Energía fotovoltaica, motores Stirling y baterías para viviendas
Energía fotovoltaica, motores Stirling y baterías para viviendas pv magazine Latin America
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Sistema híbrido de cogeneración para edificios residenciales
Introducción
Científicos británicos han propuesto una forma de combinar la energía térmica fotovoltaica con motores Stirling y almacenamiento en baterías en edificios residenciales. A pesar de los costes iniciales elevados, afirman que el rentable sistema híbrido de cogeneración podría reducir significativamente las emisiones de CO2.
Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)
- ODS 7: Energía asequible y no contaminante
- ODS 13: Acción por el clima
Descripción del sistema híbrido de cogeneración
Investigadores de la Universidad de Durham (Reino Unido) han desarrollado un sistema híbrido de cogeneración que combina colectores fotovoltaicos-térmicos (PVT) con un motor Stirling (SE) y almacenamiento en baterías. El sistema está diseñado para satisfacer la demanda de electricidad y agua caliente sanitaria (ACS).
El sistema híbrido consta de los siguientes componentes:
- 28 m2 de colectores PVT
- Motor Stirling
- Depósito de almacenamiento de ACS
- Paquete de baterías de plomo-carbono
Funcionamiento del sistema
El agua caliente descargada del motor Stirling se mezcla con el agua caliente obtenida de la salida del colector PV-T y se almacena en un depósito de ACS. Posteriormente, el agua caliente almacenada se suministra a las viviendas para satisfacer la demanda de calefacción y ACS.
El sistema también genera electricidad en corriente alterna a través del alternador de la unidad SE y en corriente continua a través de los colectores PVT. Ambas se utilizan para satisfacer la demanda eléctrica de la vivienda mediante un inversor, y el exceso de energía se almacena en la batería. La electricidad de la red puede utilizarse cuando ambas fuentes de energía no cubren la demanda y la energía sobrante puede inyectarse en la red cuando la batería está totalmente cargada.
Beneficios del sistema híbrido de cogeneración
- Reducción significativa del consumo de energía primaria y la factura energética de los hogares
- Reducción de las emisiones de carbono en comparación con una caldera de gas y un sistema de referencia de electricidad basado en la red
Evaluación del sistema en diferentes tipos de edificios residenciales
Los científicos probaron la configuración del sistema propuesto en tres tipos de edificios residenciales: casas unifamiliares, casas adosadas y casas adosadas intermedias. Comprobaron que la configuración DH logra la mayor reducción global de emisiones de CO2 en comparación con las configuraciones SDH y MTH, lo que depende del mayor tamaño del sistema FV-T empleado para la arquitectura DH.
Además, se descubrió que la tipología de DH presentaba la mayor eficiencia exergética.
Conclusiones
Si bien los costes de capital iniciales de un sistema de este tipo son elevados, especialmente los derivados de la unidad SE y el conjunto de colectores fotovoltaicos-térmicos (PVT), se espera que la reducción de la inversión inicial atraiga la implantación generalizada de esta tecnología. El sistema híbrido de cogeneración propuesto contribuye a los Objetivos de Desarrollo Sostenible relacionados con la energía asequible y no contaminante, así como a la acción por el clima.
Para obtener más detalles sobre el sistema híbrido de cogeneración, consulte el artículo “Techno-economic and environmental analyses of a solar-assisted Stirling engine cogeneration system for different dwelling types in the United Kingdom” publicado recientemente en Energy Conversion and Management.
Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) relacionados
- Objetivo 7: Energía asequible y no contaminante
- Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructura
- Objetivo 11: Ciudades y comunidades sostenibles
- Objetivo 13: Acción por el clima
Metas específicas de los ODS identificadas
- Meta 7.2: Aumentar la proporción de energía renovable en el mix energético global
- Meta 9.4: Mejorar la infraestructura tecnológica para proporcionar acceso a servicios básicos y energía limpia
- Meta 11.6: Reducir el impacto ambiental negativo per capita de las ciudades, incluido el consumo de energía
- Meta 13.2: Integrar medidas de cambio climático en las políticas, estrategias y planes nacionales
Indicadores de los ODS relevantes
- Indicador 7.2.1: Proporción de energía renovable en el consumo final de energía
- Indicador 9.4.1: Coeficiente de exportación de tecnología
- Indicador 11.6.1: Proporción de población urbana que vive en barrios marginales, asentamientos informales o sin vivienda adecuada
- Indicador 13.2.1: Integración de medidas de cambio climático en las políticas, estrategias y planes nacionales
Tabla de ODS, metas e indicadores
| ODS | Metas | Indicadores |
|---|---|---|
| Objetivo 7: Energía asequible y no contaminante | Meta 7.2: Aumentar la proporción de energía renovable en el mix energético global | Indicador 7.2.1: Proporción de energía renovable en el consumo final de energía |
| Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructura | Meta 9.4: Mejorar la infraestructura tecnológica para proporcionar acceso a servicios básicos y energía limpia | Indicador 9.4.1: Coeficiente de exportación de tecnología |
| Objetivo 11: Ciudades y comunidades sostenibles | Meta 11.6: Reducir el impacto ambiental negativo per capita de las ciudades, incluido el consumo de energía | Indicador 11.6.1: Proporción de población urbana que vive en barrios marginales, asentamientos informales o sin vivienda adecuada |
| Objetivo 13: Acción por el clima | Meta 13.2: Integrar medidas de cambio climático en las políticas, estrategias y planes nacionales | Indicador 13.2.1: Integración de medidas de cambio climático en las políticas, estrategias y planes nacionales |
El artículo aborda temas relacionados con la combinación de energía térmica fotovoltaica, motores Stirling y almacenamiento en baterías en edificios residenciales. Estos temas están conectados con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) mencionados anteriormente.
En términos de metas específicas de los ODS, el artículo menciona la reducción de emisiones de CO2, la mejora de la eficiencia energética y la integración de medidas de cambio climático en las políticas y planes nacionales.
En cuanto a los indicadores de los ODS, el artículo no menciona explícitamente ninguno, pero se pueden identificar indicadores relevantes para medir el progreso hacia los objetivos identificados. Estos indicadores incluyen la proporción de energía renovable en el consumo final de energía, el coeficiente de exportación de tecnología, la proporción de población urbana que vive en condiciones precarias y la integración de medidas de cambio climático en las políticas y planes nacionales.
En resumen, el artículo aborda temas relacionados con varios ODS, incluidos el acceso a energía limpia, la mejora de la infraestructura tecnológica y la reducción del impacto ambiental. Las metas específicas identificadas incluyen la reducción de emisiones de CO2 y la mejora de la eficiencia energética. Los indicadores relevantes para medir el progreso hacia estos objetivos incluyen la proporción de energía renovable, el coeficiente de exportación de tecnología y la proporción de población urbana en condiciones precarias.
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Fuente: pv-magazine-latam.com
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