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monitorización fotovoltaica

¿Es importante la monitorización fotovoltaica?

lunes, 24 junio 2024 13:08
Marcos Carbonell Alemany
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Seguro que has oído alguna vez el famoso eslogan publicitario que dice: “La potencia sin control no sirve de nada”, bien, esa frase se puede aplicar a muchos campos de trabajo y, por supuesto, a la fotovoltaica. Aunque es muy importante que nuestra instalación de autoconsumo esté funcionando correctamente, también es necesario saberlo. Para ello se diseñan los sistemas de monitorización fotovoltaica, pero, ¿sabes qué son y sus ventajas?

¿En qué consiste la monitorización fotovoltaica?

Cualquier actividad que realicemos necesita de sus “KPI” o indicadores de actividad. Con ellos medimos a lo largo del tiempo la evolución de los resultados, bien sean parciales o globales. De esta forma sabemos en cada momento como se está desempeñando y podemos tomar medidas correctoras cuando se desvían de los objetivos marcados.

Estos indicadores y su panel de visualización son como el panel de instrumentos y el volante de un coche que nos ayudan a saber el estado del vehículo y poder conducirlo adecuadamente. Porque si no sabemos dónde estamos, si no medimos lo que hacemos, no podemos saber si mejoramos o empeoramos en nuestra actividad diaria.

Pues bien, la monitorización fotovoltaica es el instrumento que nos ayuda a conocer el estado de nuestra instalación solar:

① cuanto está produciendo la instalación de autoconsumo

② qué cantidad de esa electricidad estamos consumiendo simultáneamente, es decir, un autoconsumo directo

③ cuanta electricidad estamos guardando en las baterías

④ cuantos kWh exportamos a la red, para que nos los compensen de los que compramos

⑤ nos indica de fallos en el sistema y podemos detectar si ha sucedido algo que impide que las placas solares funcionen correctamente

⑥ ver el histórico de generación por días, meses y años

⑦ saber el equivalente a emisiones de CO2 evitadas y de árboles plantados

Y muchos datos más que son importantes para la gestión y mantenimiento del sistema solar.

¿Cómo funciona la monitorización de un sistema fotovoltaico?

Un sistema de monitorización es básicamente la visualización de toda la información que recoge el inversor y otros componentes (como optimizadores y otros como el Clever DX de la empresa española Clever Solar Devices). El Inversor solar es el cerebro de una instalación fotovoltaica, el equipo que recoge los datos de los componentes del sistema solar, los analiza y los transforma en información para decidir qué hacer en cada momento.

Por ejemplo, lo primero que hace el inversor es identificar la red eléctrica a la que está conectada la instalación de autoconsumo. Así, determina si debe trabajar a 230 V y 50 Hz, o a 125 V y 60 Hz, u otro tipo de red, en función del país donde se ha instalado. Esto es muy importante porque la electricidad que generan los módulos solares es en corriente continua (DC) y el consumo en las viviendas y la red eléctrica funcionan en alterna (AC).

De esta forma, el inversor realiza la transformación de la electricidad en continua a alterna, para que la podamos usar en nuestro hogar o ceder a la red. Al mismo tiempo, el inversor está recogiendo datos del funcionamiento de todo el sistema que se transfieren vía wifi o por cable a la monitorización fotovoltaica.

Este software, es decir, la monitorización fotovoltaica, traduce esa información en gráficos y barras de generación y consumo, y expresiones numéricas, además de hacer algunos cálculos para establecer las conversiones a unidades de CO2 evitadas o cantidad de árboles equivalentes plantados, etc. Y lo expone en una pantalla a través de una aplicación web o para smartphone, tal y como vemos en la siguiente figura.

¿Por qué es importante monitorizar la instalación fotovoltaica?

La monitorización fotovoltaica de una instalación solar es necesaria para tener información sobre todo lo que sucede en la misma y, lo más importante, poderla ver en remoto.

☀ Para empezar, podemos saber cuánta electricidad estamos generando; además el inversor nos informa que cantidad de esa electricidad la consumimos directamente y cuanta se va a la red.

