Bancos de hielo en combinación con energía fotovoltaica

La clave del ahorro energético

Introducción

Las instalaciones de energía fotovoltaica tienen la desventaja de que su producción de energía no está directamente adaptada a la demanda. Esto resulta en una producción insuficiente durante los períodos de mayor demanda y una sobreproducción durante los períodos de menor demanda. Por lo tanto, si no se toman las medidas adecuadas, el exceso de energía se debe inyectar en la red a precios de compensación más bajos durante el día. Por otro lado, se debe comprar energía de la red por la noche cuando las instalaciones fotovoltaicas producen poca o ninguna energía. Esto puede afectar negativamente la rentabilidad de una instalación de energía fotovoltaica.

Además, las instalaciones fotovoltaicas están ejerciendo una presión cada vez mayor en la red eléctrica debido a la inyección de energía. Los sistemas de banco de hielo ofrecen una buena solución para abordar estos desafíos. Las baterías son la solución más conocida, pero todavía tienen costos de fabricación elevados y causan una considerable carga ambiental.

El cambio energético y la expansión de las energías renovables son temas de especial relevancia en la industria. Una forma innovadora de ahorrar energía y pasarse a las energías renovables al mismo tiempo es utilizar el bano de hielo en combinación con la energía fotovoltaica. Esta avanzada tecnología ya se utiliza en muchas industrias y ofrece numerosas ventajas, como una mayor eficiencia y un mejor control del consumo de energía. Al adoptar el almacenamiento industrial de hielo, las empresas no sólo pueden reducir sus costes, sino también dar un paso importante hacia la aplicación de la transición energética y la reducción de su huella medioambiental.

Explicación de cada uno de los componentes

¿Qué son bancos de hielo industriales?

El sistema de refrigeración se basa en un concepto convencional de refuerzo con aprovechamiento del calor. Por lo general, se utiliza un banco de hielo con un evaporador separado. El banco de hielo está conectado al circuito de refrigerante a través de un circuito de agua-glicol. En caso de que haya un exceso de potencia de la instalación de energía fotovoltaica, además de la carga de refrigeración regular, el banco de hielo también se enfría, lo que se conoce como proceso de carga. Se extraen componentes de refrigerante antes del colector de presión media y se expanden en el evaporador del banco de hielo. Durante este proceso, también se enfría el circuito de agua-glicol y, en última instancia, el propio acumulador de hielo. Los compresores adicionales suministran la energía de carga. Por lo tanto, el banco de hielo también se puede cargar a plena carga del sistema.

Si la instalación fotovoltaica produce menos electricidad de la necesaria, el banco de hielo se descarga para apoyar el sistema de refrigeración. Esto permite un funcionamiento más eficiente del sistema de refrigeración y un consumo de energía de la red menor para la misma carga de refrigeración. La electricidad almacenada durante el día por la instalación fotovoltaica se utiliza en momentos de mayor demanda y durante la noche para adaptarse a las necesidades de producción fotovoltaica.

En cada proyecto, es recomendable llevar a cabo un análisis de costes y un análisis del ciclo de vida entre el banco de hielo y el acumulador de batería, ya que los bancos de hielo siguen siendo más económicos que las baterías de iones de litio con la misma capacidad de almacenamiento. La fabricación de bancos de hielo genera una menor carga ambiental y emisiones de gases de efecto invernadero significativamente menores que la producción de nuevas baterías. La capacidad de almacenamiento de las baterías disminuye constantemente a lo largo de su vida útil. Sin embargo, se debe tener en cuenta que tanto los bancos de hielo como las baterías se asumen que tienen una vida útil de 15 años, que coincide con la vida útil del sistema de refrigeración. Es muy probable que las baterías de segunda vida deban reemplazarse varias veces durante este período, mientras que un banco de hielo puede funcionar durante mucho más de 15 años.

Los bancos de hielo industriales son un tipo de almacenamiento de energía que se utiliza en la industria para almacenar la energía sobrante y liberarla cuando se necesita. Funcionan según el principio del almacenamiento de calor latente, en el que la energía se almacena en forma de hielo que se solidifica y se libera al derretirse el hielo.

Las placas evaporadoras son cruciales para el éxito de la producción de hielo. Se colocan en posición vertical en un depósito de agua, que puede ser rectangular o redondo. Se utiliza una temperatura de evaporación de entre -4 y -10 °C para formar el hielo, que se adhiere a las placas, formando un banco de hielo estático. Para garantizar una descongelación uniforme, se instala en el fondo del depósito un sistema de distribución del agua de retorno más caliente. Además, un sistema automático de distribución para la circulación del aire garantiza una transferencia de calor perfecta, manteniendo bajas las temperaturas del agua helada y creando una turbulencia intensa. Esto sólo ocurre cuando es necesario y garantiza una producción óptima de hielo.

La máxima capacidad de enfriamiento a las temperaturas más bajas del agua helada está garantizada por una superficie de hielo casi constante hasta el final de la fase de enfriamiento.

Cuando se necesita energía, el hielo se funde. La energía almacenada en forma de calor se libera y puede utilizarse para enfriar el agua de proceso, las instalaciones de producción o incluso las habitaciones. En épocas de baja demanda energética, la energía del enfriamiento es generada por una unidad de refrigeración e introducida en el almacén de hielo. En las horas punta, esta energía almacenada puede utilizarse para proporcionar la capacidad del enfriamiento necesaria sin tener que volver a poner en marcha la unidad de refrigeración.

