Suscríbete
Suscríbete
Nuevas tecnologías

Hibridación de bomba de calor fotovoltaica

Por José J. Arboledas | Responsable de Formación y Proyecto Especiales | Keyter
CHILLER ENFRIADORA PLACAS FOTOVOLTAICAS HOLANDA KEYTER
Procesos que pensábamos inviables mediante BdC hace no tantos años ahora son totalmente viables.
|

Si hablamos de energías renovables, no cabe duda de que los primeros conceptos que aparecen en nuestra cabeza son la energía solar térmica y la fotovoltaica. Otras como la eólica, la geotérmica o la mareomotriz, aunque también las conocemos, quedan en un segundo plano


Tradicionalmente las dos primeras han sido las reinas de la renovabilidad. La que seguro que no aparece, salvo para los que estamos iniciados en este mundo de la climatización, es la generada por la Bomba de Calor (BdC).


La última modificación del Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE) así lo avala, considerándola parcialmente renovable. Este nuevo concepto de BdC como energía parcialmente renovable debe ser alimentado para que en el futuro cercano sea común su uso. En este artículo vamos a analizar, solo por encima, cómo hacer que el concepto BdC parcialmente renovable sea cada vez menos parcial.


FOTOVOLTAICA KIN KWE 6150R PACIFICA


Ambas hibridaciones, solar fotovoltaica y solar térmica, son ya un hecho

Hasta ahora, ninguna de las anteriores energías renovables es capaz de ser, por ella sola, la solución definitiva, por lo que tomamos como fuente renovable un mix de las anteriores, y alguna otra, para hacer que nuestro consumo energético diario sea más renovable. Si miramos datos de Red Eléctrica Española, nuestro consumo energético eléctrico está formado por un 42,75% de ese mix de energías renovables


Pero ¿y si a ese mix le sumamos la BdC? ¿Qué ocurre si hibridamos energías térmicas, fotovoltaicas y BdC? Pues que obtenemos, dependiendo de la instalación, una combinación muy muy cercana a lo que podríamos considerar totalmente renovable.


Imaginemos que consiguiéramos climatizar nuestros edificios de esta forma, que elimináramos de la ecuación un 40 o un 45% del consumo actual eléctrico. Las cosas empezarían a cuadrar. Las emisiones bajarían, el consumo de Energía Primaria No Renovable caería y nuestra dependencia de otras fuentes, hasta ahora consideradas no verdes, desaparecería.


Esta hibridación se puede hacer en tres vertientes, climatización, generación de ACS e industria.


Climatizacion + solar fotovoltaica

Esta combinación es sencilla de entender porque simplemente con conectar un campo solar fotovoltaico a una BdC no bastaría. Se complica un poco ya que el funcionamiento de la BdC debe ser variable en función de la producción del campo fotovoltaico. Pero ese problema ya está superado dado que la Reglamentación de EcoDiseño nos ha enseñado a regular haciendo los equipos completamente Inverter.


La penetración de la BdC en la industria es muy profunda 

Los compresores se pueden regular mediante variadores de frecuencia, de forma que su funcionamiento, y por tanto la potencia frigorífica, queda totalmente a merced de nuestras premisas.


En la expansión, las válvulas electrónicas controlan perfectamente la evaporación en función de los vaivenes del compresor. Los tiempos de reacción son muy bajos y por tanto el equipo es muy adaptable.


Los ventiladores hace tiempo que ya eran casi invertir; en la actualidad lo son, por lo que su funcionamiento también se acopla a cada estado de funcionamiento.


De esta forma tenemos un conjunto totalmente modulable. Por tanto, podemos hacer que el sistema de BdC se adapte completamente a la producción fotovoltaica y, en caso de necesitarlo, que se alimente de la red eléctrica. De aquí nacen los conceptos de Instalación en Isla, solo se alimenta del campo solar fotovoltaico, o Conectada a Red, ayudándose de ella cuando la irradiancia sea baja. Incluso el campo solar fotovoltaico, en media estación o en días de poca carga térmica puede ceder esta producción eléctrica a la red. 


Podríamos trabajar como un District Heating eléctrico, contra otros edificios o contra otras instalaciones del edificio. Si gozamos de baja carga térmica, nuestro alumbrado podría ser alimentado por el campo fotovoltaico y todo quedaría en casa.


