Descubra a melhor combinação entre diferentes tipos de painéis solares e equipamentos para aquecer água.

Hoje em dia, são cada vez mais aqueles que optam por soluções eficientes e amigas do ambiente na hora de equiparem as suas casas. E uma das grandes tendências entre as famílias portuguesas é a instalação de painéis solares.

Se, até há uns anos, os painéis solares térmicos foram uma solução muito comum, hoje a escolha passa sobretudo pela instalação de painéis solares fotovoltaicos, que lhes permitem produzir energia elétrica para autoconsumo.

Em qualquer das soluções, a energia gerada destina-se, total ou parcialmente, ao aquecimento de águas sanitárias, existindo vários equipamentos para este fim, desde os tradicionais esquentadores a gás até soluções 100% elétricas, como termoacumuladores ou bombas de calor, que são uma solução cada vez mais popular pela sua eficiência e por combinarem na perfeição com os painéis solares.

Neste artigo, comparamos as várias soluções de painéis solares e equipamentos no que toca à utilização da energia solar produzida para aquecer água (e não só).

Dois tipos de painéis para produzir energia solar: térmico e fotovoltaico

Em edifícios residenciais, as duas soluções mais comuns para montar um sistema solar de autoconsumo são os painéis solares térmicos e os painéis solares fotovoltaicos. Passamos a explicar, resumidamente, em que consiste cada uma destas categorias de painéis.

Painéis solares térmicos

Como o próprio nome indica, este tipo de painéis transforma a radiação solar em energia térmica (calor) e destina-se quase exclusivamente ao aquecimento de águas sanitárias. Existem dois tipos de painéis solares térmicos:

• Painel solar termossifão: aproveita a energia solar para aquecer a água que se encontra num depósito instalado junto ao painel, no telhado. Até há pouco tempo, era a solução mais comum, apesar de ser relativamente pouco eficiente, já que existe muita perda de calor devido à exposição do depósito ao exterior.
• Painel solar de circulação forçada: é bastante semelhante ao termossifão, mas ao invés de ter o depósito instalado no telhado, junto ao painel, o depósito é colocado no interior da moradia, gerando menor perda de calor. É possível acoplar este sistema com outro equipamento de produção de água quente (como um esquentador), ou até mesmo usar um equipamento elétrico de aquecimento de água como depósito (por exemplo, um termoacumulador ou bomba de calor), em vez de ter um depósito dedicado apenas para guardar a água quente.

Os painéis solares térmicos tendem a ser mais baratos, mas também muito mais limitados, uma vez que a energia térmica gerada só pode ser utilizada para aquecer águas sanitárias.

Painéis solares fotovoltaicos

Por outro lado, os painéis solares fotovoltaicos produzem eletricidade, em vez de produzirem apenas calor. Isto significa que, para além de alimentarem os equipamentos de aquecimento de água, podem alimentar os vários equipamentos elétricos de uma casa.

Estes painéis fotovoltaicos são constituídos por células solares de silício que captam a luz solar e a transformam em eletricidade. Para que a eletricidade produzida possa ser utilizada pelos vários equipamentos domésticos, é necessário um conversor de corrente, um gerador e um quadro elétrico. A todo este conjunto dá-se o nome de sistema fotovoltaico.

Os sistemas fotovoltaicos são cada vez mais uma aposta de muitas famílias portuguesas, já que são a solução mais versátil, permitindo produzir eletricidade para abastecer os equipamentos de toda a casa, e gerar poupanças mais significativas na fatura de energia.

Equipamentos para aquecer água que pode combinar com energia solar

A energia produzida pelos painéis pode ser, depois, utilizada para o aquecimento de águas sanitárias, através dos equipamentos próprios para o efeito. Existem vários tipos, a gás ou eletricidade, que têm diferentes especificidades e que podem ser combinados com diferentes soluções de energia solar.

Equipamentos a gás

Aqui estão incluídos os esquentadores e as caldeiras, que podem funcionar a gás natural ou gás propano.

O gás natural é um combustível fóssil que, nos últimos anos, tem sido o mais escolhido pelos portugueses, pela facilidade de instalação, segurança (em comparação com o gás propano) e preço. Contudo, depende da disponibilidade de rede que, embora cubra já uma área considerável do país, ainda não está disponível em todo o território nacional.

Por outro lado, o gás propano é um produto derivado do petróleo, obtido através de complexos - e dispendiosos - processos de refinação. A estes custos somam-se, ainda, as despesas de transporte, que tornam o gás propano cerca de 50% mais caro que o gás natural.

