Simulation of a Solar Collector for Heating Sanitary Water Applied to Low-Income Housing in Colombia

Este artıculo presenta la simulacion y analisis del desempe~no de un sistema de colector solar de placa plana para el calentamiento de agua sanitaria (ACS), aplicado a viviendas de interes social Rural (VISR) en Colombia, utilizando el software System Advisor Model (SAM) desarrollado por el Laboratorio Nacional de Energıas Renovables de EE. UU. (NREL). La investigacion se enmarca en el contexto de la Transicion Energetica Justa, con el objetivo de fomentar el acceso equitativo a tecnologıas limpias en sectores de bajos ingresos. A partir de datos climaticos locales, perfiles de demanda termica residencial y especificaciones tecnicas dec olectores solares disponibles comercialmente, se realizo una serie de simulaciones para evaluar el rendimiento energetico del sistema, su capacidad de cobertura de la demanda de ACS, y su potencial de ahorro energetico frente a sistemas convencionales de calentamiento (gas o electricidad). El estudio se enfoco en un municipio idoneo obtenido por medio del analisis multicriterio.
Los resultados muestran que los sistemas de colectores solares planos pueden cubrir entre el xx y xx de la demanda anual de agua caliente en VIS, dependiendo de la localizacion y del patron de consumo. Asimismo, se identifican factores clave que influyen en el rendimiento del sistema, como la orientacion, inclinacion del colector y volumen del tanque de almacenamiento. El artıculo concluye que la implementacion de esta tecnologıa representa una solucion tecnica viable y socialmente justa, que puede contribuir significativamente a la reduccion del consumo energetico domestico y a la descarbonizacion del sector residencial en Colombia.

This article presents the simulation and performance analysis of a flat-plate solar collector system for domestic hot water heating
(DHW) applied to Rural low-income housing in Colombia, using the System Advisor Model (SAM) software developed by the U.S.
National Renewable Energy Laboratory (NREL). The research is framed within the context of the Just Energy Transition, with the
objective of promoting equitable access to clean technologies in low-income sectors. Using local climate data, residential thermal
demand profiles, and technical specifications of commercially available solar collectors, a series of simulations were performed
to evaluate the system’s energy performance, its capacity to cover DHW demand, and its energy savings potential compared to
conventional heating systems (gas or electricity). The study focused on an ideal municipality obtained through multicriteria analysis.
The results show that flat-plate solar collector systems can cover between xx and xx of the annual hot water demand in affordable
housing, depending on the location and consumption pattern. Key factors influencing system performance are also identified, such
as orientation, collector inclination, and storage tank volume. The article concludes that the implementation of this technology
represents a viable and socially just technical solution that can significantly contribute to reducing domestic energy consumption
and decarbonizing the residential sector in Colombia.