{"id":3976,"date":"2025-04-08T07:56:31","date_gmt":"2025-04-08T05:56:31","guid":{"rendered":"https:\/\/ghetool.eu\/?post_type=knowledgebase&#038;p=3976"},"modified":"2025-07-07T15:21:17","modified_gmt":"2025-07-07T13:21:17","slug":"los-sistemas-hibridos-optimizan-el-equilibrio","status":"publish","type":"knowledgebase","link":"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/knowledgebase\/hybrid-systems-optimise-for-balance\/","title":{"rendered":"Sistemas h\u00edbridos (4\u00aa parte): optimizar el equilibrio"},"content":{"rendered":"<p>1TP8El dise\u00f1o de sistemas h\u00edbridos no es trivial, ya que requiere encontrar el equilibrio adecuado entre la potencia geot\u00e9rmica instalada, el desequilibrio del sistema y el rendimiento global. En GHEtool ya exist\u00edan dos m\u00e9todos de optimizaci\u00f3n para dise\u00f1ar este tipo de sistemas: optimizar para potencia y optimizar para energ\u00eda. Hoy presentamos una tercera opci\u00f3n para ayudarle a dise\u00f1ar sistemas h\u00edbridos a\u00fan mejores.<\/p>\n<blockquote><p><span style=\"color: #3366ff;\"><strong>Nota<\/strong><br \/>\nEste art\u00edculo se basa en los conceptos introducidos anteriormente en esta serie. Si no est\u00e1 familiarizado con los sistemas h\u00edbridos, le recomendamos que lea <a style=\"text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/base-de-conocimientos\/sistemas-hibridos-y-potencial-geotermico\/\">este art\u00edculo<\/a> primero.<\/span><\/p><\/blockquote>\n<p><iframe title=\"Sistemas h\u00edbridos (parte 4) - Optimizar el equilibrio\" width=\"800\" height=\"450\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/WW0pTh2nELk?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe><\/p>\n<h2>Contexto<\/h2>\n<p>En nuestro primer art\u00edculo sobre sistemas h\u00edbridos, introdujimos el concepto de potencial geot\u00e9rmico. (Si no ha le\u00eddo ese art\u00edculo, puede encontrarlo en\u00a0<a style=\"text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/base-de-conocimientos\/sistemas-hibridos-y-potencial-geotermico\/\">aqu\u00ed<\/a>.)<\/p>\n<p>Identificamos tres tipos principales de yacimientos geot\u00e9rmicos:<\/p>\n<ul>\n<li>Yacimientos con potencial energ\u00e9tico<\/li>\n<li>Yacimientos con potencial energ\u00e9tico<\/li>\n<li>Yacimientos sin potencial geot\u00e9rmico<\/li>\n<\/ul>\n<p>Cada uno de estos dise\u00f1os de sistemas h\u00edbridos tiene sus propias ventajas e inconvenientes. Se consider\u00f3 que un yacimiento sin potencial de potencia estaba optimizado para la potencia. Esto da lugar a un sistema h\u00edbrido que es el m\u00e1s \u00f3ptimo en t\u00e9rminos de coste de inversi\u00f3n, ya que no hay sobredimensionamiento de la potencia instalada. El inconveniente es que no se aprovecha todo el potencial de energ\u00eda geot\u00e9rmica.<\/p>\n<p>Cuando un yacimiento se optimiza para la energ\u00eda, no queda potencial geot\u00e9rmico ni en t\u00e9rminos de potencia ni de energ\u00eda. As\u00ed se obtiene el sistema h\u00edbrido m\u00e1s eficiente, pero con un coste de inversi\u00f3n m\u00e1s elevado, ya que hay que instalar m\u00e1s energ\u00eda geot\u00e9rmica.<\/p>\n<p>El problema de ambos m\u00e9todos de optimizaci\u00f3n es que se basan en un marco temporal concreto (por ejemplo, 20 o 40 a\u00f1os), lo cual es, hasta cierto punto, una elecci\u00f3n arbitraria. La pregunta es: \u00bfqu\u00e9 ocurre despu\u00e9s de ese periodo?