Os equipamentos a gás para aquecimento de águas sanitárias mais comuns são:

• Esquentadores: são aparelhos de aquecimento instantâneo, que são ativados pela abertura da torneira de água quente, sendo que a água é aquecida no momento através do calor libertado pela combustão do gás – o que pode levar a que a água por vezes demore a aquecer. Os esquentadores são os tipos de equipamento mais tradicional nas casas portuguesas, embora venham a perder terreno para as soluções elétricas, sobretudo para quem não tem acesso à rede de gás natural.
• Caldeiras a gás: podem ser caldeiras tradicionais ou de condensação e, para além do aquecimento de águas, podem também ser conjugadas com sistemas de aquecimento central. Estes equipamentos são compostos por um depósito de água e possuem um queimador para combustão do gás - que irá aquecer a água do depósito e libertar vapor para os circuitos de aquecimento. Dado o consumo elevado de gás, esta solução tipicamente só é viável do ponto de vista económico se a casa for abastecida a gás natural.

No que respeita ao aquecimento de água, estes equipamentos a gás apenas podem ser combinados com painéis solares térmicos – já que os fotovoltaicos produzem eletricidade, que não é usada neste tipo de equipamentos. Para além disso, alguns esquentadores mais antigos (os não termostáticos) precisam de um módulo solar para poderem ser ligados ao painel solar térmico, o que pode acarretar custos adicionais.

É ainda importante recordar que estes equipamentos são menos amigos do ambiente, já que o gás, tanto no processo de extração como de combustão, tem impactos ambientais mais significativos.

Equipamentos elétricos

Cada vez mais pessoas optam por equipamentos elétricos para aquecer água, seja pelo facto de não terem acesso à rede de gás natural, como também por uma questão de segurança. Sem esquecer que são soluções mais sustentáveis do ponto de vista ambiental.

Aqui estão englobados os termoacumuladores - inteligentes e híbridos – e as bombas de calor. Estes equipamentos podem ser conjugados tanto com painéis solares térmicos, como com fotovoltaicos, sendo uma excelente solução para usar a energia produzida. Quando combinados com os térmicos em circuito fechado, os equipamentos funcionam apenas como depósito da água aquecida pelos painéis.

Importa perceber sucintamente as diferenças entre cada um destes equipamentos elétricos

• Bombas de calor: as bombas de calor são utilizadas para o aquecimento de águas sanitárias e funcionam um pouco como o ar condicionado: o ar exterior entra na bomba de calor e aquece um circuito interno que faz subir a temperatura da água até 62ºC. É, seguramente, a solução mais eficiente para aquecer água em casa – chega a ser três vezes mais eficiente e económica do que os esquentadores e termoacumuladores convencionais uma vez que absorve totalmente a energia gerada pelos painéis solares. Isto garante, não só, uma casa energeticamente mais eficiente, como também uma maior poupança na conta da luz ao final do mês.
• Termoacumuladores híbridos: os termoacumuladores híbridos combinam a tecnologia dos termoacumuladores inteligentes com a das bombas de calor. Conseguem alternar entre a resistência elétrica e a bomba de calor, garantindo a eficiência, ou até mesmo utilizar as duas para aumentar a eficácia do aquecimento de água. Menos eficientes do que as bombas de calor, já que consomem mais energia, os termoacumuladores híbridos, conjugados com painéis solares, não deixam de ser uma boa alternativa para o aquecimento de águas: quando comparados com os termoacumuladores tradicionais, os híbridos oferecem uma poupança de cerca de 50%.
• Termoacumuladores tradicionais: também conhecidos como cilindros, os termoacumuladores são reservatórios de água quente pronta a usar. São os menos eficientes e os que menos vantagens trazem na conjugação com os painéis solares, uma vez que os consumos são mais altos e menos regulares que os dois equipamentos anteriores. Ainda assim, os novos termoacumuladores inteligentes já conseguem adaptar o seu funcionamento às rotinas de utilização da água, podendo originar poupanças até 15% no consumo energético.

Qual a melhor solução?

Se só pudéssemos sugerir uma única solução, a resposta seria simples: juntar painéis solares fotovoltaicos com bomba de calor é a solução mais eficiente. Contudo, existindo várias combinações possíveis, a resposta a esta questão irá obviamente depender de uma série de fatores, nomeadamente:

• Se já tem painéis solares instalados – e se tiver, qual o tipo de painéis que dispõe
• Se tem acesso à rede de gás natural
• O espaço disponível para instalação de equipamentos
• A disponibilidade financeira para investir

Como ponto de partida, é fundamental perceber que os painéis fotovoltaicos são muito mais versáteis que os térmicos e que, do ponto de vista global, trazem maior poupança, já que produzem eletricidade para toda a casa. No entanto, se já tiver painéis térmicos instalados, é natural que os queira manter; nesse caso, poderá ser recomendável avaliar o melhor equipamento de aquecimento de água para conjugar com os seus painéis.

