El 40 % del consumo total de energía en Europa se produce en los edificios, por lo que reducir dicho consumo cobra una importancia cada vez mayor, señalan los autores de la investigación en la página web de la Universidad del País Vasco (UPV).
El almacenamiento de energía térmica es una estrategia habitual de los sistemas de producción de energía en los que el periodo de producción y consumo de esta no coinciden, añaden. Ocurre, por ejemplo, en la producción de agua caliente mediante paneles solares térmicos, donde el agua caliente se produce durante las horas de sol, en las que su demanda es menor, y también en los casos de cogeneración residencial, donde el calor y la electricidad se generan simultáneamente, pero no así la demanda.
En ambos casos, el almacenamiento del calor permite desvincular la producción de la demanda, flexibilizando la integración de dichas tecnologías en los edificios, donde es habitual que los periodos de producción de energía no coincidan con los de su consumo. Tradicionalmente se han empleado tanques de agua para almacenar el calor. "Funcionan bien –explica Álvaro Campos, investigador del proyecto–, y el agua es muy barata, pero se requieren grandes volúmenes para conseguir un almacenamiento significativo de calor, lo que limita su integración en las viviendas, donde la disponibilidad de espacio es muy reducida".
El prototipo desarrollado por la UPV/EHU Enedi ocupa un 50% menos de volumen y es más flexible en su diseño, con forma prismática, fácil de integrar en edificios y con un óptimo uso del espacio. Su naturaleza modular permite, además, variar el diseño. “Podemos conseguir formas mucho más compactas, prismáticas, integrables en cualquier esquina, incluso dentro de un falso techo”, aseguran los investigaores.
Funcionamiento
El sistema se basa en el empleo del calor latente del cambio de fase sólido-líquido de unos materiales conocidos como PCMs (Phase Change Materials). “Estos materiales tienen la capacidad de que cuando los calentamos, llegados a su temperatura de cambio de fase, empiezan a cambiar de estado, y posibilitan, manteniendo la temperatura prácticamente constante, almacenar una cantidad de energía muy elevada; así, conseguimos mucha más densidad energética, con menores pérdidas de calor al ambiente”, explica el investigador.
El dispositivo utiliza una parafina comercial que se funde en torno a 60 ºC, “muy estable y con una larga vida útil”, precisa. La parafina se encapsula en el interior de placas de aluminio, que se disponen formando canales entre ellas. El proceso de carga y descarga térmica se realiza haciendo circular agua a través de dichos canales, con lo que el agua caliente cede calor a las placas durante el proceso de carga, fundiendo el material encapsulado, y, a la inversa, se hace circular agua fría por los canales, de manera que se recupera el calor almacenado y se solidifica la parafina.
En la actualidad están trabajando en la fabricación de un prototipo a escala real que se integrará en la instalación experimental del Laboratorio de Control de Calidad en la Edificación (LCCE) del Gobierno Vasco, para comprobar su funcionamiento. También trabajan con otros posibles PCMs que permitan una mayor capacidad de almacenamiento y tengan un menor coste; entre otros, con ácidos grasos y otros materiales orgánicos.
