Comunicación presentada al IV Congreso Edificios Energía Casi Nula:
Autores
- Lucía González Navarete, Founder and CEO,
- Roby Moyano, Project Manager, Edenway
Resumen
Chess Setup es un consorcio formado por 10 entidades europeas uniendo sus esfuerzos para desarrollar una solución de suministro y almacenamiento de energía para los edificios. Su objetivo es diseñar e implementar un sistema, basado en el uso de energías renovables, almacenamiento térmico, y bombas de calor, capaz de suministrar calor (calefacción y agua caliente sanitaria) y electricidad a edificios durante todo el año. Este sistema pretende ser adaptable al tipo de edificio, y optimizable en cuanto a su entorno (previsiones meteorológicas, nivel de energía almacenada), tarea que se está experimentando en tres ciudades del Reino Unido y España.
Palabras clave
EECN, Proyecto H2020, Autoconsumo, Energía Solar, Integración de Energías Renovables, Solar Térmico y Fotovoltaico, Almacenamiento Térmico, Bomba de Calor
Chess Setup: del concepto al consorcio europeo
El sector de los edificios es responsable de un tercio de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) del mundo según el World Green Building Council. Construir edificios, calentarlos, proveerles de electricidad y agua caliente, mientras la población mundial está creciendo, así como sus necesidades energéticas, representa un desafío central para nuestra sociedad.
Mantener el calentamiento global por debajo del umbral de 2 grados de aumento será inalcanzable sin transformar o reformar nuestros edificios, ya sean viviendas, edificios de servicios o empresariales.
Por consiguiente, la Comisión Europea estableció objetivos precisos para sus edificios:
- En 2020, todos los nuevos edificios deberán cumplir con el criterio “Net Zero Emission Building” (NZEB), o Edificios de Energía Casi Nula en español
- Para los nuevos edificios públicos, el plazo de vencimiento es 2018
- El 100% de los edificios existentes deberán cumplir con este criterio en 2050.
De hecho, el sector de la construcción como el sector de la renovación (retrofitting in ingles) necesitaran soluciones para lograr estos objetivos.
Para que afloren nuevas soluciones técnicas, el programa de financiación H2020 procedente de la Comisión Europea financia proyectos de implementación de nuevas soluciones. En este contexto se formó el proyecto Chess Setup, que se propone reducir las necesidades energéticas (y, de hecho, las emisiones de GEI) adoptando el enfoque del suministro.
El concepto: un sistema propio combinando tecnologías certificadas
El concepto inicial había sido ideado por Barcelona Ecologia, ahora coordinador del consorcio. A la problemática “¿Cómo reducir el consumo de energía de los edificios?”, se planteaban varias pistas de respuesta. Se podía lograr reducir la demanda, mediante un mejor aislamiento, o una mejor eficiencia de los equipos. Pero el aspecto elegido aquí fue el del suministro: produciendo energía in situ para suministrar los edificios de manera sostenible.
En las viviendas, la energía que consumimos se usa en los equipos de calefacción, de agua caliente sanitaria (ACS) – que representan juntos el 60% de la energía consumida por los edificios – y la alimentación de nuestros electrodomésticos. De hecho, sus formas pueden ser duales: por una parte, tenemos circuitos térmicos, y, por otra parte, circuitos eléctricos. Para desarrollar un sistema capaz de ofrecer una solución global, ambas formas de energía deberían ser suministradas a los edificios.
Buscando una solución técnica permitiendo producir eficientemente ambos tipos de energía, la energía solar se impuso. Así pues, la eficiencia de los paneles solares híbridos está demostrándose, y estos paneles solares fotovoltaicos y térmicos podrían representar una solución del futuro gracias a su alto rendimiento en generación de electricidad y de calor.
Las primeras análisis destacaron el primer reto de un sistema basado en la energía solar: el desfase entre las temporadas de radiación solar, y las necesidades de energía térmica.
La solución debería contemplar este desfase, imaginando una manera de proveer calor independientemente de la radiación solar actual: el almacenamiento térmico estacional.
Así, el calor excedente generado por los paneles solares híbridos en verano será almacenado en un tanque de agua caliente. Al revés, si la demanda de calor es más alta que lo que la radiación solar permite producir, el agua suministrada al edificio será calentada a partir del tanque de almacenamiento térmico y mediante una bomba de calor.
Algunas experiencias de almacenamiento térmico estacional ya habían sido implementadas en los años noventa en Alemania. El proyecto Chess Setup se conformó para comprobar la viabilidad técnico-económica de estas experiencias previas, y sobre todo para diseñar un sistema integrado, eficiente, a bajo coste, adaptable a las características, como a la localización de los edificios.
El proyecto
Barcelona Ecologia formó un consorcio para trabajar en este sistema, refinar el concepto, y, sobre todo, implementarlo.
Se trata de 10 entidades europeas que se unieron, por una duración de 3 años, con un presupuesto global de 3,7 millones de euros. Entre ellas contamos con algunos expertos técnicos como los españoles Veolia (Catalunya), y la consultoría Lavola, o de la gestión administrativa y financiera como Eurogrant. La arquitectura del sistema cuenta con el peritaje del arquitecto holandés René Wansdronk, y del profesor de la Universidad del Ulster Neil Hewitt, especializado en el almacenamiento térmico y las bombas de calor. El sistema de monitorización y gestión de la energía está desarrollado por la empresa Wattia Innova, mientras la comunicación, y la definición del modelo de negocio están liderados por la consultoría franco-española Edenway. Todo este trabajo se concreta in situ en los pilotos que son la piscina municipal de San Cugat (Catalunya), la sede de Lavola en Manlleu (Catalunya), y un conjunto de 47 nuevas viviendas en Corby (Reino Unido).
La realización del proyecto
Primeros resultados
Desde el verano 2016, el consorcio empezó a trabajar sobre la concepción del sistema Chess Setup cuya componente innovadora reside en la combinación y la optimización de tecnologías certificadas.
Se han realizado un estudio de las capacidades de los diferentes elementos, una investigación técnica, el diseño de una herramienta midiendo el tamaño óptimo de los componentes.
También se finalizó el diseño de la conectividad de la infraestructura: varios sensores analizarán el grado de llenado del tanque, como las previsiones meteorológicas, para arbitrar entre la opción de usar el calor almacenado tras la activación de la bomba de calor, o usar directamente el calor y la electricidad producidas en el momento.
Esta concepción cada vez más fina del sistema permitió diseñar los proyectos ejecutivos o sea el detalle de los sistemas adaptados a cada piloto. Pasando de la teoría a la acción, varias cuestiones surgieron, y necesitaron adaptar el modelo a su entorno: el peso de los paneles híbridos, el escaso espacio libre en la azotea en zonas urbanas, las normativas nacionales, etc.
Próximos pasos
El proyecto entró en su segunda fase. Las obras empezaran en breve en los tres pilotos. En base de ellos, se realizará un estudio de coste global del sistema, para luego estudiar los modelos de negocio asociados a la instalación del sistema Chess Setup.
