Durante los últimos doce meses, el precio de la energía ha aumentado considerablemente, y tanto las empresas como el consumidor están empezando a notar los efectos.
En Europa, el precio del gas subió un 47 % entre 2020 y 2021[1][footnoteRef:2]. Hay países que tienen una gran dependencia del gas para generar electricidad; por ejemplo, en Alemania, una sexta parte de la electricidad se consigue de esta manera y, en EE. UU., alrededor del 40 %.
En la UE[2][footnoteRef:3], el gasto de calefacción en el sector industrial y en hogares y establecimientos representa el 75 % del gasto energético, y la refrigeración supone el 10 % del consumo total de energía en EE. UU.[3][footnoteRef:4], así que es evidente que necesitamos bombas de calor y soluciones de aire acondicionado que sean más eficientes.
Muchos países están prohibiendo el uso de equipos para quemar combustibles fósiles, lo que significa que las nuevas instalaciones deben disponer de sistemas eléctricos de climatización.
A fin de garantizar que estos sistemas se fabriquen con la mejor tecnología posible, Europa, Norteamérica y China han definido una serie de normativas de eficiencia energética para bombas de calor y sistemas de aire acondicionado. La normativa SEER, en Norteamérica, y ESEER, en la UE, definen el factor de rendimiento energético estacional (en Europa). Esta calificación define la proporción entre la refrigeración de salida y la energía eléctrica de entrada (BTU/vatio), adaptada a las temperaturas externas de cada estación.
Para tener una idea de lo que significan estos valores, si cambiamos de un equipo SEER 9 a SEER 13, estaremos reduciendo el consumo de energía en un 30 %. Los dispositivos de calefacción están definidos por una tasa denominada coeficiente de eficiencia estacional o SCOP.
Implantación básica de la climatización
Todos los sistemas de climatización, tanto aires acondicionados como bombas de calor, tienen los mismos módulos eléctricos básicos. Reciben la alimentación CA y necesitan un módulo de corrección del factor de potencia (CFP) CA/CC, seguido por un inversor CC/CA para alimentar el motor seleccionado (imagen 1). Durante décadas, en estos sistemas se habían utilizado siempre dispositivos de silicio; por ejemplo, transistores IGBT y MOSFET para los módulos conversores de potencia. Sin embargo, la eficiencia de la mayor parte de los diseños suele estar por encima del 95 %, y los dispositivos de silicio no tienen grandes posibilidades de proporcionar más eficiencia de la que ya aportan.
Cada vez hay más ingenieros que usan alternativas de carburo de silicio (SiC, por sus siglas en inglés) para superar este obstáculo y cumplir con la calificación SEER. Esta tecnología de banda prohibida ancha (WBG) ofrece un nivel mayor de eficiencia, frecuencia de conmutación y densidad de diseño, además de un mejor rendimiento general. Estas ventajas se pueden lograr cambiando poco a poco al SiC o haciéndolo de golpe con un método de diseño ascendente.
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