Almacenamiento Subterráneo de Energía Térmica en Acuíferos (ASET-A)

Para Almacenamiento Subterráneo de Energía Térmica en Acuíferos (ASET-A) se hace uso de una capa acuífera del subsuelo para almacenar frío o calor. En muchos casos se aplican sistemas ASET-A para almacenamiento tanto de frío como de calor de baja temperatura para suministrar refrigeración y calefacción a edificios. Para ello, el agua subterránea es bombeada en invierno desde uno o más pozos calientes, a continuación el calor almacenado en el agua subterránea es usado para fines de calefacción, después de esto el agua enfriada se retorna al acuífero mediante los pozos fríos. En verano el proceso se invierte. El agua subterránea fría se bombea desde los pozos fríos y es usada para refrigerar, después de esto el agua calentada se inyecta de nuevo en los pozos calientes.

Hay cientos de proyectos ASET-A en funcionamiento que han sido diseñados por IF Technology. Las aplicaciones de almacenamiento en acuífero se encuentran particularmente en entornos urbanos construidos, tales como edificios de oficinas, hospitales, centros comerciales y áreas residenciales. No obstante, también hay docenas de proyectos implementados en el sector industrial y agrícola, incluyendo compañías de transformación de plásticos, imprentas, viveros de setas e invernaderos. La mayoría de los proyectos ASET-A realizados en los Países Bajos tienen una capacidad de almacenamiento en el rango de 750 kW a 2000 kW.

Los sistemas ASET-A permiten una fuerte reducción del consumo de combustibles fósiles para usos de climatización. Un sistema ASET-A de un edificio de oficinas diseñado para almacenar frío y calor de baja temperatura ahorra entre el 70 y 80% del consumo de electricidad para la producción de frío y entre un 20 y 40% en el consumo de gas o petróleo para la generación de calor.

Universidad Eindhoven (Países Bajos)

Geotermia somera - Sistema ASET-A

- Potencia de refrigeración: 20 MW
- Aporte anual de frío: >15 GWh/a
- Caudal máximo: 2.250 m3/h
- Numero de pozos: 2 x 18


Situación de los pozos frios y los pozos calientes	Esquema del red de "district heating & cooling"	Cabeza o brocal de un pozo

Projectos de referencia

Universidad Eindhoven (Países Bajos)

Geotermia somera - Sistema ASET-A

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Preguntas frecuentes

¿Qué eficiencia de almacenamiento se puede alcanzar?

Los sistemas ASET-A permiten el almacenamiento de frío y calor de baja temperatura con una eficiencia del 70 al 90%. Si se almacena calor de mayor temperatura, la eficiencia de almacenamiento baja en relación con el aumento de temperatura de almacenamiento. Existen proyectos ASET-A realizados con una temperatura de almacenamiento de 90° C. A esta temperatura de almacenamiento la eficiencia de almacenamiento alcanzable es del 50 al 70%.

Para alcanzar las mencionadas eficiencias se deben cumplir dos condiciones: el acuífero debe ser adecuado para el almacenamiento de energía y el proyecto debe ser de una escala suficiente.

¿Son todos los acuíferos adecuados?

Desafortunadamente no. El acuífero puede ser una capa de arena, pero también capas de arenisca o caliza. Para el almacenamiento de frío y calor de baja temperatura, estas capas deben tener un espesor suficiente (espesor > 10 metros), necesitan tener una transmisividad suficiente (transmisividad > 100 m²/d) y necesitan tener un flujo natural del agua subterránea limitado (flujo subterráneo < 50 metros por año, para proyectos grandes < 100 metros por año). Si el flujo subterráneo es alto, mucho del calor y frío almacenado se pierde durante la época de almacenamiento. En ese caso es mejor usar el acuífero para un sistema de bomba de calor geotérmica.

Cuando se usa el acuífero para almacenar calor de alta temperatura, no son deseables altos valores de transmisividad debido a que la perdida de calor a través de flujos de convección libre se incrementa con altas transmisividades.

¿Qué tamaño de proyecto se requiere?

La respuesta a esta pregunta depende de las condiciones del proyecto. Cuando el almacenamiento se utiliza para aportar calefacción y refrigeración combinada a un edificio, se alcanza una favorable eficiencia energética si el ASET-A tiene más de 200 a 300 kW de capacidad de refrigeración. Normalmente, este tamaño no es económicamente viable. El proyecto ASET-A es generalmente económicamente atractivo para capacidades de refrigeración mayores de 800 a 1000 kW.

¿Es lo mismo un proyecto ASET-A que un proyecto de bomba de calor geotérmica?

No, parte de los sistemas de suministro de energía con ASET-A no tiene bomba de calor. Los sistemas ASET-A que sí tiene una bomba de calor utilizan en verano la refrigeración directa ("direct cooling") con el frío almacenado, es decir sin aplicar la bomba de calor. De esta manera se pueden considerar los sistemas ASET-A como un avance de los sistemas de bomba de calor geotérmica.

¿Es el uso del agua subterránea seguro?

El agua subterránea puede ser corrosiva, contener gases e hierro disueltos y arrastrar pequeñas partículas procedentes del acuífero. Esto puede ser la fuente de muchos problemas operacionales. Estos problemas se pueden evitar mediante un buen diseño y una correcta ejecución del sistema ASET-A. Esto incluye atención a la selección de los materiales y al desarrollo (limpieza y estimulación) de los pozos. La desgasificación y precipitación de hierro a menudo se puede prevenir manteniendo una presión mínima en el sistema de agua subterránea. Con este fin, se usan por ejemplo para la reinyección múltiples tuberías de inyección o válvulas, desarrolladas especialmente para este fin, que mantienen la presión y que pueden ser montadas en los pozos.

Well head with motorized valves and injection tubes