☀ También contabiliza la electricidad que entra en nuestra vivienda procedente de la red de distribución eléctrica. De esta forma podemos controlar en la factura qué cantidad de consumo neto (electricidad de red menos electricidad de paneles solares). Aunque también podemos comprobarlo instalando unos medidores inmediatamente después del contador eléctrico.

☀ Nos informa de las condiciones climáticas, lo que nos permite hacer previsiones para el consumo y generación de electricidad.

☀ Estamos informados en tiempo real de cualquier alarma de error y podemos saber en qué grupo de placas solares está el problema.

Con esta última información se pueden programar mejor las tareas de mantenimiento, tanto preventivo, para centrarnos en aquellas zonas donde haya alarmas menores, como correctivo. Un ejemplo muy claro de esto es la simple tarea de limpieza de los paneles. Se ha comprobado que el polvo que se va acumulando sobre las placas va reduciendo su rendimiento.

Es decir, comparando dos días similares de irradiación solar y temperatura, pero que la suciedad acumulada ha aumentado, aunque sea en poca cantidad, la generación eléctrica decae significativamente. Esto se puede detectar gracias a la monitorización, dándonos un aviso de la necesidad de limpiar las placas solares, para recuperar el nivel óptimo de generación eléctrica.

reciclaje de paneles solares

¿Cómo es el reciclaje de paneles solares fotovoltaicos?

jueves, 23 mayo 2024 17:27
Marcos Carbonell Alemany
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El reciclaje de paneles solares fotovoltaicos es un proceso crucial para gestionar el fin de vida útil de los módulos y recuperar materiales valiosos. A medida que la adopción de la energía solar crece, también lo hace la necesidad de reciclar eficientemente estos paneles. Aquí te proporciono una visión detallada sobre cómo se realiza este reciclaje, los tipos de paneles y los materiales que se recuperan.

Tipos de Paneles Solares Fotovoltaicos

El reciclaje de los módulos fotovoltaicos no es igual en todos los casos, puesto que los materiales que componen los diferentes tipos de paneles no son los mismos. Es por ello que primero debemos diferenciar entre las principales tecnologías que existen y tienen un proceso de reciclaje de paneles solares diferente.

* Paneles con base de silicio:

Dentro de este grupo encontramos tres tipos de paneles: los monocristalinos, los policristalinos y los de silicio amorfo. Cada uno de ellos utiliza una tecnología diferente de fabricación, sin embargo, la base de la celda fotovoltaica es de silicio.

Composición de paneles con base de silicio
VidrioPlásticosAluminioSilicioOtros metales
76%10%8%5%1%

* Paneles de película delgada:

Dentro de este grupo encontramos diferentes tecnologías, como la CIGS o la CdTe, que utilizan diferentes tipos de minerales como base para la conversión fotón-electricidad.

  • CIGS: Utilizan una combinación de cobre, indio, galio y selenio. Son flexibles y pueden ser aplicados en superficies irregulares.
  • CdTe: Utilizan telurio de cadmio. Son más baratos de producir, pero tienen peores consideraciones ambientales debido a la toxicidad del cadmio.
Composición de paneles de película delgada
VidrioPlásticosAluminioMetales
89%4%6%1%

Proceso de reciclaje de los paneles solares

El reciclaje de paneles solares varía según el tipo de tecnología utilizada en su fabricación. A continuación, se describe el proceso general para cada tipo.

• Paneles de Silicio Cristalino

  1. Desmontaje Inicial:
    • Separación del vidrio: el vidrio templado que cubre el panel se retira y se recicla. Este vidrio representa aproximadamente el 75% del peso total del panel.
    • Retirada del marco de aluminio: el marco de aluminio se separa y se recicla fácilmente.
    • Retirada de conexiones eléctricas: los cables y la caja de conexiones se cortan y arrancan mecánicamente.
  2. Triturado y Separación:
    • Las láminas de celdas fotovoltaicas que conforman los paneles se trituran en partículas pequeñas para facilitar la separación de los diferentes materiales.
    • Se utilizan técnicas mecánicas (triturado y tamizado) y térmicas (calor para derretir plásticos y encapsulantes) para separar las celdas de silicio del resto de los componentes.
  3. Recuperación de Silicio:
    • El silicio recuperado se limpia y se puede reintroducir en la producción de nuevos paneles solares, tras una purificación adicional.
    • Tratamiento químico adicional: Puede ser necesario para purificar el silicio recuperado.

