La calefacción solar central es el suministro de calefacción central y agua caliente a partir de energía solar mediante un sistema en el que el agua se calienta de forma centralizada mediante conjuntos de colectores solares térmicos ( plantas de calefacción solar central - CSHP) y se distribuye a través de redes de tuberías de calefacción de distrito (o 'bloque sistemas de calefacción en el caso de instalaciones más pequeñas).
Para los sistemas de bloques, los colectores solares generalmente se montan en los techos de los edificios. En el caso de los sistemas de calefacción urbana, los colectores pueden instalarse en el suelo.
La calefacción solar central puede implicar un almacenamiento térmico a gran escala , pasando del almacenamiento diurno al almacenamiento estacional de energía térmica (STES). El almacenamiento térmico aumenta la fracción solar , la relación entre la ganancia de energía solar y la demanda total de energía en el sistema, para los sistemas solares térmicos. Idealmente, el objetivo de aplicar el almacenamiento estacional es almacenar la energía solar recolectada en el horario de verano hasta el mes de invierno.
En comparación con los pequeños sistemas de calefacción solar (sistemas combinados solares ), los sistemas de calefacción solar central tienen mejores relaciones precio-rendimiento debido al menor precio de instalación, la mayor eficiencia térmica y menos mantenimiento. En algunos países, como Dinamarca , las plantas solares de calefacción de distrito a gran escala son económicamente competitivas frente a otras formas de generación de calor. [1]
Los sistemas solares centrales también se pueden utilizar para la refrigeración solar en forma de refrigeración urbana . En este caso, la eficiencia global es alta debido a la alta correlación entre la demanda de energía y la radiación solar.
CSHP más grandes
Nombre | País | Dueño | Tamaño del colector solar | Energía Térmica | Producción anual | Año de instalación | Volumen de almacenamiento | Tipo de almacenamiento Instalaciones | Fabricante de colectores |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
m 2 | MW th | GWh | m 3 | ||||||
Silkeborg | DK | Silkeborg Fjernvarme | 157.000 | 110 | 80 | 2016 | 64.000 | Depósito de agua | ARCON (DK) [2] [3] [4] [5] [6] |
Vojens | DK | Vojens Fjernvarme | 70.000 | 50 | 35 | 2012-2015 | 203 000 | Estanque de agua aislado Tanque de agua | ARCON (DK) [7] [8] [9] |
Port Augusta , Australia del Sur | Australia | Granjas Sundrop | 51.500 | 36,4 | 2016 | CSP de Aalborg. Desalación de hortalizas. 1,5 MW de electricidad [10] [11] | |||
Gram (Dinamarca) | 44,801 | 31 | 20,8 | 2009- | 122 000 | Estanque de agua aislada. Caldera eléctrica 10MW Bomba de calor 900 kW | [12] [13] | ||
Gabriela Mistral, El Loa , Desierto de Atacama | Chile | Mina CODELCO | 43,920 | 27-34 | 52-80 | 2013 | 4.300 | Depósito de agua | ARCON (DK). Suministra un proceso de electrodeposición de cobre [5] [14] [15] [16] |
Dronninglund | DK | 37,573 | 26 | 18 | 2014 | 60.000 | Estanque de agua aislado | ArCon (DK) [17] [18] | |
Zhongba , 4.700 metros de altitud [19] | Tíbet (China) | 34,650 | 20 | 2019 | 15.000 | Depósito de agua | ArCon [20] [21] | ||
Marstal | DK | Marstal Fjernvarme | 33,300 | 24 | 13,4 | 1996–2002, 2020 | 2,100 3,500 70,000 | Depósito de agua Fosa subterránea de arena / agua Estanque de agua aislado con tapa nueva | Marca solar / ARCON (DK). Alimenta turbinas ORC de 0,75 MW [22] [23] [24] [25] [26] |
