 12 del mediodía los rayos del Sol incidan perpendicularmente sobre la superficie mayor del panel. De esta forma se aprovecharán las horas previas y las horas posteriores, en las que los rayos van aumentando y disminuyendo su intensidad a lo largo del día.
En las instalaciones urbanas con edificios colindantes, las sombras no permiten que los rayos solares incidan el máximo tiempo sobre los paneles. De igual forma, la sombra propia del panel cercano, debido a una incorrecta inclinación o separación entre ellos, sería perjudicial para la instalación solar.
4.2. Cálculo de orientación óptima
Para conseguir que los paneles aprovechen al máximo la incidencia de los rayos solares, la situación del sur geográfico debe ser lo más exacta posible. No se puede realizar directamente con la ayuda de la brújula, ya que se debe corregir.
Existe un método rutinario pero muy útil para detectar la posición del sur geográfico, ya que esta es la orientación ideal para los paneles situados en el hemisferio norte. Los pasos a seguir son:
1 A las 9 o 10 de la mañana clavar una varilla en el suelo y colocarla verticalmente marcando el extremo de la sombra (punto A).
2 Dibujar una circunferencia con centro en la varilla y con radio en el extremo de la sombra.
3 Cuando por la tarde la sombra se haya desplazado y su extremo caiga sobre el punto de la circunferencia dibujada en el suelo, se marcará (punto B).
4 Uniendo los puntos A y B se obtiene una línea que es paralela al meridiano de la Tierra, que pasa por el Ecuador.
5 Se traza una línea que sea perpendicular a la AB, y esa es la dirección exacta del nortesur geográfico; recta a la que deben colocarse perpendiculares los paneles para conseguir el máximo aprovechamiento de los rayos solares a lo largo