Materiales Recuperados:

  • Vidrio: Se puede recuperar hasta el 95%.
  • Aluminio: Se puede recuperar casi el 100%.
  • Silicio: Entre el 85-95% puede ser recuperado y purificado para reutilización.
  • Plata y cobre: Recuperados mediante procesos químicos de lixiviación.

• Paneles de Película Delgada

El reciclaje de paneles de película delgada es más complejo debido a la diversidad de materiales y su disposición en capas finas.

  1. Desmontaje y triturado:
    • Similar al proceso de los paneles de silicio, se retiran los componentes externos (marcos de aluminio, vidrio, cables y caja de conexiones) y se trituran los paneles.
  2. Tratamiento químico:
    • Los materiales se someten a baños químicos para disolver y separar los diferentes metales.
    • Recuperación de compuestos específicos como el cadmio y el telurio en el caso de los paneles CdTe.

Materiales Recuperados:

Los materiales recuperados y sus porcentajes de recuperación dependen del tipo de tecnología de fabricación de los diferentes tipos de paneles solares fotovoltaicos:

  • CIGS: Se recuperan cobre, indio, galio y selenio, aunque los porcentajes de recuperación pueden variar dependiendo del proceso.
  • CdTe: Se recuperan cadmio y telurio, con altos niveles de eficiencia de recuperación.
  • Vidrio: Se puede recuperar entre el 90-95%.
  • Otros metales: Recuperados a través de procesos químicos específicos.

Beneficios del reciclaje de módulos solares

El reciclaje de paneles solares fotovoltaicos nos aporta muchas ventajas, aunque su reprocesado debemos considerarlo obligatorio, aun sin todos estos beneficios.

  1. Sostenibilidad:
    • Reducción de la extracción de materias primas: Al reciclar los materiales, se disminuye la necesidad de extraer nuevos recursos, lo cual reduce el impacto ambiental.
    • Conservación de recursos naturales: Al reutilizar los materiales recuperados, se conservan recursos naturales valiosos.
  2. Reducción de Residuos:
    • Minimización de residuos peligrosos: Al reciclar paneles solares, se evita que materiales potencialmente peligrosos terminen en vertederos.
    • Reducción del volumen de residuos electrónicos: Contribuye a la gestión adecuada de los desechos electrónicos.
  3. Ahorro de Energía:
    • Menor consumo energético: El reciclaje consume menos energía que la producción de nuevos materiales desde cero.
    • Reducción de la huella de carbono: Disminuye las emisiones de CO2 asociadas a la fabricación de nuevos materiales.
  4. Valor Económico:
    • Recuperación de materiales valiosos: Los materiales como el silicio, cobre, plata, y otros metales tienen un alto valor económico.
    • Generación de empleos: La industria del reciclaje crea empleos y contribuye al desarrollo económico.

Desafíos y Futuro del Reciclaje de Paneles Solares

  • Eficiencia del Reciclaje: Mejorar las tecnologías para aumentar los porcentajes de recuperación y reducir el impacto negativo del propio reciclaje, tanto en procesos térmicos como químicos.
  • Costos: Reducir los costos asociados al reciclaje para hacerlo más viable económicamente.
  • Regulación y Normativas: Implementar políticas que fomenten el reciclaje adecuado y la gestión de residuos electrónicos.

El reciclaje de paneles solares fotovoltaicos es un campo en evolución con un gran potencial para contribuir a la economía circular y la sostenibilidad ambiental. Con el incremento en la adopción de energía solar, la eficiencia y efectividad de estos procesos serán cada vez más importantes.