<\/p>\n<h2>Optimizar el equilibrio<\/h2>\n<p>A continuaci\u00f3n se muestran dos perfiles de temperatura de sistemas geot\u00e9rmicos h\u00edbridos que se optimizaron respectivamente para potencia y para energ\u00eda. Como puede verse claramente, ambos sistemas muestran un desequilibrio negativo, en el que el campo de perforaci\u00f3n est\u00e1 dominado por la extracci\u00f3n. \u00bfQu\u00e9 ocurre despu\u00e9s del periodo de simulaci\u00f3n de 20 a\u00f1os? El yacimiento sigue enfri\u00e1ndose...<\/p>\n<figure id=\"attachment_3241\" aria-describedby=\"caption-attachment-3241\" style=\"width: 822px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-3241 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/Geothermal-energy-potential.png\" alt=\"Sistema h\u00edbrido optimizado para la potencia.\" width=\"822\" height=\"308\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/Geothermal-energy-potential.png 822w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/Geothermal-energy-potential-300x112.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/Geothermal-energy-potential-768x288.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/Geothermal-energy-potential-18x7.png 18w\" sizes=\"(max-width: 822px) 100vw, 822px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-3241\" class=\"wp-caption-text\">Sistema h\u00edbrido optimizado para la potencia.<\/figcaption><\/figure>\n<figure id=\"attachment_3240\" aria-describedby=\"caption-attachment-3240\" style=\"width: 2560px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img decoding=\"async\" class=\"wp-image-3240 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/No-geothermal-potential.png\" alt=\"Sistema h\u00edbrido optimizado para la energ\u00eda.\" width=\"2560\" height=\"959\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/No-geothermal-potential.png 2560w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/No-geothermal-potential-300x112.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/No-geothermal-potential-1024x383.png 1024w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/No-geothermal-potential-768x288.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/No-geothermal-potential-1536x575.png 1536w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/No-geothermal-potential-2048x767.png 2048w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/No-geothermal-potential-18x7.png 18w\" sizes=\"(max-width: 2560px) 100vw, 2560px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-3240\" class=\"wp-caption-text\">Sistema h\u00edbrido optimizado para la energ\u00eda.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Esta observaci\u00f3n condujo al desarrollo de un tercer tipo de optimizaci\u00f3n: la optimizaci\u00f3n para el equilibrio, cuyo objetivo es dise\u00f1ar el campo de perforaci\u00f3n de modo que la temperatura del suelo se mantenga equilibrada a lo largo del tiempo. De este modo, independientemente del horizonte temporal, el sistema se mantiene dentro de los l\u00edmites de temperatura.<\/p>\n<h3>Objetivo<\/h3>\n<p>Cuando se opta por optimizar el equilibrio, el objetivo del dise\u00f1o es<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><strong>Para maximizar la potencia puede (durante la refrigeraci\u00f3n) inyectar o (durante la calefacci\u00f3n) extraer del suelo en todo momento y mantener el suelo equilibrado.<\/strong><\/p>\n<p>Este objetivo es muy similar al m\u00e9todo utilizado para optimizar la potencia, con una diferencia clave: se introduce un criterio adicional de equilibrio del suelo. (Si no has le\u00eddo el art\u00edculo sobre metodolog\u00edas de optimizaci\u00f3n h\u00edbrida, puedes encontrarlo\u00a0<a style=\"text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/base-de-conocimientos\/sistemas-hibridos-y-metodologia-de-diseno\/\">aqu\u00ed<\/a>.)