Eguzki-energia termikoa
Eguzki-energia termikoaz mintzo garenean, eguzki-erradiazioaren berotasunaren aprobetxamenduaz edo erabileraz ari gara. Izan ere, eguzkiaren energia, edozein gai jotzean, endekatu, degradatu egiten da, eta berotasun bihurtzen. Berotasun hori geureganatzean dago eguzki-energia termikoaren gakoa.
Gizakiak betidanik izan du gogoan eguzki-energia termikoa etxea egiterakoan, eta gaur egun ere gero eta arreta handiagoa eskaintzen zaio, bereziki arkitektura bioklimatikoaren alorrean. Etxearen orientazioa, materialek berotasuna hartu eta gordetzeko duten ahalmena, airearen zirkulazioa, erlaitzek udan ematen duten babesa eta abar hartzen dira kontuan horrelakoetan. Hori guztia eguzki-energiaren aplikazio termiko pasiboari dagokio (Ik. arkitektura bioklimatiko). Beste erabilera, aktiboa, da guk hemen zehazki azaldu nahi duguna.
Euskal Herrian ez dugularik energia fosil handirik, baliabide garrantzizkoa dugu eguzki-energia eta bereziki haren alderdi termikoa, urtean aise lor bailitezke 400-500 kWh metro karratuko, hau da, 75 litro gasoliori ateratzen diogun energia, gutxi gorabehera.
Izan ere, energia-kontsumoaren zati garrantzizkoa etxebizitzetan egiten da, eta, gaur egungo bizimoduan, eguneko eta pertsonako 50-60 litro ur bero behar dira, hau da, lau pertsonako familia batean 2.500-3.000 kWh urtean. Etxeko Ur Beroa (EUB) da eguzki-energiaren erabilera nagusia gaur egun. Oro har energia-iturri konbentzionalak erabiltzen dira etxeko ura berotzeko, baina horren zati nabarmena, —urteko beharren % 50-70— eguzki-energiaz berotu liteke inbertsio handiegirik gabe, eta hortik aurrerako energia osagarritzat utzi iturri fosilak. Antzeko erabilera egin liteke, baina emaitza hobeekin, instalazio handiagoetan, hau da, kiroldegi, erietxe, igerileku, industria eta abarretan.
Osagaiak
Eguzki-energiazko edozein instalaziotan, eguzki-erradiazioa jasotzetik kontsumora doan prozesua aztertu nahi badugu, lehenik ikusi beharko dugu nola geureganatu eguzki-energia; ondoren, nola eraman behar dugun lekura; eta hurrena, non eta nola metatu berotasuna, askotan ez baitatoz bat produkzio-unea eta erabiltze-garaia. Atal hauek osatzen dute eguzki-instalazio termiko bat: eguzki-erradiazioaren beroa jasotzeko sistema (kolektorea), berotzen den fluidoaren zirkulazioa eta bero-energiaren metaketa.
Kolektorea
Eguzki-erradiazioa eta ondoriozko berotasuna geureganatzeko hainbat teknika garatu dira aspaldian, baina etxeetarako erabiltzen direnak bi dira, nagusiki:
Kolektore zapala: funtsean, berotegi koxkor bat da, hau da, ongi isolaturiko kaxa bat, kolektorearen euskarri-lana egiten duena, gainean beirazko estalkia duena, eta barnean berotasunaren xurgatzailea bera duena. Beirak eguzki-erradiazioari sartzen uzten dio, baina ez ateratzen, islatutako bero-erradiazioaren uhin-luzera txikiegia baita horretarako. Behin eguzki-erradiazioa sartu ondoren, barnean den kobrezko xafla beltzez margotua jotzen du. Xafla beltz hori berotzen du eguzkiak, eta berotasun hori xafla atzean —hura ukitzen— doan zirkuitu hidraulikoari iragaten zaio, eta, ondorioz, han dabilen fluido bero-eramaileari, dela ura, dela ur/ izotz-kontrako soluzioa (Ik. eguzki-kolektore zapal).
eguzki-kolektore zapalaren osaera
Huts-kolektorea: barnean hutsa egin zaion beirazko hodia da, eta horren barnetik doan tutuan ibilarazten da berotu beharreko fluidoa. Beirazko hodiak metalezko xafla kontzentratzailea eduki ohi du inguruan (maizenik zilindroparabolikoa), inguruetako eguzkia ere hodi horretara zuzentzeko, eta, hartara, erradiazio zuzena nahiz barreiatua ahalik eta hobekien baliatzeko (Ik. huts-kolektore).
Kolektorearen errendimendua
Zer da kolektorearen errendimendua? Hartzen duen berotasunetik gehien bereganatzen duena izango da kolektorerik hoberena; beraz, ongien isolaturikoa, kalitatezko beira duena, burdina gutxikoa, eta margo oneko xafla duena izan behar du.
