¿Cual es la solución más económica y eficiente para calentar una piscina de unos 30.000 litros?

Lo más eficiente economicamente es sin duda un sistema de aporte solar teniendo en cuenta que una vez realizada la inversión de la instalación, no hay casi coste de mantenimiento o gastos de combustible (coste que incide muchísimo en tema de eficiencia enerética), además los reducidos gastos del mantenimiento ordinario del sistema solar muy sencillos y económicos.

La sugerencia del dimensionado de colectores solares se realiza tomando por bueno el 50% del espejo de agua de la piscina y esta superficie representa la ideal de captación.

Si la instalación se desea aprovechar todo el año el ideal sería almacenar como cojin térmico el 10% del volumen y, en temporadas frías se puede apoyar con una caldera de gas metano con precalentamiento solar de forma que el consumo del gas será el 10% de las necesidades energéticas.

Según la zona de captación y la temporada del año en el aprovechamiento del sistema solar, la inclinación de los captadores cambia significativamente.

A tal propósito puedo ofrecer más sugerencias específicas.

Para cualquier otra duda, cuente conmigo!

La pregunta que planteas es compleja, puesto que son muchos los factores implicados y porque pides una comparación en base a dos factores: eficiencia energética y economía, los cuales no tienen por qué ser coincidentes. Es decir, puedes tener el sistema energético más eficiente, pero puede no ser el más rentable económicamente durante el periodo de tiempo en el cual quieres calcular su viabilidad financiera.

Dicho esto, puesto que los datos de la instalación que planteas son genéricos, te daré una respuesta genérica pero espero que útil.

Lo que debieras hacer sería dimensionar cada una de la instalaciones térmicas que propones (geotérmica, solar térmica, caldera gas, convencional, etc.) para satisfacer una misma demanda térmica anual (la cual dependería del tamaño de la piscina, de sus periodos de uso, temperaturas de consigna, temperaturas ambiente, ubicación, etc.). En el caso de instalaciones solares térmicas debieras tener en cuenta también el cálculo de pérdidas por sombras (te paso un enlace interesante al respecto). Una vez dimensionadas todas las instalaciones habría que pedir precio a instaladores para presupuestar tu fabricación, montaje y mantenimiento.

Tendrías que tener en cuenta también el precio de cada una de las energías primarias con las que trabaja cada tecnología (por ejemplo, si fueras a emplear una caldera de biomasa debieras tener una referencia del coste del pellet a emplear).

Conocido el coste de la inversión a realizar (fabricación y montaje), el del mantenimiento y coste de energía, y establecido un periodo de tiempo común para todas ellas en el cual analizar la rentabilidad, deberías calcular los indicadores de rentabilidad TIR y VAN. Comparando los resultados de TIR y VAN de cada tecnología empleada podrás elegir la más conveniente acorde a este criterio.

El indicador de eficiencia energética habría que hacerlo de una manera similar, pero en este caso comparando el ratio de energía aprovechada entre energía primaria necesaria.

A efectos profesionales el criterio de elección más empleado es sin duda el la comparación de indicadores de rentabilidad.

Para instalaciones solares fotovoltáicas te recomiendo PVSyst. Para el cálculo de instalaciones solares térmicas y su rentabilidad económica recomiendo Kalkener. Para el caso de calderas en sencillo y hay bastante software, aunque los informes de rentabilidad económica generados no son ni de lejos tan buenos como los que generan los dos que te acabo de comentar (en el caso de PVSyst no lo sé pero los de Kalkener son informes de entre 20 y 30 páginas en formato editable).