Refrigeración Solar

El aumento de la demanda para refrigeración y aire acondicionado ha conducido a un dramático aumento en la demanda de electricidad de punta en muchos países. Además de aumentar el costo de la electricidad, los apagones en verano se han atribuido a la gran cantidad de sistemas de aire acondicionado convencional en energía eléctrica. El creciente uso sistemas convencionales de enfriamiento conduce a las crecientes emisiones de gases de efecto invernadero relacionadas con combustibles fósiles derivados de consumo de electricidad.

Una posibilidad obvia para contrarrestar esta tendencia es utilizar para generación de enfriamiento la misma energía que contribuye a la creación de la demanda de refrigeración, energía solar. La clara ventaja de la refrigeración basado en la energía solar es la alta coincidencia de irradiación solar y el enfriamiento de la demanda (es decir, el uso de aire acondicionado es mayor cuando hay abundante luz solar). Esta coincidencia reduce la necesidad de almacenamiento de energía dado que el enfriamiento producido a partir de energía solar se utiliza casi de inmediato.

Muchos profesionales, como arquitectos e instaladores, están pensando como opción más obvia en sistemas solar fotovoltaicos en combinación con máquinas de enfriamiento de compresión de vapor convencionales. Sin embargo, la opción alternativa es la utilización de sistemas solares térmicos en combinación con los refrigeradores de absorción térmica, tecnología disponible en el mercado.

Introducción y relevancia

La energía solar se puede convertir en refrigeración utilizando dos principios principales:

1.    Electricidad con módulos fotovoltaicos se puede convertir en enfriamiento con el Sistema de refrigeración conocido y tecnologías que se basan principalmente en aire acondicionado de ciclos de compresión de vapor.

2.  Calor generado con colectores solares térmicos que puede transformarse en enfriamiento con refrigeración impulsada térmicamente o tecnologías de aire acondicionado. La mayoría de estos sistemas emplea los fenómenos físicos de absorción ya sea en ciclo termodinámico abierto o cerrado. Otras tecnologías menos importantes, como ciclos vapor jet u otros ciclos utilizando una conversión de calor a energía mecánica y de energía mecánica para refrigeración.

Los argumentos principales para la Refrigeración Solar Asistida (SAC) se originan en el ahorro de energía y reducción de costes de infraestructura eléctrica:

• Ahorra electricidad y costos de las fuentes de energía primaria convencional.

• Reducción de la demanda de electricidad de punta, un beneficio para la red de electricidad.

• Utilizan materiales ecológicamente racionales, proteccion medio ambiente.

Otros argumentos se originan desde una perspectiva más técnica:

• La energía solar está disponible casi al mismo tiempo como cuando se necesita enfriamiento, reduciendo la necesidad de almacenamiento.

• Los sistemas térmicos solares para producción de agua caliente sanitaria y calefacción no se utilizan completamente durante el verano y pueden ser utilizados y reducir así el riesgo de situaciones de estancamiento del sistema colector solar.

• Chillers térmicos con funcionamiento relativamente bajo nivel de ruido y vibraciones.

Rendimiento energético

El ahorro de energía alcanzado depende fuertemente de operación y diseño del sistema. Los factores clave que determinan el ahorro de energía alcanzado son la fracción solar del calor necesaria para el dispositivo de enfriamiento térmico y la demanda de electricidad total de componentes auxiliares, como los ventiladores (por ejemplo, el ventilador de la torre de enfriamiento) y las bombas de los circuitos hidráulicos.

Conclusiones

Muchos sistemas de refrigeración se han instalado en los últimos años, basados en colectores solares térmicos y refrigeradores impulsados térmicamente. Y el interés de estos productos sigue aumentando. Esto es más evidente en colectores solares térmicos que pueden utilizarse para refrigeración en verano y calefacción en invierno. Con altos precios de la electricidad (pico) e interrupciones de suministro más frecuente, el atractivo de los sistemas de refrigeración solares accionados térmicamente va a seguir creciendo.

Los componentes de refrigeración solar térmicamente accionados han alcanzado un alto nivel de madurez. En cambio, los principales problemas técnicos en el sistema hoy se encuentran en el correcto diseño y control operacional de sistemas completamente integrados.

Se necesitan aún esfuerzos de investigación y desarrollo, públicos como privados, para mejorar aún más la aplicación de energía solar térmica en sistemas de enfriamiento. Deberían centrarse en los sistemas de soportes para la gama de capacidad media, que minimizan el diseño, la planificación de esfuerzo y el riesgo de errores de instalación.

Por desgracia, todavía no se han logrado economías de producción en masa para refrigeración solar. Para ello es esencial algún tipo de apoyo de políticas de gobierno en el corto plazo al desarrollo del mercado de utilización de energía solar térmica, calefacción y enfriamiento y generación de energía eléctrica.