Calefacción y refrigeración sostenibles para los hogares europeos
Muchos edificios europeos consumen grandes cantidades de energía en calefacción y refrigeración. Los sistemas de aire acondicionado a menudo son ineficientes y pueden ser perjudiciales para el medio ambiente si dependen de la electricidad generada a partir de combustibles fósiles. En el proyecto Hybrid-BioVGE, financiado con fondos europeos, se creó un nuevo sistema de calefacción y refrigeración basado en energías renovables. La tecnología aprovecha el calor del sol y la biomasa, y se autocontrola de forma inteligente para ofrecer una innovación más eficiente y asequible que su competencia. «Los resultados del proyecto ayudan a derribar las barreras tecnológicas existentes en los sistemas de calefacción y refrigeración de espacios a pequeña escala a base de energía solar y biomasa, como su elevada complejidad, la falta de emplazamientos de demostración y la ausencia de datos prácticos en entornos de funcionamiento reales», declara Szabolcs Varga, investigador coordinador del Instituto de Ciencia e Innovación en Ingeniería Mecánica e Industrial (INEGI) de Oporto y coordinador del proyecto Hybrid-BioVGE.
Calefacción y refrigeración híbridas
El sistema Hybrid-BioVGE funciona con dos fuentes de energía alternativas: el calor solar y el calor de la biomasa. De este modo, puede proporcionar tanto calefacción en invierno como refrigeración en verano a los espacios interiores. Requiere muy poca electricidad para funcionar, ya que el calor del sol es la principal fuente de energía y la biomasa solo se utiliza como respaldo. Para lograr una elevada eficiencia solar, el equipo desarrolló un innovador sistema de energía térmica que utiliza material de cambio de fase para almacenar calor. Además, unos sistemas de control inteligentes ayudan a supervisar los equipos para garantizar una mayor eficiencia. Varga explica: «Una caldera de biomasa que utiliza varios combustibles es capaz de funcionar con fiabilidad y bajas emisiones mediante el uso de distintos combustibles de biomasa disponibles en la zona. La tecnología que hemos desarrollado a través del proyecto Hybrid-BioVGE ofrece unos niveles de emisiones considerablemente inferiores a los de las calderas más modernas de pélets de madera, paja astillada y combustibles de “Miscanthus”».
Un sistema avanzado para todo el año
En verano, la tecnología convierte el calor en frío para refrigerar los espacios interiores. Varga apunta: «Nuestros resultados indicaron que el sistema de refrigeración con eyector desarrollado funciona considerablemente mejor que los convencionales. La mejora de rendimiento puede llegar a ser del 100 %». El equipo obtuvo resultados destacables durante el proyecto, tanto en los componentes como en los sistemas. Se desarrollaron colectores solares térmicos para alcanzar los niveles de temperatura más elevados necesarios para el funcionamiento del enfriador, al tiempo que se redujo el coste a unos 0,45 EUR/W de calor. La flexibilidad en cuanto al combustible que utiliza la caldera de biomasa que se consiguió fue más allá del estado actual de la técnica. El equipo también incorporó al sistema capacidades de almacenamiento de frío y las probó satisfactoriamente. «Se implantó un sistema de control modular con almacenamiento de datos en la nube y capacidades de supervisión en tiempo real basadas en la web», añade Varga.
Aprovechamiento de los prototipos
El equipo creó tres prototipos operativos de Hybrid-BioVGE. Uno de ellos se probó en una plataforma de «hardware» en el bucle (HIL, por sus siglas en inglés) diseñada específicamente, mientras que se hizo el seguimiento de los otros dos mediante operaciones reales en Steyr (Austria) y Oporto (Portugal). «Sin la contribución de la Unión Europea, el proyecto no habría podido reunir los recursos adecuados para llevar a cabo el trabajo previsto», explica Varga. Los socios intensificarán la publicación de los resultados del proyecto a corto plazo. Se están redactando varios artículos científicos a partir de los resultados experimentales y los datos de simulación. El rendimiento del sistema Hybrid-BioVGE no fue tan bueno como se esperaba durante la temporada de refrigeración, pero los problemas subyacentes se identificaron tras el siguiente análisis. «Las pruebas de rendimiento continuarán con un prototipo durante el próximo periodo estival», comenta Varga. Algunos de los componentes de Hybrid-BioVGE, como la caldera de biomasa, deberían salir al mercado en los próximos años.
Palabras clave
Hybrid-BioVGE, calefacción, refrigeración, solar, biomasa, renovable, energía, sistema
