Selección de la fuente de energía

Para la selección de la fuente de energía, una primera cuestión es la disponibilidad de la fuente de energía. El gas natural canalizado está accesible a un 28% de los consumidores por lo que en zonas rurales puede no ser una alternativa energética.

Otra cuestión es el tipo de uso, si la energía se va utilizar para alimentar equipos eléctricos, la energía eléctrica es la única alternativa. Es en los usos térmicos donde hay más tipos de combustibles y se plantean más alternativas y los que requieren un análisis detallado de costes.

Condicionantes técnicos

Desde un punto de vista técnico podemos señalar las ventajas e inconvenientes de cada tipo de fuente de energía para un suministro doméstico:

Gasóleo

El gasóleo doméstico ha evolucionado hasta convertirse en una fuente de energía mucho menos contaminante gracias a los cambios introducidos en la composición del producto y a los avances técnicos realizados en el dúo de quemador y caldera. La eficacia de combustión ha mejorado de manera importante con los quemadores de nueva tecnología.

Es una de las fuentes de energía que permite complementar el suministro con energías renovables (solar térmica, solar fotovoltaica o minieólica) para instalaciones que no disponen de suministro de energía a través de una red (gas o electricidad), con el fin de tener un suministro continuado.

Ventajas

  • El bajo consumo de las calderas de gasóleo de alto rendimiento permite instalar pequeñas calderas con un ahorro de espacio considerable.
  • El reabastecimiento de combustible y cualquier posible ajuste sólo tiene que hacerse una o dos veces al año.
  • Las condiciones de abastecimiento se simplifican mediante depósitos de almacenamiento a medida, que se pueden instalar dentro o fuera de la casa.

Inconvenientes

  • La instalación se tiene que revisar y limpiar una vez al año.
  • Las fluctuaciones del precio del gasóleo, al ser un subproducto del refinado del petróleo.
  • El gasóleo es un combustible fósil: como todos los combustibles fósiles, al quemarse libera dióxido de carbono a la atmósfera, que es la causa del efecto invernadero.

Biomasa

La biomasa está compuesta de residuos agrícolas, de los montes o de la industria de la madera (cortezas, astillas, serrines….) e incluye las llamadas fuentes tradicionales como la madera, pero también los pellets o gránulos de madera.

biomasaPellets o gránulos de madera

Los pellets es uno de los biocombustibles más utilizados, una fuente de nueva generación, Son pequeños cilindros compuestos de serrín, virutas, astillas molidas y demás residuos, comprimidos para producir un material homogéneo y compacto. Los pellets tienen un nivel constante de humedad y calidad, por lo que son un material de combustión fácil de usar.

Los pellets se pueden suministrar con un camión cisterna y almacenarse en un depósito dentro de la casa que, dependiendo de su volumen, puede contener combustible hasta para un año de suministro. La caldera se alimenta automáticamente con pellets mediante un tornillo sin fin instalado entre el depósito de almacenamiento y la caldera.

Hoy en día existen calderas de biomasa muy eficientes, que permiten la limpieza de las superficies de intercambio, la extracción de las cenizas de forma automática y alimentación de combustible en continuo y automatizado. Estas calderas se aconsejan para viviendas unifamiliares.

Ventajas

  • Las calderas de biomasa son aptas para sistemas centralizados en edificios o viviendas unifamiliares, aportando ahorros superiores al 10% en comparación con los combustibles fósiles. Tienen un buen nivel de potencia y producen un calor suave.
  • El uso de este tipo de calderas es muy sencillo, sólo se enciende y se apaga en función de la demanda de calefacción o no.
  • Se utilizan también para la producción de agua caliente sanitaria (ACS).
  • El combustible utilizado ofrece una mayor seguridad que uno fósil, frente a los riesgos de explosión.
  • Las calderas de madera y de pellets se pueden combinar con sistemas de energía solar.
  • El combustible que utilizan es una energía renovable. La madera es una fuente de combustible 100% natural.
  • El coste de suministro es de los más baratos. Los leños de madera son una de las formas más baratas de combustible.

