martes, 14 de agosto de 2018

Almacenamiento térmico: una parte vital de un futuro bajo en carbono



Los edificios son responsables del 47% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero y, según Navigant Research, se espera que la existencia de éstos aumente un 13% entre 2014 y 2024; sin embargo, la contribución de los edificios a las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero puede modificarse. Muchas de esas emisiones provienen de la energía utilizada para operar edificios, que se pueden reducir. ¿Cómo? Un elemento clave es la tecnología de almacenamiento térmico.

La tecnología de almacenamiento térmico permite que el exceso de energía, que proviene de una variedad de fuentes de energía renovables, se almacene y use en diferentes momentos del día, reduciendo la demanda y el uso de la red eléctrica.

La tecnología de almacenamiento térmico se vuelve más frecuente a medida que la industria busca formas de aumentar la resiliencia, mejorar la sustentabilidad y reducir los costos operativos. Cambiar la demanda máxima a horas de menor actividad ayuda a las empresas de servicios a planificar sus requisitos de capacidad máxima y ayuda a la red eléctrica a incorporar más fuentes de energía renovables. Al mismo tiempo, ayuda a los clientes de electricidad a ahorrar dinero y reducir las emisiones.

Investigaciones recientes encontraron que los sistemas de almacenamiento térmico son más valiosos para las utilidades de lo que se creía. El proyecto de investigación Valuation of Thermal Energy Storage for Utility Grid Operators, realizado por el Western Cooling Efficiency Center de la Universidad de California-Davis (UC Davis) descubrió que el almacenamiento de energía térmica es hasta 77% más valioso que los servicios públicos previamente estimados. Demostró que el método actual para estimar el impacto de la red eléctrica de los sistemas de almacenamiento de energía térmica, basado en una "línea base promedio de 10 días" y "año meteorológico típico (TMY3)", predice el impacto de desconectar el sistema de refrigeración en la red eléctrica. El almacenamiento de energía térmica puede tener un impacto aún mayor en la reducción de la dependencia y el uso de la red eléctrica. De hecho, ya está haciendo más de lo que pensamos para ayudar a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

Como recurso de energía, el almacenamiento térmico mejora la utilización de las líneas de transmisión, distribución y la generación renovable. Por lo tanto, es importante que se estime con mayor precisión el impacto de la red eléctrica de los dispositivos de almacenamiento térmico para planificar la distribución de recursos y la compensación financiera adecuada para el servicio que ofrecen. El almacenamiento térmico requiere una visión holística del uso de energía, teniendo en cuenta cómo puede mitigar la demanda máxima de carga y las condiciones ambientales en las que se evalúa la carga pico. A medida que aumenta la temperatura ambiente, el valor de la energía térmica almacenada aumenta debido a su relación con la demanda máxima de carga.

El almacenamiento térmico tiene mayor valor cuando más se necesita. Por lo tanto, el beneficio de un sistema de almacenamiento térmico en la red debe basarse en cómo puede funcionar en condiciones de calor extremo. El valor de los sistemas de almacenamiento térmico se cuantifica con mayor precisión cuando se basa en el estándar American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) 1 en 10 (hora más caliente en 10 años) y cuando se apela a la dinámica natural de la carga del edificio.

El enfoque de ASHRAE a menudo se usa para la infraestructura de servicios públicos tradicionales e incluye las condiciones climáticas más extremas. Cuando este enfoque se aplica al almacenamiento térmico, el valor aumenta en un 28% en comparación con otros enfoques. El enfoque predominante de "línea base media de 10 días" predice el valor del almacenamiento térmico hasta 77%, excluyendo eventos de respuesta a la demanda, fin de semana y eventos de calor. Cuando se excluyen los fines de semana, no se evalúan las cargas térmicas significativamente mayores necesarias para compensar los lunes después de un fin de semana de calor. Para cuantificar adecuadamente el valor del almacenamiento térmico, el valor debe basarse en la carga que de otro modo habría sido necesaria para proporcionar refrigeración durante condiciones de calor extremo. Los hallazgos de UC Davis refuerzan los beneficios del almacenamiento térmico para compensar la carga térmica y muestran cómo podemos estimar con mayor precisión el impacto de la red eléctrica.

Mirando más de cerca a los edificios, el sistema HVAC es uno de los mayores consumidores del uso de energía, representando casi el 40%. Esto se debe a los sistemas de aire acondicionado convencionales que funcionan con un enfriador durante el uso máximo de energía según la demanda para enfriar instantáneamente. Mediante el uso de sistemas de almacenamiento térmico, los propietarios de edificios pueden almacenar energía para un uso posterior. Estos sistemas de refrigeración funcionan con el mismo enfriador mencionado anteriormente a horas de menor consumo o de menor costo ya que almacenan energía en tanques de almacenamiento térmico. La energía almacenada se puede usar para enfriar el edificio durante la demanda pico y los períodos de velocidad con o sin enfriamiento instantáneo desde el enfriador. Estos sistemas ayudan a optimizar la gestión de carga máxima y pueden impulsar el uso de recursos renovables hasta en un 50%. Además, al hacerlo, la dependencia de la red eléctrica se reduce, lo que reduce la factura de los servicios.

A pesar de que los edificios son grandes contribuyentes a las emisiones globales de gases de efecto invernadero, hay algo que podemos hacer. El uso de sistemas de almacenamiento térmico no sólo puede reducir esas emisiones, sino que también puede ahorrar dinero. Es un ganar-ganar. Con una mejor comprensión de los beneficios de almacenamiento de energía, los propietarios de edificios pueden optimizar diseños de edificios sustentables y responder de forma más intuitiva a la demanda de red eléctrica y las presiones de costos, lo que genera menos emisiones globales de gases de efecto invernadero y menores costos de energía. Con estos beneficios en mente, el almacenamiento de energía térmica será esencial para un futuro con bajas emisiones de carbono.

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