Para ajudar a fazer a melhor escolha, deixamos as quatro soluções que nos parecem mais adequadas a diferentes perfis.

1. Painel Solar Fotovoltaico com Bomba de Calor

Se a sua preocupação é a eficiência energética, então a melhor solução possível é combinar painéis fotovoltaicos com bomba de calor. Isto porque a bomba de calor tem o melhor consumo possível da energia gerada pelos painéis solares fotovoltaicos, deixando ainda bastante energia para ser usada em casa por outros equipamentos.

No gráfico abaixo ilustramos, para uma família tipo de três pessoas, a produção de energia gerada por uma solução de três painéis solares, comparada com o consumo da bomba de calor.

É possível verificar que, ao ter um consumo bastante baixo e regular, a bomba de calor absorve na perfeição a energia solar produzida pelos painéis fotovoltaicos.

Apesar de o investimento inicial para a instalação destes equipamentos ser significativo, a verdade é que a redução na fatura da eletricidade é imediata e, em pouco tempo, recupera o valor investido.

Principais vantagens:

• Máxima eficiência e poupança
• Melhor racionalização de energia
• Com os painéis fotovoltaicos consegue produzir energia para o resto da habitação
• É uma solução que implica pouca manutenção
• É uma boa alternativa para a certificação energética dos edifícios novos
• Retorno do investimento mais acelerado

Principais desvantagens:

• Necessário espaço para instalação dentro e fora da habitação

A quem se destina esta solução?

• Pessoas que procurem a máxima eficiência energética
• Casas que não tenham painéis solares térmicos instalados
• Moradias com espaço disponível no telhado para instalar painéis fotovoltaicos
• Moradias com espaço interior para instalação da bomba de calor
• Se já tiver painéis fotovoltaicos, esta é a solução perfeita

2. Painel Solar Fotovoltaico com Termoacumulador Híbrido

Esta combinação é bastante idêntica à anterior. No entanto, dado que o termoacumulador híbrido é menos eficiente do que a bomba de calor, a poupança será inferior e a energia que ficará disponível para os restantes equipamentos da casa será menor. Ainda assim, é uma excelente solução.

A única vantagem face à bomba de calor tem a ver com o preço do equipamento, que é ligeiramente mais barato.

3. Painel Solar Térmico (termossifão) com Esquentador a gás natural

Caso já tenha painéis térmicos instalados e se tiver acesso a rede de gás natural, pode ser interessante conjugá-los com um esquentador eficiente.

Nos períodos de verão, em que os dias são mais compridos, os painéis térmicos aquecem a água no depósito e o consumo de gás é residual, o que pode gerar poupanças significativas. Nos meses de inverno, a necessidade de recorrer ao consumo de gás natural será maior mas, sendo uma energia muito mais económica do que o gás propano ou butano de garrafa, permite consumos relativamente eficientes e económicos.

Principais vantagens:

• Solução madura, com forte implantação no mercado
• Menor investimento
• Solução padrão para certificação energética (edifícios novos)

Principais desvantagens:

• Maior manutenção
• Maior risco de infiltrações
• Apenas fornecimento de energia térmica (exclusivo para aquecimento de água)
• Retorno de investimento mais lento

A quem se destina esta solução?

• Moradias que já tenham painéis solares térmicos instalados
• Casas com acesso à rede de gás natural
• Moradias com espaço disponível no telhado para instalar painéis térmicos
• Famílias com consumos energéticos baixos

4. Painel Solar Térmico (circulação forçada) com Bomba de Calor

Se já tiver painéis solares térmicos e a sua casa não tiver gás natural (muito mais barato que o gás propano ou butano), o melhor é apostar num equipamento elétrico para servir de depósito à água aquecida pelos painéis solares térmicos. Neste particular, a bomba de calor é, uma vez mais, a solução ideal por ser a mais eficiente de todas.

Principais vantagens:

• Solução madura, com forte implantação no mercado
• Elevada eficiência energética no aquecimento de água

Principais desvantagens:

• Maior manutenção dos painéis térmicos
• Maior risco de infiltrações
• Apenas fornecimento de energia térmica (exclusivo para aquecimento de água)
•  Necessidade de espaço no interior da habitação para instalação da bomba

A quem se destina esta solução?

• Moradias que já tenham painéis solares térmicos instalados
• Casas que não tenham acesso à rede de gás natural
• Moradias com espaço disponível no telhado para instalar painéis térmicos
• Moradias com espaço interior para instalação da bomba de calor

Descubra qual a combinação ideal entre os vários tipos de painéis solares e os equipamentos para aquecer a água, tornando a sua casa mais eficiente e confortável.