Energía solar pasiva: todo lo que tienes que saber

La energía solar pasiva aún es una gran incógnita para la población. Te contamos todo lo que necesitas saber sobre este tipo de energía y las diferencias que existen con la energía activa.

El consumo energético promedio de los hogares se ha incrementado en un 28% tras el confinamiento sufrido durante la pandemia del Covid-19. Pasamos más tiempo en casa y el consumo de energía se ha disparado en muchos hogares donde el teletrabajo se ha instaurado para quedarse. Actualmente, tenemos la posibilidad de optar por energías renovables, que nos ayudan a avanzar hacia una transición energética más ecológica como la energía solar u otras fuentes de origen no contaminante, ayudándonos a conseguir un ahorro energético y económico en nuestra factura de la luz.

Cuando nos referimos a la energía solar, debemos considerar la existencia de dos modelos de funcionamiento: la energía pasiva y activa. Normalmente, no somos capaces de diferenciar estos dos términos y es que la energía solar pasiva todavía es una gran incógnita de la que no se conocen los beneficios que pueden aportar en el consumo eléctrico del hogar.

El incremento por el cuidado del medio ambiente y la lucha contra el cambio climático en los últimos años ha sido bastante notable. Este impacto ha hecho saltar las alarmas en el Gobierno Español y la Unión Europea donde se están tomando medidas que fomenten las fuentes renovables y limpias, dejando atrás los combustibles fósiles, tales como el carbón o el petróleo.

La Unión Europea en su plan para la recuperación de Europa, ya ha establecido acciones para mejorar la eficiencia energética de los edificios, donde las viviendas de nueva construcción deberán estar construidas de tal manera que la eficiencia energética sea alta, produciendo prácticamente la totalidad de energía que será consumida. Este tipo de edificios son conocidos con la nomenclatura nZEB, es decir, edificios energéticos de consumo casi nulo.

España también ha establecido medidas acordes a la línea de Europa. En el Documento Básico de Ahorro de Energía, normativa perteneciente al Código Técnico de la Edificación, se han tomado acciones que permitirán reducir en un 40% el consumo de energía de los edificios actuales.

Las nuevas medidas que se han tomado por parte de las instituciones con respecto a las construcciones de las viviendas, están ligadas con la energía solar pasiva y en el siguiente artículo veremos por qué.

Por ello, te mostramos a continuación qué es la energía solar pasiva, elementos que la componen, beneficios, cómo aprovecharla y ejemplos de aplicación para tu hogar.

¿Qué es la energía solar pasiva?

La energía solar pasiva aprovecha directamente la energía directa procedente del sol sin transformarla. Por tanto, no precisan de ningún dispositivo eléctrico para llevar a cabo la transformación de una corriente a otra y, en su caso, para la acumulación de energía, como sí sucede con la energía activa.

¿Cómo funciona este tipo de energía?

Los elementos que componen la construcción de edificios pasivos, es decir, los muros y ventanas, están creados de tal manera que aprovechan la luz solar de forma directa. Este tipo de edificaciones están diseñadas para cumplir dos funciones. Una de ellas consiste en la captación, almacenamiento y distribución de la energía procedente del sol en calor durante la estación de invierno. La otra función consiste en rechazar el calor que proviene del sol en verano. De este modo, se podrá optimizar todo el calor posible de la vivienda.

Si queremos aprovechar al máximo las oportunidades que nos ofrece la energía solar pasiva, deberemos tener en cuenta factores como el clima de la región porque la temperatura y radiación solar serán muy influyentes a la hora de producir este tipo de energía. Y no solo se puede aplicar a nuevos edificios, también se podrá adaptar a las construcciones existentes, aunque el coste realizado será superior.

Consideraciones básicas de un diseño solar pasivo

Antes de realizar cualquier construcción donde se desarrolle un diseño solar pasivo, se precisa conocer una serie de consideraciones básicas que nos ayudarán a entender el funcionamiento de una manera más exhaustiva. A continuación, enumeramos y explicamos esos componentes que intervienen:

• Ubicación de ventanas y tipo de acristalamiento
• Aislamiento térmico
• Masa térmica
• Sombras

Ubicación de ventanas y tipo de acristalamiento

La ubicación de las ventanas en una vivienda que emplea energía solar pasiva es un aspecto muy importante, así sucede del mismo modo en la orientación e inclinación de placas solares solares donde este factor juega un papel relevante.

