INTEGRACION DE ENERGIA RENOVABLE EN LA PRODUCCION Y ACUMULACION TERMICA DE HIELO.

INTRODUCCION

La acumulación térmica de hielo, técnica mediante la cual, la energía térmica que se demanda en un tiempo limitado se puede generar durante un tiempo mayor mediante una máquina de menor potencia, ha sido ampliamente utilizada desde el siglo XIX, desde que James Harrison creó las primeras máquinas de hielo.

Sin embargo en la actualidad, aunque sigue teniendo algunas aplicaciones específicas, ha perdido terreno frente a otras tecnologías de refrigeración más modernas y eficientes. No obstante, su potencial como sistema de almacenamiento de energía térmica sigue siendo objeto de investigación y desarrollo.

INTEGRACION CON ENERGIAS RENOVABLES

Las limitaciones de la climatización por hielo frente a otras alternativas pueden ser abordadas mediante diversas estrategias y avances tecnológicos, entre las que se encuentra su integración con fuentes de energía renovable, como la energía solar fotovoltaica.

Entre los factores que justifican el interés en esta técnica de forma combinada figuran

• Reducción del tamaño del equipo frigorífico requerido. Según la estrategia de operación adoptada, el tamaño del equipo puede reducirse notablemente.
• Uso de energía renovable: La integración con la energía solar fotovoltaica permite aprovechar una fuente de energía renovable y limpia para alimentar el sistema de climatización por hielo, reduciendo la dependencia de la red eléctrica y disminuyendo la huella de carbono.
• Gestión de la demanda eléctrica: El almacenamiento de energía térmica en forma de hielo permite desacoplar la producción de energía de la demanda de enfriamiento. Esto facilita la gestión de la demanda eléctrica, reduciendo los picos de consumo y aprovechando mejor la energía solar durante las horas de mayor radiación. En sistemas convencionales de acumulación térmica sin energía solar se basaría en consumir energía eléctrica en horas valle y llano para no consumirla en la horas pico.
• Reducción de costos operativos: Al utilizar la energía solar gratuita para generar el hielo, se reducen significativamente los costos operativos en comparación con los sistemas que dependen de combustibles fósiles o la electricidad de la red, mejorando incluso sistemas convencionales de acumulación térmica que aprovechan que el coste de la energía eléctrica por la noche mucho menor que el coste que presenta durante el día.

• Mayor eficiencia energética: La combinación de la climatización por hielo y la energía fotovoltaica puede mejorar significativamente la eficiencia energética general del sistema, ya que el hielo acumulado permite reducir la carga de enfriamiento durante las horas pico de demanda.
• Independencia energética: Este enfoque integrado puede proporcionar una mayor independencia energética, especialmente en áreas remotas o aisladas donde el acceso a la red eléctrica es limitado o costoso.
• Escalabilidad y flexibilidad: Tanto los sistemas de climatización por hielo como los sistemas fotovoltaicos son modulares y escalables, lo que permite ajustar la capacidad de acuerdo con las necesidades específicas y el crecimiento futuro.
• Almacenamiento de energía térmica: El hielo acumulado actúa como un medio de almacenamiento de energía térmica, lo que permite desacoplar la producción de energía y el consumo de enfriamiento, brindando flexibilidad y resiliencia al sistema.
• Reducción del impacto ambiental: Al utilizar energía renovable y reducir la dependencia de los combustibles fósiles, este enfoque integrado contribuye a mitigar el impacto ambiental y las emisiones de gases de efecto invernadero.

APLICACIONES

La hibridación de sistemas de producción y acumulación de hielo con instalaciones fotovoltaicas tiene un amplio rango de aplicaciones, tanto en procesos industriales como en sistemas de aire acondicionado.

• Procesamiento de alimentos. En plantas de procesamiento de alimentos, el hielo acumulado puede ser utilizado para enfriar y mantener la cadena de frío de los productos, garantizando su frescura y seguridad. Esto es especialmente útil para reducir de manera significativa el tamaño de las plantas enfriadoras con demandas de frio de gran tamaño y corta duración.
• Centros de datos. Los centros de datos requieren sistemas de refrigeración constantes para mantener la temperatura adecuada de los servidores y equipos informáticos. La acumulación de hielo durante las horas de mayor radiación solar puede ser utilizada para enfriar estos centros de manera eficiente y sostenible.
• Climatización de edificios comerciales, edificios de oficinas, Hoteles y resorts. Generalmente las principales necesidades de refrigeración coinciden con las horas en las que el coste de la energía eléctrica es máximo asi como de mayor radiación solar.

El empleo de almacenamiento de hielo será tanto más rentable cuanto mayor sea la demanda instantánea de refrigeración y menor sea el tiempo de duración

CASOS DE EXITO

Hotel Crowne Plaza Copenhagen Towers, Dinamarca: Este hotel implementó un sistema híbrido de fotovoltaica y almacenamiento térmico con hielo en 2009. El sistema utiliza paneles solares para alimentar la producción de hielo durante el día y luego utiliza el hielo almacenado para la climatización durante la noche. Este enfoque ha permitido al hotel reducir su consumo de energía y sus emisiones de carbono de manera significativa.

Colegio Americano de Dubái, Emiratos Árabes Unidos: El colegio instaló un sistema similar en 2016 para satisfacer sus necesidades de climatización en un clima cálido. La combinación de energía solar fotovoltaica con almacenamiento térmico con hielo ha permitido al colegio reducir su dependencia de la red eléctrica y ahorrar en costos operativos a largo plazo.

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