La sostenibilidad y la eficiencia energética en los edificios comerciales son temas cruciales en el contexto actual de cambio climático y crecimiento urbano. Un equipo de estudiantes de la Universidad de Durham ha diseñado un sistema innovador de recuperación de energía para ascensores que podría marcar un antes y un después en la gestión energética de los edificios.
Actualización: A través de los comentarios conocemos que Epic Power, una empresa Española, lleva 10 años comercializando exactamente este invento, es quien introdujo el ERS en el mundo del ascensor. Aquí más detalles del ERS 2G – Sistema de Recuperación de Energía.
Recuperación de Energía en Ascensores
Este sistema, que se presentó en los premios James Dyson Awards, tiene la capacidad de recuperar hasta el 70% de la energía cinética que normalmente se desperdicia en los ascensores cuando estos actúan en modo generador, es decir, cuando el carro del ascensor está bajando y está más de la mitad lleno o subiendo y está menos de la mitad lleno. Esta energía se almacena para su uso posterior, reduciendo significativamente el consumo de energía del edificio.
Consumo Energético en Edificios Comerciales
El consumo de energía en edificios comerciales no es menor; de hecho, se estima que consumen aproximadamente 11,000 kilovatios-hora (kWh) anuales, en comparación con los 5,000 kWh de un edificio residencial. Los ascensores solos constituyen cerca del 3% de esta cifra, lo que destaca la importancia de dirigir esfuerzos hacia su optimización energética.
¿Cómo Funciona?
El sistema utiliza un convertidor DC-DC junto con un banco de supercapacitores de 36 unidades que permite una efectiva carga y descarga de energía en aplicaciones con altos ciclos de arranque y parada, como es el caso de los ascensores. Esta tecnología no solo recupera energía, sino que también garantiza su almacenamiento eficiente y su disponibilidad para el funcionamiento futuro del ascensor.
Innovación en el Diseño
Durante la fase de diseño, se consideraron múltiples aspectos como la modularidad, tamaño, durabilidad y coste. Los supercapacitores fueron elegidos sobre otras alternativas como baterías y volantes de inercia debido a sus ventajas en términos de ciclo de vida y confiabilidad. Además, se realizaron ajustes en los contrapesos y se contempló la retroalimentación a la red, aunque estos no se consideraron esenciales para la implementación inicial.
Impacto Ambiental y Sostenibilidad
Un aspecto destacado del diseño es su credencial de sostenibilidad, evaluada a través de una exhaustiva Evaluación de Ciclo de Vida (LCA). La fabricación de un dispositivo emite 360.39 kg de CO2 eq, pero a lo largo de su vida útil, puede ahorrar hasta 15,100 kg de CO2 eq en un edificio de bajo uso, logrando ser carbono neutral después de 315 días de operación. En edificios de alto uso, como hospitales, el ahorro puede aumentar hasta 39,700 kg de CO2 eq.
Planes Futuros y Comercialización
El siguiente paso es la creación de un producto mínimo viable (MVP) para pruebas, que permitirá refinar el sistema y optimizar su funcionamiento antes del lanzamiento al mercado. La retroalimentación de los clientes y las pruebas continuas ayudarán a mejorar el producto, asegurando que el sistema no solo sea eficiente, sino también competitivo y sostenible a largo plazo.
En conclusión, el sistema de recuperación de energía para ascensores representa un avance significativo en la reducción del consumo energético y la huella de carbono de los edificios comerciales, alineándose con los objetivos globales de sostenibilidad y eficiencia energética. Este proyecto no solo es un ejemplo de innovación tecnológica, sino también un paso hacia el futuro de la construcción sostenible en nuestras ciudades.
ERS 2G – Sistema de Recuperación de Energía.
El sistema ERS 2G representa un avance significativo en la eficiencia energética de los sistemas de elevación. Diseñado para capturar y reutilizar la energía que normalmente se pierde durante las frenadas de los ascensores, este sistema puede lograr un ahorro energético de hasta el 70%. Su aplicación es ideal no solo para nuevas instalaciones sino también para modernizar las ya existentes, ofreciendo una solución sostenible y eficiente.
¿Qué es el ERS 2G?