¿Cómo se genera energía propia a través de las ventanas? La luz del sol entra por las ventanas gracias al vidrio que permite captar la radiación solar, manteniendo el interior de la vivienda caliente. Pero, también, debemos tener en cuenta las dimensiones de las ventanas, instalando el tamaño adecuado y orientándolas hacia el sur  para conseguir igualar las ganancias y pérdidas de calor sin sobrecalentamiento, ya que pueden obtener calor no deseado en verano y generar pérdidas importantes de calor en invierno. Es importante considerar que durante las temporadas más invernales se genera menos calor, aproximadamente, unas 5 horas. Este equilibrio de pérdidas y ganancias se podrá sostener siempre que la orientación de las ventanas sea la adecuada y se haya escogido el acristalamiento perfecto para su mantenimiento.

Normalmente, las ventanas deberán estar orientadas hacia al sur con una inclinación de 30º, aproximadamente. Si ubicamos las ventanas de gran tamaño al sur, obtendremos mayor energía solar para el interior de la casa. Sin embargo, las viviendas orientadas al norte deberán disponer de ventanas con dimensiones inferiores puesto que no son capaces de absorber la misma cantidad de energía solar como así lo hacen las cristaleras orientadas al sur.

El tipo de acristalamiento es un factor igualmente importante que la ubicación de ventanas. Debemos evitar el acristalamiento excesivo porque podría suponer una pérdida de energía, debido a las pequeñas cargas de calefacción que se originan en las nuevas viviendas.
Gracias al desarrollo tecnológico de ventanas, se han mejorado las propiedades de aislamiento que permiten mantener el calor en aquellas zonas de la casa donde sea necesario, evitando esas pérdidas de energía innecesarias.

Aislamiento térmico

El aislamiento térmico es un factor esencial en las edificaciones de diseño solar pasivo. Interviene como obstáculo al flujo de calor, es decir, mantiene la vivienda caliente reduciendo la pérdida de calor en invierno y disminuyendo el calor en verano para que nuestro hogar se mantenga en un clima fresco y confortable, soportando así las altas temperaturas alcanzadas en esta estación del año. Dicho aislamiento deberá efectuarse en todos los componentes de la construcción, tanto en ventanas como paredes e incluso techos.

Si seleccionamos un mal aislamiento térmico, la pérdida de calor en el hogar podría llegar al 25%-30% en invierno, malgastando de este modo la energía que hemos generado.

Por tanto, cuanto mejor sea el aislamiento, nuestro hogar estará más cálido. En climas más extremos, se deberá realizar un aislamiento superior y en buenas condiciones para evitar fugas innecesarias de calor.

Con el objetivo de evitar esa pérdida de calor, es conveniente que la mayor parte del aislamiento se concentre en el tejado porque es el espacio donde se precisa un mayor control de la temperatura.

Masa térmica

La masa térmica hace referencia al calor que se absorbe a través de paredes, techos o suelos construidos con elementos que tengan la capacidad de absorber energía solar en grandes proporciones como pueden ser las baldosas, de tal manera que se almacena la energía para poder emplearla para uso doméstico. Por el contrario, para conseguir que la vivienda esté más fría en verano, se reduce esa ganancia de calor a través de salientes instalados o haciendo uso de las persianas.

Una buena ventilación externa instalada en los techos de la vivienda permitirá también que el calor se disipe por el interior, sin concentrarse en un área específica ya que el la superficie del techo, siendo la más expuesta al sol, recibe mayor radiación solar que el resto de elementos de la construcción.

Para absorber una mayor cantidad de energía podemos emplear en las construcciones materiales como el ladrillo, hormigón o piedra que permitirán una eficiencia superior que otros tipos de componentes. Por el contrario, si realizamos construcciones con materiales poco robustos o ligeros como la madera, la masa térmica se reducirá y la cantidad de energía generada también. ¿Has sentido alguna vez el calor desprendido al apoyarte sobre piedras en plena naturaleza? Pues el funcionamiento es similar al realizado en una casa solar pasiva porque captan toda la energía posible y progresivamente va soltando el calor que se ha almacenado previamente. El calor que se almacena durante todo el día se distribuye de manera paulatina por todo el interior de la casa para conseguir una temperatura agradable y cómoda durante toda la noche.

