Panells Solars Híbrids (PVT) i Bomba de Calor (BdC)
Al món en general i a Europa en particular, hi ha una tendència cap a l’ús de les energies renovables i l’eficiència energètica. De totes les energies renovables, l’energia solar és una de les que té més potencial per reduir les emissions de les ciutats
De totes les energies renovables, l’energia solar és una de les que té més potencial per reduir les emissions de les ciutats. Dins de les diferents tecnologies solars, els panells solars híbrids (PVT), que generen electricitat i aigua calenta, són una clara disrupció al mercat, i es preveu que juguin un paper important en la descarbonització.
D’altra banda, l’energia que demanem en els nostres edificis ha de representar el menor consum energètic possible, fet que implica treballar en l’eficiència energètica dels nostres sistemes. Cal aclarir que la demanda energètica d’un edifici és aquella energia necessària per satisfer les condicions de confort que exigim als nostres edificis (aigua calenta, calefacció, refrigeració, etc.) i el consum de l’edifici és l’energia provinent de fora de l’edifici (i normalment mesurada pels comptadors d’electricitat, gas, gasoil, etc.). Per tant, per satisfer la demanda energètica d’un edifici, necessitem sistemes el més eficients possibles amb l’objectiu de consumir la mínima energia possible de l’exterior, ja que aquest consum comporta un cost no només econòmic, sinó també en emissions d’efecte hivernacle. Una de les tecnologies que ha guanyat protagonisme en els últims anys en el camí cap a l’eficiència energètica són les bombes de calor (BdC), especialment l’aerotèrmia.
Les energies renovables, que han tingut una gran penetració en el mercat durant l’última dècada, no són suficients a curt i mitjà termini per satisfer tota la demanda energètica de les nostres ciutats i països. Per tant, és necessari que l’energia addicional que les energies renovables no poden proporcionar sigui subministrada per sistemes eficients i poc contaminants.
Quan es vol reduir el consum energètic d’un edifici, cal fer tres passos consecutius:
Primer és utilitzar mesures passives per reduir la demanda energètica (com ara aïllaments, ombrejats, etc.);
Segon pas és utilitzar energies renovables per cobrir part de l’energia que demanda l’edifici.
Tercer pas és que l’energia que demanda l’edifici i que no es pot satisfer amb energies renovables, sigui subministrada per un sistema eficient. Així, la dependència energètica de l’exterior de l’edifici (consum) serà la menor possible.
El segon i el tercer pas estan relacionats amb les instal·lacions de l’edifici, combinant energia renovable i un sistema eficient com són els panells solars híbrids (PVT) i les bombes de calor (BdC), respectivament. Hi ha nombroses combinacions possibles entre PVT i BdC, tant amb màquines aire-aigua (aw) com aigua-aigua (ww), i cadascuna té la seva aplicació més adequada. En aquest article es pretén descriure algunes d’aquestes combinacions:
- PVT + BdC_aw com a preescalfament: la primera combinació entre PVT i BdC és senzilla i integrable a la majoria d’edificis. Aquesta consisteix en què l’aigua freda que prové de la xarxa és preescalfada al dipòsit solar (escalfat pels PVT) fins a certa temperatura i posteriorment s’acaba d’escalfar fins a la temperatura de consum en un altre dipòsit (escalfat per una BdC).
Aquesta BdC pot ser de qualsevol tipologia: aerotèrmia, geotèrmia o hidrotèrmia. Aquests sistemes poden treballar en paral·lel amb les calderes existents a l’edifici, de manera que es pot reemplaçar la caldera destinada a l’ACS per aquest sistema. - PVT + BdC_aw amb dipòsit multienergia: en moltes tipologies d’edificis, és necessari prevenir la legionel·la, i per això es necessiten sistemes que assoleixin alta temperatura. En particular, en les BdC s’utilitzen equips específics que utilitzen refrigerants (com el CO2) per assolir temperatures superiors a 70 ºC. En el circuit hidràulic dels PVT, com més baixa sigui la temperatura d’impulsió als panells, major serà el seu rendiment. Per combinar ambdues tecnologies de manera eficient, s’utilitzen dipòsits multienergia amb estratificació, que permeten disposar d’aigua a baixa temperatura a la part inferior i alta temperatura a la part superior. Aquest sistema és molt eficient, ja que els seus tres components (PVT, BdC i dipòsit) treballen en condicions adequades per aconseguir bons rendiments.
- PVT + BdC_aw compacte: És un sistema destinat a petits consums d’ACS (com habitatges unifamiliars) quan per al sistema de calefacció i/o refrigeració s’utilitza una instal·lació independent. Aquest sistema consta de panells PVT connectats al mateix dipòsit de la BdC d’ACS. Aquest sistema té l’avantatge de ser compacte i, en un únic dipòsit, s’hi aporten les energies tèrmiques provinents dels PVT i de la BdC. Aquest sistema pot combinar la font renovable i el sistema auxiliar en el mateix dipòsit sempre que el consum de l’habitatge sigui inferior a 100 l/dia (3 persones o menys).
- PVT + BdC_aw multitarea: en aquells casos d’habitatges unifamiliars on s’integri un únic sistema per a l’ACS, calefacció i refrigeració, té sentit utilitzar PVT amb una BdC que pugui aportar aquestes tres demandes energètiques. Aquest sistema pot incloure el dipòsit a l’interior o fora de la BdC, depenent de l’espai disponible a l’interior de l’habitatge. Si el dimensionament dels PVT es realitza de manera que, en les èpoques de demanda de refrigeració (de maig a setembre), els PVT poden aportar el 100% de l’ACS, la màquina no ha de canviar el cicle de refrigeració a mode calor, cosa que allarga la seva durabilitat.
- PVT + BdC_ww d’alta temperatura: les combinacions anteriors estan pensades per a circuits oberts (normalment ACS), però en circuits tancats, especialment quan es treballi a alta temperatura, la combinació de PVT amb BdC aigua-aigua és molt adequada. Els PVT treballen com a focus fred (evaporador) de la BdC, aconseguint un doble avantatge: els PVT treballen a menor temperatura millorant el seu rendiment i la temperatura del focus fred de la BdC és major, augmentant així el seu SCOP i reduint el consum elèctric.
Excepte en l’últim cas, com a regla general, el dimensionament d’aquests sistemes parteix de dimensionar els PVT per cobrir entre un 60% i un 70% de la demanda d’ACS anual. Per tant, la BdC haurà d’aportar l’energia restant. Això implica un menor consum elèctric i una vida útil més llarga del sistema.
OTR Partner redactor:
Vols contactar amb un especialista de sistemes de Panells Solars Híbrids? Clica aquí
