El uso de placas solares para producir agua caliente sanitaria es el habitual, pero investigadores de las universidades Carlos III y Politécnica de Madrid plantean que también pueden proporcionar calor en invierno y frío en verano en las grandes oficinas. Su propuesta es incorporar captadores solares a un sistema de cogeneración por gas y máquina de absorción, lo que reduciría costes y emisiones de CO2.
Todavía son pocos, pero algunos centros comerciales y grandes estaciones, como la de Atocha en Madrid, cuentan con sistemas de trigeneración que producen electricidad, frío y calor. Un motor de gas genera la electricidad y el calor residual se aprovecha directamente en invierno para el circuito de calefacción o, en verano, para alimentar una máquina de absorción que enfría el agua del aire acondicionado.
Ahora ingenieros de la Universidad Carlos III (UC3M) y Politécnica (UPM) de Madrid han ideado un modelo que optimiza este sistema para reducir al máximo el gasto energético y las emisiones de CO2, y que, además, como novedad, puede incorporar captadores solares. El sistema, cuyos detalles se publican en la revista Applied Thermal Engineering, está pensado para complejos de oficinas.
“La normativa obliga a colocar paneles solares en los edificios únicamente para atender la demanda de agua caliente sanitaria, pero en las oficinas apenas hay duchas ni cocinas, así que la idea es que parte de la demanda de calefacción en invierno y climatización –aire acondicionado– en verano se pueda atender con energía solar”, explica a SINC Pedro A. Rodríguez, profesor de la UC3M y autor principal del trabajo.
Para crear el modelo se han considerado los requerimientos energéticos de los edificios y los datos climatológicos mensuales –temperaturas e irradiación solar– del entorno de la Comunidad de Madrid. El sistema permite suministrar frío o calor según las necesidades particulares diarias de cada oficina, que pueden variar sobre todo en primavera y otoño.
Los investigadores aplican un ‘coeficiente de mérito’ como herramienta de decisión para ahorrar energía y operar la planta de trigeneración híbrida, que proporciona 1,7 MW de electricidad, 1,3 MW de calefacción y 2 MW de climatización. Se puede implantar en un parque de oficinas de 50.000 m2 unidas por dos anillos de un kilometro de longitud, para los circuitos de frío y calor, siguiendo el alcantarillado u otras líneas de servicio subterráneas.
Menos emisiones de CO2
“Esta solución híbrida aumenta el periodo de amortización –superior a 14 años– dado el coste de inversión de la planta solar, pero permite una mayor reducción en emisiones de CO2, de 1.527 T/año a 1.760 T/año, así como un ahorro en la energía primaria y una pequeña mejora en los beneficios anuales”, destaca Mª Carmen Rodríguez Hidalgo, investigadora de la UPM y coautora del trabajo.
La ingeniera recuerda que la necesidad de energía para calefacción y aire acondicionado de edificios en España “es primordial en el contexto de la hoja de ruta Europea hacia un medio ambiente sin emisiones de CO2, por lo que es altamente deseable un aumento de las redes de distrito para calefacción y climatización como la propuesta, muy escasas en nuestro país”.
Referencia bibliográfica:
Pedro A. Rodríguez Aumente, María del Carmen Rodríguez-Hidalgo, José I. Nogueira, Antonio Lecuona, María del Carmen Venegas. “District heating and cooling for business buildings in Madrid”. Applied Thermal Engineering 50: 1496-1506, 2013.