Transmisión inalámbrica de energía solar desde el espacio

Energía solar transmitida por ondas desde el espacio

jueves, 25 abril 2024 13:18
Marcos Carbonell Alemany
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La idea de Nicola Tesla, a finales del siglo XIX, de transmitir energía de forma inalámbrica, puede hacerse realidad en un futuro cercano. Tesla creía que se podían utilizar las ondas para transmitir información, sonido e, incluso, imágenes sin necesidad de cables. Su proyecto no llegó a ver la luz cuando Marconi consiguió realizar la primera retransmisión por radio. Motivo por el que los inversores que apoyaban a Tesla lo abandonaron. Sin embargo, ahora parece que está cerca la transmisión inalámbrica de energía solar desde el espacio.

¿Cuánta energía podemos aprovechar del sol?

Según estimaciones científicas, la energía solar que recibe la Tierra en un solo día sería suficiente para proporcionarnos electricidad a todo el planeta durante todo un año. Sin embargo, de momento no somos capaces de aprovechar toda esa energía y mucho menos almacenarla para los momentos de escasez.

En el caso de la energía fotovoltaica, se nos presenta un gran problema: los paneles solares únicamente pueden generar electricidad cuando les incide la luz del sol. Es por eso que, cuando hay nubes, la generación eléctrica disminuye sensiblemente. Además, por la noche, al no llegar los rayos del sol, no se genera nada de electricidad.

Ante este problema, algunos científicos han querido rescatar la idea original de Tesla para realizar la transmisión inalámbrica de energía solar desde el espacio. El propósito de esta investigación está claro: generar energía las 24 horas con plataformas lanzadas al espacio, y enviarla mediante microondas a receptores repartidos por la Tierra.

De esta forma, los paneles solares recibirían constantemente la radiación solar y generarían energía todo el tiempo. Por ello, no estarían condicionados por el movimiento de la Tierra a recibir la luz del sol solo durante unas horas. Además, la idea sería crear una red de plataformas espaciales interconectadas, de modo que se puedan transmitir la energía entre ellas para facilitarla al punto de la Tierra que la necesite en cada momento.

¿Cuáles fueron los primeros pasos para la transmisión de energía por microondas?

Fue durante finales de los años 60 del siglo pasado cuanto el Dr. William C. Brown consiguió alimentar un prototipo de dron de forma inalámbrica hasta una distancia de 15 metros. Sin embargo, el camino no fue fácil ni directo, al fin que ahora se persigue, es decir, la transmisión inalámbrica de energía solar desde el espacio.

Al principio de su carrera, Brown participó en la mejora del diseño de los radares de microondas de la Segunda Guerra Mundial. Los magnetrones de los radares antiguos eran osciladores y no resultaban adecuados para los radares de nueva generación. Brown ideó un dispositivo que denominó ‘Amplitrón’, el primer amplificador de campo cruzado, que convertía el oscilador del magnetrón en un amplificador de banda ancha. Este diseño fue patentado en junio de 1954.

Posteriormente, se utilizó esta innovación en un modelo de radar de la Armada estadounidense, también en los sistemas de misiles Hawk y Patriot, el radar de vigilancia de rutas aéreas comerciales y los sistemas de comunicaciones de alta velocidad del Apolo Lander.

• El dron sin baterías

A partir de ahí, Brown consideró que el Amplitrón podía convertirse en un amplificador de superpotencia, capaz de transmitir energía a través de las ondas. Sus primeros resultados se mostraron en 1964, cuando hizo una demostración en la que un dron alimentado por microondas de 2,45 GHz voló en sentido vertical hasta una altura de 15 metros.

El dron tenía una hélice conectada a una carga de elementos de “rectenna” que convertían directamente las microondas incidentes en corriente continua. Las microondas se transmitían a los elementos y el helicóptero voló durante más de 10 horas.

Dr. William C. Brown

¿Qué tecnología se usará para la transmisión inalámbrica de energía solar desde el espacio?

La investigación se centra en las microondas y el rayo láser para realizar la transmisión inalámbrica de energía solar desde el espacio. Como tecnología capaz de realizar la transmisión de energía a un punto concreto, se está trabajando en un tipo de rayo láser. Funcionaría canalizando la energía solar concentrada en el espacio con un nuevo tipo de paneles solares hacia la Tierra, donde sería recepcionada por unas células fotovoltaicas.

