Hasta ahora siempre habíamos asociado las instalaciones fotovoltaicas con la generación de calor para elevar la temperatura del agua o proveer de calefacción a viviendas o infraestructuras industriales. Hay que empezar a cambiar de esquemas. La energía del sol también puede ser empleada para enfriar. Concretamente, para alimentar sistemas de acondicionamiento de aire de nulo impacto ambiental, y sin necesidad de emplear electricidad para ello.

La tecnología de frío solar de la empresa sueca Climate Well, llamada de absorción en triple estado (gas, líquido y sólido), permite ofrecer a un edificio refrigeración en verano, calefacción en invierno y agua caliente sanitaria durante todo el año. El departamento de I+D de la compañía, con sede en Hägersten (cerca de Estocolmo, al sur de Suecia) ha invertido hasta el momento más de 9 millones de euros en su desarrollo.

La unidad de frío solar está formada por un reactor –que almacena cloruro de litio– y un condensador –donde se ubica el agua–. Ambos aparatos se alternan en un proceso de carga y descarga. Durante la carga, el departamento que almacena agua con cloruro de litio disuelto recibe el calor de los paneles solares. El agua empieza a evaporarse y pasa al segundo compartimento, donde se condensa y vuelve al estado líquido. Para este trasvase no es necesaria ninguna bomba o aparato mecánico.

Cuando el agua ha pasado al condensador, se corta el paso de un contenedor al otro y se almacena la energía térmica en el reactor mediante la sal de cloruro de litio cristalizada, que actúa como refrigerante, para poder emplearla en la distribución de frío cuando sea necesario.

Durante la fase de descarga, para evaporar el agua de nuevo, el condensador roba calor del edificio, que de esta forma se refrigera. El vapor pasa al primer compartimento, donde se disuelve en el cloruro de litio. De esta forma, la acumulación de energía es en todo momento química, no térmica.

Una tecnología con 100 años

"La tecnología de absorción tiene más de 100 años. Nosotros aportamos la novedad de hacerla funcionar con energía solar térmica. Producimos frío gracias a una energía gratuita y renovable como la del sol. Disipamos el calor y lo utilizamos para eliminar carga térmica del edificio", explica Pedro Luis Rodríguez, representante de Climate Well en España, donde la empresa tiene una delegación en Madrid y una planta de producción en Ólvega (Soria) que abastece de equipos de frío solar a diversos mercados europeos.

La energía solar térmica se capta en los paneles a una temperatura de unos 80 grados centígrados y se dirige a los equipos, que difunden frío (o calor, en invierno) a través de suelos o techos radiantes, aunque también se pueden emplear equipos convencionales de refrigeración y calefacción.

La temperatura de impulsión a la que se envía el frío a través de los suelos radiantes es de 15 grados centígrados, con lo que se consigue una temperatura en las habitaciones de 22 grados. "Y la energía que tenemos que disipar la mandamos al exterior mediante cuatro sistemas: ondas geotérmicas, climatizando piscinas, mediante torres de refrigeración o con un aerotermo", explica Rodríguez.

Las ventajas que, según la empresa, garantiza el sistema de absorción en triple estado son: una posible reducción de la factura eléctrica de un inmueble de hasta el 85%, un ahorro de emisiones de CO2 de hasta 15.000 quilogramos al año y la necesidad de un mínimo mantenimiento. Beneficios a tener en cuenta en nuestro país, donde el 25% del consumo energético total se emplea en la calefacción o refrigeración de edificios.

Optimización de los paneles

Este dispositivo de frío solar es compatible con cualquier otro equipo convencional de refrigeración siempre que exista un sistema centralizado de agua o unidades de tratamiento de aire, y se puede combinar fácilmente con instalaciones de uso de energía geotérmica o biomasa.

En determinadas infraestructuras industriales, el sistema también puede aprovechar el calor residual de procesos de cogeneración o de las propias actividades productivas de la planta en cuestión para producir agua fría que permita climatizar estancias o ser empleada en los mismos procesos industriales.

Otros sistemas de acondicionamiento de aire alimentan tecnologías convencionales con la electricidad generada por las placas fotovoltaicas. En todos ellos se optimiza el rendimiento de los paneles solares debido a que las horas en que éstos reciben mayor radiación coinciden precisamente por ello con las de más altas temperaturas, es decir, cuando más se utilizan los equipos de aire acondicionado.

En el mundo funcionan más de un centenar y medio de instalaciones que producen refrigeración de aire mediante el uso de energía solar. La mayor parte de ellas se encuentran en Alemania, país pionero en este campo. En España hay diversos proyectos en marcha, alentados por la aprobación del Proyecto Singular Estratégico Arquitectura Bioclimática y Frío Solar (PSE-Arfrisol) por parte del anterior Gobierno del PSOE, que lo integró en el Plan Nacional de I+D+I (Investigación, Desarrollo e Innovación) 2008-2012.

Cinco edificios piloto

Los especialistas del PSE-Arfrisol trabajan en cinco edificios públicos de oficinas situados en distintos lugares de España de muy distintas condiciones climáticas (Almería, Madrid, Soria y Asturias) que han convertido en prototipos experimentales de diferentes diseños y tecnologías. El objetivo del proyecto es combinar la construcción bioclimática y el uso de la energía solar para conseguir ahorros energéticos de hasta el 90% y la reducción de emisiones.

Cada construcción emplearía entre un 10 y un 20% de la energía convencional mediante el uso más eficiente posible de sistemas solares pasivos integrados en la construcción y de sistemas solares activos y biomasa el resto del tiempo. Entre los medios a combinar según las necesidades de cada inmueble y ubicación se hallan captadores térmicos, módulos fotovoltaicos, máquinas de absorción para refrigeración, aparatos de frío solar y la integración arquitectónica de los mismos.

El concepto de arquitectura bioclimática nació tras la crisis del petróleo de 1973, que disparó los precios de la energía, y persigue diseñar edificios y ciudades con la máxima adaptación posible a las condiciones de los lugares donde se alzan para reducir al mínimo su consumo energético.

Para ello emplea medios como la orientación de los espacios, el uso de materiales aislantes en muros y fachadas, la creación de huecos o conductos que permitan la ventilación natural, el sombreamiento de cubiertas, el acristalamiento selectivo, el diseño que favorezca la iluminación natural de los interiores, el uso de suelos radiantes y el aprovechamiento de fuentes energéticas renovables.