La energía aerotérmica es energía que proviene de fuente renovable: el calor presente en el aire ambiente. No obstante, en el caso de la aerotermia, el cálculo del consumo final bruto de energía procedente de fuentes renovables, para calefacción y refrigeración, se realizará de acuerdo a lametodología establecida en la directiva La Directiva 2009/28/CE, ya que este tipo de tecnología necesita una parte de consumo eléctrico, para el impulso de la bomba. El IDAE por su lado, ha publicado un documento (Febrero de 2014) para el cálculo del rendimiento medio estacional mínimo para considerar una bomba de calor accionada eléctricamente, como bomba de calor renovable.
Imagen tomada de la web de ariston.
Una de las medidas fundamentales para la reducción de las emisiones de CO2 a la atmósfera consiste en el mayor aprovechamiento de fuentes de energías renovables. La aerotermia, junto con la geotermia y la hidrotermia, funcionan con bombas de calor que aprovechan el calor presente en el ambiente, pero necesitan electricidad u otra energía auxiliar para funcionar, a nivel de temperatura útil. Por este motivo, se debe deducir la energía necesaria para su funcionamiento, es decir:
… sólo se tendrá en cuenta las bombas de calor cuya producción supere de forma significativa la energía primaria necesaria para impulsarlas.
La Directiva 2009/28/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, regula el cálculo de la energía renovable de las bombas de calor de diferentes tecnologías. El objetivo es fomentar la energía procedente de fuentes renovables en el consumo final bruto de la energía, establecido en un 20% para el 2020 para la Unión Europea, aunque cada estado miembro establece sus objetivos nacionales.
Método de cálculo de la Directiva de la energía renovable procedente de bomba de calor de diferentes tecnologías
Para el cálculo de la energía aerotérmica captada por la bomba de calor que debe considerarse energía procedente de fuentes renovables, es necesario determinar tres parámetros:
1. La eficiencia del sistema de energía, η. Es el cociente entre la producción bruta de electricidad y el consumo primario de energía para la producción de electricidad. Se calcula como una media de la UE basada en datos de Eurostat. Sirve para determinar si el SPF de la bomba supera el valor mínimo para considerar la bomba como renovable.
2. La cantidad estimada de energía útil proporcionada por la bomba de calor, Q usable. Es el calor útil total estimado proporcionado por la bomba para calefacción y refrigeración.
3. El factor de rendimiento medio estacional estimado para la bomba de calor, SPF.
Una vez conocidos estos datos, se sustituyen en la siguiente fórmula del cálculo de la cantidad de Energía Renovable:
Eres = Qusable x (1 – 1/SPF)
Cada estado miembro estimará los valores de Qusable y SPF para las diferentes tecnologías y aplicaciones de las bombas de calor en función de los diferentes climas y sobretodo en climas muy fríos.
España se corresponde en la mayoría de sus provincias con el clima cálido. Este dato nos sirve para determinar el valor SPF y de Qusable en función de si se trata de bomba accionada eléctrica o térmicamente. Ver cuadros 1 y 2.
Método de cálculo del IDAE de comprobación de bomba de calor eléctrica como renovable
Por su parte, el IDAE dispone de un documento de mínimos (no sustituye a la norma), que establece una metodología que considera suficiente, para que determinadas bombas de calor accionadas eléctricamente puedan ser consideradas como bombas de calor renovables. Es un método sencillo para una primera aproximación a la estimación de valores de SPF, es decir, de lasprestaciones medias estacionales. En la siguiente imagen se muestra un ejemplo de cálculo que incluye el propio documento:
Las tablas aparecen en el documento adjunto. El cálculo depende de SPF depende de la zona climática en España, y tipo de tecnología. El método considera bombas de calor de energía aerotérmica, geotérmica e hidrotérmica.
Directrices de la Directiva para el cálculo de la energía renovable procedente de bombas de calor (aerotermia)
En el documento Decisión de la Comisión de 1 de Marzo de 2013, se establecen las directrices para el cálculo de los estados miembros de la energía renovable procedente de las bombas de calor de diferentes tecnologías y conforme al artículo 5 de la Directiva 2009/28/CE.
La fuente energética en este caso es el aire ambiente -aire exterior- del que se absorbe el calorpara cederlo en el ambiente interior (calefacción). Si la fuente de energía incluye energía residual y ambiente, se reflejará este hecho. Por otro lado, si se se trata de una bomba reversible (clima cálido), se utilizará también para producir frío (refrigeración), y habrá que realizar los correspondientes ajustes en el cálculo (utilizar como capacidad instalada, la demanda de refrigeración, y no la calefacción suministrada).
Cada estado miembro hace su propio cálculo:
1. La eficiencia del sistema de energía, η. Este dato es común para toda la UE, se regulan mediante el Reglamento (CE) nº 1099/2008 del Parlamento Europeo y del consejo. Como sólo se tendrán en cuenta las bombas de calor cuyo SPF sea mayor a (1,15 x 1/η):
- η = 0,455 (ó 45,5%), para bombas eléctricas. SPF > 2,5 para considerar una bomba accionada eléctricamente.
- η = 1 (ó 45,5%), para bombas térmicas (energía térmica directamente o mediante combustión de combustible). SPF > 1,15 para considerar una bomba accionada térmicamente.
Una vez se ha verificado que el SPF de la bomba supera el mínimo, se puede considerar que el calor producido por la bomba procede de fuente renovable, y a continuación se calcula la cantidad de energía renovable:
Eres = Qusable x (1 – 1/SPF)
2. La cantidad estimada de energía útil proporcionada por la bomba de calor: Q usable = Prated x Hhp, en GWh.
Prated = Potencia nominal (GW), es decir, la capacidad de refrigeración o calefacción en condiciones estándar.
Hhp (valores en cuadros 1 y 2) = horas anuales equivalentes de una bomba de calor, se expresa en horas y es el número anual de horas durante las que se supone que una bomba de calor debe suministrar calor a la potencia nominal, para proporcionar el calor útil total.
3. SPF (valores en cuadros 1 y 2), factor de rendimiento medio estacional estimado para la bomba de calor y que consiste en:
- el coeficiente del rendimiento estacional neto SCOPnet (UNE 14825:2012), para bombas de accionamiento eléctrico.
- el coeficiente estacional neto de energía primaria en modo activo SPERnet, para bombas de accionamiento térmico.
CUADRO 1
CUADRO 2
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