Ante el incremento de renovables, la electrificación en el sector de los edificios mediante bombas de calor es una tecnología que permite contribuir a un sistema eléctrico más eficiente, sostenible y flexible.
El proyecto testea en un entorno de laboratorio diferentes tipos de gateways y controladores para bombas de calor de capacidad variable con señales de gestión de la demanda utilizando el estándar de comunicación OpenADR.
Además, evalúa el impacto de estas soluciones en el usuario final.
Los indicadores que se pueden utilizar para valorar la aplicación de la tecnología dependen del tipo señal ADR (Automated Demand Response – Gestión de la Demanda Activa) que se testean.
Ante señales de reducción de la potencia (curtailment) el indicador es la reducción de la potencia de la bomba de calor durante el periodo de activación (de 1 a 3 horas).
Ante señales dinámicas de precio, los indicadores pasan por la capacidad de desplazar consumo energético de las horas del día con precios altos a la horas con precios bajos, y la reducción del coste económico diario.
En todos los casos, es muy importante valorar que el confort térmico de los usuarios no se ve afectado.
El proyecto ejemplifica la oportunidad de usar controladores dinámicos que optimizan el consumo energético en los edificios residenciales, sin afectar al confort de los usuarios.
Los operadores energéticos y los agregadores de demanda pueden usar este tipo de señales y controladores para modular el consumo energético activando la flexibilidad inherente en los edificios, especialmente ante la penetración de renovables.
Los experimentos demuestran que los objectivos de la reducción de potencia en relación a la potencia nominal (30% , 60% y 100%) se alcanzan con las señales de activación de reducción de la demanda con gran precision (2-12%).
En el caso de señales dinámicas de precio, se pueden alcanzar reducciones en el consumo energético y ahorros económicos de hasta el 31% y el 50% respectivamente, en modo calefacción.
Y las reducciones en modo refrigeración pueden llegar al 45% y el 58%, energía y coste económico respectivamente.
Las bombas de calor de capacidad variable con altos coeficientes de rendimiento energético suponen una reducción importante de las emisiones de CO2 en el sector de los edificios al desplazar el uso de combustibles fósiles para los usos de calefacción, refrigeración y agua calientes sanitaria.
Las reducciones en emisionesde CO2 adicionales en relación a un sistema con bomba de calor sin control inteligente son en términos relativos del mismo orden de magnitud de que la reduccióndelconsumo energético (electricidad): hasta el 31% en calefacción y el 45% en refrigeración, en días tipo de ensayo.
Las innovaciones aplicadas en el proyecto son varias y se pueden resumir en los siguientes puntos:
• Evaluación del impacto en el uso de energías renovables en el mix eléctrico que pueden tener las estrategias de gestión de la demanda en climatización de edificios.
• Incremento de la flexibilidad del uso de energía del edificio, activando la capacidad de almacenamiento energético presente en la masa térmica del edificio, los acumuladores de agua para ACS, la flexibilidad del usuario en relación a su confort y la capacidad de gestionabilidad de las bombas de calor.
• Testeo de dos gateways diferentes usando protocolo de comunicaciones OpenADR y implementado comunicaciones entre Nodo Terminal (emisor de señal) y Nodo Final
• Testeo de señales de activación de la demanda para la reducción de potencia y señales dinámicas de precio
• Testeo de estrategias de control basadas en reglas y en modelos predictivos
• Implementación de comunicación de consignas de control a bombas de calor
• Tests dinámicos en tiempo real de un día y medio de duración en laboratorio con tecnología hardware-in-the-loop emulando demandas energéticas de edificios
• Protocolos de comunicaciones de señales de activación de la gestión de la demanda OpenADR
• Programación de algoritmos de optimización de coste energético y reducción de la potencia energética de los usos de calefacción y refrigeración mediante bombas de calor
• Protocolos de comunicaciones entre controladores y bombas de calor
