Para aplicaciones de calefacción solar, los paneles solares de tubos de vacío con efecto de heat pipe son una tecnología sencilla, fiable y de una eficiencia notable. Eso ya nos da tres buenas razones para interesarnos de cerca. En esta guía técnica encontrarás consejos prácticos para su instalación, además de muy buenos trucos.

¡Pero ojo! Tampoco se trata de lanzarse a ciegas a comprar estos paneles. Porque circula mucho consejo cutre sobre esta tecnología procedente de ciertos sitios de clickbait que anuncian rendimientos totalmente fantasiosos y presentan este sistema como una solución milagrosa. Cuando en realidad, estos paneles solares no son adecuados para todas las configuraciones. Por eso mismo nos ha parecido muy interesante elaborar esta guía para separar lo verdadero de lo falso con el objetivo de ayudarte a tomar la decisión correcta.

Heat pipes para principiantes

Para empezar, voy a explicarte claramente cómo funciona un heat pipe. El primer paso es entender que el objetivo principal de un heat pipe es transferir calor. En nuestro caso, la idea es captar el máximo de energía solar en forma de calor para transmitirla a tu sistema de calefacción.

Ahora que están sentadas las bases, así es como funciona: El heat pipe es un tubo metálico que contiene una pequeña cantidad de agua glicolada. Cabe señalar que el glicol sirve únicamente para evitar la congelación cuando hay temperaturas negativas. Y cuando la temperatura dentro del tubo aumenta gracias a la radiación solar, el líquido se evapora y se transforma en gas. Este gas caliente sube después hasta la parte superior del tubo con la ayuda de la presión para transmitir su calor al intercambiador. Una vez terminada esta etapa, el gas se condensa al enfriarse y desciende de nuevo en forma de líquido hacia la parte inferior del tubo. Y este ciclo se repite, una y otra vez; mientras el tubo se mantenga bien hermético y esté expuesto al sol, el proceso sigue funcionando.

Para recordar en 4 pasos simples:

• El líquido se convierte en vapor cuando se calienta.
• El vapor asciende bajo presión y transmite su calor al colector.
• Al liberar su calor, el vapor se condensa.
• Una vez condensado, desciende de nuevo en forma líquida hacia la parte inferior del tubo.

Al final, se puede ver el heat pipe como un medio para capturar el calor y concentrarlo exactamente donde hace falta, es decir, en el punto de transferencia. Y por cierto, los heat pipes no son exclusivos de los sistemas solares. Son bien conocidos por los aficionados a la informática que exprimen sus procesadores mediante overclocking. Pero en ese caso, el papel del heat pipe es evacuar la mayor cantidad posible de calor del procesador para evitar que se queme. Es justo el efecto contrario de lo que nos interesa.

Cómo funcionan los sistemas solares de tubos de vacío con heat pipe

Ahora que ya sabes cómo funciona un heat pipe, veamos con más detalle cómo se organiza el conjunto del sistema.

Primer punto: cada heat pipe está equipado con un absorbedor de radiación solar. Y cuando los rayos solares golpean ese absorbedor, se genera calor que queda totalmente atrapado en el tubo de vacío. La temperatura sube muy rápido en el interior del tubo y el líquido se evapora para transmitir sus calorías a una especie de tetón de cobre situado en la parte superior del tubo.

Para garantizar una estanqueidad perfecta, cada tubo está conectado a un colector térmico por medio de un agujero ciego. Este montaje permite que los tubos calienten de forma independiente el fluido caloportador que circula en el colector. Ese fluido calentado se envía después a un intercambiador de calor colocado dentro de un depósito de acumulación. Y ese depósito conserva el calor para que pueda usarse más tarde en distintas aplicaciones, como calentar tu casa o producir agua caliente sanitaria.

Por lo tanto, se puede considerar ese depósito como una batería térmica. Y como la energía solar no siempre basta para cubrir el 100 % de las necesidades de calefacción a lo largo del año, la mayoría de los depósitos incluyen un segundo intercambiador térmico conectado a una fuente de energía de apoyo de tu elección. Incluso existen depósitos con tres intercambiadores. Pero más que un largo discurso, aquí tienes un buen esquema para que todo quede clarísimo:

Si tus paneles están situados más bajos que tu depósito de acumulación, hará falta instalar una bomba de circulación conectada a sondas de temperatura. Pero tranquilo, el consumo eléctrico de todo el conjunto sigue siendo muy bajo. Junto a este sistema tan extendido, lo ideal sigue siendo un sistema por termosifón porque no necesita circulador ni sensores. Pero eso supone que tu depósito esté situado más alto que tus paneles solares, lo cual por desgracia no siempre es posible.

