¿Cuánto puedo ahorrar al combinar fotovoltaica con bomba de calor?

Una de las primeras preguntas que un cliente interesado en dar el paso hacia la eficiencia y la sostenibilidad hace a un instalador profesional es: ¿Y cuánto me ahorraré cada mes? Una pregunta cuya respuesta necesita conocer para valorar en cuánto tiempo llegará a amortizar la inversión que va a realizar.

Si bien hay muchos condicionantes para valorar el ahorro que se puede alcanzar con la instalación de uno u otro sistema de climatización (+ producción de ACS), en esta ocasión queremos trasladarte nueva información para tu conocimiento y, si lo estimas conveniente, la puedas trasladar a tus clientes. De acuerdo con los datos del informe “Solar Powers Heat 2023”, elaborado por la asociación Solar Power Europe sobre una muestra de hogares de Alemania, España e Italia, los hogares que contaban con instalación de energía solar fotovoltaica y bombas de calor ahorraron en sus facturas hasta un 84% durante el año pasado. Un porcentaje que, en comparación con los hogares que dependen de la calefacción de gas y no contaban con paneles solares, supone en términos reales un ahorro de hasta 3.700 euros por hogar.

La elección de Alemania, España e Italia para la realización del informe trataba de desafiar a un concepto tan arraigado como erróneo, como es la idea de que la energía solar fotovoltaica dependiente del sol no puede cubrir la temporada de calefacción. Los resultados obtenidos demuestran la eficiencia del dúo fotovoltaica & bomba de calor, y que la energía solar fotovoltaica contribuye, sea el clima que sea, a disminuir la demanda de las redes eléctricas.

Incluso en años con inviernos particularmente fríos -se indica en el informe-, en el norte de Europa “la energía solar fotovoltaica puede contribuir con el 36% de las necesidades de una bomba de calor. Y en años con inviernos cálidos (cada vez más comunes), hasta el 63% de las necesidades de electricidad de una bomba de calor puede cubrirse con energía solar fotovoltaica. Si los precios del gas caen a los niveles anteriores a la crisis (por la guerra provocada por la invasión rusa de Ucrania), las instalaciones de energía solar fotovoltaica y bomba de calor seguirán permitiendo ahorrar a los hogares hasta un 73%. Y en el escenario más probable, donde los precios del gas se estabilicen a un nivel más alto, los europeos ahorrarán hasta un 76%”.

La electrificación de la calefacción

El informe “Solar Powers Heat 2023” examina el sector residencial y se centra -tal como hemos comentado anteriormente- en tres mercados europeos en los que el gas fósil juega un papel predominante en la calefacción del hogar: Alemania, España e Italia.

Con el objetivo de analizar la electrificación de la calefacción en el sector residencial, el documento evalúa el papel de la energía solar fotovoltaica a la hora de apoyar a los hogares para reducir el uso de gas, al mismo tiempo que ahorran en las facturas de energía eléctrica y de calefacción.

De entre sus conclusiones destaca la mejora sustancial que los sistemas de bomba de calor que se apoyan en la energía solar fotovoltaica aportan al ahorro en las facturas de energía en comparación con una bomba de calor sola. Así, por ejemplo, en 2022 los propietarios de viviendas de tamaño medio que disponían de energía solar fotovoltaica consiguieron un ahorro de hasta el 64% en sus facturas de consumo energético, y los que combinaban fotovoltaica con bomba de calor llegaban a un ahorro de hasta el 84%.

Esos atractivos ahorros anuales generados por el uso de las tecnologías de bomba de calor y energía solar fotovoltaica -favorecidos por los altos precios del gas y la electricidad durante 2022 como consecuencia de la guerra en Ucrania-, “empujó” a que muchos hogares tomaran la decisión de incorporarlas. De hecho, en los países objeto del informe las instalaciones fotovoltaicas en el sector residencial aumentaron un 9%, un 240% y un 106% interanual de 2020 a 2022. Mientras que las instalaciones de bomba de calor lo hicieron en un 53%, 37% y 21%, respectivamente. Y según el informe, “dada la necesidad de los hogares de reducir sus facturas de energía, esas cifras hubieran sido mucho mayores si la escasez de instaladores no hubiera ralentizado su implementación”.

