LOS FISICOS Y LAS. I Jornadas sobre Salidas Profesionales para Físicos: Energía y Medio Ambiente

Transcripción

1 LOS FISICOS Y LAS ENERGÍAS RENOVABLES Mª del Rosario Heras Celemín Dra. en Físicas e Investigadora Titular Jefa de la Unidad de I+D sobre Eficiencia Energética en Edificación Vicepresidenta de la Real Sociedad Española de Física RSEF I Jornadas sobre Salidas Profesionales para Físicos: Energía y Medio Ambiente Organizado por: Comisión Docente de Física Facultad de Ciencias - Universidad de Granada GRANADA, 10 - Marzo

2 Vista General del CIEMAT en Madrid

3 Unidad de comunicación y relaciones públicas I. Redondo Dirección de Proyectos Estratégicos Dirección General J.A. RUBIO Director General Adjunto Asesores de la Dirección General R. Solá C. López Dirección de Administración y personal M.A. Aoiz Departamento de Energía C. López Departamento de Medio Ambiente T. Mendizabal Departamento de Tecnología R. Gavela Departamento de Inv. Básica M. Aguilar Departamento de Seguridad y PIMIC J. L. DÍAZ Laboratorio Nacional de Fusión Secretaría General M. Couchoud J. Sánchez 3

4 El Departamento de Energía es el elemento central de la organización de las actividades de investigación y desarrollo del CIEMAT. Sus objetivos (fuentes convencionales y alternativas de energía, aprovechamiento energético) tienen una enorme trascendencia social, económica y medioambiental. La naturaleza de las actividades id d desarrolladas d en el CIEMAT y la estructura organizativa implican que Energía sea el Departamento t más grande

5 Contribuye al desarrollo y la implementación de tecnologías y aplicaciones de las fuentes de energías renovables y el ahorro energético, en particular, de la energía solar, eólica y biomasa.

6 SECRETARÍA Carmen Muñoz DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Cayetano López GABINETE DE APOYO Margarita Vila PSA Diego Martínez Gestión de PSA Sistemas Concentración Solar Eduardo Zarza Aplicaciones Medioambientales Julián Blanco Análisis Sistemas Energéticos ENERGIAS RENOVABLES Manuel Romero Biomasa Mercedes Ballesteros Energía Eólica Ignacio Cruz Energía Fotovoltaica Faustino Chenlo Eficiencia energética en Edificación Mª del Rosario Heras CEDER Eloy González Gestión CEDER Infraestructuras Mantenimiento Seguridad Actividades Experimentales y laboratorios COMBUSTIÓN Y GASIFICACIÓN Juan Otero Valorización energética combustibles y residuos Andrés Cabanillas Modelización de Procesos Alfredo Pinelli Pilas de Combustible Loreto Daza FISIÓN NUCLEAR Enrique González Innovación Nuclear Enrique González Seguridad Nuclear Luis E. Herranz Residuos Radiactivos Gabriel Piña Rosa Sáez 6

7 Vista aérea del CEDER en Lubia (Soria)

8 Vista aérea de la Plataforma Solar de Almería La PSA es la más completa instalación en el Mundo para el ensayo de aplicaciones de la radiación solar concentrada.

9 RSEF- Foro Ciencia-Empresa El Físico como Profesional de la Innovación Tecnológica Jornadas organizadas por la RSEF con el patrocinio de la Fundación Areces, Nov 2007 Física = disciplina científica básica en el desarrollo tecnológico, industrial y económico de las sociedades, estando presente en la vida cotidiana de los ciudadanos y en el tronco de cualquier formación técnica y de ingeniería. Los Físicos tiene capacidad innovadora, de flexibilidad, analítica y de solución de problemas con visión a largo plazo, sólida formación e interdisciplinariedad que lo aportan a la empresa. España = preponderancia de la Física básica sobre la Física aplicada, fomenta la imagen social tradicional del Físico como sabio dedicado a grandes preguntas y problemas curiosos, sin relación directa con solución a las demandas sociales. Desde la RSEF creemos que en nuestro país se debe producir un cambio de tendencia en la relación Física-Empresa.

