Proyecto Híbrido: Agua caliente sanitaria y electricidad

Autor: Antonio J. Martín

Autor: Antonio J. Martín

Departamento de I+D+i de Efitherma

Proyecto Híbrido: Agua caliente sanitaria y electricidad

Autor: Antonio J. Martín

Autor: Antonio J. Martín

Departamento de I+D+i de Efitherma

Objetivos del proyecto

Nuestro objetivo es dar el impulso que merece a un producto que aprovecha las condiciones de nuestro entorno. Por consiguiente, contribuimos con eficiencia, ahorro energético y uso de energías renovables, en esta transición energética.
Con el apoyo de esta convocatoria, se realizaría un plan de acción comercial para obtener más presencia de mercado en la provincia de Córdoba.

El proyecto

Proyecto Hibrido

AGUA CALIENTE SANITARIA + ELECTRICIDAD

Un único sistema que genera agua caliente sanitaria y electricidad simultáneamente

El proyecto consiste en la realización de un plan de ventas para conseguir relevancia de nuestro Sistema Híbrido, fabricado en Lucena (Córdoba), pero que actualmente es desconocido a pesar de su idoneidad técnica para la zona.

Este producto es una solución de generación de agua caliente y electricidad simultaneas. La solar térmica se usa como fuente de energía para una bomba de calor que se encargará de la producción de ACS. Así mismo, la fotovoltaica permite distintos usos: generación eléctrica para el autoconsumo del hogar/instalación o generación eléctrica para el autoconsumo de la bomba de calor, convirtiéndola en un equipo de “consumo cero”.

Así pues, permite su aplicación en instalaciones domésticas de ACS donde la electricidad se use para el autoconsumo y los excedentes para la generación térmica, o directamente se priorice la generación térmica de forma que todo lo producido se transforme energía térmica que se acumula en forma de temperatura de agua acumulada.

Además, esta solución es igualmente válida para grandes consumos de electricidad y agua caliente, donde conseguimos aportar grandes cantidades de energía térmica y fotovoltaica gracias a la captación del Panel Híbrido.

Panel Híbrido

Se trata de un panel solar sin cubierta de vidrio, es decir, sin efecto invernadero. En apariencia similar a un panel fotovoltaico estándar, pero al que se incorpora un panel térmico en su interior. Por el panel circula agua con glicol (Como en un panel solar térmico estándar), pero a muy baja temperatura (incluso por debajo de 0 grados). Esto se debe a que continuamente se extrae el calor para aportarlo al agua que se está calentando. Esto es gracias al funcionamiento de una bomba de calor intermedia.

El funcionamiento con el agua glicolada a baja temperatura tiene varias ventajas. En primer lugar altos rendimientos de captación térmica sin tener una cubierta de vidrio. También captar energía directamente del aire que rodea al panel (Incluso en ausencia de radiación solar), así como mejorar el rendimiento del panel fotovoltaico. Al producirse el enfriamiento del mismo, hace que el coeficiente de temperatura del panel afecte de forma positiva en momento de alta radiación.

Este funcionamiento es idóneo para zonas donde el clima no sea frío y la radiación solar sea elevada, como ocurre en la provincia de Córdoba.

Córdoba, un lugar ideal para la instalación del sistema híbrido

La hibridación de tecnologías buscando sinergias entre ellas y el aprovechamiento del recurso solar en las zonas donde abunda, se convierte en obligación cuando se trata de conseguir la reducción drástica del impacto medioambiental.

A pesar de que Efitherma es una empresa de Lucena (Córdoba), a menudo nuestras innovaciones han tenido mayor proyección en otros países. En otras zonas de Europa existe una mayor concienciación y promoción de las energías renovables. Una alternativa a los sistemas tradicionales donde las bombas de calor cuentan mayor implantación fuera de nuestro territorio. En la mayoría de los casos, estas regiones cuentan con unos niveles de radiación solar menor que en España, y tienen climas mucho más fríos para la captación de energía térmica del ambiente.

GRÁFICO DE TEMPERATURA MEDIA EN CÓRDOBA:

Temperatura máxima y mínima promedio en Córdoba

Como podemos observar en esta gráfica, la temperatura media anual en Córdoba ronda los 18ºC. Con lo cual, es un lugar ideal para la instalación de esta tecnología solar híbrida.

Nuestra intención es potenciar más el mercado dentro de la provincia, y de esta forma, aportar beneficios al medio ambiente con la eficiencia, el ahorro energético, y utilización de energías renovables.

Fuente de información de la gráfica: © WeatherSpark.com

Fruto de la regulación actual y del precio de la electricidad, están proliferando en la provincia instalaciones fotovoltaicas. La mayoría de ellas son sin acumulación de energía (debido alto precio y baja durabilidad de las baterías). Esto obliga a que, para aprovechar la energía generada durante las horas de sol, esta deba ser consumida en el mismo momento que se genera.

