Executive Secretary
IV International Conference on Sustainable Energy Development
CIDES 2025
The national logistics system for supplying energy carriers to the Cuban economy and society is rapidly moving toward a profound transformation of its technological base, based on the majority use of renewable sources. High penetration of solar photovoltaic energy (SPE), characterized by a high degree of randomness and marked seasonal and daily differences. This complicates its management in scenarios of variable demands and comparable fractions of electrical and mechanical power demands and thermal energy for cooling and heating. These factors hamper the sizing of energy logistics systems and decision-making regarding their efficient operation under variable demands and availability. The use of heat pumping systems, including refrigeration cycles, makes it possible to flexibly make available large quantities of generally non-dispatchable solar energy to flexibly meet heating or cooling demands with high coefficients of performance (COP) that multiply energy conversion several times over. This paper proposes a multi-energy services scheme that, with high efficiency levels, enables the rational use of photovoltaic energy by transforming it into heat-pumping streams for cooling and heating, allowing for storage and increasing the system's flexibility in the face of multiple variable demands. The proposed scheme contributes to replacing a high proportion of fossil fuels for cooling and heating needs, needs that, according to some estimates, consume more than half of Cuba's primary energy.
El sistema nacional logístico de abastecimiento de portadores energéticos a la economía y sociedad cubana se dirige a marcha acelerada a la transformación profunda de su base tecnológica basada en la utilización mayoritaria de fuentes renovables, con una alta penetración de la energía solar fotovoltaica (ESFV) caracterizada por un alto grado de aleatoriedad y marcadas diferencias estacionales y diarias, que dificultan su gestión en escenarios de demandas variables y fracciones comparables de demandas de potencia eléctrica y mecánica y de energía térmica para fines de refrigeración y calefacción, factores que dificultan el dimensionamiento de los sistemas logísticos energéticos y la toma de decisiones en su operación eficiente a demandas y disponibilidades variables. La utilización de sistemas de bombeo de calor, incluidos los ciclos de refrigeración, posibilita flexibilizar la disponibilidad de grandes cantidades de energía solar generalmente no despachable a fin de satisfacer flexiblemente demandas de calefacción o refrigeración con elevados coeficientes de desempeño (COP) que multiplica varias veces la conversión energética. La actual ponencia propone un esquema de servicios energéticos múltiples que con elevados índices de eficiencia permite la racional utilización de la energía fotovoltaica mediante su transformación en corrientes de bombeo de calor destinadas a refrigeración y a calefacción, lo que permite la acumulación y eleva la flexibilidad del sistema ante demandas variables múltiples. El esquema propuesto contribuye a la sustitución de una elevada fracción de combustible fósil para necesidades de refrigeración y calentamiento, necesidades que según algunos estimados consumen más de la mitad de la energía primaria en Cuba.
Se propone la evaluación termoeconómica de los diferentes esquemas tecnológicos y sus regímenes de operación a fin de caracterizar las combinaciones de fuentes y capacidades disponibles para satisfacer demandas concretas.
El uso a gran escala del bombeo de calor en sinergia con el notable incremento que ya experimenta la potencia fotovoltaica en proceso de instalación y puesta en marcha que debe acercarse en poco tiempo a los 2 GW pico permiten pronosticar una sustitución de cerca de 1 millón de toneladas de combustible equivalente hoy consumidas directa o indirectamente en bombeo de calor en Cuba, incluyendo la refrigeración.
About The Speaker
Dr. Pablo R. Roque Díaz

Profesor en la UCLV
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