Kolektore baten errendimendu gorena lortzen da sartzen den uraren tenperatura eta inguruko tenperatura berbera direnean. Hortik aurrera, sartzen den ura beroagoa den heinean, errendimendua jaitsiz doa, sistemaren galerak ere gero eta handiagoak direlako. Adibidez, 80-90 °C-an, kolektore zapalen errendimendua hutsera erortzen da. Beraz, hortik, eguzki-energiaren alorrean erabili ohi den “axioma”: erabilerarik ez, produkziorik ez.
Kolektorearen errendimendua garrantzizkoa izanik ere, parametro fisikoetan begiratuta, askotan ez da izaten garrantzitsuena. Oso kontuan hartzekoa da instalazio osoaren diseinu egokia, kolektorearen mantentze-lana handia ez izatea, iraupen luzea eta, noski, prezio egokia. Bestela, oso kolektore eder-ikusgarriak ipini arren, gerta liteke eguzkitik lortutako kWh bakoitza garestiago ateratzea bestela lortutakoen aldean. 20 urtera begira, kWh-a 3 euro-zentimotan lor liteke instalazio handi samarretan. Nolanahi ere, errendimendua nahikoa handia izan ohi da ongi diseinatutako instalazioan, eguzki-energiaren % 30-50 inguru.
Batzuen eta besteen indar erlatiboa ezagutzeko, aipa ditzagun mota bakoitzeko koleektoreei buruzko datuak: kolektore termiko zapalak, " flat plate" direlakoak 52 herrialdetan egiten dira, eta horretan aritzen dira 244 enpresa; huts-kolektoreak edo "vaccuum tube" direlakoak, berriz, 88 enpresak egiten dituzte, munduko 21 herrialdetan.
Zirkulazioa
Uraren mugimendua, aipatutako zirkuituan, grabitatez nahiz mekanikoki eragiten da. Lehen kasuan, termosifoizko zirkulazioa erabiltzen da. Beroa metatuko duen ontzia eguzki-kolektorea baino gorago ipintzen da, eta eguzkiak berotutako urak, dentsitate txikiagoa duenez, gora jotzen du, ontzira joaten da eta haren behealdean dagoen ur hotzagoari eguzki-xaflaren behealderantz bultza egiten dio. Horrela sortzen den ur-zirkulazioari esker, ura gero eta gehiago berotzen da.
termosifoia
Horrelako zirkuituak duen abantaila nagusia sinpletasuna da, merkea izateaz aparte. Hala ere, instalazio txikietan baino ez da erabiltzen, esan bezala, bero-metagailua kolektoretik gora ipini behar delako.
Instalazioa handixeagoa denean, zirkulazio behartua erabiltzen da. Hau da, zirkulazioa eragiten duen ponpa txiki bat ipintzen da, mekanismo elektroniko batek aginduta. Horrek agintzen dio, energia irabazteko aukera dagoenean, eta orduan soilik martxan jar dadin. Horretarako, argitasun-detektagailuak eta, bereziki, termostato diferentzialak erabili ohi dira.
Zirkulazioarekin batera, bero-trukearen funtzioa ere erabili ohi da, askotan bi zirkuitu erabiltzen baitira, bata eguzki-zirkuitua, primarioa, eta bestea etxeko ur beroarena, sekundarioa. Bero-trukea bero-metagailuan bertan nahiz xaflazko bero-trukagailuan egiten da.
Hotz dagoenean, zirkuitu primarioko ura izoztu egin liteke, eta, ondorioz, hondatu egin litezke, bai tutuak, bai eguzki-kolektoreak berak. Horrelakorik gerta ez dadin, ur horri gehigarri bat botatzen zaio, uraren izozte-puntua –10 eta –15 °C bitartera arte jaitsiarazten duena. Gehigarri hori glikolez osaturik dago nagusiki. Bada beste teknika bat, horrelako arazoak galarazteko erabiltzen dena: drain-back sisteman, energia irabazteko aukerarik ez dagoen aldietan, eguzki-kolektoreetako ura atera egiten da; hartara, ez dago izozteko arriskurik, eta ez da izotzaren kontrako produkturik erabili behar.
zirkulazio behartuko eguzki-instalazio termiko motak
Berotasunaren metatzea
Eguzkitiko berotasuna etxeko ura berotzeko, berokuntzarako, igerilekua berotzeko eta abarretarako erabil genezake. Beraz, berokuntzarako edo igerilekua berotzeko erabiltzen dugunean, ez dago inolako arazorik energia hori eguzkiak eman ahala zuzenean erabiltzeko, eta berdin industriako prozesuetan ere. Etxeko ura berotu behar denean, ordea, produkzio-garaia eta kontsumo-garaia ez dira bat etortzen, eta, hortaz, metatu egin behar da eguzkiak berotutako ura. Ura oso gai egokia da beroa metatzeko, guztiz erabilgarria, merkea eta bero-metatzaile eraginkorra baita. Maizenik, altzairuzko ontzi ongi isolatuak erabiltzen dira ur beroa biltegiratzeko, eta etxebizitzetan aski da, familiaren arabera, 200 eta 500 litro bitarteko ontzia, askotan bero-trukagailuaren lana egiten duena aldi berean.
