Análisis de calefacción sostenible y desarrollo de un modelo energético de un edificio comunitario en Kuujjuaq, Nunavik
Autores: Cavalerie, Alice; Raymond, Jasmin; Gosselin, Louis; Rouleau, Jean; Hakkaki-Fard, Ali
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Análisis de calefacción sostenible y desarrollo de un modelo energético de un edificio comunitario en Kuujjuaq, Nunavik
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía térmica
Palabras clave
Transición energética
Comunidades remotas
Bomba de calor geotérmica asistida por solar
Consumo de energía
Sistema fotovoltaico solar
Bomba de calor de fuente terrestre
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
La transición energética es un desafío para las comunidades remotas del norte que dependen principalmente del diésel para la generación de electricidad y la calefacción de espacios. Los sistemas de bomba de calor geotérmica asistida por solar (SAGCHP) representan una alternativa que se investigó en este estudio para el Foro de Kuujjuaq, una instalación de múltiples actividades en Nunavik, Canadá. Los requisitos energéticos de los edificios comunitarios que enfrentan un clima subártico son poco conocidos. Basado en facturas de energía, documentos técnicos y visitas al sitio, este estudio proporcionó una oportunidad para documentar mejor el consumo de energía de tales edificios, especialmente considerando el reciente sistema de energía solar fotovoltaica (PV) instalado en parte del techo. Se desarrolló un modelo integral para analizar la demanda de calefacción del edificio y simular el rendimiento de una bomba de calor geotérmica (GSHP) acoplada con paneles PV. La carga de precalentamiento del aire, que representa 268,200 kWh y el 47% de la demanda total de calefacción, se identificó como una carga interesante y realista que podría ser satisfecha por SAGCHP. El sistema GSHP requeriría una longitud total de al menos 8000 m, con pozos a profundidades entre 170 y 200 m para satisfacer esta demanda. Paneles PV adicionales que cubran todo el techo podrían suministrar el 30% de la demanda energética anual de la bomba de calor en promedio, con variaciones estacionales del 22% en invierno al 53% en primavera. El análisis económico y ambiental sugiere ahorros anuales potenciales de CAD 164,960 y una reducción de emisiones de 176.7 tCOeq, incluidos los beneficios de exportar el excedente de energía solar a la red local. Este estudio proporciona valiosos conocimientos sobre el consumo de energía en edificios no residenciales en condiciones subárticas y demuestra la viabilidad técnica de los sistemas SAGCHP para aplicaciones a gran escala en comunidades remotas.
Descripción
La transición energética es un desafío para las comunidades remotas del norte que dependen principalmente del diésel para la generación de electricidad y la calefacción de espacios. Los sistemas de bomba de calor geotérmica asistida por solar (SAGCHP) representan una alternativa que se investigó en este estudio para el Foro de Kuujjuaq, una instalación de múltiples actividades en Nunavik, Canadá. Los requisitos energéticos de los edificios comunitarios que enfrentan un clima subártico son poco conocidos. Basado en facturas de energía, documentos técnicos y visitas al sitio, este estudio proporcionó una oportunidad para documentar mejor el consumo de energía de tales edificios, especialmente considerando el reciente sistema de energía solar fotovoltaica (PV) instalado en parte del techo. Se desarrolló un modelo integral para analizar la demanda de calefacción del edificio y simular el rendimiento de una bomba de calor geotérmica (GSHP) acoplada con paneles PV. La carga de precalentamiento del aire, que representa 268,200 kWh y el 47% de la demanda total de calefacción, se identificó como una carga interesante y realista que podría ser satisfecha por SAGCHP. El sistema GSHP requeriría una longitud total de al menos 8000 m, con pozos a profundidades entre 170 y 200 m para satisfacer esta demanda. Paneles PV adicionales que cubran todo el techo podrían suministrar el 30% de la demanda energética anual de la bomba de calor en promedio, con variaciones estacionales del 22% en invierno al 53% en primavera. El análisis económico y ambiental sugiere ahorros anuales potenciales de CAD 164,960 y una reducción de emisiones de 176.7 tCOeq, incluidos los beneficios de exportar el excedente de energía solar a la red local. Este estudio proporciona valiosos conocimientos sobre el consumo de energía en edificios no residenciales en condiciones subárticas y demuestra la viabilidad técnica de los sistemas SAGCHP para aplicaciones a gran escala en comunidades remotas.