El estudio, a cuyo frente se encuentra el investigador Dieter Boer, del Departamento de Ingeniería Química de la URV, se ha centrado en cuatro ciudades: dos del sur (Atenas y Madrid), otra del centro (Berlín) y una del norte (Helsinki). Los investigadores han estudiado el funcionamiento de estas plantas solares en un conjunto de edificios con un total de mil viviendas en estas ciudades y han optimizado la instalación para garantizar el funcionamiento sin necesidad de utilizar gas natural durante buena parte de los meses de demanda de calefacción.
"Las placas solares térmicas –explican en la web de la URV– calientan agua, que se almacena en tanques muy grandes y muy aislados y pueden estar bajo tierra. De este modo el agua caliente se guarda durante meses con pequeñas pérdidas de calor. El calor almacenado se aprovecha hasta febrero o marzo y después se requiere un mínimo apoyo con gas natural. En los sistemas convencionales de energía solar térmica el volumen de agua caliente almacenada por un metro cuadrado de placa es de unos 100 litros mientras que con estas plantas de calefacción solar el volumen por metro cuadrado de placa es de unos 7.000 litros de agua".
Con los resultados del trabajo han concluido que la instalación de estas plantas centralizadas de calefacción solar permite llegar a una fracción de aprovechamiento de energía renovable superior al 90% en todas las zonas climáticas analizadas. La evaluación ambiental muestra, además, una mejora significativa cuando se compara con el sistema clásico de calefacción gas natural), puesto que el impacto ambiental relacionado con el efecto invernadero se reduce aproximadamente el 70%.
En los climas más fríos las dimensiones de los equipos y por tanto, la inversión inicial es más grande. Por ejemplo, el área de colectores solares para Madrid es de 7.000 m2 y para Helsinki tendría que ser de más de 30.000 m2. En cuanto al volumen de almacenamiento, seria de 65.000 m3 y 230.000 m3 respectivamente.
Viable a largo plazo
El sistema planteado se mantendría operativo durante 40 años y es económicamente viable, pero requiere una elevada inversión inicial, que solo se justifica con un retorno a largo plazo, indican los investigadores. "Todas las predicciones indican que los precios de la energía proveniente de fuentes fósiles evolucionarán al alza; por lo tanto, estos sistemas serán más competitivos a largo plazo y reducirán significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero", añaden.
Actualmente, los sistemas de calefacción con energía solar se utilizan sobre todo en Canadá y en algunos países del norte y el centro de Europa, pero no están implantados en la mayoría de países que tienen más horas de sol, caso de España.
La investigación ha sido publicada en la revista Applied Energy y se ha hecho en colaboración con investigadores de la Universidad de Lérida. Forma parte de un proyecto coordinado por científicos de estas dos universidades y de la Universidad de Barcelona titulado “Identificación de barreras y oportunidades sostenibles en los materiales y aplicaciones del almacenamiento de energía térmica”, financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad.