Esta nueva tecnología pretende convertir de forma muy eficaz la luz láser en electricidad. Esto es posible generando un rayo láser monocromático, con una configuración específica y mediante un sistema de control muy preciso para determinar la orientación correcta hacia el receptor elegido.

Este sistema se convertiría en una forma muy eficiente de generar de electricidad al aprovechar toda la luz solar que reciban los captadores espaciales, y al transmitir esa energía al consumidor adecuado en cada momento.

• El proyecto chino para traer energía fotovoltaica a la Tierra

Para la recepción de la energía solar desde el espacio, investigadores de la universidad China de Xidian, han construido una torre. Esta ha sido supervisada y aprobada por un grupo de expertos, al comprobar en una prueba realizada para la transmisión inalámbrica de energía solar desde el espacio que es posible. Aunque el test se realizó con microondas a una distancia muy reducida de apenas 55 metros.

¿Qué dificultades entraña el láser para la transmisión inalámbrica de energía solar?

Tanto el rayo láser como las microondas entrañan dificultades técnicas que deben superarse para poder realizar la transmisión inalámbrica de energía solar desde el espacio o por lo menos aumentar las distancias que hasta el momento se han conseguido.

• Seguridad. Ambos deben ser seguros ante la posibilidad de que algún objeto se cruce en su trayectoria, como por ejemplo un avión. Sobre todo, en el caso de un rayo láser, debe ser innocuo sobre cualquier objeto que esté en su trayectoria, bien por su propia inocuidad o por detectarlo de inmediato e interrumpir la transmisión mientras no se libere el camino.

• Fiabilidad. Asegurar que las ondas y, sobre todo, el rayo láser, llegan al receptor adecuado. Considerando las grandes distancias que se pretende alcanzar (hablamos de centenares de kilómetros), una ligera desviación de milímetros en la orientación del emisor, dirigiría el rayo a varios kilómetros de distancia del receptor.

• Eficiencia. La energía que se pierde en la transformación de DC a microondas o láser, convertida en calor u otra forma de energía, debe ser gestionada para no causar daños a los equipos.

• Interferencias en radiofrecuencia. La emisión de microondas puede causar interferencias de radiofrecuencia, lo que podría afectar a muchos equipos electrónicos que se encontrasen en su campo de acción.

• Infraestructura y tecnología. Estos sistemas necesitan de grandes equipos para la transmisión de las ondas y la recepción y transformación posterior en electricidad.

Hogarsense.es

¿Por qué la caldera de hidrógeno no sustituirá a la aerotermia?

martes, 23 enero 2024 18:51
Marcos Carbonell Alemany
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Los esfuerzos por eliminar los combustibles fósiles de nuestras vidas no cesan y cada día surgen alternativas para cambiar las herramientas que usamos. Tanto en las viviendas como en el transporte hay iniciativas para aprovechar las energías renovables y no contaminantes. Un ejemplo de ello es el hidrógeno, que se ha postulado como sustituto del gas natural para nuestras calefacciones y para el transporte público y privado. Pero, ¿puede sustituir la caldera de hidrógeno a la bomba de calor de aerotermia? Según los expertos, no.

¿Qué sustitutos a los combustibles fósiles tenemos?

Los investigadores y las empresas han desarrollado diferentes alternativas a los combustibles fósiles, cada uno buscando sus propios intereses. Así, podemos hablar de los biocombustibles, de la aerotermia o geotermia y del hidrógeno.

• Biocombustibles

En cuanto a los biocombustibles, las empresas que ya tienen alguna relación con las gasolinas, han apostado por ellos. Los biocombustibles intentan imitar a los gasóleos extraídos del petróleo. Sin embargo, son combustibles renovables obtenidos a partir de residuos orgánicos, tanto de origen animal como biomasa.

La gran diferencia con los primeros es que no contienen minerales pesados, por lo que su combustión es más limpia. Esto hace que los biocombustibles minimicen las emisiones contaminantes en gran cantidad, aunque no las eliminan por completo. Además, se consideran renovables, pues su ciclo completo es apenas de un par de años. Desde que la planta crece, se elabora el combustible y se consume.