Otra forma sería acumular electricidad mediante baterías. Es completamente posible, pero encarece muchísimo la solución… ¿Y si acumulamos en cambio de fase? Esta tecnología ya existe, o casi. Conseguir acumular energía eléctrica en una sustancia que cambie de fase y que luego devuelve esa energía al sistema suena casi a ciencia ficción, en poco tiempo será solo ciencia, sin nada de ficción.


En este escenario, Keyter ha desarrollado software de gestión que controla este consumo mediante seguimientos muy precisos de la producción fotovoltaica que generan estados de funcionamiento óptimos dentro de la BdC. Que un equipo sea alimentado por fotovoltaica implica que debe ser altamente eficiente, en caso contrario lo ganado por un sitio se pierde por el otro.


Cada uno de los regímenes de funcionamiento del equipo deben ser adaptativos, adelantarse a la tendencia de la generación. Para esto contamos con antiguos conocidos, los sistemas PID, que nos facilitan el camino para generar estos estados eficientemente energéticos.


Acs + solar fotovoltaica + solar térmica

La segunda vuelta de tuerca es la generación de ACS, para su uso humano o como agua caliente para calefacción. Si ya sabemos como alimentar una BdC mediante fotovoltaica, ahora tenemos que enseñarle que la temperatura del agua de entrada es variable, agua de red o agua de calefacción. Así conseguiremos un equipo que necesita comprimir menos ya que el primer escalón de temperatura del agua lo da el campo solar térmico. 


En el caso de agua de red a 10-12ºC, podríamos subir esta temperatura hasta los 45-50ºC fácilmente, con lo que el objetivo está casi conseguido. En calefacción, con estas temperaturas también podríamos trabajar y con radiadores de baja temperatura, sin problemas. La dificultad de esta hibridación es la poca producción de ACS del campo solar térmico, pero ese primer escalón está conseguido, y no es poco.


El uso de calderas de gas natural queda relegado a un segundo plano o casi con tendencia a desaparecer 

La realidad es que, en ciertas ubicaciones, la BdC solo entraría como energía auxiliar. El primer paso lo realizaría el campo solar térmico y en caso de ser necesario la BdC ocuparía el puesto de la tradicional caldera, pero con el pequeño gran detalle de ser renovable.


Ambas hibridaciones, solar fotovoltaica y solar térmica, son ya un hecho. Ya existen paneles solares térmicos en el mercado que combinan ambas tecnologías, como Abora Solar. Son fotovoltaicos y térmicos, con lo que el espacio en cubierta es menor, o energéticamente bien mirado, con la misma superficie generamos el doble. Otra ventaja de este tipo de paneles es que el paso de agua por ellos refrigera, o por lo menos capta, parte del calor que baja el rendimiento de la generación fotovoltaica. Este punto es importante: los paneles fotovoltaicos pierden mucha eficiencia cuando alcanzan altas temperaturas, lo que no es deseable, esta “refrigeración” optimiza el rendimiento completo del sistema.


En este sentido, Keyter ha desarrollado equipos que usan también este tipo de panel dual con excelentes prestaciones para la producción tanto en ACS como de calefacción, así como de forma combinada.


Industria + solar fotovoltaica + solar térmica

El siguiente escalón pasa por la industria, donde los consumos hoy en día son más elevados. Antes las exigencias eran más bajas, actualmente las exigencias de un proceso industrial son muy elevadas. La producción industrial no se puede parar por el paso de una nube, por lo que el funcionamiento en Isla no es posible. 


La hibridación se puede hacer en tres vertientes, climatización, generación de ACS e industria 

¿Como se puede vencer este problema?: acumulando en alta temperatura. Hay que ver los depósitos de inercia como acumuladores energéticos, no como acumuladores de agua caliente de uso directo. Con inercias suficientemente altas podemos conseguir que el funcionamiento de la BdC sea estable en estados de funcionamiento muy eficientes y, por tanto, la producción, energéticamente hablando, barata.


No solo conseguimos esto. Los nuevos refrigerantes nos dan la posibilidad de generar agua caliente a 90ºC, o incluso vapor a 120ºC, por lo que la penetración de la BdC en la industria es muy profunda. Procesos que pensábamos inviables mediante BdC hace no tantos años ahora son totalmente viables. Por ello, el uso de calderas de gas natural queda relegado a un segundo plano o casi con tendencia a desaparecer.


