La radiación solar puede usarse para proporcionar calefacción, enfriamiento y agua caliente doméstica, aunque en todos los casos debe estudiarse cuidadosamente la conveniencia económica de su aplicación.

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El rendimiento económico sobre la inversión inicial, por ahorro de combustibles y por deducción de impuestos, permite recuperar lo invertido ensistemas solares para agua caliente doméstica en un periodo de 6 a 10 años; los sistemas de calefacción y enfriamiento requieren mayor tiempo.

La ventaja del calor solar es que no cuesta. Por ello, el uso de esa energía abatirá el creciente costo de la energía proveniente de otras fuentes y conservará los combustibles no renovables.

Sin embargo, el uso de la radiación solar tiene bastantes inconvenientes. Por una parte, sólo está disponible cuando sale el sol, y tiene variaciones en intensidad horarias, diarias y climatológicas. Además, la energía recibida por metro cuadrado de superficie radiada es muy pequeña, generalmente inferior a 4 444 Btu/h/m2.

Esta cantidad corresponde a un flujo muy pequeño de energía. Se requieren grandes áreas de colectores solares a fin de obtener suficiente energía para las aplicaciones prácticas y lograr una recuperación razonable de la inversión.

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Los sistema de calefacción o el enfriamiento solares son ventajosos sólo cuando el costo de la energía solar obtenida es menor que el de la producida por métodos tradicionales. En general, el costo de los sistemas solares puede reducirse obteniendo costos iníciales mínimos, tasas favorables de amortización del equipo necesario y créditos gubernamentales sobre los impuestos sobre la inversión.

También ayudarán a mantener los costos bajos un diseño eficaz del sistema de calefacción y una carga térmica continua. Téngase en cuenta que la eficacia de los diseños de los sistemas solares para calefacción o enfriamiento depende de la eficacia de los colectores solares, de la eficiencia de conversión del calor solar a formas más útiles de energía y de la eficacia del almacenaje de esa energía desde que se convierte hasta el momento de usarla.

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El método más simple de captar energía solar consiste en el uso de colectores tipo placas planas. El colector se monta de tal forma que sus superficies planas se mantengan perpendiculares a los rayos del sol para captar la máxima radiación. Este tipo de colectores se usa sólo en sistemas de baja temperatura (21 a 82 °C).

Los colectores de tubos evacuados o de enfoque y concentración generan temperaturas mucho más altas al minimizar las pérdidas de calor y concentrar la luz del sol en una superficie absorbente reducida. Los colectores de tubos evacuados operan en un intervalo de 85 a 120 °C, mientras que los colectores de concentración lo hacen en un intervalo de 120 a 260 °C o más.

Deben tomarse precauciones al diseñar e instalar los colectores solares sobre techos de poca pendiente, para prevenir sobrecargas o deflexiones excesivas de estos últimos. También debe tenerse cuidado de no dañar el techo ni crear condiciones que conduzcan a fallas prematuras de éste o que causen gastos de reparación, mantenimiento o reemplazo.