Energías renovables

5 softwares gratuitos para Energía Solar Térmica

28 julio, 2018

Aunque el procedimiento de dimensionado del campo de captadores de una instalación solar térmica no es complejo, sí es cierto que el uso de un software específico facilita enormemente esta tarea que se torna repetitiva, ya que deben realizarse los cálculos para los 12 meses del año.  A continuación se van a presentar brevemente 5 softwares gratuitos que se pueden utilizar con esta finalidad.

Recordemos que el dimensionado de una instalación solar térmica debe comenzar determinando el número de captadores, que son necesarios para garantizar que la instalación proporciona una cobertura solar mínima de las necesidades de energía para calentamiento del agua.

Aunque en las instalaciones fotovoltaicas se puede aplicar el método del mes peor, en las instalaciones térmicas se realiza un cálculo anual, lo que implica repetir las mismas operaciones para los 12 meses del año, cambiando evidentemente la temperatura ambiente, la temperatura del agua de red y la energía solar incidente.

Una vez obtenido el número de captadores que debe instalarse, el resto de componentes de la instalación e incluso la elección del diámetro de las tuberías del circuito hidráulico se efectúa utilizando el valor de la superficie instalada.

Por lo tanto, el uso de un software específico resulta muy cómodo y práctico.  Realizando una búsqueda en internet, se obtienen una gran cantidad de referencias a programas de diversa índole, muchos de ellos, desarrollados por empresas fabricantes o distribuidoras de material para este tipo de proyectos, como Ferrolli, Vaillant, Velux, Salvador Escoda, Saunier Duval, etc., o por distintas entidades gubernamentales a nivel estatal o autonómico.

Algunos de estos programas se presentan a continuación.

1.CHEQ4

Se trata de un programa informático elaborado por el Instituto para la Diversificación y el Ahorro de la Energía (I.D.A.E.), dependiente del Ministerio de Industria Energía y Turismo, y por la Asociación Solar de la Industria Térmica (A.S.I.T.).  Con él es posible verificar que una determinada instalación, previamente dimensionada, cumple con los requisitos establecidos en el documento DB-HE4 del Código Técnico de la Edificación español.

Este software contiene una colección de distintas tipologías de instalaciones que el usuario puede elegir y, tras introducir el resto de datos que definen los componentes que forman parte de ella (captador, depósito, intercambiador, tuberías, etc.), proporciona como resultado la cobertura solar para ACS o para calentamiento del agua de piscinas.  No es por lo tanto un software de dimensionado, sino únicamente de verificación, ya que la instalación debe de estar previamente definida.  Puede descargarse desde el link http://cheq4.idae.es/posts/view/7.

Según se indica en la web de I.D.A.E., “el informe favorable generado por la aplicación será suficiente para acreditar el cumplimiento, desde el punto de vista energético, de los requisitos establecidos en la sección HE4. El no cumplimiento de la contribución solar mínima utilizando CHEQ4 no invalida la posibilidad de demostrar su cumplimiento mediante otros procedimientos”.

Fig. 1. Pantalla de selección de la tipología de la instalación solar térmica a verificar con CHEQ4.


2. ESCOSOL

Se trata de una hoja de cálculo desarrollada en formato Excel (http://www.salvadorescoda.com/sf1/) que permite calcular instalaciones de energía solar térmica, instalaciones de aerotermia y para obtener la etiqueta de eficiencia energética. Ha sido elaborada por la empresa Salvador Escoda S.A., dedicada al suministro de material diverso para instalaciones térmicas, tales como aire acondicionado, ventilación, calefacción, refrigeración y aislamiento.

Inicialmente el usuario debe elegir el tipo de instalación solar que desea diseñar (para Agua Caliente Sanitaria, para Calefacción por Suelo Radiante o para Climatización de Piscinas).  Tras ello, deberán de cumplimentarse los datos necesarios, incluido el modelo de captador elegido y los correspondientes a la demanda energética).  Además de proporcionar la contribución solar anual conseguida, facilita una estimación del coste de la instalación y contiene un apartado en el que es posible realizar el dimensionado de las tuberías de los circuitos primario, secundario y de distribución, incluyendo el vaso de expansión y el electrocirculador.