Por el contrario, tienen algunos inconvenientes: la llamada a sustituir a los fósiles ha traído subvenciones que se están utilizando para cambiar los tradicionales cultivos para alimentación, por cultivos para biocombustible. Algo que está perjudicando al campo tradicional. Además, no soluciona el problema de la contaminación por CO2.

• Hidrógeno

Es otra de las alternativas para cambiar el modelo energético actual. Aunque el hidrógeno ya se utiliza desde hace muchos años, la forma de generarlo era con electricidad generada en centrales térmicas o similares, por lo que la contaminación neta era muy alta. Además, su producción estaba destinada a procesos muy específicos, pues su coste era alto.

Con el desarrollo de las energías renovables, especialmente la eólica y la fotovoltaica, se ha abierto un camino para la generación de hidrógeno verde y económico. Esto se debe a que, en determinadas horas del día, bien por incidencia del sol a mediodía o por la acción del viento durante algunas horas, la producción eléctrica supera a la demanda. Este exceso de electricidad se quiere aprovechar para generar hidrógeno y utilizarlo como batería energética.

Sin embargo, su utilización en las calefacciones domésticas no se justifica por su bajo rendimiento. Según vemos en el gráfico siguiente. Por el contrario, el hidrógeno es la mejor alternativa a los procesos industriales que hoy por hoy consumen gran cantidad de gas natural, como fundiciones, industria del metal, fábricas de cerámica o vidrio, etc.

• Aerotermia

Aunque no puede considerarse una forma de energía, sí es una herramienta para conseguir calefacción económica y limpia. Según cálculos de eficiencia de todo el proceso para conseguir calefacción con aerotermia, es el proceso más eficiente, es decir, el que menos pérdidas energéticas tiene durante todo el proceso.

Además, la combinación con una instalación solar de autoconsumo, nos asegura que las pérdidas por transporte de electricidad se minimicen, aumentando la eficiencia total del sistema. Es por ello que Las alternativas a los combustibles fósiles pasan por la aerotermia, puesto que la caldera de hidrógeno no sustituirá a la aerotermia.

Inconvenientes del hidrógeno para la calefacción doméstica

El hidrógeno presenta algunos inconvenientes en forma de seguridad y de aprovechamiento energético. En contraposición a la bomba de calor que tiene una eficiencia muy elevada. Así, se considera que la caldera de hidrógeno no sustituirá a la aerotermia, por algunos motivos como los siguientes.

Por un lado, es un gas muy inestable que tiene una gran facilidad para reaccionar de forma explosiva en contacto con el oxígeno. Además, su menor masa atómica hace que se produzcan fugas en las uniones de tuberías o enlaces con válvulas y llaves de paso, por donde el gas natural no se puede fugar. Esto aumenta el peligro de su utilización a nivel doméstico, donde los controles y mantenimiento son más esporádicos y suelen ser menos rigurosos.

Otra desventaja es su bajo aprovechamiento al combustionar. El hidrógeno es un gas que al “quemarse”, la temperatura de la llama puede llegar a los 2.000 °C; una temperatura muy superior a la que se aprovecha en las calderas de gas, reconvertidas a hidrógeno. Por lo tanto, su utilización en la calefacción de viviendas causa un desaprovechamiento energético que no justifica su utilización a nivel doméstico.

Bomba de calor híbrida para la climatización

Bomba de calor híbrida para la climatización

lunes, 11 diciembre 2023 15:43
Marcos Carbonell Alemany
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La bomba de calor ha sido designada por muchas instituciones y organismos como el sistema de climatización del futuro, aunque ya lo es en el presente. La obligación que tenemos de ir eliminando los combustibles fósiles de nuestras vidas, para dejar de contaminar y no depender de los países productores de gas, petróleo o carbón, está ayudando a los equipos de aerotermia. Sin embargo, hay fabricantes que ha decidido ofrecer una alternativa intermedia y han creado un sistema híbrido. Pero, ¿qué es realmente una bomba de calor híbrida?

