El proyecto Excess pretende mostrar cómo los edificios de energía casi nula se pueden transformar en edificios de energía positiva (PEB). Financiado por el programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la UE durante un período de cuatro años, el proyecto Excess encabeza cuatro pilotos de demostración innovadores, introduciendo soluciones técnicas que permitan a los edificios producir más energía renovable de la que consumen en el transcurso de un año. Al implementar proyectos de demostración que abarcan diferentes zonas climáticas busca probar, validar y compartir soluciones PEB con potencial replicable en toda Europa.
El proyecto Excess comenzó en septiembre de 2019 y está previsto que finalice en noviembre de 2024, cuenta con un presupuesto total de 9.210.808,18 euros, con la aportación de la UE de 7.886.231,38 euros. Está coordinado por Joanneum Research (Austria) y el consorcio lo integran 21 socios de ocho países, entre los que se encuentran el Centro Nacional de Energías Renovables (Cener), la Agencia Andaluza de la Energía, Técnicas para la Restauración y Construcciones, S.A. (TRYCSA) y Urb-atelier, los cuatro en España.
Edificios de energía positiva
Reducir el consumo de energía en los edificios de varias plantas es fundamental para cumplir con los objetivos de eficiencia energética de la Unión Europea. Los edificios de energía positiva (PEB) generan más energía de la que consumen. Para que el sector de la construcción pueda lograr unas políticas de venta flexibles centradas en el usuario, se necesitan materiales de construcción que permitan una mayor eficiencia energética y tecnologías específicas optimizadas. El proyecto Excess desarrollará nuevas tecnologías de PEB de bajo coste para el mercado europeo de la vivienda y, además, optimizará materiales, tecnologías y sistemas tecnológicos integrados. El proyecto preparará la tecnología para su comercialización y la probará en cuatro países de la UE.
El proyecto Excess define un edificio de energía positiva (PEB) como un edificio que produce más energía de la que utiliza, con una alta tasa de autoconsumo de FER (en lugar de utilizar la red para resolver problemas de equilibrio estacional) en un período de un año.
Tres objetivos del proyecto Excess
En general, el proyecto Excess se guía por un enfoque SMART (Específico, Medible, Alcanzable, Relevante y Orientado al Tiempo) para alcanzar sus objetivos. Al hacerlo, el consorcio del proyecto generará impactos mensurables, incluido el avance de nuevos materiales, tecnologías y sistemas tecnológicos integrados; la optimización de la interacción de la generación, el almacenamiento y el consumo de energía local a nivel de edificio y distrito; la promoción de un enfoque centrado en el usuario, así como la difusión, comunicación, replicación y explotación efectivas de actividades y una mejor aceptación en el mercado.
Respecto a los tres objetivos clave del proyecto Excess, en primer lugar, los proyectos de demostración exploran cómo se puede integrar perfectamente una gama de soluciones técnicas PEB, que aprovechan las opciones de generación de energía renovable y las tecnologías de almacenamiento de energía más ventajosas para las cuatro zonas climáticas. Excess apunta a una aceptación del mercado del 10% para sus paquetes de tecnología PEB rentables hasta 2030.
Además, se introducirán soluciones PEB que empoderen a los consumidores, permitiéndoles participar activamente en la gestión de su consumo energético en respuesta a las señales enviadas por los operadores del sistema o del mercado.
En tercer lugar, reconociendo la urgente necesidad de modelos financieros y comerciales para impulsar una mayor implementación de PEB en Europa y más allá, Excess utilizará los casos de demostración para identificar soluciones rentables que incorporen ingresos potenciales del mercado y flexibilidades. También explorará las oportunidades que ofrece la nueva directiva del mercado eléctrico de la UE para implementar interacciones avanzadas entre el edificio y la red.
Cuatro zonas climáticas de Europa
El proyecto Excess promueve un enfoque centrado en el usuario y capitaliza nuevas oportunidades de tecnología de la información y las comunicaciones para optimizar la interacción de la generación, el almacenamiento y el consumo locales a nivel de edificio y distrito.
