Estrategias inteligentes para bombas de calor en comunidades energéticas reducción de costos vs. maximización del uso

### Estrategias de control para bombas de calor en comunidades energéticas: ¿priorizar el uso o el costo?

Un equipo de investigadores de la Universidad Aalto en Finlandia ha analizado distintas estrategias de control para optimizar el consumo energético y los costos en una pequeña comunidad energética ubicada en su campus universitario en Espoo. A través de simulaciones, compararon dos enfoques: uno que prioriza el uso de bombas de calor y otro que se basa en la optimización de costos. Los resultados mostraron que la segunda estrategia puede reducir los costos hasta en un 25%, dependiendo de las condiciones del mercado energético.

#### Un sistema híbrido de calefacción

La comunidad energética estudiada está compuesta por cinco edificios educativos con una superficie total de 30.000 metros cuadrados. Estos edificios utilizan un sistema híbrido de calefacción que combina una red de calefacción de baja temperatura (LTH, por sus siglas en inglés) y una red de calefacción distrital. La LTH es impulsada por una bomba de calor de doble fuente (DSHP, por sus siglas en inglés), que aprovecha tanto el calor residual de un laboratorio con un sistema de refrigeración de 200 kW como el calor del aire ambiente.

El sistema opera de manera diferente según la temperatura exterior. Cuando esta se mantiene por encima de -12 °C, la DSHP utiliza tanto el aire ambiente como el calor residual. Sin embargo, si la temperatura desciende por debajo de ese umbral, solo se emplea el calor residual.

#### Simulación de estrategias de control

Para evaluar el impacto de las estrategias de control, los investigadores utilizaron el software de simulación dinámica IDA ICE 5.0, incorporando datos meteorológicos reales proporcionados por el Instituto Meteorológico de Finlandia. Se realizaron simulaciones con datos climáticos de 2019 para validar el modelo y con datos de 2022 y 2023 para evaluar el desempeño de las estrategias en distintos escenarios.

La primera estrategia de control, denominada «priorización de calefacción de baja temperatura», mantiene la DSHP en funcionamiento continuo, recurriendo a la calefacción distrital solo cuando la bomba de calor no puede cubrir la demanda. En contraste, la segunda estrategia, basada en la optimización de costos, elige entre la DSHP y la calefacción distrital según cuál sea la opción más económica en cada momento, considerando los precios de la electricidad y la eficiencia de cada sistema.

#### Resultados y variaciones según el año

Los resultados mostraron que, en 2022, la estrategia basada en costos permitió reducir el gasto total en un 10% cuando se usaron tarifas comerciales de calefacción distrital y hasta un 25% cuando se empleó calefacción distrital de cero emisiones con un costo estimado de 55,8 €/MWh.

Sin embargo, en 2023, la efectividad de esta estrategia fue menor debido a cambios en las políticas de tarifas eléctricas. En algunos casos, los costos incluso aumentaron un 5% al aplicar la estrategia de optimización de costos con tarifas comerciales de calefacción distrital. Cuando se utilizó calefacción distrital de cero emisiones, el ahorro máximo alcanzado fue del 5%.

Los investigadores explicaron que la diferencia entre ambos años se debe a la variación en los precios de la electricidad y la calefacción distrital, así como a modificaciones en las tarifas de potencia. En 2023, la diferencia de precios entre electricidad y calefacción distrital fue menor que en 2022, lo que redujo el potencial de ahorro de la estrategia basada en costos. Además, el aumento en los costos por tarifas de potencia contrarrestó los beneficios obtenidos por la reducción del consumo energético.

#### Publicación y colaboración internacional

El estudio, titulado *»Cost-optimal control for a small energy community heated with dual source heat pump and district heating»*, fue publicado en la revista *Energy and Buildings*. La investigación fue desarrollada por expertos de la Universidad Aalto, la Universidad Tecnológica de Lappeenranta-Lahti en Finlandia, la Universidad Tecnológica de Eindhoven en los Países Bajos y la Universidad Tecnológica de Nanjing en China.

Este trabajo aporta información valiosa para la gestión energética en comunidades que combinan diferentes fuentes de calefacción, demostrando que la elección de la estrategia de control adecuada puede generar importantes ahorros, aunque su efectividad depende de las condiciones del mercado energético y las políticas tarifarias vigentes.

Fuente: https://www.pv-magazine.com/2025/03/27/heat-pump-control-strategy-for-energy-communities/