Lee esto con atención antes de invertir en un sistema de calefacción solar

Antes de hablar de calefacción solar, es muy importante fijar unas bases. Para empezar, antes de gastar un solo céntimo en una instalación de calefacción solar, asegúrate primero de que tu vivienda esté correctamente aislada. Y si no lo está, mejor empieza invirtiendo en reducir las pérdidas de calor en lugar de malgastar dinero calentando tanto el interior como el exterior. Porque al final, si tu casa está mal aislada quizá necesites, por ejemplo, 10 paneles. Mientras que si el aislamiento es correcto, podrás bajar por ejemplo a 5 paneles para obtener el mismo resultado y además ganar confort gracias al aislamiento.

Segundo punto: la calefacción solar con tubos de vacío funciona realmente bien con sistemas hidráulicos de baja temperatura. Para ello, lo ideal es un suelo radiante que haga circular agua templada por el suelo de tu casa. Es ultracómodo porque el calor es suave y homogéneo. Y puedes ir descalzo todo el año. Es algo realmente agradable. Pero este caso está reservado sobre todo a viviendas que ya están equipadas con suelo radiante hidráulico. De lo contrario, las obras para instalarlo son realmente demasiado importantes. Si vas a reformar, también puedes optar por zócalos hidráulicos de baja temperatura. No son tan eficientes, pero siguen siendo muy eficaces.

Aclararemos ahora algunos mitos de marketing. No, tus paneles solares no van a calentar tu casa a 25 °C en pleno invierno. No, tu factura de calefacción no se va a dividir por 10 como por arte de magia. Pero la realidad sigue siendo muy positiva. En climas templados, aun así puedes conseguir buenos ahorros en primavera y otoño usando únicamente la energía gratuita del sol cuando el tiempo lo permite. Y es exactamente lo mismo para la producción de agua caliente sanitaria. No esperes milagros en invierno, pero puede seguir siendo un pequeño complemento.

PASAMOS ahora a un truco profesional que puede ahorrarte mucho dinero a la hora de comprar un termo solar para agua caliente doméstica:

Consejos clave para una instalación solar térmica exitosa

Muchos instaladores no recomiendan los sistemas de calefacción solar. No porque no funcionen, sino porque pueden producir demasiado calor en verano. Y es obvio que no necesitamos calefacción cuando hace calor fuera. Además, eso puede deteriorar los tubos.

¿La solución? Poner los paneles fuera de servicio durante el verano. Para ello, basta con cubrirlos con una lona de protección, o instalar una persiana eléctrica si los paneles son de difícil acceso. En este tipo de configuración, puede ser sensato dejar uno o dos paneles activos para seguir produciendo agua caliente sanitaria. Es bastante fácil de gestionar, pero implica o bien un coste adicional, o bien un poco de mantenimiento manual. Pero tranquilo, porque existe un truco bien pensado para sortear este problema:

Vida útil, seguridad y mantenimiento

La vida útil de estos módulos solares depende sobre todo de su calidad de fabricación. Pero con un buen sellado vidrio-metal, pueden aguantar fácilmente hasta 30 años en teoría. A partir de ahí, un tubo deja de funcionar si pierde su estanqueidad. Y para detectar fácilmente ese problema, se coloca una fina capa de bario en el fondo de cada tubo. El bario cambia de color cuando se expone al aire. Si eso ocurre, basta con sustituir el tubo. Es tan simple como cambiar una bombilla: se desencaja el tubo defectuoso, se encaja el nuevo en su lugar y todo vuelve a funcionar sin interrumpir el sistema de calefacción. No hace falta ser manitas y, sobre todo, no hace falta vaciar el sistema.

Una de las mayores ventajas de los sistemas con heat pipe es que, aunque uno o varios tubos fallen, los demás siguen produciendo calor sin interrupción. Es cierto que los tubos son algo frágiles de manipular, pero una vez instalados su forma redondeada les da una excelente resistencia a los impactos. En comparación con los paneles planos, resisten mucho mejor el granizo y otros golpes. En cuanto al mantenimiento, un pequeño repaso con un paño de vez en cuando si realmente acumulan demasiado polvo, y listo. Y un último consejo: evita hacer funcionar tu sistema en seco, es decir, sin líquido que absorba el calor. Porque temperaturas excesivas pueden reducir la vida útil de los tubos o incluso destruirlos por completo.

Casos de uso específicos de los paneles solares con heat pipes

Esta guía se centra deliberadamente en el escenario más común: las zonas templadas como la mayor parte de Norteamérica y Europa. Pero en ciertos casos particulares, si vives en una región con más de 200 días de sol al año, la situación puede ser muy diferente.

Por ejemplo, cuando todavía dirigía mi oficina de ingeniería, me encontré con todo tipo de retos específicos porque algunos clientes querían hacer su actividad más ecológica y a la vez lograr grandes ahorros de energía. Recuerdo una misión relacionada con varias empresas agroalimentarias del norte de África que usaban cada día grandes cantidades de agua muy caliente. Y no hace falta decirlo, ese tipo de actividad conlleva facturas energéticas monstruosas. Así que, en ese caso concreto, recomendé paneles de tubos de vacío con heat pipes de alta calidad que permitieron producir agua casi hirviendo prácticamente todos los días con otra fuente de energía renovable de apoyo. Con este concepto, mis antiguos clientes pudieron liberarse de las facturas de energía para calentar el agua y, además, obtener una certificación ecológica.