El ERS 2G es un sistema de recuperación de energía que se conecta directamente al bus de corriente continua del variador de velocidad de un ascensor. Funciona como un convertidor DC/DC bidireccional con almacenamiento de energía en ultracapacitores, lo que permite una carga y descarga rápida y eficiente. Estos ultracapacitores tienen una mayor densidad de potencia y una mayor capacidad de ciclado en comparación con las baterías tradicionales, y además no requieren mantenimiento, lo que los convierte en la opción ideal para aplicaciones que requieren alta eficiencia y durabilidad.
Ventajas de Implementar el ERS 2G
- Ahorro energético sustancial: Al almacenar la energía generada en las frenadas, el ERS 2G permite reutilizarla en el siguiente trayecto del ascensor o durante el modo de espera, reduciendo significativamente el consumo de energía.
- Integración sencilla: Se puede integrar fácilmente a cualquier sistema de ascensor, tanto nuevos como ya existentes, mediante una simple conexión de dos cables al variador de velocidad.
- Mejora en la eficiencia energética: Al utilizar la energía recuperada, el ERS 2G mejora la clase energética del ascensor, lo que se traduce en menores costos operativos y una menor huella de carbono.
- Operación sin problemas de armónicos: El sistema no devuelve energía a la red, evitando problemas asociados con las distorsiones armónicas.
Cómo Funciona el Sistema ERS 2G
Durante el funcionamiento normal de un ascensor, la energía generada por el frenado se desperdicia al convertirse en calor a través de resistencias de frenado. El ERS 2G captura esta energía en ultracapacitores y la devuelve al sistema cuando es necesario, ya sea en el próximo trayecto o durante el tiempo de espera, reduciendo el consumo de energía del ascensor y eliminando el consumo en modo de espera mientras haya energía almacenada.
En un ascensor la cabina está unida a un contrapeso. Cuando el contrapeso baja, la cabina sube, y viceversa.
Si la cabina baja cargada, ésta pesa más que el contrapeso, por ello baja por efecto de la gravedad, generando energía.
Esto mismo ocurre cuando la cabina sube vacía; en este caso el contrapeso es más pesado y también baja por efecto de la gravedad, generando de esta manera energía de la misma manera que una dinamo.
Innovaciones Técnicas del ERS 2G
- Capacidad de almacenamiento y potencia: Para un modelo estándar, el sistema ofrece una potencia nominal de 6300 W y puede almacenar hasta 60000 Ws de energía. Para instalaciones más grandes, el modelo ERS 2G x n es paralelizable, lo que significa que se puede escalar multiplicando estas capacidades por el número de unidades instaladas.
- Eficiencia de hasta el 98%: Uno de los convertidores más eficientes en el mercado.
- Compatibilidad con energía solar: El modelo ERS 2G ahora ofrece la opción de integrarse con paneles solares, aprovechando aún más las fuentes de energía renovables para operar el ascensor.
Más información: epicpower.es
Igor dice
Casi todos los fabricantes tienen opcionalmente ascensores con inversor bidireccional por lo que recuperan mas del 70% (entre 80% y 90%). Esta topología sería para casos en los que haya alguna limitación para el vertido a la red.
Algún dia aparecera algún estudiante que habrá descubierto el fuego, y lo malo es que lo publicarán en alguna revista.
Pilar Molina Gaudó dice
Hace 10 años que en Epic Power Converters comercializamos este producto. No me parece mala idea, las cosas como son y se le puede ocurrir a más gente, el problema es que el equipo de la Universidad de Durham que se ha presentado ha estado en contacto con nosotros y hasta alguna gráfica es nuestra. La figura 6 en concreto. Están denunciados ante el jurado de los premios.
Estanis dice
Epic Power, una empresa Española, lleva 10 años vendiendo exactamente lo que describen en este artículo, es quien introdujo el ERS en el mundo del ascensor
Jairo Barrera dice
estás son las investigaciones y avances tecnológicos que el mundo debería tener hoy día, es muy reconfortante saber que un grupo de «ESTUDIANTES» nos muestren el caminó, mis felicitaciones para el grupo y los profesores quienes también tienen su mérito en esto.