Investigadores de la Universidad de Western en Canadá han combinado la funcionalidad y la potencia de la tecnología fotovoltaica con una bomba de calor y una batería térmica para crear una vivienda totalmente eléctrica y energéticamente eficiente. El objetivo final es eliminar la necesidad de combustibles fósiles, logrando un consumo energético neto cero real para constructores y propietarios de viviendas en todo el mundo. Los resultados preliminares muestran que este innovador sistema de vivienda energéticamente eficiente reduce las facturas de energía en un 45% y las emisiones de carbono del hogar en un 55%.
Joshua Pearce, profesor de Ingeniería de Western y de la Escuela de Negocios Ivey, y Shafquat Rana, candidato a doctorado, en colaboración con Anthony Straatman, director del departamento de ingeniería mecánica y de materiales, el profesor de ingeniería Kamran Siddiqui y Jaime Crncich, presidente de Magnus Homes, han diseñado y desarrollado este innovador sistema de vivienda energéticamente eficiente.
Una casa de dos plantas en Komoka, Ontario (al oeste de London, Ontario), funciona como laboratorio para la experimentación observacional y la generación de datos.
Paneles solares, bomba de calor y batería térmica
El proyecto integra paneles solares, una bomba de calor y una batería térmica para proporcionar energía térmica para la calefacción y el agua caliente sanitaria de toda la vivienda. Los resultados preliminares muestran que esta instalación reduce las facturas de electricidad en un 45% y las emisiones de carbono del hogar en un 55%. La batería térmica, que utiliza un material de cambio de fase como la sal o la cera, almacena energía de forma eficiente, aumentando el autoconsumo de energía solar fotovoltaica (utilizando la energía producida in situ, en lugar de exportarla a la red) en un 60%.
Los investigadores desarrollaron prácticas óptimas para lograr que una casa sea cuatro veces más eficiente energéticamente que con los métodos tradicionales, mediante el uso de una bomba de calor. Esta bomba convierte la electricidad generada por la luz solar, captada por los paneles solares instalados en la cubierta, en calor. Este calor se almacena en una batería térmica para su uso posterior. El objetivo de los investigadores es demostrar que la tecnología es totalmente escalable, segura y, sobre todo, adaptable a viviendas ya existentes con mínimas modificaciones.
La casa se equipó con cableado y sensores para rastrear y predecir el consumo de energía, la eficiencia y el ahorro de costes. Además de para los investigadores, estos datos son accesibles para el constructor, que también vive en la casa que se está estudiando, y pueden monitorear en tiempo real en sus dispositivos móviles y ordenadores personales con una aplicación fácil de usar.
Para obtener más datos, se está monitoreando una segunda casa (de modelo similar y ubicada en la misma subdivisión de Komoka) que no fue equipada con la batería térmica integrada y el sistema fotovoltaico solar, para comparar la casa totalmente electrificada con una casa canadiense tradicional que utiliza electricidad de la red y suministro de gas natural.