Ensayo, modelado y análisis a escala de edificio de una Fachada Ventilada Forzada Fotovoltaica (FVFF) integrable en edificios de consumo casi nulo

Abstract

La Unión Europea está cambiando su modelo energético para hacerlo más eficiente y sostenible, y en ese nuevo escenario la bomba de calor (BdC) se ha convertido en una tecnología líder en el sector de la energía en la edificación. Actualmente va en aumento el uso de bombas de calor aire-agua en instalaciones energéticas de edificios de bajo consumo como los denominados ECCN. Su rendimiento mejora cuando es apoyada con energía solar. Este apoyo puede conseguirse con elementos híbridos solar térmicos-fotovoltaicos integrados al edificio en fachada. Sin embargo, el aprovechamiento puede ser mayor si se cuenta con un sistema de acumulación de la energía captada.Esta Tesis estudia la viabilidad del uso de una solución de Fachada Ventilada Fotovoltaica Forzada (FVFF) para ser usada como apoyo del sistema de calefacción y ACS basado en bomba de calor aire-agua, empleando al edificio en si mismo como sistema de acumulación térmica. Para ello se establece una estrategia que se ha denominado ¿Temperatura adaptativa¿, que consiste en incrementar la temperatura de consigna interior en los instantes ¿de ganancia térmica¿ de la FVFF, los cuales suelen coincidir coninstantes de baja ocupación y/o demanda.La investigación realizada comprendió tres etapas principales: primero, la caracterización experimental de la FVFF en condiciones exteriores mediante un ensayo PASLINK; segundo, el desarrollo de un modelo numérico RC que permite predecir el calentamiento del flujo de aire forzado a través de esta fachada para cualquier localidad; y tercero, un análisis a escala de edificio mediante software de simulación energética del edificio entero.Se analizó un caso de estudio correspondiente a un edificio residencial tipo ECCN el cual mostró que al implementar la hibridación FVFF y BdC se reduce en un 19,9% el consumo de calefacción con respecto al mismo edificio sin FVFF. Al contabilizar, además, el apoyo de esta FVFF a una segunda bomba de calor dedicada al ACS y la generación fotovoltaica de su hoja exterior, se obtiene que hay una reducción de un 20,7% en el total anual de energía final necesaria para suplir la demanda de calor de dicho edificio.