10 I+D de Energías Renovables relacionada con la Física: - Energía geotérmica - Energía oceánica - Energía hidroeléctrica - Energía Eólica - Energía Biomasa

11 I+D de Energías Renovables relacionada con la Física: RSEF -Energía Solar: * ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA * ENERGÍA SOLAR TÉRMICA: 1.- ALTA TEMPERATURA 2.- MEDIA TEMPERATURA 3.- BAJA TEMPERATURA 4.- ENERGÍA SOLAR EN LA EDIFICACIÓN o ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA B (Integración de las Energías Renovables)

12 I+D de Energías Renovables relacionada con la Física: RSEF - Energía Solar: - ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA La luz solar esta compuesta de partículas de energía = fotones. Cuando los fotones inciden sobre la célula FV, su energía es transferida a los electrones del material semiconductor.... Mejora de las células fotovoltaicas I+D sobre Lamina delgada

13 I+D de Energías Renovables relacionada con la Física: - Energía Solar: RSEF - ENERGÍA SOLAR TÉRMICA 1.-ALTA TEMPERATURA: CONCENTRACIÓN EN FOCO PUNTUAL: A) TECNOLOGIA DE RECEPTOR CENTRAL B) TECNOLOGÍA DE DISCOS PARABÓLICOS APLICACIONES: Producción de Electricidad y Calor 2.- MEDIA TEMPERATURA: CONCENTRACIÓN EN FOCO LINEAL: A) TECNOLOGIA DE CAPTADORES PARABÓLICOS APLICACIONES: Producción de Electricidad y Calor B) QUIMICA SOLAR: APLICACIONES: Dextosificación de agua y aire

14 I+D de Energías Renovables relacionada con la Física: - Energía Solar: RSEF - ENERGÍA SOLAR TÉRMICA 3.- BAJA TEMPERATURA: CAPTADORES PLANOS APLICACIONES: Agua Caliente Sanitaria, Calefacción y Refrigeración frío solar 4.- ENERGÍA SOLAR EN LA EDIFICACIÓN o ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA (Integración de las Energías Renovables) APLICACIÓN: Reducir la Demanda Energética de los Edificios en calefacción, refrigeración, ió agua caliente sanitaria i y electricidad

15 Radiación Solar Global en Europa (Wh/m 2 x día) RSEF Radiación Solar Global (Wh/m 2 x dia)

16 INTEGRACIÓN ENERGÍA SOLAR LABORATORIO COMPONENTES EDIFICACIÓN UNIDAD I+D EFICIENCIA ENERG. EDIFICACIÓN EVALUACIÓN ENERGÉTICA EDIFICIOS OBJETIVO: Análisis energético integral del edificio: I+D en la integración de elementos solares pasivos y activos de acondicionamiento i i térmico para reducir la demanda de calor y frío Vistas del LECE: Células, edificios referencia y chimenea solar Edificio bioclimático Univ.Almería evaluado energéticamente

17 Integración de la energía solar en la edificación (Proyecto Singular Estratégico ARFRISOL, Acuerdo IDAE) Monitorización y evaluación energética de edificios nuevos y rehabilitados (LIFE-Ecovalle, San Fermín, Sunrise y Regen- Link). Certificación de componentes y técnicas naturales de acondicionamiento para confort térmico en edificios en LECE (PASLINK, DANOSA, OPTIROC, ENAC). Prototipo de chimenea solar SITUACIÓN DE EDIFICIOS Evaluados: Ahorros obtenidos entre el 60 y el 100% con niveles de confort térmico LECE (Laboratorio de ensayos Energéticos para Componentes de la Edificación) en la PSA

18 EFICIENCIA ENERGÉTICA: * Adecuada administración del uso de la energía y, en consecuencia, de su ahorro en los sectores: industria, transporte y edificación RSEF * En edificación: Obtener el mismo confort con menor gasto de energía o + bienestar con consumo = eficiencia energética. * Medios: - Potenciar el uso de fuentes renovables y, - Aprender a usar eficientemente la energía, Sin tanto derroche debido a la falta de concienciación energética.

