El potencial de aplicación de los sistemas solares fotovoltaicos en la conservación de energía industrial

En el contexto de la transición energética, las empresas industriales se enfrentan a una doble presión: por un lado, el aumento constante de los costes energéticos; por otro, los objetivos de reducción de emisiones de carbono son cada vez más estrictos. Para el sector industrial, que representa un tercio del consumo energético mundial, reducir la dependencia de los combustibles fósiles se ha convertido en la clave para que las empresas mantengan su competitividad a largo plazo.

Durante la última década, las tecnologías fotovoltaica y solar de calentamiento de agua se han aplicado hasta cierto punto en plantas industriales. Sin embargo, ambos métodos tienen sus limitaciones: la eficiencia de la generación de energía fotovoltaica es limitada y un aumento de la temperatura suprimirá el rendimiento de las células solares; Aunque los calentadores de agua solares pueden proporcionar energía térmica, no pueden satisfacer la demanda de electricidad de las empresas. La PVT (Integración Solar Térmica y Fotovoltaica) llena precisamente este vacío. Combina generación de energía y calefacción, mejorando la eficiencia de utilización integral de la energía.

En el sector industrial, las ventajas de la PVT son especialmente destacadas. La razón es sencilla: la mayoría de las fábricas cuentan con techos amplios, lo que las hace aptas para su instalación. Al mismo tiempo, las empresas necesitan no solo un suministro eléctrico estable, sino también una gran cantidad de agua caliente a temperatura baja o media. Esta demanda se corresponde perfectamente con las características de producción de la PVT. Tomemos como ejemplo la impresión y el teñido de textiles. Los procesos de teñido, enjuague y fraguado consumen una gran cantidad de agua caliente, con temperaturas que suelen oscilar entre 70 y 90 °C, que el sistema PVT puede proporcionar con precisión. La sección fotovoltaica, por otro lado, suministra energía a los equipos, la iluminación y las oficinas de la fábrica, complementándose entre sí.

La industria cervecera y de bebidas también se beneficia típicamente de esta situación. El calentamiento del crisol de maceración requiere un suministro de calor continuo y estable, mientras que el taller de fermentación exige un control preciso de la temperatura. El agua caliente también es indispensable para la limpieza de botellas y frascos. Si se instala un sistema PVT en el techo de la fábrica, no solo puede sustituir parcialmente el gas natural utilizado en las calderas, sino que también reduce la carga energética del sistema de refrigeración. Tomando como ejemplo una cervecería europea, un sistema PVT de aproximadamente 500 metros cuadrados puede cubrir un tercio de la demanda anual de agua caliente, ahorrando casi 60.000 dólares estadounidenses en costes energéticos.

Los escenarios de aplicación en las industrias química y farmacéutica son muy diversos. Ya sea para el calentamiento del recipiente de reacción, la destilación o la recuperación de disolventes, se requiere agua caliente o aceite de transferencia de calor con una temperatura de entre 80 y 120 °C. En este caso, el sistema PVT no solo proporciona energía térmica, sino que también reduce el consumo máximo de electricidad, lo que ayuda a las empresas a aliviar la presión sobre la red eléctrica. Si bien el consumo energético en estas industrias es relativamente alto y el PVT no puede sustituir completamente a las calderas, puede reducir significativamente el consumo energético básico y tiene un efecto directo en la reducción de las emisiones de carbono.

Desde la perspectiva de la eficiencia energética, los sistemas fotovoltaicos convencionales solo pueden utilizar aproximadamente el 20% de la energía solar, mientras que la tasa de utilización integral de los sistemas fotovoltaicos fotovoltaicos suele superar el 60%. Esto significa que, bajo la misma superficie de tejado, los sistemas fotovoltaicos fotovoltaicos pueden producir más del doble de energía efectiva que un solo sistema fotovoltaico. En cuanto a los beneficios económicos, si se combinan los subsidios locales a las energías renovables o las mejoras en la reducción de las emisiones de carbono, el periodo de recuperación de la inversión del sistema fotovoltaico fotovoltaico suele ser de entre 3 y 6 años.

Por supuesto, la PVT tampoco está exenta de desafíos. La inversión inicial en equipos es relativamente alta y los requisitos profesionales para el diseño y el mantenimiento de sistemas son más exigentes. Además, se aplica principalmente a procesos de baja y media temperatura. Para aplicaciones industriales de alta temperatura superiores a 400 °C, aún se requieren calderas tradicionales o sistemas de calefacción centralizados. Sin embargo, estas restricciones no impiden su amplia difusión en industrias como la alimentaria, la textil, la cervecera y la farmacéutica.

Las futuras líneas de desarrollo podrían centrarse en dos aspectos: uno es la mejora de materiales y procesos, como recubrimientos selectivos más eficientes y medios de intercambio térmico más estables; y el segundo es la integración con sistemas de almacenamiento de energía. Mediante el almacenamiento de energía eléctrica y térmica, la PVT puede almacenar energía durante el pico de producción diurno y liberarla de forma estable por la noche o en días nublados, lo cual es especialmente importante para las empresas industriales.

En general, la PVT no es un concepto lejano, sino una solución que está madurando gradualmente. Puede ayudar a las empresas a reducir los costos energéticos, disminuir las emisiones de carbono y, al mismo tiempo, mejorar la seguridad energética. Para los usuarios industriales que buscan una transformación ecológica, la PVT es una opción que vale la pena probar.