Inconvenientes

  • Las calderas de biomasa ofrecen sólo calefacción y ACS. Si deseas tener refrigeración tendrás que instalar un equipo específico.
  • Los rendimientos no son altos, no superiores al 88%.
  • Hay que retirar las cenizas de forma periódica.
  • Es necesario un lugar de almacenaje para el combustible (mayor que los depósitos de combustibles líquidos).

Gas

El gas puede proporcionar una calefacción confortable en zonas amplias, y se utiliza ahora en muchos hogares.

A la hora de comprar, procura comprar calderas de condensación o baja temperatura, ya que son más eficientes en el consumo de energía y además ahorrarás en tu factura.

Ventajas

  • El gas proporciona una temperatura ambiente constante.
  • El gas no genera polvo y no tiene prácticamente olor.
  • Los usuarios que están conectados a la red de abastecimiento suelen pagar un recibo mensual.
  • El gas también se puede utilizar en casas que no estén conectadas a la red de abastecimiento, almacenando el GPL (butano o propano) en depósitos subterráneos o superficiales. En estos casos, el combustible se abona a la entrega, que tiene lugar una o dos veces al año.
  • Todos los sistemas de calefacción de gas incorporan sistemas de seguridad.

Inconvenientes

  • El precio del gas puede fluctuar a lo largo del año. Por ello las casas que no están conectadas a la red de abastecimiento necesitan administrar con mayor cuidado su presupuesto para el suministro de energía.
  • Los sistemas de calefacción de gas tienen que revisarse una vez al año.

Energía solar

La energía emitida por el Sol llega a la Tierra en forma de ondas electromagnéticas. La cantidad de energía que trasportan los rayos solares es bastante considerable, pudiendo alcanzar del orden de 1000 W/m². Esta energía solar, que es gratis y renovable, puede convertirse fácilmente en una fuente para la producción de agua caliente sanitaria (ACS). Para calefacción su uso no es recomendable, pues la mayor disponibilidad del recurso (meses de verano) es cuando menos se necesita y viceversa, siendo necesario un sobredimensionamiento muy costoso de la instalación.

energía solarAprovechamiento térmico de la energía solar

Ventajas

  • La energía solar no produce emisiones de gases de efecto invernadero. Eligiendo la energía solar se contribuye a reducir el cambio climático.
  • El equipo de energía solar no necesita espacio de almacenamiento dentro o fuera de la casa.
  • La energía solar es gratis: los únicos costes son los de la instalación inicial y posterior mantenimiento.
  • Las nuevas generaciones de instalaciones solares permiten hacer un uso óptimo de la energía solar, por lo que pueden utilizarse en regiones donde no hace mucho sol.
  • Las instalaciones solares pueden combinarse con un sistema de producción de agua caliente sanitaria tradicional (sistema hibrido).

Inconvenientes

  • La cantidad de energía que se puede aprovechar depende de las condiciones climáticas y varía a lo largo del año, pudiendo ser insuficiente para cubrir todas las necesidades de agua caliente sanitaria. Esta circunstancia obliga a sobredimensionar la instalación o instalar un sistema auxiliar de calefacción con el consiguiente coste.

Aerotermia y geotermia (sistemas de bomba de calor)

Los sistemas de bomba de calor aprovechan el calor producido por la naturaleza que tiene el aire exterior calentado por la radiación solar (aerotermia) o del interior del terreno (geotermia).

Los rendimientos estacionales de la bomba de calor están entre 200% y 400%, es decir, generan entre dos y cuatro veces más energía que la energía que precisan para el funcionamiento de la bomba de calor, pudiendo llegar a superar esos porcentajes. Según la Directiva Europea 28/2009/CE, para que los sistemas de bomba de calor se consideren una fuente de energía renovable su factor de rendimiento estacional debe ser superior a 2,57 (rendimiento superior al 257%)

Aerotermia

La aerotermia implica usar una bomba de calor (aire/aire; aire/agua) para capturar la energía del aire exterior. Un circuito hidráulico alimenta un sistema de calefacción/refrigeración bajo el suelo, o radiadores o ventiladores convectores.

bomba de calor aerotérmicaUnidad exterior de una bomba de calor aerotérmica

Ventajas

  • Esta solución es muy compacta y fácil de instalar al no requerir un gran espacio.
  • Sólo genera emisiones de gases de efecto invernadero por la parte de la energía eléctrica que utiliza, que no haya sido producida con energías renovables.
  • La vivienda se puede calentar en invierno y refrigerar en verano (sistema de bomba de calor reversible).

