Para explicar el concepto vamos a recurrir a un ejemplo.
Instalación de híbrida aerotermia-fotovoltaica para agua caliente
Supongamos una vivienda de 2 habitaciones (3 personas), situada en Madrid. En esta vivienda tenemos instalada una bomba de calor aerotérmica para ACS de 300 litros junto con 2 paneles solares fotovoltaicos de 265 WP cada uno.
Comparemos mes a mes las necesidades de energía para cubrir la demanda de ACS con la bomba de calor y la producción de energía que podríamos obtener de los paneles fotovoltaicos:
Observamos que casi todos los meses podríamos cubrir el 100% del consumo de la BC para el ACS con la energía solar. En los meses de invierno estaríamos justo en el límite, pero en verano aun tendríamos excedente de producción.
En cambio, si hacemos un análisis horario, durante un solo día de invierno, la comparativa es muy diferente:
Pese a que la producción solar acumulada durante todo el día es de 2,17 kWh y la demanda de energía para el ACS es de 1,82 kWh, no coinciden en el tiempo. Por lo que estaríamos desaprovechando la producción de energía solar.
Para hacer una acumulación térmica deberíamos comunicar la instalación de los paneles solares con la bomba de calor. De manera que ésta sepa cuando hay producción en el sistema de energía solar. Si la bomba de calor está preparada para ello, se puede hacer con un simple relé de corriente.
De esta forma la bomba de calor podrá cambiar su consigna de temperatura de agua caliente, para acumular a más temperatura y por lo tanto más energía. Podemos tener programada una temperatura de ACS de 48°C de consigna y aumentarla hasta los 55°C en caso de que tengamos energía solar. Este aumento de consigna nos permite acumular hasta 2,44 kWh de energía en forma de agua caliente para el día siguiente. Es muy importante que la bomba de calor esté adaptada para el funcionamiento con este criterio. Una entrada digital programable puede ser suficiente.
Esto mismo concepto que hacemos para una instalación de agua caliente se puede ampliar para una instalación de agua caliente y calefacción. En el caso de las instalaciones de calefacción el consumo de energía es superior, por lo que las instalaciones de energía solar serán más grandes. Normalmente no vamos a poder cubrir la demanda de calefacción diaria con el exceso de producción solar. Pero si que podemos reducir el consumo de calefacción, al menos durante las primeras horas de funcionamiento por la tarde. Lo haremos nuevamente aumentando la consigna de calefacción, haciendo que la vivienda se caliente con el exceso de energía solar, incluso en momentos en los que el usuario tiene programadas temperaturas más bajas porque no está en casa. Acumularemos energía solar ‘gratuita’ a través de la inercia térmica de la vivienda. Reduciendo el consumo que necesitaremos unas horas después cuando se conecte la calefacción. En el ejemplo se puede ver cómo podemos cubrir el 50% de la energía requerida para la calefacción durante la tarde con el excedente de energía solar.
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