Usar el calor del verano en invierno, pero ¿cómo acumularlo?

Ya están en funcionamiento varios sistemas de almacenamiento de calor estacional. En la ciudad danesa de Marstal, por ejemplo, durante el verano se calienta un gran depósito de agua utilizando colectores solares térmicos. En invierno, esta instalación cubre la demanda de aproximadamente la mitad de los 2.000 residentes. En la actualidad, se están desarrollando y construyendo más variantes de estos sistemas, extendiéndose su uso más allá de Europa. ¿Cuáles son las tecnologías disponibles y cómo operan?

Grandes depósitos de agua como almacenes

Para la creación de estos depósitos subterráneos de almacenamiento de calor, se excavan amplios pozos en el suelo que posteriormente se sellan con una lámina impermeable. Luego, se llenan con aproximadamente 70.000 metros cúbicos de agua en un área de cerca de una hectárea.

El agua se calienta hasta alcanzar los 90 grados utilizando sistemas de energía solar térmica, calor residual de fábricas o plantas de incineración de residuos.

Una cubierta aislante asegura que solo se pierda alrededor del diez por ciento del calor almacenado a lo largo del año. Durante el invierno, el agua caliente se distribuye desde el gran depósito hacia la red de calefacción urbana, proporcionando calor a los hogares.

Hasta la fecha, hay seis grandes tanques de almacenamiento geotérmico en Dinamarca, uno en Tíbet y se están construyendo tres en Alemania y Polonia. 

Ventajas e inconvenientes: Los grandes depósitos subterráneos ofrecen una solución económica para almacenar el calor excedente durante el invierno, siendo especialmente útiles para las redes de calefacción urbana. Aunque los costes de construcción son relativamente bajos, requieren un espacio considerable para su instalación.

Eficiencia energética: Es alta, con solo un 10% de pérdida de calor anual.

¿Dónde pueden implementarse? En cualquier lugar.

Almacenamiento de calor en el suelo del edificio

En lugar de usar agua, el suelo mismo puede servir como medio para almacenar calor, y esta técnica puede aplicarse también en edificaciones ya existentes. Para ello, se instalan tuberías de agua en el suelo, el cual se aísla lateralmente y por arriba. Durante el verano, el suelo se calienta mediante agua caliente proveniente de un sistema solar térmico. En invierno, una bomba de calor aprovecha esta energía geotérmica acumulada para la calefacción.

Ventajas e inconvenientes: Es posible realizar la instalación después de construido el edificio. Sin embargo, se requiere un espacio adyacente a la vivienda para instalar las tuberías en el suelo: unos 40 metros cuadrados son suficientes para una casa unifamiliar, aunque los edificios más grandes necesitarán más espacio.

Eficiencia energética: Alta. Las bombas de calor son muy eficientes al utilizar esta energía geotérmica, incluso durante los días más fríos del invierno.

¿Dónde se puede utilizar? Es viable siempre que se disponga del espacio necesario junto al edificio.

Almacenamiento estacional con hidrógeno

El calor también se puede almacenar usando hidrógeno, una tecnología que ya se emplea en algunos edificios. El hidrógeno se puede producir, por ejemplo, a partir del excedente de energía solar.

En Europa Central, los paneles fotovoltaicos generan hasta siete veces más electricidad en verano que en el oscuro invierno. Este exceso de energía solar se puede utilizar para producir hidrógeno mediante un proceso de electrólisis. Este hidrógeno se almacena en bombonas a presión. En invierno, las pilas de combustible transforman de nuevo el hidrógeno en electricidad y calor para abastecer los edificios.

Ventajas e inconvenientes: Para los sistemas energéticos y los servicios públicos municipales, el hidrógeno puede ser un excelente complemento en combinación con otros sistemas de almacenamiento, permitiendo cubrir las necesidades de electricidad y calefacción de manera climáticamente neutra durante todo el año. Sin embargo, estos sistemas resultan muy costosos para viviendas individuales.

Eficiencia energética: Regular. La conversión de electricidad en hidrógeno y su posterior reconversión en electricidad durante el invierno genera aproximadamente un 40% de calor residual. Este calor debe ser aprovechado rápidamente para minimizar las pérdidas energéticas. Por lo general, otros sistemas de almacenamiento estacional resultan ser más eficientes.

¿Dónde se puede utilizar? En cualquier lugar.

Conclusión

Los sistemas estacionales de almacenamiento de energía están cobrando cada vez más importancia para garantizar un suministro de calor y electricidad climáticamente neutro. Estos sistemas aprovechan eficazmente el excedente energético, permitiendo así ahorros significativos en costes de calefacción y electricidad.

Los sistemas que utilizan almacenamiento de agua y energía geotérmica ya están funcionando satisfactoriamente. El almacenamiento estacional con hidrógeno también está comenzando a expandirse. Sin embargo, hasta la fecha, el hidrógeno verde solo se ha producido en pequeñas cantidades. Para un uso futuro más amplio del hidrógeno, actualmente se está desarrollando a nivel mundial una nueva infraestructura a gran escala.

(ies/lgc)