Inconvenientes

  • La potencia calorífica que genera la bomba de calor disminuye con la temperatura exterior. Aunque la última tecnología de bombas de calor aerotérmicas puede generar calor con una temperatura exterior de -20º C, la bomba de calor puede necesitar, por debajo de una determinada temperatura exterior (T< 4º C) un apoyo de energía con una resistencia eléctrica para dar la potencia de calefacción necesaria, lo que reduce de forma significativa su rendimiento
  • Es necesario escoger con sumo cuidado el emplazamiento de la bomba de calor, un sitio protegido de los vientos dominantes.
  • Alrededor de la bomba de calor debe haber un espacio despejado para las conexiones, la instalación y el mantenimiento.

Geotermia

La geotermia captura el calor presente en el suelo usando captadores en campos geotérmicos verticales u horizontales dependiendo de la disposición del terreno.

En los campos horizontales, la energía la extrae una red de tubos que están enterrados a una profundidad de entre 80 y 120 cm. pero ocupan mucha extensión. En los campos verticales se tienen que hacer sondeos de entre 80 y 140 m pero la superficie del campo es mucho más reducida. Esta última es la mejor opción para potencias térmicas grandes.

La tierra contiene energía almacenada, y el agua que circula por esta red transporta la energía a la bomba de calor (agua/agua), que la transforma entonces en agua caliente para calefacción o uso sanitario.

La bomba de calor geotérmica sólo genera emisiones de gases de efecto invernadero por la parte de la energía eléctrica que utiliza que no haya sido producida con energías renovables.

energia geotermicaPosibles configuraciones de aprovechamiento geotérmico mediante bombas de calor

Ventajas

  • Un sistema eficaz que permite un importante ahorro de energía.
  • Es muy fácil crear un nivel de confort acorde con la estación del año y no presenta los problemas de rendimiento de las bombas de calor aerotérmicas al ser la temperatura del terreno mucho más estable que la del aire exterior.
  • Cuando el agua subterránea no se consume se devuelve a su lugar de origen. Esto quiere decir que la geotermia es un sistema ecológico de producción de calor.

Inconvenientes

  • La inversión inicial es alta, por las perforaciones de los sondeos.
  • La superficie de terreno necesaria para la captura horizontal es importante, del orden de dos veces la superficie del área que se va a calentar. Además debe estar exenta de vegetación para que las raíces no afecten a los captadores.
  • Para un sistema vertical normalmente hay que solicitar un permiso administrativo relacionado con la protección de la capa freática, por lo que hay que consultar a las autoridades locales

Costes energéticos por fuente de energía

El cálculo de los costes energéticos para cada fuente de energía exige conocer las demandas energéticas, los precios unitarios de cada tipo de fuente de energía, las características de los combustibles, los rendimientos de los equipos etc. por lo que exige mucha información y puede resultar bastante laborioso.

Por ejemplo, para calcular las demandas energéticas de calefacción y de agua caliente sanitaria de una vivienda, hay que conocer los datos climáticos y la temperatura del agua fría del lugar donde se ubica la vivienda, respectivamente.

Los precios unitarios de cada energía se pueden buscar en internet pero hay que tener claro cómo es la facturación de cada tipo de energía. En el caso de la electricidad la facturación no es sencilla.

Las características de los combustibles, por ejemplo poderes caloríficos, no siempre los suele proporcionar el suministrador, por lo que hay que conocer dichas características para realizar cualquier cálculo.

En cuanto a los rendimientos de los equipos, si no se tienen por el fabricante del equipo, hay que hacer pruebas de combustión para una estimación razonable de los mismos.

En definitiva, el cálculo de los costes energéticos resulta difícil si no se tiene experiencia, por lo que en este último caso es aconsejable asesorarse con un experto.