Entendemos por bomba de calor híbrida al equipo que combina una máquina de aerotermia con un sistema auxiliar que la ayuda a proporcionarnos climatización y agua caliente sanitaria. De forma que se consideran un conjunto que cubre todas nuestras necesidades en la vivienda.

La combinación entre la aerotermia y otros sistemas tradicionales mejora la aportación de climatización, reduciendo el consumo, o lo que es igual, aumentando la eficiencia energética. Así, podemos encontrar bombas de calor preparadas para trabajar con una caldera de gas independiente; otras que integran en un mismo equipo las dos tecnología, y un tercer grupo de máquinas de aerotermia que se integran con el sistema fotovoltaico.

Hay dos grandes motivos que justifican la hibridación de la bomba de calor, el primero es el aprovechamiento del sol para suministrar la energía eléctrica que consume la aerotermia. De esta forma se convierte en un equipo 100% ecológico y renovable. El segundo motivo es por la climatología.

• Bomba de calor híbrida con fotovoltaica

Con los sistemas de calefacción tradicionales era habitual la instalación de paneles solares térmicos, sin embargo, con una bomba de calor, cuyos combustibles son la electricidad y el aire del exterior, lo lógico es vincularla con un sistema fotovoltaico.

De este modo, hay fabricantes que han integrado en la bomba de calor un kit de conexión y comunicación con el inversor fotovoltaico. De esta manera, ambos equipos se comunican y se pueden programar para que la bomba de calor trabaje cuando hay un exceso de producción eléctrica. Así, el equipo de aerotermia aprovechará el exceso de energía para calentar o enfriar el agua del depósito de inercia destinado a la climatización.

Esa agua queda preparada para cuando los termostatos demanden calefacción o refrigeración, actuando como una batería de agua a temperatura deseada. De este modo, estamos aprovechando al 100% las energías renovables para la climatización de nuestra vivienda. Teniendo en cuenta que la bomba de calor es capaz de generar toda la climatización, aprovechando hasta el 75% de la energía térmica del aire, y con el 25% restante de electricidad, que en este caso es de origen solar renovable.

• Hibridación con solar térmica

Realizar una instalación de bomba de calor híbrida con energía solar térmica era una opción que se realizaba con frecuencia hace un par de décadas. En aquellos momentos la fotovoltaica aún era demasiado cara para instalaciones residenciales. Por ese motivo se acudía a un apoyo en la generación directa de agua caliente. Sin embargo, esta combinación tenía un hándicap; al llegar la primavera y la bomba de calor trabaja en modo verano, la producción de agua caliente seguía y se necesitaba disipar ese calor generado, fuera de la vivienda.

En cambio, al abaratarse las instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo, este sistema ha sustituido casi por completo a la solar térmica. El motivo es obvio, cuando la bomba de calor deja de trabajar, la electricidad que se sigue generando puede ser utilizada en otros electrodomésticos, en la iluminación, (almacenada en una batería física o virtual) para aprovecharla durante la noche.

• Hibridación con caldera de gas

La aplicación de integrar una bomba de calor con una tradicional caldera de gas está pensada para climas más rigurosos y en función de la temperatura de agua que se necesita. De modo que, a muy bajas temperaturas, cuando la bomba de calor pierde rendimiento, es la caldera de gas la que se activa y trabaja para generar calefacción. Cuando las temperaturas exteriores empiezan a ser más suaves, es cuando entra a trabajar la bomba de calor.

También se puede regular la bomba de calor híbrida en función del sistema de radiación del calor. Es decir, en viviendas con radiadores tradicionales la caldera de gas trabajará durante más tiempo. En cambio, si el sistema es un suelo radiante, la bomba de calor trabajará apenas las temperaturas exteriores estén superen los -5 °C.

Así, podemos resumir en dos condicionantes la decisión de unir ambas tecnologías en un único equipo:

  • La temperatura de suministro a emisores (desde 40 °C a 85 °C), así como las necesidades térmicas de la instalación.
  • Las condiciones climáticas de trabajo para la unidad exterior. Esto viene afectado por la zona climática y las temperaturas más extremas que se pueden dar en cada lugar.
Bomba de calor híbrida con caldera

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