Podemos decir que la gran ventaja de la masa térmica reside en la capacidad de mantener la temperatura adecuada, independientemente de la estación del año en la que nos situemos. Su uso adecuado nos ayudará a sacar el máximo rendimiento del sistema solar pasivo, convirtiendo nuestro hogar en un espacio más cómodo y reduciendo de manera notoria los costes de energía. En cambio, un mal uso de la masa térmica podría causar problemas en climas más extremos, reduciendo nuestro confort y eficiencia energética.

Sombras

El factor sombras también es un componente que influye en gran medida en la energía solar pasiva. Las sombras generadas por la vegetación de la zona geográfica afectan a la radiación solar recibida, disminuyendo la luz del sol percibida en verano siendo beneficioso para el hogar. Por otro lado, cuando nos acercamos a las estaciones más invernales, las sombras provocarán un efecto positivo para que no se produzca sobrecalentamiento.

La orientación de la casa es un punto muy importante a tener en cuenta para que las sombras que afectan al edificio funcionen correctamente para percibir la energía solar pasiva correcta y no se originen excesos que disminuyan la eficiencia. El acristalamiento de las ventanas deberá estar orientado al sur para evitar las cargas y el sobrecalentamiento en el invierno.

Las pérdidas de sol pueden llegar a ser significativas si las ventanas reciben sombras de manera continua sin la posibilidad de recuperar de nuevo esa energía. ¿Cómo podemos evitar este problema? Tan solo tendremos que mantener una distancia entre la cornisa y la parte superior del acristalamiento del 50% o, si es posible, del 30% con respecto a la altura de la ventana.

Diferencias entre energía solar activa y pasiva

La energía solar tiene dos formas de emplearse, a través de la energía activa que es la más conocida ya que en este punto se incluye la energía fotovoltaica y térmica, y mediante energía solar pasiva.

Existen varias diferencias entre ambas tecnologías, pero la más importante y característica es que la energía activa consiste en una transformación de energías, convirtiendo la corriente continua generada por la energía solar, en corriente alterna disponible para utilizar en todos los aparatos eléctricos de nuestro hogar. Sin embargo, la energía solar pasiva permite disfrutar directamente de la energía producida por el sol sin haber entrado en ningún proceso de transformación energético. Y esto, ¿a qué se debe? Gracias a los elementos incorporados en la estructura de la edificación se puede aprovechar de una manera más eficiente la energía de la luz solar.

Una vez que ha quedado clara la diferencia principal de ambos tipos de aplicaciones, vamos a enumerar y detallar el resto de diferencias entre la energía solar activa y pasiva:

• La energía solar activa requiere de un dispositivo eléctrico que transforme la corriente continua en alterna y poder así aprovechar la energía solar generada por las placas solares. En cambio, la energía pasiva no necesita de un equipo adicional para realizar dicha transformación.
• Para instaurar la energía solar pasiva es necesario un diseño especial en la edificación, sin embargo, esto no es necesario cuando nos referimos a la energía activa.
• La radiación solar percibida se capta a través de los diferentes elementos que componen la estructura de la casa, tales como las paredes, techos o ventanas. En cambio, la energía activa absorbe la energía solar a través de las placas solares del sistema.
  

Eso sí, ambas se clasifican como energías 100% renovables que ayudan a reducir la contaminación, cuidando al medio ambiente y evitando fuentes de origen contaminante que destruyan el planeta.

Aprovechamiento de la energía solar pasiva en la vivienda

Un buen diseño solar pasivo de una vivienda permite aprovechar la energía para distintas funciones en la vivienda. Principalmente se utiliza para iluminación así como para la producción de agua caliente y calefacción. Gracias a las propiedades del edificio, no precisaremos de dispositivos eléctricos para disfrutar al instante de la energía generada por el sol.

Los materiales pertenecientes a la construcción presentan características distintivas que lograrán un calor uniforme durante todo el año, adaptándose a cada estación del año. Sin embargo, en zonas donde las temperaturas invernales pueden ser más extremas, la energía pasiva actuará de manera complementaria a la energía activa para producir toda la energía necesaria que cubra nuestras necesidades de consumo.