Los socios del proyecto llevarán a cabo actividades de coinnovación, replicación y explotación para maximizar su impacto técnico, social y económico y prepararse para una futura introducción en el mercado del concepto de construcción de energía positiva. En este contexto, van a desarrollar cuatro casos de demostración en Austria, Bélgica, Finlandia y España.
En el clima continental la principal innovación será un elemento de fachada multifuncional con paneles solares fotovoltaicos integrados y una bomba de calor geotérmica, vinculado con un sistema de control inteligente de la comunidad energética y un concepto de facturación de energía.
Respecto al costero, se instalarán paneles solares fotovoltaicos que alimentarán una bomba de calor geotérmica (GSHP) para un complejo de viviendas sociales. También integrará almacenamiento térmico flexible de energía para calentar en unidades de calefacción urbana, añadiendo mayor resiliencia.
En cuanto al clima nórdico, un pozo de 800 m de profundidad con un sistema de bombas utilizará calor de diferentes fuentes en el suelo. Durante los meses de transición, el calor sobrante producido por el propio edificio también se utilizará para cargar el suelo.
Por último, en el clima mediterráneo, se logrará un sistema de construcción de energía positiva maximizando la producción de electricidad a partir de paneles solares fotovoltaicos convencionales. La energía producida se consumirá directamente en el edificio y el excedente se almacenará en una batería de uso diario.
Edificio residencial histórico en Valladolid, España
El caso español es un palacio renacentista del siglo XVI ubicado en Valladolid. Los socios de Excess en España van a mostrar cómo salvaguardar dicho edificio transformándolo en uno de energía positiva, convirtiéndolo en un complejo residencial de alta eficiencia energética. Los edificios históricos representan actualmente más del 30% del parque inmobiliario europeo y representan más de un tercio del consumo energético total del sector residencial europeo. Por lo tanto, Excess PEB constituirá un modelo para una profunda renovación de los edificios históricos protegidos, así como para la integración de la generación y el almacenamiento de energía renovable en ellos.
El proyecto prevé la renovación completa y la subdivisión del edificio en nueve unidades de apartamentos independientes, cinco de ellos como apartamentos dúplex. Para minimizar la demanda de energía se van a instalar electrodomésticos y otras tecnologías de alta eficiencia energética. El diseño interior del edificio busca maximizar el autoconsumo de energías renovables, convirtiéndolo en uno de los primeros edificios de energía positiva en España.
El concepto energético del edificio tiene en cuenta las condiciones climáticas locales, que se caracterizan por temperaturas suaves y una alta radiación solar. Se maximiza la producción de electricidad a partir de paneles fotovoltaicos convencionales instalados en el tejado del edificio. La energía fotovoltaica producida suministrará energía para la electricidad doméstica para el autoconsumo colectivo y para dos estaciones de carga de vehículos eléctricos.
Cualquier excedente de energía fotovoltaica se almacena en una batería local o se envía a la red. El agua caliente sanitaria procederá de paneles PVT adicionales. Además, el edificio contará con características de diseño sostenible, como una envolvente y un aislamiento térmico interior muy eficientes, y ventilación natural y mecánica para recuperar el calor de las unidades de vivienda individuales.
Se amplía la flexibilidad con baterías de litio de 30 kWh para funcionalidades avanzadas de flexibilidad energética y suministro continuo. Se procederá a la instalación de una bomba de calor de 40 kW para calefacción y refrigeración, instalación fotovoltaica de 55 KWe, instalación de paneles híbridos fotovoltaicos/térmicos de 2,8 kWe y dos estaciones de carga para vehículos eléctricos. Se va a producir también una innovación a nivel de sistema ya que un sistema de control integrado permite equilibrar la generación, el consumo y el intercambio de energía.
La interfaz hombre-máquina permite una gestión de energía inteligente y centrada en el usuario. Y, por último, habrá contratos inteligentes, ya que el Sistema de Gestión de Energía de Edificios (BEMS) regula el intercambio y el comercio de energía para reducir el consumo total de energía.
A finales de 2023, se iniciará la recopilación de datos sobre el rendimiento energético del edificio a través de los productos de seguimiento instalados.