Ringkøbing | DK | 30.000 | 22,6 | 14 | 2010-2014 | ArCon [27] | |||
Brønderslev | DK | 27.000 | 16.6 | 8.000 | Depósito de agua | Canal parabólico CSP [28] [29] [30] | |||
Langkazi , 4.600 metros de altitud [31] | Tíbet (China) | 22.000 | 2018 | 15.000 | Estanque de agua aislado | ArCon [20] [32] | |||
Hjallerup | DK | 21,432 | [33] | ||||||
Vildbjerg | DK | 21,234 | 14,5 | 9.5 | 2014 | ArCon [34] | |||
Helsinge | DK | Helsinge Fjernvarme | 19.588 | 14 | 9.4 | 2012-2014 | [35] | ||
Hadsund | DK | Hadsund Fjernvarme | 20,513 | 14 | 11,5 | 2015 | ARCON (DK) [36] | ||
Nykøbing Sjælland | DK | 20,084 | 14 | 9.5 | ARCON (DK) [37] | ||||
Gråsten | DK | 19.024 | 13 | 9,7 | 2012 | ARCON (DK) [38] | |||
Brædstrup | DK | Brædstrup Fjernvarme | 18,612 | 14 | 8,9 | 2007/2012 | 5.000 19.000 | Depósito de agua Almacenamiento en pozo, aislado por conchas marinas | ARCON (DK) [39] [40] |
Tarm | DK | 18.585 | 13,1 | 9 | 2013 | ARCON (DK) [41] | |||
Jetsmark | DK | 15.183 | 10,6 | 7,6 | 2015 | Arcon / Sunmark (DK) [42] | |||
Oksbøl | DK | 14,745 | 9,9 | 7.7 | 2010/2013 | Marca solar (DK) [43] | |||
Jægerspris | DK | 13,405 | 8,6 | 6 | 2010 | Marca solar (DK) [44] | |||
Syd Langeland | DK | 12,500 | 7.5 | 7.5 | 2013 | Marca solar (DK) [45] | |||
Grenaa | DK | 12,096 | 8.4 | 5.8 | 2014 | Arcon (DK) [46] | |||
Syd Falster | DK | 12,094 | 8.5 | 6 | 2011 | Arcon (DK) [47] | |||
Hvidebæk | DK | 12,038 | 8,6 | 5.7 | 2013 | Arcon (DK) [48] | |||
Saeby | DK | Sæby Fjernvarme | 11,866 | 8 | 6.3 | 2011 | Marca solar (DK) [49] | ||
Toftlund | DK | 11.000 | 7.4 | 5.4 | 2013 | Marca solar (DK) [50] | |||
Kungälv | SE | Kungälv Energi AB | 10.048 | 7.0 | 4.5 | 2000 | 1.000 | Depósito de agua | ARCON (DK) |
Svebølle-Viskinge | 10,000 | 5.3 | 5 | 2011/2014 | [51] | ||||
Karup | DK | 8.063 | 5.4 | 3,7 | 2013 | ARCON (DK) [52] | |||
Strandby | DK | Strandby Varmeværk | 8.000 | 5,6 | 3.6 | 2007 | ARCON (DK) [53] | ||
Nykvärn | SE | Telge Energi AB | 7.500 | 5.3 | 3.4 | 1985 | 1500 | Depósito de agua | Teknoterm (SE) ARCON (DK) |
Crailsheim | Delaware | 7.300 | 2012 | 37,500 | Pozo | Wagner, Schüco, Aquasol, Asgard [54] [55] | |||
Ærøskøbing | DK | Ærøsk øping Fjernvarme | 7.050 | 3.4 | 3 | 1998/2010 | 1200 | Depósito de agua | ARCON / Sunmark (DK) [56] |
Mina la Parreña | México | Peñoles | 6.270 | 4,4 | 660 | Depósito de agua | ARCON (DK). Suministra un proceso de electroobtención [57] | ||
Falkenberg | SE | Falkenberg Energi AB | 5.500 | 3.9 | 2.5 | 1989 | 1.100 | Depósito de agua | Teknoterm (SE) ARCON (DK) |
Neckarsulm | Delaware | Stadtwerke Neckarsulm | 5.044 | 3,5 | 2.3 | 1997 | 25 000 | Intercambiador de calor para conductos de suelo | Sonnenkraft (DE) ARCON (DK) |
Ulsted | DK | Ulsted Fjernvarme | 5,000 | 3,5 | 2.2 | 2006 | 1.000 | Depósito de agua | ARCON (DK) |
Friederichshafen | Delaware | Technische Werke Fried. | 4.250 | 3,0 | 1,9 | 1996 | 12.000 | Tanque de hormigón en suelo | ARCON (DK) |
Fuente: Jan Erik Nielsen, PlanEnergi, DK.
A continuación encontrará una planta en Rise (DK) con un nuevo productor de colectores, Marstal VVS (DK), una planta en Ry (DK), una de las más antiguas de Europa, una planta en Hamburgo y varias plantas por debajo de los 3.000 m 2 . Puede ser relevante mencionar que la isla de Ærø en Dinamarca tiene tres de los principales CSHP, Marstal, Ærøskøping y Rise.
Historia de las plantas de calefacción solar central
- La historia de CSHP que se da aquí es principalmente una perspectiva nórdica-europea sobre el tema.