Otro caso específico: un hotel situado en una región soleada todo el año que pudo amortizar muy rápidamente su inversión produciendo agua caliente sanitaria gracias a paneles de tubos de vacío con heat pipe. Y como bonus, esta acción también le ayudó a conseguir una etiqueta ecológica.

Otra anécdota: un día me contactó el propietario de un inmenso hammam en Marruecos. Gastaba una fortuna cada mes para producir agua caliente y vapor. Y al pasarse a la solar térmica con tubos de vacío, logró reducir su factura energética mensual en un 70 %. ¡Nada mal!

No recuerdo todos los casos, pero hubo una cantidad impresionante en los que la solar térmica pudo reemplazar la leña, el gas, el carbón o la electricidad para calentar agua o producir vapor. Así que, si hablamos de solar térmica de alta temperatura, los paneles de tubos de vacío con heat pipe son claramente la mejor opción en la mayor parte de los casos.

Consejos de instalación y guía de compra

Respecto a la ubicación de los paneles, tienes donde elegir: en un tejado inclinado, en una azotea plana, contra una pared, en el suelo con una estructura de soporte o incluso en versión pérgola. La única regla a respetar es que los paneles solares deben estar siempre orientados al sur para captar el máximo de sol a lo largo del día. Por cierto, hay un punto que aún no hemos mencionado y que representa una enorme ventaja. A saber, que los captadores de tubos de vacío son mucho más eficaces que los paneles planos para captar la luz de la mañana y de la tarde gracias a su forma redonda, que les permite captar plenamente la radiación solar desde todos los lados. Es una capacidad extra que hace que su rendimiento y regularidad sean prácticamente imbatibles.

En cuanto al dimensionamiento de un sistema, puedes jugar con diferentes configuraciones en serie o en paralelo. Es un poco como en electricidad: en serie aumentas la intensidad del calor y en paralelo aumentas el volumen a tratar.

Pero cuidado, porque este tipo de montaje no se improvisa. Antes hay que efectuar cálculos imprescindibles para encontrar el dimensionamiento óptimo. Así que si no sabes de este campo, recurre a un profesional en lugar de fiarte de tutoriales cutres en YouTube. Y en lo que respecta a los proyectos grandes, las oficinas de ingeniería especializadas usan software dedicado para realizar estos cálculos con un nivel de precisión muy alto. En cualquier caso, aquí tienes un esquema para ayudarte a entender cómo funcionan las configuraciones en serie y en paralelo:

Ahora, hagamos justicia: los captadores solares de tubos de vacío fueron inventados por ingenieros chinos en los años 1980. Desde entonces, las patentes han pasado al dominio público. Por eso hoy la mayoría de fabricantes están en China. Pero chino no significa de baja calidad. Como con cualquier otro equipo, todo depende de la marca y de la calidad de fabricación. En otras palabras, existen productos muy buenos y también alguna auténtica castaña. Así que infórmate bien antes de comprar.

Pequeño consejo útil: si encargas los paneles tú mismo, no olvides pedir también algunos tubos de repuesto. Así, si uno o dos se rompen antes de tiempo, no te verás apurado para encontrar un modelo compatible. Y si pasas por un instalador, pídele que te suministre algunos tubos de repuesto. Luego guárdalos en un lugar seguro y de esa forma estarás tranquilo en caso de problema.

Pero que quede claro: instalar un sistema de solar térmica no es un bricolaje de aficionado, porque hace falta verdadera competencia técnica y experiencia. Así que si no es tu campo, olvida los tutoriales de YouTube y recurre a un profesional. Pero no nos engañemos, porque en el sector de las energías renovables también hay gente nada seria. Para encontrar un buen instalador, no te fíes ni de webs bonitas, ni de folletos comerciales, ni de reseñas en Google que pueden ser perfectamente falsas. El buen reflejo antes de contratar es pedirle que te enseñe con tus propios ojos al menos una o dos instalaciones que ya haya realizado. Es totalmente normal y un artesano serio nunca lo rechazará. A partir de ahí, evitarás muchos problemas y podrás avanzar en tu proyecto con tranquilidad.

En conclusión

Los paneles de tubos de vacío con heat pipe son una auténtica alternativa ecológica que ayuda a reducir las emisiones de CO₂ y otros gases nocivos para el clima. Además, están compuestos de materiales reciclables. Así que si crees que esta tecnología puede responder a tus necesidades, no podemos sino felicitarte si consigues llevar tu proyecto hasta el final. Mientras tanto, si tienes preguntas o quieres compartir tu experiencia, no dudes en usar el espacio de comentarios de abajo.

Y como siempre, si te ha resultado útil esta ficha técnica, gracias por apoyar el sitio invitándonos a un café. Piensa también en compartir esta guía en tus redes.