{"id":2891,"date":"2024-07-30T10:51:30","date_gmt":"2024-07-30T08:51:30","guid":{"rendered":"https:\/\/www.atecyr.org\/blog\/?p=2891"},"modified":"2024-07-30T10:51:30","modified_gmt":"2024-07-30T08:51:30","slug":"el-reto-de-la-descarbonizacion-bombas-de-calor-energias-renovables-acumulacion-termica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.atecyr.org\/blog\/2024\/07\/30\/el-reto-de-la-descarbonizacion-bombas-de-calor-energias-renovables-acumulacion-termica\/","title":{"rendered":"EL RETO DE LA DESCARBONIZACI\u00d3N:\u00a0 BOMBAS DE CALOR + ENERG\u00cdAS RENOVABLES + ACUMULACI\u00d3N T\u00c9RMICA"},"content":{"rendered":"\n

Pedro Vicente Quiles<\/em><\/p>\n\n\n\n

Presidente del Comit\u00e9 T\u00e9cnico de Atecyr<\/em><\/p>\n\n\n\n

La definici\u00f3n de los edificios de cero emisiones que aparece en la nueva revisi\u00f3n de la Directica de Eficiencia Energ\u00e9tica de los edificios, tiene muy en consideraci\u00f3n la producci\u00f3n de energ\u00eda in-situ, pero descuida el uso de la energ\u00eda renovable de la red. Aunque se nombra la importancia que deben desempe\u00f1ar los edificios en el funcionamiento de la red, lo cierto es que no se consideran aspectos clave como la flexibilidad, la potencia instalada y la acumulaci\u00f3n de energ\u00eda en la determinaci\u00f3n de la eficiencia de los sistemas t\u00e9rmicos de los edificios.<\/p>\n\n\n\n

La descarbonizaci\u00f3n de los edificios consistir\u00e1, en muchos pa\u00edses, en la electrificaci\u00f3n de sus instalaciones. En el PNIEC se considera que en Espa\u00f1a cerca del 90% de la eliminaci\u00f3n de las calderas de combustibles f\u00f3siles se har\u00e1 mediante su sustituci\u00f3n por bombas de calor. Sin embargo, tal y como se ve en la Figura 1, las curvas de consumo y producci\u00f3n en una vivienda generalmente no coinciden, lo que obliga a que la red deba ser la responsable de trasladar los kWh producidos in-situ a otros usuarios y a suministrar la energ\u00eda que la vivienda necesita cuando no hay autoproducci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Si se considera un balance anual, la instalaci\u00f3n de la Figura 1 tiene una contribuci\u00f3n renovable del 100%, si se hace balance mensual, del 90%, con balance diario ser\u00eda de un 50% y con balance horario, apenas alcanza el 20%. La forma de hacer los balances importa: en este momento, la Certificaci\u00f3n de la Eficiencia Energ\u00e9tica del Edificio considera balance mensual, mientras que la compa\u00f1\u00eda el\u00e9ctrica hace balance horario o cuarto horario. La definici\u00f3n de autoconsumo resulta confusa para el usuario final, que es quien debe decidir si hacer la inversi\u00f3n.<\/p>\n\n\n

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Figura 1.\u00a0 \u00a0Curvas de demanda energ\u00e9tica de una vivienda (azul) y potencia producida por una instalaci\u00f3n solar fotovoltaica (verde). La energ\u00eda producida en un a\u00f1o es igual a la demanda el\u00e9ctrica (kWh).<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Por otro lado, la producci\u00f3n de energ\u00eda el\u00e9ctrica es cada d\u00eda m\u00e1s renovable y en los pa\u00edses mediterr\u00e1neos se emplea cada d\u00eda m\u00e1s la energ\u00eda solar fotovoltaica. De hecho, Espa\u00f1a va por delante en producci\u00f3n fotovoltaica y en algunos momentos, \u00e9sta llega a ser superior al 50% de toda la energ\u00eda producida por el sistema. La Figura 2 muestra la producci\u00f3n de energ\u00eda el\u00e9ctrica en Espa\u00f1a el 8 de mayo de 2024, donde la mancha naranja es la producci\u00f3n fotovoltaica.<\/p>\n\n\n\n

Si se calculan los factores de conversi\u00f3n de Emisiones de CO2<\/sub> (grCO2<\/sub>\/kWhEE<\/sub>), se observa que \u00e9stos cambian a lo largo del d\u00eda, variando de 64 a 112 grCO2<\/sub>\/kWhEE<\/sub> en funci\u00f3n de la contribuci\u00f3n renovable. Una visi\u00f3n realista de la Certificaci\u00f3n Energ\u00e9tica de los Edificios deber\u00eda considerar factores de conversi\u00f3n horarios (al menos, permitirlos en un c\u00e1lculo). De esta forma, se beneficiar\u00edan las instalaciones que sean m\u00e1s amigables con la red.<\/p>\n\n\n