Sin embargo, la mayoría de las instalaciones son “torpes”. Esto quiere decir que no hay sincronización entre generación y consumo. No existe una gestión inteligente para encender los aparatos en las horas de sol.

La demanda de calor para agua caliente sanitaria (ACS) o calefacción, es principalmente de uso residencial y hoteles. Esto sucede en horas sin sol o de escasa radiación, con el correspondiente consumo de energía. Por un lado, se está generando electricidad que sobra porque no se consume, y por otro, se está consumiendo de la red para la generación de ACS. En el mejor de los casos, existirá una instalación de energía solar térmica que apenas cubre las necesidades durante la época invernal.

Con esta iniciativa queremos abrir el campo de actuación de todos los profesionales del sector. La implantación de un producto que ofrece instalaciones de eficiencia energética no abordadas hasta ahora. Una combinación de distintas formas de aprovechamiento renovable. 

De este modo, nuestra trayectoria como fabricantes, junto con la de los instaladores, ampliaremos la capacidad de actuación. Juntos, con nuestro trabajo, aportaremos ese crecimiento sostenible tan necesario en la lucha contra el cambio climático. Se aumentaría la competitividad: Nostoros como fabricantes, y la del resto de profesionales como instaladores y mantenedores.

FORTALEZAS DEL SISTEMA HÍBRIDO:

Toda bomba de calor con un rendimiento estacional por encima de 2.5, es considerada como equipo que utiliza como fuente las energías renovables para la generación térmica, al igual que las instalaciones con energía solar térmica o de biomasa. Es por ello, que impulso e implantación, es cada vez más evidente gracias a sus conocidas ventajas. Algunas de estas ventajas son la capacidad de funcionamiento durante las épocas más frías del año. Al combinar esta tecnología con la solar en una región como Córdoba, disfrutamos de índices de radiación envidiables.

La mejora de la eficiencia fotovoltaica por enfriamiento del panel, es más efectiva en el sur, que en el norte de España o Europa.

El panel híbrido optimiza la cubierta disponible, aprovechando un mismo espacio para la captación térmica y fotovoltaica a la vez. Otra fortaleza es su facilidad de instalación. Desde el punto de vista hidráulico se parece a una instalación de energía solar térmica. Por lo tanto, desde el punto de vista eléctrico, es idéntica a una instalación fotovoltaica.

Touch FV

Touch FV

Mediante nuestra tecnología Touch FV mejoramos la producción fotovoltaica hasta un 20% más. Un panel híbrido de larga durabilidad, ya que no lleva ningún cristal que provoque “efecto invernadero”.

Nature Cool

Nature Cool

El circuito hidráulico Nature Cool, produce ACS y a su vez evita el sobrecalentamiento de la base fotovoltaica. Está compuesto de agua, un elemento que convierte esta tecnología en eficiente y respetuosa con el medio ambiente.

Eco 360

ECO 360º

En Efitherma ofrecemos un sistema 100% renovable en un circuito cerrado. Este une la producción de electricidad mediante la fotovoltaica, de calor gracias al circuito termohídrico del panel y de ACS con la bomba de calor.

Ejemplos de aplicación

 Mostramos a continuación un caso práctico de una de nuestras instalaciones híbridas para ACS de uso doméstico.

Tabla 1

En esta tabla se muestra, hora a hora, cuanta energía eléctrica en Wh produciría un día de cada mes del año. (Paneles híbridos inclinados 37º con unas pérdidas de un 20%):

*Datos de radiación de la herramienta PVGIS.

La fila en amarillo, muestra cuánta energía eléctrica total en Wh se generaría al día, la cual es susceptible de autoconsumir. Una solución con bomba de calor como la que se plantea consumiría el total de esta energía.

Tabla 2

En el peor de los casos donde la bomba de calor no se accione y se caliente el agua por resistencia eléctrica, estaríamos ahorrando dinero (Teniendo en cuenta el precio medio de la electricidad en el último año). Además de esto, evitamos un total de 1.35 toneladas de CO2 (considerando 0,2 tep/MWh de energía final y 4,05 tCO2/tep de emisiones de CO2)

Estos datos nos revelan que una instalación pequeña de tan solo 2 paneles de 500Wp, para la generación térmica de ACS con equipos combinados de panel híbrido y bomba de calor que aproveche el 100% de la energía eléctrica generada, como mínimo, supone 315€ de ahorro al año, pudiendo ser la producción de energía térmica final entre 2.5 y 3 veces superior, y la producción eléctrica hasta un 10% superior por enfriamiento de los paneles.

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