El aprovechamiento de la energía solar pasiva permite:

• Reducción de gasto en las facturas
• Conseguir el mejor confort adaptado a nuestras necesidades
• Mantener la temperatura ideal en cada momento repartiéndose el calor por toda la casa de forma gradual y aprovechando la eficiencia energética que permite este tipo de estructura.
• Disminuir la dependencia de la energía eléctrica externa y aprovechar en mayor medida la luz natural
  
  

Para poder disfrutar o aprovechar el máximo de la energía solar pasiva, es necesario que las casas de nueva creación contengan los elementos necesarios para sacar el mayor partido. Esta tecnología también se podrá utilizar para viviendas ya existentes, pero será necesario llevar a cabo una reforma para incorporar los materiales correspondientes para su utilización, tales como ventanas o paredes. También, deberá tenerse en cuenta el resto de factores que hemos explicado anteriormente como la ubicación de ventanas, el tipo de acristalamiento o el aislamiento térmico.

En conclusión, hemos visto que la energía pasiva podemos aprovecharla tanto para calentamiento como enfriamiento del interior de la casa, como para la iluminación que conducirán hacia un mayor ahorro energético y económico.

Ejemplos de uso de la energía solar pasiva

La energía solar pasiva tiene numerosas aplicaciones para el hogar y, al igual que la energía activa, se tratan de fuentes inagotables y limpias que debemos aprovechar lo máximo posible y que nos aportan beneficios en numerosos aspectos.

A continuación, hemos preparado un listado de ejemplos de cómo utilizar la energía solar pasiva en tu vivienda:

• Calefacción mediante radiadores o suelos radiantes
• Producción de agua caliente
• Energía eléctrica para consumo doméstico: cualquier tipo de aparato electrónico
• Dispositivos de refrigeración como el aire acondicionado
• Agua caliente para piscinas
• Iluminación

Beneficios de la energía solar pasiva

Un material diseñado para producir energía solar pasiva puede conseguir un ahorro energético del 70%. Además de esta gran ventaja, te mostramos cuáles son los principales beneficios que nos puede aportar la energía solar pasiva:

• Coste de mantenimiento reducido. Puesto que no dispone de equipo externo para aprovechar la energía, el mantenimiento requerido será prácticamente nulo.
• Es una energía 100% renovable. No emite gases contaminantes y ayuda a mantener el medio ambiente, además de tratarse de una fuente inagotable que es el sol y podemos disponer siempre de ella.
• Ahorro energético y económico.
• Reducción en el gasto de facturas de luz y gas.
• Compatible con instalaciones de placas solares. De hecho, actualmente, se considera como una tecnología complementaria.
  

Actualmente, la energía solar pasiva se mantiene en continuo desarrollo para mejorar su tecnología y ofrecer su máximo potencial para el consumo en nuestras viviendas. Es una tecnología que coexiste con la energía solar activa y que se implementa cada vez más en edificios y oficinas.

Es cierto que requiere una inversión inicial significativa debido a la incorporación de determinados componentes en la edificación, pero el periodo de amortización será reducido en comparación con los que nos puede llegar a aportar, alcanzando un ahorro energético y económico importante. Además, el coste de mantenimiento es reducido ya que todos los elementos se encuentran en la propia estructura de la casa y no precisa de equipo externo para su funcionamiento.

El aprovechamiento de la energía solar pasiva permitirá mejorar la eficiencia energética y conseguir un mayor ahorro económico, respetando siempre el medio ambiente. Dicho esto, habrá muchas viviendas cuya adaptación a energía pasiva, por ubicación o características, sea complicado, para ellos la opción de paneles fotovoltaicos son una magnífica opción para seguir aprovechando el potencial del sol para operar tu vivienda. En Otovo, podemos ayudarte a estudiar las mejores instalaciones para tu vivienda.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la energía solar pasiva?

La energía solar pasiva es aquella que puede aprovechar de forma directa la luz del sol sin necesidad de producirse una transformación de las corrientes de energía para su uso en el hogar.

¿En qué se diferencian la energía solar pasiva y activa?

La diferencia principal entre la energía solar pasiva y activa es que la primera capta directamente la luz solar, y la segunda necesita de dispositivos eléctricos para transformar la corriente continua de la energía procedente del sol en continua alterna apta para el consumo energético de la vivienda.