Investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) en Australia han investigado cómo el exceso de energía solar de las instalaciones fotovoltaicas en tejados puede utilizarse para el preenfriamiento y precalentamiento solar (SPCaH) en edificios residenciales.
«El SPCaH ayuda a reducir la demanda posterior de aire acondicionado o calefacción, haciendo que nuestro uso de la energía sea más eficiente», declaró la autora principal de la investigación, Gloria Pignatta, a pv magazine. «A diferencia de muchos estudios que se basan en modelos teóricos, esta investigación utiliza datos reales de 450 hogares australianos. De este modo, ofrece una imagen realista de cuánta energía se puede ahorrar y cuántas emisiones de carbono se pueden reducir en la vida cotidiana en lo que respecta al contexto australiano».
El grupo de investigación explicó que SPCaH se basa en la utilización de un sistema de aire acondicionado de ciclo inverso para convertir el exceso de energía solar en energía térmica, que luego se introduce en la masa térmica de un edificio, preenfriándose esta masa térmica durante la temporada de refrigeración y precalentándose en el sistema de calefacción. «Este enfoque reduce la demanda de refrigeración o calefacción al final de la tarde y al anochecer», enfatizó.
Los científicos clasificaron los materiales de construcción de los edificios analizados en tres tipos: ligeros, medios y pesados. A continuación, simularon el rendimiento térmico de nueve tipos de edificios en Adelaida, Brisbane, Melbourne y Sídney. También desarrollaron un modelo dinámico térmico agregado (ATDM) basado en la temperatura interior por hora, la demanda de aire acondicionado, la radiación solar y la temperatura exterior.
Imagen: UNSW, Energía y Edificios, CC BY 4.0
Las simulaciones mostraron que el SPCaH ayuda a reducir la demanda de aire acondicionado más durante el verano y el invierno que en otoño y primavera, y que el mayor nivel de reducción máxima de la demanda se registró en un edificio de Brisbane.
«Durante la primavera y el verano, la implementación del SPCaH permite a los edificios lograr reducciones de emisiones de aproximadamente el 30 % de las emisiones totales para las respectivas estaciones», enfatizaron los académicos. «Sin embargo, en otoño, el impacto del SPCaH en la reducción de emisiones es mínimo en todas las ubicaciones y tipos de edificios».
Sus hallazgos se pueden encontrar en el artículo «Reducing greenhouse emissions from Australia’s housing stock through solar pre-cooling and pre-heating», publicado en Energy and Buildings.
«Al considerar factores como el tamaño de los sistemas de aire acondicionado y los niveles de comodidad de las personas, el estudio ofrece una visión detallada de cómo funciona esta estrategia de ahorro de energía en diferentes tipos de hogares. Esta visión práctica podría ayudar a los propietarios a ahorrar dinero en las facturas de energía, al tiempo que contribuye a una red eléctrica más limpia y estable», concluyó Pignatta. «El enfoque combina inteligentemente el excedente de energía solar con momentos en los que la red eléctrica, de otro modo, desperdiciaría energía renovable. Al utilizar esta energía «sobrante», el método ayuda a reducir la necesidad de electricidad basada en combustibles fósiles, lo que reduce las emisiones de gases de efecto invernadero».
En 2022, otro grupo de investigación dirigido por Gloria Pignatta investigó cómo se podría utilizar la generación fotovoltaica en tejados para hacer funcionar los aires acondicionados y preenfriar edificios residenciales y comerciales. Este trabajo identificó varios factores que podrían ayudar a reducir los costes energéticos de un edificio.
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