<\/p>\n<p>La optimizaci\u00f3n con este objetivo garantiza que, si instala x kW de capacidad de calefacci\u00f3n o refrigeraci\u00f3n geot\u00e9rmica, puede estar seguro de que el campo de perforaci\u00f3n suministrar\u00e1 x kW de forma fiable durante todo el periodo de simulaci\u00f3n, siempre que los perfiles de carga asumidos sigan siendo v\u00e1lidos, sin deriva t\u00e9rmica a largo plazo.<\/p>\n<h3>Metodolog\u00eda<\/h3>\n<p>La metodolog\u00eda de dise\u00f1o que dimensiona este sistema para el equilibrio es, por tanto, tambi\u00e9n bastante similar a la metodolog\u00eda de optimizaci\u00f3n para la potencia:<\/p>\n<ol>\n<li>Empiece con un perfil de demanda horaria de calefacci\u00f3n y refrigeraci\u00f3n y un dise\u00f1o de campo de perforaci\u00f3n fijo.<\/li>\n<li>Calcule el perfil horario de temperatura como si 100% de la demanda del edificio se colocaran en el campo de sondeo.<\/li>\n<li>Compruebe si\n<ol>\n<li>La temperatura media m\u00ednima del fluido desciende por debajo de un determinado umbral <strong>o hay m\u00e1s de $\\alpha$% de desequilibrio<\/strong>. Si es as\u00ed, la potencia de extracci\u00f3n es demasiado alta, por lo que debe reducirse la potencia de calentamiento m\u00e1xima en x%. Si la temperatura media m\u00ednima del fluido est\u00e1 por encima del umbral, el campo de sondeo puede soportar la extracci\u00f3n y la potencia de calentamiento m\u00e1xima puede permanecer invariable.<\/li>\n<li>La temperatura media m\u00e1xima del fluido supera un determinado umbral <strong>o hay m\u00e1s de $\\alpha$% de desequilibrio<\/strong>. Si es as\u00ed, la potencia de inyecci\u00f3n es demasiado alta, por lo que debe reducirse la potencia de refrigeraci\u00f3n m\u00e1xima en x%. Si la temperatura media m\u00e1xima del fluido est\u00e1 por debajo del umbral, el campo de perforaci\u00f3n puede soportar la inyecci\u00f3n y no es necesario realizar cambios.<\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n<li>Si ambas temperaturas del paso (3) est\u00e1n dentro de los l\u00edmites <strong>y el desequilibrio es inferior a $\\alpha$%<\/strong>, La carga geot\u00e9rmica e h\u00edbrida est\u00e1 determinada y puede continuar con el paso (7). En caso contrario, contin\u00fae con el paso (5).<\/li>\n<li>Recalcular la carga horaria del campo de sondeo utilizando las nuevas potencias m\u00e1ximas de calefacci\u00f3n y refrigeraci\u00f3n determinadas en el paso (3). Redirija la potencia o la energ\u00eda que no pueda gestionar el campo de sondeo a las tecnolog\u00edas h\u00edbridas.<\/li>\n<li>Vuelva a calcular el perfil horario de temperatura y regrese al paso (3).<\/li>\n<li>Hecho<\/li>\n<\/ol>\n<p>Tambi\u00e9n en este caso se introdujo otro criterio para tener en cuenta el desequilibrio.<\/p>\n<blockquote><p><span style=\"color: #3366ff;\"><strong>Nota<\/strong><\/span><br \/>\n<span style=\"color: #3366ff;\">El porcentaje de desequilibrio se define como: el desequilibrio anual dividido por el m\u00e1ximo de la inyecci\u00f3n o extracci\u00f3n anual de calor.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #3366ff;\"><strong>Nota<\/strong><br \/>\nDado que esta optimizaci\u00f3n es una ampliaci\u00f3n del m\u00e9todo \u201coptimizar para la potencia\u201d, este \u00faltimo puede considerarse un caso especial del m\u00e9todo de equilibrio. Si se tiene en cuenta el desequilibrio 100% (es decir, si se suprime el criterio de equilibrio), el m\u00e9todo se reduce al de \u201coptimizaci\u00f3n de la potencia\u201d. Esto tambi\u00e9n se demostrar\u00e1 en el siguiente caso pr\u00e1ctico.