Termoekonomia eraikinetan aplikatu dute lehendabizikoz

Eraikinetako energiaren kalitatea degradatzearen gastua zenbatekoa den neurtzen duen software bat garatu dute UPV/EHUko ikerketa batean

  • Ikerketa

Lehenengo argitaratze data: 2019/08/21

Ana Picallo
Ana Picallo. Argazkia: Tere Ormazabal. UPV/EHU.

Energia ez da sortzen, ez deuseztatzen: eraldatu egiten da. Eraldaketa horretan, baina, energiaren kalitatea (exergia) degradatu egiten da, eta horixe neurtzen du, hain zuzen ere, termoekonomiak. Industrian sarri erabiltzen den zientzia da termoekonomia; eraikinetan, ordea, lehenengo aldiz erabili dute UPV/EHUko Makina eta Motore Termikoak saileko ikertzaileek eraikinen energia-kalitateak neurtzeko eta kudeatzeko. Alegia, eraikinen optimizazio egoki baterako bideak aurkezteko.

Biztanleria hazten doalako eta ingurune osasungarriak zein erosoak behar direlako, eraikinen energia-kontsumoa nabarmen igo da azken urteotan. “Mundu mailan, eraikinek kontsumitzen dute energiaren herena, eta hori izugarria da. Hortaz, eraikinen kontsumoa murriztea ezinbestekoa da, batetik, energiaren beharra mugatzeko eta, bestetik, eraikuntza sektorea hobetzeko”, adierazi du Ana Picallo Perez UPV/EHUko Makina eta Motore Termikoak saileko ikertzaileak.

Horretarako, ikerketa honen helburua da termoekonomiaren kontzeptua eraikinetan aplikatzea. Termoekonomia termodinamika eta ekonomia nahasten dituen zientzia da. Termodinamikaren lehenengo printzipioaren arabera, energia ez da sortzen ez deuseztatzen, eraldatu egiten da; alegia, energia forma anitzetan aurki daiteke (elektrizitatea, beroa…) eta bihurtu egiten da forma batetik bestera. Hala ere, energia-mota bat ezin da ehuneko ehunean beste batean eraldatu; energia kantitatea mantendu arren, bihurketetako galeren ondorioz, kalitatea degradatu egiten da. Horretan oinarritzen da termodinamikaren bigarren printzipioa, eta kalitate hori exergia moduan neurtzen da. Exergia da hain zuzen ere termoekonomiaren oinarria”, azaldu du Ana Picallok.

“Funtsezko ideia da energia kontserbatzen bada ere, exergia ez dela kontserbatzen; alegia, energia-bihurketetan exergia suntsitu egiten da. Horrela, nahiz eta energia ezin den sortu ez deuseztatu, kalitatea txikituz doa. Kalitate-galera horri exergia-suntsiketa deritzo eta kostu bat dauka. Horrenbestez, termoekonomiaren helburua da suntsiketa horiek saihestea eta eraikinetan energia-kalitaterik ez degradatzea”, dio UPV/EHUko ikertzaileak.

 

Egitura dinamikoak eta konplexuak

“Eraikinak sistema konplexuak dira. Izan ere, oso dinamikoak dira eta zailtasun handiak dituzte, besteak beste, erabiltzaile bakoitzaren beharrak kontrolaezinak direlako aldiro. Gainera, erabiltzailearen beharrak ez ezik, kanpoaldeko giroa eta abar ere kontuan hartu beharreko faktoreak dira eraikinen kasuan”, erantsi du Picallok.

“Faktore horiek guztiak kontuan hartuta eta termoekonomia eraikinen jarrera dinamiko horretara egokituta —dio Ana Picallok—, hainbat erabiltzaile eta funtzionamendu-modu batzen dituen software bat garatu dugu.  Software horrek exergia-suntsiketek eragindako gastuak zenbatekoak diren ezagutzen laguntzen digu eta lehenengo aldiz garatu da eraikinetarako”.

 “Eraikin batetako eskaria zabala da eta energia-mota bakoitzak kalitate bat dauka. Alde batetik, etxebizitzetako argiztapen eta etxeko tresnen energia elektriko eskariak kalitate altua dauka; bestetik, beroa eta halako eskariak kalitate baxukoak dira. Lehenengoa asetzeko argindarra erabiltzen da eta bigarrenerako, berriz, gas  naturala edo antzekoak. Bi iturriek kalitate-maila altua daukate. Hortaz, bigarren kasuan kalitate altuko energia-mota bat erabiltzen ari gara kalitate baxuko eskari bat asetzeko, eta prozesu horretan exergia asko suntsitzen da”, azaldu du Picallok. “Beste sistema batzuk erabili behar dira, hala nola, energia berriztagarriak. Kalitate baxuko eskariak kalitate altuko energia-iturriekin asetzen jarraitzea ez da bideragarria. Horrenbestez, energia-iturriaren eta eskariaren arteko egokitasuna bermatzea ezinbestekoa da gastuak murrizteko”, gehitu du ikertzaileak.

Ikertzaileak nabarmendu duenez, “etorkizunean eraikinen diagnostikorako software bat garatzea da gure helburua, akatsak kuantifikatu eta lekukotzeko. Gainera, termoekonomiak exergia-suntsiketa handienak non gertatzen diren identifikatzen laguntzen digu, eta horiek identifikatuz gero, eraikinen optimizazioan aurrerapauso garrantzitsu bat emango genuke”.

 

Informazio osagarria

Ikerketa hau Ana Picallo Perez (Bilbo, 1991) doktore-tesiaren barnean egin da. Doktore-tesiaren izenburua ‘Thermoeconomics. A tool for energy and economic evaluation of building thermal systems / Termoekonomia. Eraikinen sistema termikoetan energia eta ekonomia ebaluatzeko tresna’ da, eta José María Sala Lizarraga UPV/EHUko Termodinamika eta Fisiko Kimika katedradunak zuzendu du.