Un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT), junto con investigadores del Forschungszentrum Jülich, ETH Zurich y el Instituto Paul Scherrer (en Alemania y Suiza), han investigado el gran potencial que existe para un suministro energético completamente autosuficiente para los edificios residenciales. En un estudio publicado en la revista especializada Joule muestran que en la actualidad el 53% de las viviendas unifamiliares en Europa podrían llegar a ser técnicamente autosuficientes desde el punto de vista energético. Según los investigadores, más de 2 millones podrían abandonar la red eléctrica para 2050 mediante inversiones adicionales del 50%.
Los sistemas fotovoltaicos en combinación con el almacenamiento en baterías permiten una mayor independencia en el suministro de energía. En el contexto de crisis energética, los propietarios de edificios en Europa optan cada vez más por una mayor independencia energética con la instalación de estos sistemas.
Los investigadores calcularon cómo de grande sería el paso desde una autosuficiencia parcial hasta una autosuficiencia total con electricidad y calor.
Independencia energética en los hogares
La base de sus cálculos es una base de datos en la que se combina información geográfica de alta resolución sobre el parque inmobiliario europeo y los hogares con las condiciones climáticas y económicas locales.
Utilizando métodos novedosos para reducir la complejidad en ordenadores de alto rendimiento, se configuraron inicialmente sistemas de suministro autónomos de energía y con costes optimizados para 4.000 viviendas unifamiliares representativas. Después, se utilizaron redes neuronales para transferir los resultados a los 41 millones de viviendas unifamiliares analizadas.
Según la investigación, en la actualidad, el 53% de los 41 millones de viviendas son técnicamente capaces de alimentarse a sí mismos mediante el uso de la radiación solar local en los tejados únicamente, independientemente de la infraestructura externa, y esta proporción podría aumentar al 75% para 2050 gracias a las tecnologías mejoradas. Además, los investigadores afirman que, si ahora se supone que los propietarios estarían dispuestos a invertir hasta un 50% más de lo necesario para un sistema energético comparable con conexión a la red, hasta 2 millones de viviendas unifamiliares podrían abandonar la red eléctrica para 2050.
Los investigadores ven un gran potencial para los edificios residenciales energéticamente autosuficientes, especialmente en regiones con bajas fluctuaciones climáticas estacionales, como en España, o con altos precios de la electricidad, como en Alemania.
Energía fotovoltaica y almacenamiento energético
También se ha determinado el diseño específico de los sistemas energéticos con costes optimizados. Los resultados muestran que un sistema de suministro de energía exitoso, rentable y autosuficiente para edificios en Europa Central consistirá en energía fotovoltaica para generar electricidad, así como en una combinación de almacenamiento de baterías a corto plazo y un sistema de almacenamiento de hidrógeno estacional a largo plazo.
En el futuro, los investigadores quieren analizar con más detalle qué efectos tendría una posible expansión a gran escala de sistemas de suministro de energía autosuficientes en el sistema energético europeo. No obstante, suponen que podría tener un efecto positivo, ya que, según indican, los edificios residenciales semiautónomos podrían ayudar a estabilizar el sistema energético general en el futuro. Un perfil de demanda menos pronunciado por parte de los hogares podría frenar la demanda de centrales eléctricas de carga máxima. Además, habría que evitar que los propietarios de edificios queden completamente desconectados de la red, por ejemplo, recompensándolos con tarifas eléctricas especiales.