Xarxes d'aigua calenta escalfades amb energia solar.

Més del 40% del consum d’energia a la Unió Europea és per als edificis i el 63% d’aquests, per a habitatges residencials. A més, més del 75% del consum energètic domèstic està relacionat amb la calefacció i l’aigua calenta.

Font: Rovira i Virgili

Aquestes dades posen de manifest la necessitat de buscar fonts d’energia alternatives d’acord amb els objectius del 2030 de la UE que busquen una transició sostenible dels combustibles fòssils a les energies renovables i reduir les emissions de gasos d’efecte hivernacle. Tenint això en compte, un grup liderat per la URV, ha creat una eina de diagnòstic que utilitza la intel·ligència artificial per demostrar la reducció de l'impacte ambiental i el consum d'energia de les xarxes de calefacció assistides per energia solar. Els resultats de l’estudi es van publicar a la revista Applied Energy.

Les xarxes de calefacció assistides per energia solar, són instal·lacions que tenen sistemes centralitzats per produir aigua calenta a gran escala. Els col·lectors tèrmics solars, capten l'energia solar per satisfer la demanda de la calefacció i de l'aigua calenta pels habitatges residencials de tot un barri. La principal diferència que hi ha entre les xarxes de calefacció assistides per energia solar i l’energia tèrmica amb sistemes d’emmagatzematge, és que aquest últim només pot utilitzar l’energia en un curt període després de la seva captació. En canvi, les xarxes de calefacció assistides mitjançant l’energia solar, s'emmagatzema l’excés d’energia solar tèrmica durant els mesos més assolellats en grans dipòsits subterranis (fins a 10.000 metres cúbics) que estan molt ben aïllats perquè la calor es pugui utilitzar durant la tardor o l’hivern, quan hi ha menys energia solar. 

Per provar aquests sistemes en zones residencials i després de simular plantes en diverses zones climàtiques d’Europa, el grup de recerca va fer un estudi teòric pilot a Madrid, on van usar l’eina de diagnòstic basada en intel·ligència artificial per determinar el disseny òptim per a la calefacció assistida  solar en xarxes d'aigua calenta amb una vida útil de 40 anys. L’estudi va analitzar diferents grandàries de districtes urbans, amb 10, 24, 50 i 100 edificis.

Font: ScienceDirect.com

L'eina va trobar que la implementació de xarxes de calefacció assistida solar pot provocar un impacte ambiental significativament reduït en comparació amb les formes tradicionals de generació de calor que utilitzen els escalfadors i les calderes de gas. La reducció és encara major a mesura que augmenta la mida del districte, arribant al 89,3% per a una comunitat de 100 edificis. A més, el sistema també ha demostrat un clar avantatge econòmic en la mesura que redueix el cost total en fins al 66 %, segons la mida de la comunitat. Per obtenir una rendibilitat de la inversió inicial, el sistema és més eficaç com més gran sigui la comunitat. Per exemple, en un districte de 100 edificis, la inversió es podria recuperar en 13,7 anys. En quant al rendiment tèrmic, l’eina de diagnòstic demostra que el 82% de l’energia consumida prové del sol.

Malgrat aquest prometedor futur, encara hi ha barreres tècniques, administratives i financeres que limiten el desplegament d’aquests sistemes. Les instal·lacions més importants, estan als països del nord ja que consumeixen una gran quantitat d’energia d'aigua calenta. A Catalunya hi ha 60 d’aquestes xarxes en diferents districtes (com el 22 @ a Barcelona), però utilitzen biomassa i altres fonts d’energia en lloc d’energia solar.

Font: Universitat Rovira i Virgili