Laguntza-sistema
Azaldu berri ditugun sistema horietan guztietan, ohikoa da energia konbentzionaldun laguntza-sistema bat ipintzea. Izan ere, jasotzen dugun eguzki-energia ez da jarraitua eta konstantea, eta ezin da erabiltzailea hornidurarik gabe utzi. Horrenbestez, eguzki-instalazioaren atzetik, seriean beti, instalazio konbentzionala jarri ohi da, eguzki gutxiko aldietan edo kontsumo handiko uneetan eguzkiak berotu ezin izan duena osatzeko. Azpimarratu behar da laguntza-sistemak lagundu egin behar duela, ez ordezkatu, sistemak paraleloan ipini izan direnean maiz gertatu izan den bezala.
Bada beste puntu bat, maiz oker erabili izan dena. Izan ere, lehentasuna eman izan zaio etxeko ur beroari, berokuntzaren aurretik. Baina kontuan hartu behar dugu ezen, eguzki-instalazioari etekinik handiena ateratzeko, tenperatura apaleneko erabilerei eman behar zaiela lehentasuna. Beraz, lor dezagun, esaterako, ahal den energia gehiena neguan berokuntzarako (adibidez, zorupeko berokuntzarako askotan aski izango ditugu 26-30 °C joaneko uretan), eta laguntza-sistemak falta dena emango dio gero ur beroari (hor 40-45 °C beharko baititugu, eta, beraz, errendimendu baxuagoz funtzionatuko baitute kolektoreek). Balantze energetikoan, irabazi egingo dugu.
Erabilpenak
Ur beroa
Askotan aintzakotzat hartzen ez bada ere, etxean erabiltzen den energiaren % 20-30 ura berotzeko erabiltzen da. Beraz, berokuntzarekin batera, oso kontuan hartzeko gastua da. Aurreratu bezala, eguneko eta pertsonako 50-60 litro ur bero behar direnez gero, honelako sistema ipintzen denean, 200, 300 edo 500 litroko ontzia ipini behar da. Hauxe da eguzki-energia termikoaren erabilerarik hedatuena, urteko premiarik handienak ase bailitzake eguzkiak, nahiz eta energia konbentzionalaren laguntza ere behar izan, lehen esan dugun bezala.
Berokuntza
Nabarmena da berokuntza behar dugun urte-garaian izaten dela, hain zuzen ere, eguzkiturik urriena; baina, hala eta guztiz ere, urte osorako kalkulu eta dimentsionamendu egokia egin eta eguzkitik erraz lor liteke Euskal Herrian ur bero eta berokuntzarako behar den energia guztiaren herena gutxienez, gaur egun ohikoa dugun isolamendu-mailarekin. Emaitza horiek lortzeko, guztiz komenigarria da tenperatura apaleko berokuntza-sistema erabiltzea, zoru erradiatzailea adibidez. Horren bidez, ongi erabil liteke neguko eguzki-energia. Instalazioaren automatizazio-domotizazioak ere asko laguntzen du errendimenduak hobetzen eta amortizazio-epeak laburtzen. Bereziki interesgarria da berokuntzarako uraren tenperatura kanpoko tenperaturaren arabera doitzea, eta ez barneko termostato huts baten arabera.
eguzki-instalazio termikoa (Usurbil)
Igerilekuak
Osasun-baldintzak direla medio, igerilekuetako uraren hainbesteko bat egunero berritu behar izaten da instalazio publikoetan. Horrek esan nahi du ur bero asko behar dela egunero 26-29 °C bitartean. Zeregin horretarako oso interesgarriak dira eguzki-energia termikozko instalazioak. Izan ere, kasu horretan, aski tenperatura baxua eskatzen zaio eguzki-instalazioari, eta, beraz, oso errendimendu handiz funtziona dezake edozein urte-garaitan.
Igerileku pribatuetan ere, eguzki-energia termikozko instalazioak oso interesgarriak dira, urte osorako erabilera ematen dietelako. Esan nahi baita, ur bero eta berokuntza-beharrak aseta dauden bezain laster, sistemak, automatikoki, eguzki-instalazioko ur beroa igerilekuko ura berotzera bidaltzen du. Ondorioa ere oso argia da: bestela hilabete edo hilabete eta erdiz erabiliko litzatekeen igerileku hori askoz luzaroago erabil litekeela, udaberritik bertatik hasita, urtean zehar.
