Los sistemas de almacenamiento estacionales recogen el calor del verano para calentarlo en invierno. ¿Qué técnicas existen y qué tan efectivas son?
Almacenamiento de calor estacional en Dinamarca.
Según el modelo danés: en verano, grandes sistemas de calefacción solar calientan el agua del depósito. En invierno se utiliza para calentar las casas de la ciudad.
Ya se utilizan varios sistemas de almacenamiento de calor estacional. Por ejemplo, en la ciudad danesa de Marstal, en verano se calienta un gran depósito de agua con colectores solares térmicos. En invierno, esta instalación atiende aproximadamente a la mitad de los 2.000 habitantes. Actualmente se están desarrollando y construyendo más variantes de estos sistemas, ampliando su uso fuera de Europa. ¿Qué tecnologías están disponibles y cómo funcionan?
Grandes tanques de agua como almacenamiento
Para crear estos depósitos de calor subterráneos, se excavan grandes pozos en el suelo y luego se sellan con una película impermeable. Luego se llenan con unos 70.000 metros cúbicos de agua en una superficie de aproximadamente una hectárea.
El agua se calienta a 90 grados mediante sistemas de calefacción solar, calor residual de fábricas o incineradores de residuos.
El revestimiento aislante garantiza que sólo el diez por ciento del calor almacenado se pierda durante todo el año. En invierno, el agua caliente se distribuye desde un gran depósito a la red de calefacción urbana, que produce calor para los hogares.
Hasta el momento hay seis grandes tanques de almacenamiento geotérmico en Dinamarca, uno en el Tíbet y tres en construcción en Alemania y Polonia.
Ventajas y desventajas: Los grandes tanques subterráneos ofrecen una solución económica para almacenar el exceso de calor en invierno, lo que resulta especialmente útil en redes de calefacción urbana. Aunque los costes de construcción son relativamente bajos, requieren un espacio de instalación considerable.
Eficiencia energética: es alta, sólo un 10% de pérdida de calor anual.
¿Dónde se pueden aplicar? En todos lados.
Almacenamiento de calor en el suelo del edificio
El suelo puede actuar como almacenamiento de calor en lugar de agua, y esta tecnología también se puede aplicar en edificios existentes. Para ello, las tuberías de agua se instalan en el suelo, que está aislado desde el lateral y desde arriba. En verano, el suelo se calienta con agua caliente procedente del sistema de calefacción solar. En invierno, la bomba de calor utiliza la energía geotérmica acumulada para calentar.
Esquema de un sistema de almacenamiento de energía geotérmica Esquema de un sistema de almacenamiento de energía geotérmica
Un sistema de almacenamiento de energía geotérmica, como el que se encuentra frente a un antiguo edificio de apartamentos en Berlín, produce calor durante los inviernos fríos
Ventajas y Desventajas: se puede instalar después de construir el edificio. Sin embargo, para tender las tuberías en el suelo se necesita espacio al lado de la casa: unos 40 metros cuadrados son suficientes para una casa unifamiliar, aunque los edificios más grandes necesitan más espacio.
Eficiencia energética: alta. Las bombas de calor utilizan esta energía geotérmica de forma muy eficiente incluso en los días más fríos del invierno.
¿Dónde se puede utilizar? Es factible siempre que exista la superficie necesaria al lado del edificio.
Almacenamiento estacional con hidrógeno
El calor también se puede almacenar con hidrógeno, una tecnología que ya se utiliza en algunos edificios. El hidrógeno se puede producir, por ejemplo, a partir del exceso de energía solar.
En Europa Central, los paneles solares producen hasta siete veces más electricidad en verano que en el oscuro invierno. Este exceso de energía solar se puede utilizar para producir hidrógeno mediante electrólisis. Este hidrógeno se almacena en cilindros presurizados. En invierno, las pilas de combustible convierten el hidrógeno en electricidad y el calor en electricidad para los edificios.
La sede del instalador de sistemas de calefacción Küpper Söhne tiene paneles solares, sistemas de electrólisis, turbinas, baterías, bombas de calor y acumuladores de hidrógeno, aunque sólo se ven estos últimos y los paneles, empresa instaladora de sistemas de calefacción con paneles solares, sistemas de electrólisis, turbinas . , baterías, bomba de calor y almacenamiento de hidrógeno, aunque sólo este último y paneles. Un edificio rico en energía en Meckenheim, Alemania, con cilindros de hidrógeno en el lateral para el almacenamiento de energía estacional, la instalación del sistema costó más de medio millón de euros.
Ventajas y desventajas: En los sistemas energéticos y servicios urbanos, el hidrógeno puede ser un excelente complemento a otros sistemas de almacenamiento cuando la electricidad y la calefacción deben cubrirse de forma climáticamente neutra durante todo el año. Sin embargo, estos sistemas son muy caros para viviendas individuales.
Eficiencia energética: Moderada. La conversión de electricidad en hidrógeno y la posterior producción de electricidad en invierno producen alrededor del 40% del calor residual. Este calor debe utilizarse rápidamente para minimizar las pérdidas de energía. Otros sistemas de almacenamiento estacional suelen resultar más eficaces.
¿Dónde se puede utilizar? En todos lados.
Conclusión
Los sistemas de almacenamiento de energía estacionales son cada vez más importantes para garantizar un suministro de calor y energía climáticamente neutro. Estos sistemas hacen un uso eficiente del exceso de energía, lo que permite importantes ahorros en costes de calefacción y electricidad.
Los sistemas que utilizan almacenamiento de agua y energía geotérmica ya están funcionando satisfactoriamente. El almacenamiento estacional de hidrógeno también está empezando a ampliarse. Sin embargo, hasta ahora sólo se ha producido una pequeña cantidad de hidrógeno verde. Para un uso más amplio del hidrógeno, en el futuro se desarrollarán nuevas infraestructuras a gran escala en todo el mundo..