Se basa en el método F-Chart e incorpora una base de datos de distintos modelos de captadores distribuidos por la empresa, pero también permite utilizar dos captadores genéricos a definir por el usuario.

Fig. 2. Pantalla de inicio de la hoja de cálculo ESCOSOL.


3. ACSOL

En este caso, es un simulador de instalaciones solares térmicas de baja temperatura, disponible en la web de la Agencia Andaluza de la Energía, dependiente de la Consejería de Empleo, Empresa y Comercio de la Junta de Andalucía.

Contempla cuatro esquemas de principio distintos, todos ellos aplicables a edificios multifamiliares: con acumulación centralizada, distribuida, mixta o centralizada con intercambiador individual.  Pero también posibilita el estudio de instalaciones solares para piscinas cubiertas y para preparación de agua para duchas comunitarios (polideportivos, gimnasios, etc.).

Además, va acompañado de un manual bastante completo en el que se aporta información muy detallada respecto a criterios a tener en cuenta para el dimensionado de componentes.  Tal y como se indica “puede utilizase para afinar diseños, estudiar el efecto de cualquier parámetro sobre las prestaciones o comparar diferentes tipologías entre sí. Es también muy interesante como software de prácticas para enseñanza”.


4. TRANSOL

De nuevo, este software no es de dimensionado, sino de simulación; lo que significa que el usuario debe disponer de la instalación predefinida.  Paso a paso, deberán introducirse los datos que vaya solicitando el programa para que, finalmente, realice una simulación de su funcionamiento hora a hora a lo largo de todo un año.  Una vez terminado el proceso, se obtendrán como resultados la contribución solar, el tiempo de funcionamiento de las bombas, energía consumida por ellas, déficit energético, pérdidas energéticas, etc.

Aunque no se trata de un programa gratuito, hemos considerado interesante incluirlo aquí ya que dispone de una versión demo gratuita que permite utilizarlo, aunque con varias limitaciones.

Puede descargarse de la página web del Aiguasol, empresa que ofrece  servicios de consultoría, ingeniería e investigación, orientada a la reducción del impacto asociado al consumo de energía.  Esta herramienta ha sido desarrollada por Aiguasol y por el centro de investigación francés CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment), utilizando como base el cálculo dinámico del motor TRNSYS.

Por su parte, TRNSYS indica en su web que se trata de un entorno de software básicamente gráfico, capaz de simular el comportamiento de sistemas transitorios, como es el caso de los sistemas de energía térmica.


Fig. 3. Pantalla de selección del sistema a simular de TRANSOL.

 

5. SEAS_ST

En los cursos que se imparten en SEAS relacionados con la Energía Solar Térmica, se pone a disposición de los alumnos una sencilla pero práctica hoja de cálculo de carácter eminentemente didáctico, que permite seguir detalladamente el proceso de dimensionado del campo de captadores de una instalación:

-Introducción de los datos de demanda de agua caliente (ACS).

-Determinación de las pérdidas de energía debidas a inclinación, orientación y sombras.

-Estimación de la superficie captadora para el cumplimiento de los requisitos del Código Técnico

de la Edificación (CTE).

-Obtención de la contribución solar y del déficit energético.


Fig. 4. Pantalla de datos de consumos de ACS de la hoja de cálculo SEAS_ST.

Fig. 5. Gráfica comparativa entre las necesidades energéticas y el aporte de energía solar de la hoja de cálculo SEAS_ST.

La ventaja de esta hoja de cálculo frente a los programas anteriores es la posibilidad de ver paso a paso el proceso de cálculo que se realiza, lo que permite ser consciente de los criterios de dimensionado que se van aplicando y acostumbrarse a la metodología a seguir para el uso de cualquier otro software de dimensionado de tipo profesional que se vaya a utilizar.

Puedes consultar todos los cursos y másteres online de Energías Renovables que SEAS imparte en modadlidad online, si estás interesado en conocer más sobre alguna de las tecnologías actuales de este sector.

Luis Carlos Gracia Frauca
Proyectista Instalador Energía Solar
Docente SEAS Área Energías Renovables

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