Ventajas de los bancos de hielo industriales

Un banco de hielo ofrece numerosas ventajas a las empresas que necesitan grandes capacidades del enfriamiento durante los picos de carga. Esto se debe a que mediante el uso de un sistema de almacenamiento de hielo, se pueden utilizar enfriadoras más pequeñas que están diseñadas para la demanda media. El resultado: una mayor capacidad de refrigeración a menor coste. Esto se debe a que el almacenamiento de hielo permite utilizar tarifas eléctricas favorables, que pueden llegar a ser la mitad del precio normal de la electricidad. Además, el precio base de la electricidad también puede reducirse porque los picos máximos de electricidad son limitados. Esta rentabilidad puede ser crucial para las empresas que quieren reducir sus costes energéticos sin tener que sacrificar una gran capacidad del enfriamiento.

El almacenamiento en hielo es un medio prometedor de aumentar la eficiencia energética. Gracias a su alta eficiencia, minimizan las pérdidas de energía que pueden producirse al almacenar energía en otros sistemas, como las baterías. Además, pueden suministrar energía rápidamente, lo que es especialmente importante en la industria. Los sistemas de almacenamiento de hielo son especialmente duraderos y requieren poco mantenimiento. Otra ventaja es que funcionan independientemente de la temperatura exterior, lo que significa que pueden utilizarse en regiones frías. Con el almacenamiento de hielo, los costes energéticos pueden reducirse hasta un 40%, lo que contribuye al ahorro de energía y a la rentabilidad.

Fotovoltaica: ¿qué es?

La energía fotovoltaica es la conversión de la energía solar en energía eléctrica. Utiliza células solares, que están hechas de materiales semiconductores y convierten la luz solar en electricidad. La fotovoltaica es una fuente de energía sostenible porque no produce emisiones nocivas y es inagotable.

Ventajas de la energía fotovoltaica

La energía fotovoltaica es una fuente de energía respetuosa con el medio ambiente que ahorra recursos y ofrece muchas ventajas. Una de las más importantes es su sostenibilidad, ya que no provoca emisiones de CO2. Utilizando la energía fotovoltaica, uno puede independizarse de los combustibles fósiles y utilizar así energía a precios estables. Otra ventaja es la enorme flexibilidad de la tecnología: puede utilizarse en cualquier lugar con luz solar. Lo mejor de todo es que los costes de funcionamiento son muy bajos, lo que hace aún más atractivo el uso de la energía fotovoltaica. Si busca una fuente de energía rentable y respetuosa con el medio ambiente, la fotovoltaica es una gran solución.

Combinación de almacenamiento industrial de hielo y energía fotovoltaica

¿Cómo funciona la combinación de almacenamiento industrial de hielo y energía fotovoltaica?

La combinación del banco de hielo industrial con la energía fotovoltaica ofrece una solución eficaz para utilizar energías renovables en la industria y ahorrar energía. La alimentación de los sistemas de almacenamiento de hielo con electricidad procedente de los sistemas fotovoltaicos contribuye a la cobertura sostenible de la demanda. Especialmente durante las horas soleadas, el suministro eléctrico de los sistemas fotovoltaicos se utiliza para formar el hielo dentro del depósito de acero inoxidable, reduciendo aún más la demanda de energía. La combinación del almacenamiento industrial de hielo con la energía fotovoltaica es un modelo ejemplar para el uso eficaz y sostenible de la energía en la industria.

En medio del avance de la tecnología, se puede afirmar que avanzamos hacia la eficiencia energética. Los sistemas fotovoltaicos se encuentran sin duda entre los líderes de este movimiento. Su mayor ventaja es el suministro directo de electricidad, que puede eliminar la pérdida de electricidad durante el transporte. Otro uso innovador es el almacenamiento de energía que puede utilizarse por la noche para mantener la producción. Esta energía se almacena en los depósitos de hielo y se utiliza cuando es necesario para refrigerar procesos, edificios o maquinaria. La integración de los sistemas fotovoltaicos y el almacenamiento de hielo en un solo sistema no sólo aumenta la eficiencia energética, sino que también reduce la dependencia del suministro eléctrico normal.

Cuáles son las ventajas de combinar el banco de hielo industrial con la energía fotovoltaica?

La energía fotovoltaica es una forma de generar energía renovable convirtiendo la energía solar en electricidad. Cuando la energía fotovoltaica se combina con el almacenamiento de un banco de hielo industrial, las ventajas son las siguientes:

• Reducción de los costes energéticos: La energía fotovoltaica suele generar más energía de la que se necesita en las inmediaciones. Combinándola con el almacenamiento en hielo, este exceso de energía puede almacenarse y utilizarse más tarde para reducir los costes energéticos.

• Aumento de la eficiencia energética: El almacenamiento industrial en hielo puede almacenar energía de forma muy eficaz y liberarla más tarde. Si se combina con la energía fotovoltaica, toda la producción y el uso de la energía pueden ser más eficientes.

• Sostenibilidad: La combinación de energía renovable procedente de la fotovoltaica y el almacenamiento de energía en bancos de hielo es una solución sostenible para la industria. Contribuye a la reducción de las emisiones de CO2 y, por tanto, a la protección del medio ambiente. Además, el uso del banco de hielo y de la energía fotovoltaica puede ayudar a reducir la dependencia de los combustibles fósiles y aumentar así la seguridad del suministro a largo plazo.

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