Industria
Asko dira ur bero ugari behar duten prozesu industrialak: esne-industriak, papergintza, larru-ontzea, piszifaktoriak eta abar. Horietan denetan, uraren lehen berokuntza-lana aise egin lezake eguzki-energia termikoak, nahiz gero sistema konbentzionalen baten laguntza behar. Horrelako prozesuetan ere erabiltzen da, beraz, eguzki-energia termikoa, eta oso energia merkea lortzen laguntzen du, inolako kutsadurarik gabe. Aipatzekoa da, bestalde, prozesu horietan badela azken urteotan eguzki-energiaren konkurrentzia nabarmena: baterako sorkuntza edo kogenerazioa. Prozesu horrek ere baditu errendimendu-abantailak, nahiz eguzki-energia termikoaren garbitasunik izan ez.
eguzki-energia termikoaren bestelako erabilerak
Orain artekoan, eguzki-energia termikoaren “etxebizitzako” alderdiaz mintzatu gara, eta helburua funtsean ur beroa izan da; baina badira eskala handiagoko erabilerak ere. Zenbait lekutan eguzki-energia termikozko instalazio handiak eraiki dira, 'zentralak' nolabait esateko. Horrelakoetan, helburua ez da fluidoaren berotze hutsa, fluidoa berotu eta ziklo termodinamikoari eragitea baizik, azken finean eguzki-erradiazioaren energia elektrizitate bihurtzeko. Hori lortzeko, beti erabiltzen da nolabaiteko kontzentrazio-sistema, dela heliostatoen bidezkoa (Ik. eguzki-dorre), dela kolektore kontzentratzaile paraboliko edo zilindroparabolikoen bidezkoa. Horrela berotutako ur edo olioak turbina-sorgailu multzoari eragiten dio, eta hala lortzen da energia elektrikoa. Aipatutako eguzki-zentralak, oro har, basamortuetan ipintzen dira, leku asko eta eguzkitu handi eta garbia den lekuetan. Hala ere, horrelako sistemak maila txikiagoan ere ari dira ipintzen zenbait lekutan. Funtsean, eguzki-erradiazioa foku batean kontzentratzen duten islagailuz osatuak dira, eta fokuan xurgatutako bero-energiak Stirling motor bati eragiten dio eta elektrizitatea produzitzen da. Horrelako instalazioek duten abantaila nagusia autonomiarena da.
instalazioak, legeria eta laguntzak
2006. urtera arte edo, Euskal Autonomia Erkidegoan eta Nafarroan apurka egin ziren eguzki-energia termikozko instalazioak, erakunde publikoen eta bezero pribatuen eskariari erantzunez. Energiaren Euskal Erakundeak ere modu eraginkor eta zorrotzean lagundu izan du beti energia horren garapenean. Urte horren inguruan, ordea, Eraikinen Instalazio Termikoen Arautegia (gaztelaniaz, RITE – Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios) ezartzen hasi zen Espainian. Garai horretantxe, eta, bereziki, Eraikuntzaren Oinarrizko Arautegia (gaztelaniaz, NBE – Norma Básica de la Edificación) argitaratu zenez geroztik, ezarri zen etxe berri gehienetan iturri berriztagarriak instalatu beharra.
Eztabaidatua izan da arautegi horiek sektorearen benetako garapenean izan duten eragina, eta behar adina zehaztu ote dituzten eraikitzaileei ezarri behar litzaizkiekeen baldintzak, instalatutako sistemak (eguzki-energia termikoa benetan sendotzeko eta hedatzeko balioko badute) berme osokoak izateko. Horren ondorioz, zalantza da ez ote diren alde batera utzi instalazio-mota horien funtzionamendua eta eraginkortasuna bermatzen duten kalitate-neurriak, kostu txikiko sistemen mesedetan. Hala balitz, arriskuan egon litezke eguzki-indar termikoaren Espainiako merkatua eta etorkizuna.
Etorkizuneko joerak
Esandakoak esan, amaitzeko aipa dezagun ez dela erraza, oso ausarta izanik ere, eguzki-energia termikoaren etorkizunak nondik joko duen esatea, eta are gutxiago asmatzea. Nolanahi ere den, azaldutako ur bero instalazioek oso emaitza egokiak eskaintzen dituzte, eta, arkitektura bioklimatikoarekin eta sistemen domotizazioarekin batera, energia aurrezteko eta aldi berean konfort-maila igotzeko aukera interesgarriak dira oso.
Jokin Aldazabal (Euskadi Irratia)