Proyecto H2020 HyCool:Refrigeración Industrial mediante sistema Híbrido basado en Calor Solar

Los sistemas CSP de energía solar concentrada concentran literalmente la luz solar en un receptor donde la energía recogida del sol se convierte en calor. Entre todas las tecnologías CSP, HyCool está desarrollando su concepto basado en el sistema Fresnel lineal barato y fácil de instalar. Consisten en un gran número de espejos simples en filas paralelas, que imitan una gran lente de Fresnel para maximizar la recolección de energía. Un híbrido: la bomba con sinergia La misión principal del proyecto HyCool, financiado con fondos europeos, es aumentar el uso del calor solar en los procesos industriales. «Hemos desarrollado un nuevo sistema de colectores solares térmicos (FCSP) de Fresnel CSP con bombas de calor híbridas (HHP) especialmente adaptadas», afirma Silvia Jané, coordinadora del proyecto HyCool. "La combinación 'dos en uno' de bombas de calor basadas en adsorción y compresor da como resultado un rango de temperatura de salida más amplio, lo que permite tanto la calefacción como la refrigeración industrial alimentadas por el sol", explica Jané. Al aumentar la flexibilidad de la configuración del sistema, el objetivo es ampliar el rango de aplicación del calor solar en procesos industriales con temperaturas que oscilan entre 5 °C y 240 °C. "Al incorporar una amplia gama de configuraciones de diseño y funcionamiento, hemos aumentado el número de escenarios de uso del calor solar en entornos industriales", subraya Jané. El sistema propuesto mejora las tecnologías de adsorción para la generación de frío, junto con una mayor compacidad y características plug and play. Esto también proporciona una integración perfecta con otras fuentes convencionales, como la energía eléctrica, lo que resulta en una mayor capacidad de despliegue del calor solar en los procesos industriales (SHIP). Además, cuando los HHP desarrollados en HyCool son impulsados por el calor solar o residual e integrados en procesos térmicos industriales reales, pueden alcanzar el doble del coeficiente de rendimiento de las bombas de calor convencionales y mejorar aún más la eficiencia general del proceso. Se ha completado la optimización de componentes y el diseño final del HHP solar modular a escala real, así como su fabricación y puesta en marcha. También se ha desarrollado un protocolo de caracterización de las propiedades de diferentes materiales adsorbentes, como la difusividad térmica, la capacidad calorífica, el comportamiento de adsorción, las propiedades de transporte de vapor y el calor de adsorción a diferentes temperaturas y presiones, que dará lugar a una extensa campaña de ensayos de materiales para seleccionar el mejor candidato para aplicaciones reales. Ganadores energéticos en los sectores industrial y alimentario «El mayor reto al que se enfrentó el proyecto HyCool fue obtener una configuración válida para los dos pilotos basada en el primer diseño de la bomba de calor modular y el esquema hidráulico, así como en las especificaciones de cada emplazamiento de demostración», comenta Jané. Este paso clave ya se ha logrado, y el trabajo de campo ha permitido una visualización completa de los perfiles energéticos. En la planta de producción española del socio del consorcio Givaudan, una empresa de sabores y fragancias, el concepto HyCool se ha aplicado a varios procesos con necesidades de calefacción o refrigeración. La actual instalación de frío de Givaudan utiliza un enfriador de agua glicólico para mantener el agua que entra en el anillo líquido de las bombas de vacío a 7 °C, con una demanda térmica de 125,5 kW. "Para los casos de uso considerados, el consumo eléctrico de la enfriadora de compresión se reducirá en un 29 % (primavera) y un 44 % (verano), respectivamente, mediante el uso de la tecnología HyCool", dice Jané. Esta ganancia de eficiencia es aún mayor si se compara con los sistemas de refrigeración comunes. Otro prototipo aplica el concepto HyCool a pequeñas industrias alimentarias especializadas con necesidades de refrigeración en sus procesos y se probará en Bo de Debò SL en España. Aquí, la instalación de frío industrial es necesaria para la preparación de platos frescos precocinados y se utiliza en diferentes configuraciones: el área de producción de alimentos a 6-8 °C, mientras que el área de entrega debe mantenerse a 10-12 °C. HyCool está preparado para marcar una gran diferencia en el uso del calor solar en la industria europea, al igual que el proyecto SHIP2FAIR financiado con fondos europeos, esencialmente el proyecto "gemelo" de HyCool que finalizará en marzo de 2022. Sus desarrollos se centran en particular en las necesidades de calefacción de la industria alimentaria y agrícola y se están demostrando y validando en una variedad de procesos, incluida la destilación de bebidas espirituosas (Martini & Rossi), la transformación de la carne (Larnaudie), la ebullición del azúcar (grupo RAR) y la fermentación y estabilización del vino (RODA). El objetivo es abastecer el 40 % de la demanda de calor a través de la energía solar.