Innovador sistema de bomba de calor solar química reduce el consumo eléctrico en un 75% y las emisiones de CO2 en un 72%
30 mayo, 2024
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Investigadores japoneses de la Universidad de Chiba han presentado un innovador sistema de bomba de calor solar química (SCHP, por sus siglas en inglés) que podría revolucionar la climatización de edificios. Este sistema, que combina energía solar con almacenamiento químico, consume un 75% menos de electricidad que las bombas de calor convencionales.
El SCHP se compone de una batería y un tanque de almacenamiento de calor, que pueden funcionar de manera independiente o simultánea, dependiendo de las condiciones exteriores. El sistema se conecta a equipos de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC), una torre de enfriamiento y una unidad que integra un tanque de almacenamiento de calor, colectores solares térmicos, paneles fotovoltaicos y una batería.
El funcionamiento del sistema se basa en dos tipos de reacciones químicas: una exotérmica, que libera calor, y una endotérmica, que lo almacena. Los investigadores han utilizado un par de trabajo compuesto por sulfato de calcio (CaSO4) y agua para estas reacciones.
El sistema SCHP puede operar en tres modos diferentes. En el primer modo, los colectores solares junto con el suministro de gas natural proporcionan la energía térmica para las subunidades de la bomba de calor, los paneles fotovoltaicos producen energía para cargar la batería y esta alimenta las subunidades sin necesidad de electricidad de la red.
En el segundo modo, los paneles fotovoltaicos y la electricidad de la red alimentan las subunidades, los colectores solares cargan el tanque de almacenamiento de calor y este proporciona energía térmica a las subunidades, sin necesidad de gas.
En el tercer modo, los colectores solares cargan el tanque de almacenamiento de calor, los paneles fotovoltaicos generan electricidad para cargar la batería y el tanque proporciona energía térmica a las subunidades, mientras que la batería proporciona energía de circulación para las subunidades, sin necesidad de gas o electricidad adicional.
Los investigadores realizaron un estudio de viabilidad del sistema en un edificio de investigación de 20 metros de altura en Chiba. Los resultados demostraron que la batería puede ayudar a reducir los costos operativos en un 30%, mientras que el tanque de almacenamiento de calor puede reducir estos costos en un 82%.
Además, el sistema SCHP consume alrededor del 75% menos de electricidad que las bombas de calor convencionales y puede reducir las emisiones de CO2 hasta en un 72%. Según los investigadores, el sistema tiene un «inmenso potencial sostenible» como sistema de suministro de energía de próxima generación.
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