Este es el horizonte que vemos desde Keyter, la completa eliminación del consumo de energías primarias no renovables mediante equipos hibridados y aún así ofreciendo mayores prestaciones que los sistemas tradicionales.  


No cabe duda de que el camino solo se ha empezado, las nuevas tecnologías en compresión con envelopes extendidos dan mucho margen de maniobra para conseguir las altas temperaturas necesarias en agua caliente.


El uso de nuevos refrigerantes, como el propano, abre una nueva gama de BdC que posibilitarán este objetivo. Con el añadido de ser de muy bajo PCA (GWP – 3), lo que lo hace perfecto y duradero en el tiempo ante las nuevas exigencias en aspectos medioambientales.



Artículo elaborado por José J. Arboledas | Responsable de Formación y Proyecto Especiales | Keyter


Comentarios

Edificio pantallazo
Edificio pantallazo
Fegeca Directiva EPBD

Este artículo nos ofrece un interesante análisis de la nueva Directiva de Eficiencia Energética en los Edificios (EPBD), de la mano de Asier Dobaran, miembro de la Comisión Técnica de FEGECA.

Saltoki donación
Saltoki donación
Saltoki acción social

Los clientes de Saltoki han entregado 16.254 euros a 'Niños contra el cáncer', el programa de la Clínica Universidad de Navarra que canaliza el compromiso social de empresas, instituciones y particulares...

Webinars AFEC FENIE
Webinars AFEC FENIE
Afec Fenie bomba de calor Formación instaladores

FENIE y AFEC se han unido para destacar el papel crucial de las empresas instaladoras eléctricas en la implementación y desarrollo de la bomba de calor.

Captura de noti cluster
Captura de noti cluster
Bioduct Swegon Keyter Infiltro Airzone movimientos empresariales

El Cluster IAQ suma entre sus asociadas la integración de cinco empresas referentes en el ámbito de la calidad del aire interior: Airzone, Bioduct, Infiltro, Swegon y Keyter.

Daitsu Sónar
Daitsu Sónar
Daitsu patrocinios

Daitsu cumple 20 años con un conjunto de acciones y experiencias inéditas dirigidas a fortalecer la conexión con el consumidor. Con esa premisa, se une como patrocinador oficial al festival Sónar 2024.

Toshiba Daiseikai 2
Toshiba Daiseikai 2
Toshiba aire acondicionado refrigeración calefacción

Toshiba Air Conditioning presenta el Daiseikai 10, que ofrece sostenibilidad, diseño elegante y rendimiento al confort doméstico en Europa, una elección idónea para propietarios concienciados con el medio ambiente.

Italsan curso polipropileno
Italsan curso polipropileno
Italsan Formación instaladores tuberías plásticas

Italsan pone a disposición de las empresas el curso 'Sistemas de tuberías y accesorios de polipropileno (PP-R)' en Instalcampus, la plataforma de formación on line en en el sector de las instalaciones.

BigMat balance
BigMat balance
BigMat distribución puntos de venta construcción bricolaje

BigMat facturó 1.450 millones de euros en 2023, un 14% más que en 2022 y consolida su estrategia de crecimiento y refuerza su posición en el sector al cerrar el año con más de 1.000 puntos de venta.

Keyter MCE 2024
Keyter MCE 2024
Keyter refrigeración Ferias bombas de calor R290

Keyter participó con una gran acogida en MCE 2024, donde presentó su gama de bombas de calor de alta eficiencia y refrigerante natural R290, propano, en Mostra Convegno Expocomfort, celebrada Milán.

 

ACI AEDICI
ACI AEDICI
ACI AEDICI ingeniería de instalaciones consultores de instalaciones acuerdos

Aci y Aedici se reunieron en Madrid para firmar un convenio de colaboración. Esta unión estratégica tiene como objetivo trabajar  en actuaciones conjuntas en temas de interés para el sector que ambas representan.

LG aerotermia hibrida
LG aerotermia hibrida
LG aerotermia hibridación calefacción refrigeración ACS VRF

LG apuesta por la aerotermia híbrida como solución de climatización que favorece el ahorro y la eficiencia energética, estando testada y siendo aplicable en cualquier tipo de climatología por sus rendimientos. 

Clima Noticias
NÚMERO 250 // 2024

Empresas destacadas

REVISTA