Un porcentaje significativo del consumo de energía en los edificios es para producir agua caliente. La calefacción solar fotovoltaica puede considerarse una opción de energía limpia y renovable, fácil de instalar, silenciosa y sin mantenimiento, para reemplazar el consumo de combustibles fósiles utilizados en este proceso. En este sentido, un grupo de investigación de la Universidad de Córdoba ha diseñado un dispositivo de calefacción solar fotovoltaico que aprovecha el 95’06% de la energía disponible para el calentamiento de agua sanitaria.
El prototipo que han diseñado logra calentar el agua hasta alcanzar los 80 grados como lo haría un calentador eléctrico corriente. Asimismo, durante el proceso no se produce ningún tipo de residuo ni gas contaminante. Por otra parte, frente a la energía solar térmica que requiere de una instalación hidráulica, este modelo solo utilizaría una caja eléctrica similar a las convencionales de las casas a la cual irían enchufados los paneles solares y el calentador de agua eléctrico convencional mediante dos cables. “Se trata de un modelo que es mucho más versátil, sostenible y económico, que solo produce un 5% de pérdida de la energía”, expone el investigador principal Luis Cámara-Díaz.
Concretamente, este nuevo sistema se centra en el calentamiento doméstico de agua sanitaria, pero se podría aplicar a un uso comercial e industrial según explica Cámara-Díaz. El proceso de calentamiento se lleva a cabo mediante resistencias termoeléctricas alimentadas por energía solar fotovoltaica. “Los depósitos de agua caliente convencionales, lo que llevan dentro es una resistencia eléctrica que al conectarla a la electricidad genera calor. A esto lo llamamos termorresistencia. La diferencia con respecto a nuestro prototipo es que lo enchufamos a los paneles solares fotovoltaicos en vez de a la corriente eléctrica”, añade. De esta manera, la energía solar existente se convierte en fotovoltaica y ésta se puede utilizar para calentar en cualquier momento del día. El depósito de agua hace de acumulador de toda esa energía diaria y evita tener que instalar baterías.
La novedad que introduce este sistema electrónico de bajo coste es que se consigue convertir la energía fotovoltaica disponible en calor, independientemente de que el nivel de radiación solar existente sea alto o bajo.
Para su instalación no requeriría de un elevado número de paneles solares, ni estar conectado a la red eléctrica. Cumpliría las medidas de seguridad igual que cualquier dispositivo eléctrico-electrónico según detalla el investigador. Actualmente, el dispositivo se encuentra en fase experimental, con perspectiva de poder ser comercializado en el futuro. Además, una de las novedades en las que también se encuentra trabajando el equipo de investigación es en la aplicación de inteligencia artificial a este dispositivo que ayude a la seguridad y monitorización del sistema.
Referencia
Cámara-Díaz, Luis, José Ramírez-Faz, Rafael López-Luque, and Francisco J. Casares 2021. "A Cost-Effective and Efficient Electronic Design for Photovoltaic Systems for Solar Hot Water Production". Sustainability 13, no. 18: 10270. https://doi.org/10.3390/su131810270