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Optimización de Redes de Distrito de Calor y Frío

District Heating tunelUn informe elaborado por el Centro de Investigaciones Energéticas Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) y el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE) cifra la presencia de las energías renovables, en el sistema energético español, en un 15,9% durante el año 2016. 

El 7% representa las energías renovables térmicas, gracias a las técnicas y componentes que posibilitan un balance de temperatura, con más confort, teniendo en cuenta requerimientos como: el Agua Caliente Sanitaria, Calderas de Gas o de Biomasa, así como Aires Acondicionados o Refrigeración Renovable. Todas estas necesidades, según la UE suponen el 75% de la energía en los edificios. Estos factores energéticos junto a las Tecnologías de la Información (TICs) y a una movilidad más sostenible contribuyen a lo que conocemos como Smart Cities.

Echando la vista atrás, el boom inmobiliario de los años 70, 80 y 90 provocó que muchos barrios se construyesen contiguos y con fachadas y edificios similares. Lo mismo pasó, en algunos casos, con instalaciones terciarias (industrias, centros comerciales, colegios,..). Para climatizarlas, desde el punto de vista del calor, al igual que pasaba en esos años, en los países de Europa del Este y Central, muchas de ellas fueron dotadas de sistemas de calefacción que calentaban o enfriaban varias construcciones a la vez. Hay que decir que en estos países el propio Gobierno financiaba, en parte, mucha de la energía que se consumía y los ciudadanos completaban su hipoteca energética, en los meses más fríos, con pagos menores que sumados a la ayuda estatal completaban el importe final.

Hoy en España, según ADHAC (Asociación de Empresas de Redes de Calor y Frío) hay más de 600 kilómetros de Redes de Distrito. Conocidos son los casos de: la Universidad de Valladolid; Sant Pere de Torelló (Cataluña) o Molins de Rei, también en la misma Comunidad Autónoma.

Con el nuevo contexto energético, la Cogeneración (generación distribuida a nivel de distrito de calor y/o frío a partir de diferentes fuentes de energía) se puede reducir bastante los costes, y facilitar el aprovechamiento del calor sobrante de residuos sólidos urbanos o procesos industriales. Entre las tecnologías renovables, además de la biomasa o la geotermia, la tecnología solar térmica también puede jugar un papel importante. Pero lo que realmente interesa, desde el punto de vista de la investigación es diseñar una herramienta de control que sea capaz de graduar la potencia al calentar y enfriar diferentes edificaciones.

El CIEMAT investiga con GIRTER como gestionar las redes de calor eficientemente

Gracias a la Convocatoria de RETOS-COLABORACIÓN 2016, del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad (MINECO), el CIEMAT participa en el Desarrollo de un Gestor Inteligente de Redes Térmicas (GIRTER) con el fin de diseñar una herramienta de control para gestionar los diferentes sistemas de generación y demanda de energía, y así satisfacer las necesidades de los usuarios.

Se busca predecir la demanda de energía en calefacción y refrigeración optimizando el control de las instalaciones, consiguiendo una gestión eficiente preservando el medioambiente y amortizando las infraestructuras a medio plazo. El proyecto tiene una duración prevista de 2,5 años con fecha de finalización el 31 de marzo de 2019.
Esta iniciativa se contempla dentro de las estratégicas marcadas por la Unión Europea (UE) a través del programa Horizon 2020 sobre “Energía y el Reto 3, Energía, segura, eficiente y limpia del Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2013-2016”.

Pero, ¿Cómo conseguirlo? Se parte de la instalación de sensores y equipos de gestión con nuevos algoritmos de control del consumo, equipos auxiliares, sistemas renovables, recuperación de calor, estado de válvulas, etc. Así se facilitan métodos de medida directa realizando la monitorización y control de las instalaciones mejorando su gestión energética. Además se deberán fijar protocolos de comunicación entre los sistemas y las instalaciones renovables facilitando nuevas estrategias globales en cada operación. Teniendo en cuenta a los usuarios y las condiciones climatológicas, se desarrollará un modelo predictivo de gestión que permita al usuario mejorar la toma de decisiones respecto a cómo administrar sus necesidades energéticas.

Además, se parte de la integración de tecnología renovable y la recuperación de energía residual en el uso de instalaciones facilitando el aprovechamiento térmico por parte de los usuarios, según la época del año en la que se opere.

Resultando prioritario:

  • Los consumos en energía según los requerimientos de la Red de Distrito.
  • El consumo eléctrico al enfriar y calentar.
  • En el caso de combustibles fósiles, también se analizarán las prioridades para una optimización del combustible en los tanques de almacenamiento.

El consorcio para el desarrollo del proyecto está constituido por empresas y centros de investigación con una amplia experiencia en el desarrollo de proyectos de I+D+i, tanto en el ámbito nacional como internacional. Las empresas que componen el consorcio son SEDICAL (SE), que actúa como empresa coordinadora, SOMACYL (SOM) e IDEAS TX INGENIERIA (ITX) y los centros de investigación Centro Tecnológico CARTIF (CAR), CIEMAT (CIE) y la Universidad de Valladolid (UVA).

El Proyecto GIRTER, Referencia RTC-2016-5800-3 es un Proyecto financiado por el Programa Estatal de Investigación, Desarrollo e Innovación Orientada a los Retos de la Sociedad, en el marco del Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2013-2016 de la Agencia Estatal de Investigación (Ministerio de Economía, Industria y Competitividad), cofinanciado con Fondos FEDER.

Fuente: CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas Medioambientales y Tecnológicas)

  

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