En Carolina del Norte, 73% de las viviendas usa calentadores de agua de resistencia eléctrica con tanque, cerca de tres millones de equipos, y el estado enfrenta un fuerte crecimiento de la demanda máxima y un alto nivel de capacidad fotovoltaica instalada. Reemplazarlos por calentadores con bomba de calor capaces de desplazar carga podría aliviar la punta y absorber mejor la generación solar. El sobrecosto inicial, sin embargo, limita su adopción en hogares de ingresos bajos, que al 50% de la línea federal de pobreza destinan en promedio 32,8% de sus ingresos a energía. El proyecto, financiado por el Departamento de Energía de Estados Unidos y fundaciones, buscó cuantificar la reducción potencial de demanda pico, el efecto de desplazamientos largos sobre el servicio de agua caliente y los ahorros bajo tarifas horarias.

Se monitorearon 24 calentadores híbridos de 240 voltios con módulos de comunicación EcoPort, compatibles con el estándar ANSI/CTA-2045, que Rebuilding Together of the Triangle instaló sin costo dentro de reformas del hogar. De 35 candidatos se reclutó a 24 hogares de cuatro condados, mediante un proceso de acercamiento intensivo: 13 incluían adultos mayores y 13 eran de una sola persona. Los equipos reportaron consumo en intervalos de menos de cinco minutos entre el verano de 2023 y el verano de 2024, y quedaron instalados en espacios acondicionados, semi-acondicionados y no acondicionados, lo que permitió observar su desempeño en verano caluroso, temporadas intermedias e inviernos con temperaturas bajo cero. Una semana por mes operaron sin intervención para fijar la línea base, y el resto del tiempo recibieron comandos de carga adicional, reducción y pico crítico, diseñados con las tarifas horarias de Duke Energy vigentes al momento del diseño, con ventanas de reducción más largas que las de estudios previos.

Los participantes desplazaron entre 35% y 43% de su consumo de calentamiento de agua en la mañana y entre 25% y 50% en la tarde, con ahorros diarios de energía de 4% a 12% según la temporada y sin reportes de falta de agua caliente. Los hogares con más ocupantes desplazaron más energía en términos absolutos, y los de menor ocupación un porcentaje similar de su línea base. El uso de resistencia eléctrica en horas pico, ya bajo, cayó entre 30% y 60%, aunque en la hora posterior a la ventana la demanda subió entre 230 y 280 vatios por recuperación. En la prueba de la punta invernal del 17 de enero de 2024, con cerca de 20 grados Fahrenheit, cada equipo redujo en promedio 72 vatios. El consumo anual sin desplazamiento fue cerca de 47% menor que la estimación previa a la reforma, unos 920 kilovatios hora por hogar, aunque no hubo medición previa y la muestra es pequeña. Con una tarifa horaria, el costo anual pasaría de unos 180 a 136 dólares; con la tarifa que realmente pagaban los hogares, el ahorro por desplazamiento fue de unos 7,50 dólares. El mayor beneficio provino de la eficiencia del equipo y no de la tarifa.

Entre las lecciones operativas, los autores recomiendan ofrecer inscripción y soporte sin internet, porque solo tres equipos lograron conectarse por Wi-Fi mientras los módulos celulares resultaron confiables; aumentar la capacidad de los equipos en hogares con ocupación variable; apoyar los costos de mano de obra en garantías; y adoptar tarifas horarias con periodos pico cortos y precios valle bajos. Concluyen que los adultos mayores en hogares de bajo consumo pueden ofrecer una reducción menor en magnitud pero más confiable. Para el sector eléctrico colombiano y la alianza de redes inteligentes, el estudio ofrece evidencia de campo sobre cómo la electrificación eficiente del uso final, combinada con controles estandarizados de respuesta de la demanda, puede reducir la punta sin afectar el confort, y sobre cómo diseñar programas, tarifas y canales de comunicación que incluyan a hogares vulnerables.

Para leer más ingrese a:

https://www.aceee.org/wp-content/uploads/ssb2024/20240722160745343_e47ceb23-ff20-473d-a7d8-c83f94fe0550.pdf