<br \/>\n<\/span><\/p><\/blockquote>\n<h2>Estudio de caso<\/h2>\n<p>Si volvemos al caso pr\u00e1ctico del edificio multiusos, observamos que si se optimiza el sistema en funci\u00f3n de la potencia, un campo de perforaci\u00f3n de 9\u00d79 permite 224 kW de calefacci\u00f3n geot\u00e9rmica y 159 kW de refrigeraci\u00f3n geot\u00e9rmica, lo que corresponde a 73% y 74% de la demanda de calefacci\u00f3n y refrigeraci\u00f3n del edificio, respectivamente. Si se optimiza en funci\u00f3n de la energ\u00eda, la cuota geot\u00e9rmica podr\u00eda incluso aumentar a 84% para calefacci\u00f3n y 92% para refrigeraci\u00f3n, aunque esto conlleva un coste de inversi\u00f3n significativamente mayor.<\/p>\n<p>A continuaci\u00f3n, se dise\u00f1a el sistema h\u00edbrido para el edificio de servicios m\u00faltiples utilizando un desequilibrio aceptable de 5%, 25% y 100%.<\/p>\n<h3>5% desequilibrio<\/h3>\n<p>Como muestra la siguiente figura, el sistema s\u00f3lo presenta un ligero desequilibrio (unos 10 MWh\/a\u00f1o), frente a los 167 MWh\/a\u00f1o que se observan cuando se optimiza la potencia. Esto hace que el sistema sea extremadamente robusto de cara al futuro. Sin embargo, a\u00fan queda un considerable potencial geot\u00e9rmico de potencia sin utilizar: s\u00f3lo hay instalados 107 kW de potencia de calefacci\u00f3n y 150 kW de potencia de refrigeraci\u00f3n. Como resultado, la cuota geot\u00e9rmica desciende a 41% para calefacci\u00f3n y 72% para refrigeraci\u00f3n, lo que es significativamente inferior a las 73% y 74% alcanzadas cuando se optimiza para potencia.<\/p>\n<figure id=\"attachment_3978\" aria-describedby=\"caption-attachment-3978\" style=\"width: 744px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img decoding=\"async\" class=\"wp-image-3978 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/04\/Optimise-for-balance.png\" alt=\"Sistema h\u00edbrido optimizado para el equilibrio.\" width=\"744\" height=\"400\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/04\/Optimise-for-balance.png 744w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/04\/Optimise-for-balance-300x161.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/04\/Optimise-for-balance-18x10.png 18w\" sizes=\"(max-width: 744px) 100vw, 744px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-3978\" class=\"wp-caption-text\">Sistema h\u00edbrido optimizado para el equilibrio, utilizando el desequilibrio 5%.<\/figcaption><\/figure>\n<blockquote><p><span style=\"color: #ff9900;\"><strong>Atenci\u00f3n<\/strong><\/span><br \/>\n<span style=\"color: #ff9900;\">Aunque el l\u00edmite te\u00f3rico de desequilibrio aceptable es de 1%, se recomienda optimizar para al menos 5% por razones computacionales. Dependiendo de su perfil de carga horaria, puede ocurrir que simplemente no haya ninguna potencia para la que el desequilibrio est\u00e9 por debajo de su tolerancia. Esto es especialmente probable en edificios con horas de plena carga muy elevadas. Si observa que el proceso de optimizaci\u00f3n lleva mucho tiempo, considere la posibilidad de empezar con un porcentaje de desequilibrio aceptable m\u00e1s alto.<\/span><\/p><\/blockquote>\n<h3>25% desequilibrio<\/h3>\n<p>Si se tiene en cuenta el desequilibrio de 25%, el desequilibrio geot\u00e9rmico aumenta a 67 MWh\/a\u00f1o (en extracci\u00f3n), lo que provoca un ligero enfriamiento del suelo a lo largo de los a\u00f1os. La potencia geot\u00e9rmica instalada aumenta a 145 kW para calefacci\u00f3n y 153 kW para refrigeraci\u00f3n, lo que supone una cuota geot\u00e9rmica de 53% y 73%, respectivamente. Esto supone una mejora significativa en comparaci\u00f3n con el caso anterior, con un desequilibrio de 5%, e ilustra la flexibilidad de la metodolog\u00eda de optimizaci\u00f3n para el equilibrio.