El ahorro según la tecnología utilizada

Tanto el uso de la energía solar fotovoltaica o de la bomba de calor de forma independiente, como la utilización combinada de ambas tecnologías facilitaron importantes ahorros para los hogares en 2022.

– Energía solar fotovoltaica. En el caso de un hogar que solo usa energía solar fotovoltaica para generar electricidad y una caldera de gas para calefacción en Alemania, España e Italia, el ahorro anual en 2022 fue superior a los 1.000 euros. En Alemania, el ahorro medio fue de 1.263 euros, en España de 1.352 euros y en Italia de 2.935 euros (debido a que los precios de la electricidad fueron más elevados).

– Bombas de calor. Las bombas de calor experimentaron un crecimiento de casi el 38% en Europa en 2022, cuando se instalaron alrededor de 20 millones de unidades. El hogar tipo elegido para la realización del informe, ahorró 1.884 euros en Alemania en 2022 con el uso de esta tecnología (sin apoyarse en la fotovoltaica); en España alrededor de 958 euros; y en Italia unos 506 euros.

Estas diferencias se explican por la mayor demanda de calefacción en Alemania y por los altos precios de la electricidad en Italia. Los ahorros solo con la bomba de calor son menores que los ahorros derivados del uso de la energía fotovoltaica, ya que una bomba de calor reduce la demanda de gas para calefacción, pero conduce a un aumento en el consumo de electricidad.

– Energía solar fotovoltaica & bombas de calor. La combinación de energía solar fotovoltaica y bomba de calor produjo los ahorros anuales más altos para los hogares en los tres países durante 2022.

Para una combinación más efectiva de ambas tecnologías y aprovechar al máximo su potencial, resulta clave la instalación de un tanque de agua caliente para almacenar y utilizar posteriormente, maximizando el autoconsumo de la casa. Por ello, en el informe se incorporan tanques con tamaños de almacenamiento promedio de 400 (Italia y España) a 800 litros (Alemania).

Teniendo en cuenta el precio de la electricidad en cada país analizado (a mayor precio, mayor ahorro), el hogar tipo que más ahorró en sus facturas de energía fue el de Italia con una media de 3.766 euros anuales, seguido por el hogar tipo de Alemania con 3.614 euros y el hogar tipo de España con 2.831 euros.

Por tanto, vistos estos datos, en 2022 la combinación de energía solar fotovoltaica y bomba de calor ayudó a reducir la factura de energía de los hogares de tamaño medio hasta en un 84% en comparación con los hogares que obtienen su electricidad exclusivamente de la red y la calefacción de una caldera de gas.

Otra de las conclusiones a las que llega el informe es que cambiar a bombas de calor elimina la exposición de los hogares a la volatilidad del precio del gas, pero incrementa su demanda de electricidad y el riesgo ante posibles aumentos en el precio de la electricidad. “La combinación de un sistema fotovoltaico solar con una bomba de calor -se apunta en el informe- protege a los hogares contra cualquier volatilidad del precio del gas y, al mismo tiempo, reduce el riesgo de aumentos en el precio minorista de la electricidad”.

Sin embargo, el informe también puntualiza que “esa combinación solo funcionará de manera efectiva si existe una superposición específica entre la demanda de calor eléctrico y la producción de energía solar fotovoltaica”. Tres consideraciones:

– Para que las cargas de la bomba de calor y la energía solar fotovoltaica se correlacionen más allá de un rango del 10%, el uso de un tanque de almacenamiento intermedio es fundamental.

– La correlación varía significativamente dependiendo de las condiciones climáticas: sol y bajas temperaturas. En cualquier caso, en unas condiciones climáticas medias (calculadas mediante un análisis histórico de datos meteorológicos) el rendimiento de la bomba de calor & solar fotovoltaica cambia mínimamente durante un invierno con condiciones adversas para la energía solar fotovoltaica, dando como resultado una cobertura de energía solar del 59% en España y del 36% en Alemania.

– La energía solar fotovoltaica y su combinación con bombas de calor se ve afectada por el comportamiento del consumidor.