Suecia ha jugado un papel importante en el desarrollo de la calefacción solar a gran escala. Según (Dalenbäck, JO., 1993), los primeros pasos se dieron a principios de los setenta en Linköping , Suecia, seguidos de una revisión madura en 1983 en Lyckebo , Suecia. Inspirada por este trabajo, Finlandia desarrolló su primera planta en Kerava y Holanda construyó una primera planta en Groningen . Estas plantas se informan bajo la Agencia Internacional de Energía por (Dalenbäck, JO., 1990). Tenga en cuenta que estas plantas ya combinaban CSHP con almacenamiento térmico a gran escala.
Los primeros campos de captadores solares a gran escala se hicieron in situ en Torvalle , Suecia, 1982, 2000 m 2 y Malung , Suecia, 640 m 2 . Las matrices de colectores prefabricados se introdujeron en Nykvarn , Suecia, 4000 m 2 en 1985. Desde el principio hubo una fuerte perspectiva internacional y cooperación dentro de este campo de investigación, a través de la investigación con las Comunidades Europeas (Dalenbäck, JO., 1995) y la International Energy Agencia (Dalenbäck, JO., 1990). Dinamarca entró en esta área de investigación paralelamente a las actividades suecas con una planta en Vester Nebel en 1987, una planta en Saltum en 1988 y otra en Ry en 1989, asumiendo el know-how de colectores solares prefabricados de gran tamaño de la empresa sueca. Teknoterm por la empresa dominante ARCON, Dinamarca. A finales de la década de 1990, Alemania y Suiza estaban activas, entre otras, con plantas en Stuttgart y Chemnitz .
Debido a los bajos precios de la tierra, en los países nórdicos los nuevos conjuntos de colectores se montan en el suelo (cimientos de hormigón o acero con pilotes ) en áreas adecuadas (agricultura de bajo rendimiento, industria, etc.). Los países con precios de suelo elevados tienden a colocar colectores solares en los techos de los edificios, siguiendo la variante de "planta de bloques" de los CSHP. En el norte de Europa, el 20% del calor solar del requisito de calefacción anual es el óptimo económico en una planta de calefacción urbana cuando se utilizan tanques de almacenamiento sobre el suelo. Si se utiliza almacenamiento en estanques, la contribución solar puede alcanzar el 50%. [58]
En 1999, 40 CSHP estaban en funcionamiento en Europa y generaban unos 30 MW de energía térmica [1] [ enlace muerto permanente ] .
Sistemas relacionados
La calefacción solar central es una subclase de los sistemas de 'calefacción solar a gran escala', un término que se aplica a los sistemas con áreas de colectores solares superiores a 500 m 2 .
Los acuíferos, perforaciones y estanques artificiales (que cuestan 30 € / m 3 ) se utilizan como almacenamiento de calor (hasta un 90% de eficiencia) en algunas plantas de calefacción solar central, que luego extraen el calor (similar al almacenamiento en el suelo) a través de una gran bomba de calor para Suministro de calefacción urbana. [59] [60] Algunos de estos se enumeran en la tabla anterior.
En Alberta, Canadá, la Comunidad Solar Drake Landing ha logrado un récord mundial de fracción solar anual del 97% para las necesidades de calefacción, utilizando paneles solares térmicos en los techos de los garajes y almacenamiento térmico en un grupo de pozos . [61] [62] [63]
Ver también
- Calefacción urbana
- Calefacción solar
- Refrigeración solar
- Sistema combinado solar
- Energía solar térmica
- Refrigeración del distrito
- Energía renovable
Referencias
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- ^ Datos actuales sobre las plantas de calor solar danesas (haga clic en Falster en el sureste de Dinamarca, luego en "Acerca de la planta")
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- ^ Wong B., Thornton J. (2013). Integración de bombas de calor y energía solar Archivado el 10 de junio de 2016 en la Wayback Machine . Taller de Calor Renovable. (PowerPoint)
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- ^ Aterrizaje de Drake
enlaces externos
- Calefacción solar urbana en Europa: sistemas de calefacción solar a gran escala para urbanizaciones [ enlace muerto permanente ]
- Proyecto Thermie de la red europea de calefacción solar a gran escala [ enlace muerto permanente ]
- Antigua página de inicio de la red europea de calefacción solar a gran escala
- 17.081 m2 CSHP en Ærø, Dinamarca
- CSHP con un almacén de energía térmica acuífera, Rostock, Alemania
- CSHP en Alemania
- Lista de clasificación de plantas europeas de calefacción solar a gran escala
- Datos actuales sobre las plantas de calor solar danesas
Otras lecturas
- Nicolas Perez-Mora et al .: Calefacción y refrigeración de distrito solar: una revisión . Revista Internacional de Investigación Energética 42, 4, 2018, 1419-1441 doi : 10.1002 / er.3888 .
- Plantas de calefacción solar central con almacenamiento estacional: informe de estado , ISBN 91-540-5201-7 , Consejo Sueco para la Investigación de la Edificación, junio de 1990 [2] .