Ante la necesidad de contar con sistemas más eficientes de aire acondicionado, se han estado perfeccionando sistemas de enfriamiento que se instalan en los edificios y funcionan a partir de refrigeración solar.
Es posible aprovechar las energías renovables para generar frescor en verano. El gran interés radica, además, que en el caso de aprovechar la energía solar, la mayor disponibilidad del recurso (radiación solar) y la mayor demanda (refrigeración) coinciden en verano.
Esto permite tecnologías como la refrigeración por absorción y las paredes y techos radiantes alimentados por colectores solares.
También la energía geotérmica solar puede proveer de refrigeración con un gasto eléctrico muy bajo.
¿Qué es la refrigeración solar?
Los términos Frío solar y refrigeración solar se refieren a sistemas que usan la energía solar para la refrigeración de ambientes. La aplicación más frecuente es el acondicionamiento de aire, tanto en edificios como en ambiéntes móviles (sobre todo vehículos). Existen sistemas basados en fotovoltaica y otros en energía solar térmica.
¿Qué es la Refrigeración por absorción?
Este sistema permite obtener aire fresco a partir de calor obtenido con colectores solares, como los que proveen de agua caliente sanitaria.
La energía solar captada en colectores solares térmicos calienta agua a alta temperatura (entre 80 y 150 ºC). Entonces la máquina de absorción realiza un ciclo de compresión termoquímica (en vez de la compresión mecánica del vapor que realiza una máquina de aire acondicionado) y produce el agua fría necesaria para la climatización de las estancias. Este proceso de compresión en estado líquido tiene muy bajo consumo eléctrico.
La máquina utiliza para el intercambio de calor dos fluidos, uno refrigerante y otro absorbente. Lo más habitual es emplear agua como refrigerante y una sal (bromuro de litio, LiBr) como absorbente. El funcionamiento resumido es que el agua calentada por el sol cede ese calor al absorbente. Se consigue así agua fría. El absorbente debe volver a ceder el calor (que se disipa o transfiere a otra agua que actúa como refrigerante) para regenerarse y volver a hacer su función.
Los sistemas de efecto simple necesitan temperaturas de unos 80 ºC, que se pueden conseguir con colectores planos, mientras que los de doble efecto requieren temperaturas de 150 ºC, que se pueden proveer con colectores de vacío.
A nivel doméstico, se han desarrollado equipos aptos para viviendas o para el sector terciario, de tamaño compacto, que evitan la necesidad de una torre de refrigeración externa y tienen potencias de enfriamiento de 5 a 10 Kw. Ello se ha conseguido mediante mejoras en la eficiencia de funcionamiento de la maquina de absorción, a través de procesos de rotación de los componentes. El refrigerante empleado es agua y su consumo eléctrico es reducido en comparación con otros sistemas (del orden de 300 wh). Esto también hace posible que este aporte eléctrico sea provisto por energía solar fotovoltaica, creando así un sistema autosuficiente energéticamente.
Los equipos domésticos de refrigeración por absorción tienen un COP (Coefficient of performance) o rendimiento de 0,6 a 0,8 (en los de efecto simple) y de 1,2 a 1,5 en máquinas de doble efecto. Esto puede hacer pensar que son sistemas menos eficientes que los de compresión mecánica de vapor (que tienen COPs de 2,5 a 3). Sin embargo, mientras que en la absorción el aporte energético (calor) es directo, en los sistemas convencionales la energía eléctrica utilizada ha llegado al equipo tras pasar por todo su proceso de generación y distribución, que tiene una eficiencia del 30%. Considerando esto, el rendimiento final sería del orden de 0,75, pero utilizando una fuente de energía agotable y contaminante.
La refrigeración por absorción hace que sean viables, técnica y económicamente, instalaciones más grandes, con elevada superficie de colectores solares. Disponer de frío solar en verano permite una amortización del sistema mucho más rápida que si pretendiera utilizarse la instalación tan sólo para calefacción y agua caliente.
Por último destacar que, aunque el aporte de calor también lo podría realizar una llama directa procedente de una combustión de gas o biomasa, lo ideal es que, dada la coincidencia de disponibilidad del recurso con la demanda, la refrigeración por absorción se plantee como un sistema compañero de una instalación de colectores solares que capten la energía limpia e inagotable del sol.
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