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Figura 2.\u00a0 \u00a0Producci\u00f3n de energ\u00eda el\u00e9ctrica en Espa\u00f1a el 8 de mayo de 2024. A las 14:05 h, la producci\u00f3n fotovoltaica (naranja) fue del 53,8%, la solar t\u00e9rmica (rojo) del 3,7% y la e\u00f3lica (verde) del 11,41%. En total, casi un 70% de energ\u00eda el\u00e9ctrica producida con el sol y el viento.<\/em>\u00a0<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Un ejemplo muy sencillo de bomba de calor con acumulaci\u00f3n, es el de los equipos dom\u00e9sticos de producci\u00f3n de Agua Caliente Sanitaria. Estos equipos se pueden instalar muy f\u00e1cilmente en viviendas, est\u00e1n estandarizados y tienen un funcionamiento muy fiable. La eficiencia de los equipos se mide mediante la norma EN-16.147, que \u00fanicamente tiene en cuenta su comportamiento energ\u00e9tico. Si tenemos en consideraci\u00f3n que, en viviendas, el consumo principal de ACS se produce a primera hora de la ma\u00f1ana y por la noche, los equipos trabajar\u00e1n principalmente en las horas donde no hay radiaci\u00f3n solar.<\/p>\n\n\n\n

La Figura 3, muestra el funcionamiento de una bomba de calor de 2,5 kW con un COP = 3 y un consumo nominal de 0,8 kW. Para una demanda de energ\u00eda diaria de 6 kWh, el equipo funcionar\u00e1 durante aproximadamente 2,5 h. El problema es que, con un control convencional, este consumo se producir\u00e1 principalmente en las horas donde no hay radiaci\u00f3n solar.<\/p>\n\n\n

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Figuae 3. \u00a0\u00a0Consumo el\u00e9ctrico de una bomba de calor de 2,4 kW para aplicaci\u00f3n de Agua Caliente Sanitaria (l\u00ednea azul) para una familia de 4 miembros (6kWh\/d\u00eda, incluidas las p\u00e9rdidas propias). S\u00f3lo el 12% de la energ\u00eda consumida se ha consumido a partir de una instalaci\u00f3n fotovoltaica in situ y el 25% en horario de radiaci\u00f3n solar disponible (de 10 a 18 horas).<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Desde el punto de funcionamiento de la red, ser\u00eda mucho mejor que el equipo tuviera la mitad de potencia t\u00e9rmica y el\u00e9ctrica (kW). Si adem\u00e1s se mejora el control para que funcione en horas de sol y se acumula suficiente energ\u00eda (agua), el funcionamiento puede ser como el mostrado en la Figura 4.<\/p>\n\n\n

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Figura 4. \u00a0\u00a0Consumo el\u00e9ctrico de una bomba de calor de 1,2 kW (COP=3) para aplicaci\u00f3n de Agua Caliente Sanitaria en una familia de 4 miembros (6kWh\/d\u00eda, incluidas las p\u00e9rdidas propias). Equipo con control por energ\u00eda solar.<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

En el caso de la Figura 4 se trata de una bomba de calor ON\/OFF que solamente funciona en horas de sol. El control es sencillo y consiste que permitir que \u00fanicamente funcione entre las 10 y las 20 h.<\/p>\n\n\n\n

Este funcionamiento del equipo, m\u00e1s amigable con la red deber\u00eda ser considerado en la eficiencia energ\u00e9tica del edificio, o en su etiquetado energ\u00e9tico. De hecho, el sistema es eficiente desde el punto de vista de que hace un mejor aprovechamiento de la energ\u00eda solar fotovoltaica que se produce en la red. No se trata \u00fanicamente de optimizar la producci\u00f3n in-situ. Muchas viviendas nunca podr\u00e1n contar con instalaci\u00f3n solar fotovoltaica, pero deben contribuir al funcionamiento del sistema energ\u00e9tico con este tipo de soluciones.<\/p>\n\n\n\n

Si consideramos factores de conversi\u00f3n variables por horas, tal y como se muestra en la Figura 2, se obtendr\u00edan los siguientes resultados:<\/p>\n\n\n\n

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  • En una vivienda sin instalaci\u00f3n fotovoltaica in-situ, las emisiones de CO2<\/sub> ser\u00edan de 182 grCO2<\/sub>\/d\u00eda para el sistema de 2,4 kW y de 128 gCO2<\/sub>\/d\u00eda para el sistema de 1,2 kW con control solar (un 30% menos). La diferencia se produce por utilizar factores de conversi\u00f3n horarios.<\/li>\n\n\n\n
  • En una vivienda con instalaci\u00f3n fotovoltaica in-situ, las emisiones del sistema de 2,4 kW ser\u00edan de 165 grCO2<\/sub>\/d\u00eda para el sistema de 2,4 kW y de 26 gCO2<\/sub>\/d\u00eda para el sistema de 1,2 kW con control solar (un 85% menos).<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    Este mismo razonamiento se debe aplicar para los sistemas de climatizaci\u00f3n: calefacci\u00f3n y refrigeraci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

    Conclusiones<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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    1. El reto de la descarbonizaci\u00f3n pasa por el uso de energ\u00eda solar con bombas de calor y acumulaci\u00f3n t\u00e9rmica para un mayor aprovechamiento solar.<\/li>\n\n\n\n
    2. La Certificaci\u00f3n Energ\u00e9tica de los Edificios y los Reglamentos de Ecodise\u00f1o deben considerar la flexibilidad de funcionamiento de los equipos para que funcionen cuando exista m\u00e1s energ\u00eda renovable in-situ o en la red.<\/li>\n\n\n\n
    3. Independientemente de si el edificio tiene energ\u00eda solar in-situ o no, las bombas de calor deben dise\u00f1arse para un funcionamiento en horas de sol y as\u00ed favorecer la extensi\u00f3n de esta tecnolog\u00eda que principalmente consumir\u00e1 energ\u00eda de la red.<\/li>\n<\/ol>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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