Estudi de la substitució del sistema de calefacció d'un habitatge unifamiliar aïllat, que funciona mitjançant una caldera de gas natural, per un sistema d’aerotèrmia complementat amb plaques solars fotovoltaiques

Abstract

La transició energètica cap a fonts renovables, deixant enrere els combustibles fòssils, és una realitat. En aquest context, el present treball final de grau té com a objecte principal estudiar la viabilitat tècnica, econòmica i ambiental de la substitució d’una caldera de gas natural (utilitzada per a calefacció i producció d’aigua calenta sanitària) d’un habitatge unifamiliar per un sistema d’aerotèrmia, així com analitzar la possible implementació d’un sistema de plaques solars fotovoltaiques a fi de reduir el consum elèctric de l’habitatge. En primer lloc, es realitzaran els càlculs corresponents a les càrregues tèrmiques i a la demanda energètica de l’habitatge mitjançant el programari de “CYPE Ingenieros”. Aquests resultats es compararan amb altres metodologies per tal de validar-los i assegurar un dimensionament correcte del sistema d’aerotèrmia. La segona part del treball se centrarà en el dimensionament d’una instal·lació fotovoltaica d’autoconsum, connectada a la xarxa i amb compensació d’excedents. En aquest apartat, s’estudiaran les possibles disposicions de les plaques i es durà a terme una anàlisi detallada del consum, la producció i l’exportació de l’energia generada. En definitiva, aquest estudi pretén determinar si la combinació d’aerotèrmia i energia fotovoltaica constitueix una solució tècnicament viable i econòmicament atractiva per millorar l’eficiència energètica en l’àmbit domèstic.

Energy transition towards renewable sources, leaving behind fossil fuels, is a reality. In this context, the present final degree project aims to assess the technical, economic, and environmental feasibility of replacing a natural gas boiler (used for heating and domestic hot waterproduction) in a single-family home for an aerothermal system, as well as to analyze the implementation of a photovoltaic solar panel system in order to reduce the household's electricity consumption. Firstly, the thermal load and energy demand of the house will be calculated using the “CYPE Ingenieros” software. These results will be compared with other methodologies to validate the data and ensure the correct sizing of the aerothermal system. The second part of the study will focus on the design of a grid-connected self-consumption photovoltaic installation with compensation of surpluses. In this section, the possible panel configurations will be studied, and a detailed analysis of the energy consumed, produced, and exported will be carried out. In conclusion, this study seeks to determine whether the combination of aerothermal technology and photovoltaic energy represents a technically viable and economically attractive solution to improve energy efficiency in the residential sector.