<\/p>\n<figure id=\"attachment_3979\" aria-describedby=\"caption-attachment-3979\" style=\"width: 744px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-3979 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/04\/Optimise-for-balance-25.png\" alt=\"Sistema h\u00edbrido optimizado para el equilibrio, 25%.\" width=\"744\" height=\"400\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/04\/Optimise-for-balance-25.png 744w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/04\/Optimise-for-balance-25-300x161.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/04\/Optimise-for-balance-25-18x10.png 18w\" sizes=\"(max-width: 744px) 100vw, 744px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-3979\" class=\"wp-caption-text\">Sistema h\u00edbrido optimizado para el equilibrio, desequilibrio 25%.<\/figcaption><\/figure>\n<h3>100% desequilibrio<\/h3>\n<p>Por \u00faltimo, como ya se ha mencionado, la optimizaci\u00f3n con un desequilibrio aceptable de 100% arroja el mismo resultado que la optimizaci\u00f3n para la potencia. A continuaci\u00f3n se muestra el perfil de temperatura resultante.<\/p>\n<figure id=\"attachment_3519\" aria-describedby=\"caption-attachment-3519\" style=\"width: 744px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-3519 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/temperature-profile-optimise-power-9x9-1.png\" alt=\"Sistema h\u00edbrido optimizado para el equilibrio, utilizando el desequilibrio 100%.\" width=\"744\" height=\"400\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/temperature-profile-optimise-power-9x9-1.png 744w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/temperature-profile-optimise-power-9x9-1-300x161.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/temperature-profile-optimise-power-9x9-1-18x10.png 18w\" sizes=\"(max-width: 744px) 100vw, 744px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-3519\" class=\"wp-caption-text\">Sistema h\u00edbrido optimizado para el equilibrio, utilizando el desequilibrio 100%.<\/figcaption><\/figure>\n<h2>Conclusi\u00f3n<\/h2>\n<p>El m\u00e9todo de optimizaci\u00f3n para el equilibrio es una valiosa adici\u00f3n al conjunto de herramientas de dise\u00f1o de sistemas h\u00edbridos. Aunque suele dar como resultado la cuota geot\u00e9rmica m\u00e1s baja en comparaci\u00f3n con otros m\u00e9todos, proporciona el dise\u00f1o m\u00e1s s\u00f3lido y preparado para el futuro. Mediante el ajuste del porcentaje de desequilibrio aceptable, puede obtener una comprensi\u00f3n clara de cu\u00e1nto desequilibrio es aceptable para su sistema y qu\u00e9 impacto tiene esto en el dise\u00f1o general.<\/p>\n<h2 id=\"reference\">Referencias<\/h2>\n<ul>\n<li>Vea nuestro v\u00eddeo explicativo en nuestra p\u00e1gina de YouTube haciendo clic en <span style=\"text-decoration: underline;\"><a href=\"https:\/\/youtu.be\/WW0pTh2nELk\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">aqu\u00ed<\/a><\/span>.<\/li>\n<\/ul>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>1TP8El dise\u00f1o de sistemas h\u00edbridos no es trivial, ya que requiere encontrar el equilibrio adecuado entre la potencia geot\u00e9rmica instalada, el desequilibrio del sistema y el rendimiento global. En GHEtool ya exist\u00edan dos m\u00e9todos de optimizaci\u00f3n para dise\u00f1ar este tipo de sistemas: optimizar para potencia y optimizar para energ\u00eda. 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