19 ENERGÍA SOLAR EN LA EDIFICACIÓN 1.- RECURSO CLIMA (RADIACIÓN SOLAR) 2.- ENERGIA SOLAR PASIVA ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA EDIFICIOS EFICIENTES ENERGÉTICAMENTE REDUCIR LA DEMANDA ENERGÉTICA 3.- ENERGÍA SOLAR ACTIVA CONVERSIÓN TÉRMICA BAJA TEMPERATURA (ACS, Calef. y Refrig.) 4.- ENERGÍA SOLAR ACTIVA CONVERSIÓN FOTOVOLTAICA ENERGÍA ELÉCTRICA

20 ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA EFECTOS: * captar * almacenar la radiación solar que incide en los * ceder, cerramientos (o evitar que incida) ENTO Fenómenos de transferencia de calor: * CONDUCCIÓN * CONVECCIÓN * RADIACIÓN Fenómenos de transferencia de masa: * CALOR LATENTE (dif. de temp.) * CONVECCIÓN (dif. de humedad)

21 Necesidades de Calefacción (Grados-día día Base ºC) Necesidades de Refrigeración (Grados-día Base ºC)

22 Eficiencia Energética: Evaluación de Edificios Objetivo: Conseguir edificios mejores desde el punto de vista energético manteniendo condiciones de confort térmico en el interior. RSEF Directo: Teórico Simulación Inverso: Empírico Monitorización

23 Entorno Análisis Teórico: Simulación MÉTODOS RSEF Componentes Leyes de transferencia de calor: conducción, convección, radiación.

24 Eficiencia Energética: Evaluación de Edificios Análisis Empírico: Monitorización Objetivo: Analizar, a través de medidas experimentales, las técnicas bioclimáticas empleadas en el diseño y construcción de edificios para conocer: * el ahorro energético producido * el confort térmico alcanzado Determinar las características térmicas asociadas a características constructivas

25 AHORRO DE ENERGÍA EN LOS EDIFICIOS EFICIENTES * Resultados de monitorizaciones realizadas por el CIEMAT: * Considerando los niveles de confort térmico: Verano: 24 a 26 ºC Invierno: 20 a 22 ºC Ahorros para las diferentes climatologías españolas: Para Calefacción = entre el 60 % hasta <=> Edificios Autosuficientes energéticamente

26 Algunos aspectos en Efic. Energ. en Edific. que necesitan investigación en Física Sistemas solares pasivos: Calefacción y, en especial, las técnicas de refrigeración natural (muros Trombe para climas cálidos, chimeneas solares, fachadas ventiladas, torres de refrigeración, materiales de cambio de fase, acondicionamiento de espacios abiertos, planeamiento urbanístico, etc.). Sistemas solares activos: Térmicos: ACS, calefacción y refrigeración frío solar. Fotovoltaicos: Producir electricidad. Acoplamiento y Control de las instalaciones: Solares, de biomasa y convencionales Etc.... RSEF

27 Combinación Energía Solar - Tecnología de Absorción = Frió Solar Captador Solar Almacén de Agua Caliente C Maquina de Absorción Torre de Refrigeración Almacén de Agua fría + 15 C Unidad de refrigeración

28 PLAN NACIONAL DE I+D - MEC PROYECTO SINGULAR ESTRATÉGICO SOBRE ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA y FRIO SOLAR (ARFRISOL) El PSE-ARFRISOL, Referencia PS , es un Proyecto científicotecnológico singular de carácter estratégico aceptado por el Plan Nacional de I+D+I , cofinanciado con Fondos FEDER y subvencionado por el Ministerio de Educación y Ciencia (MEC). Se agradece a todos los miembros del Consorcio de PSE- ARFRISOL su colaboración Duración: Mayo Dic 2010 Presupuesto: de 37 a 48 M Euros Subvención: MEC + 4 CCAA = 50% RSEF

29 PSE - ARFRISOL OBJETIVOS: Adecuación de la arquitectura bioclimática y de la energía solar en el acondicionamiento térmico de edificios i de oficinas, i para calefacción y refrigeración (frío solar). Reducción del consumo de energía convencional entorno 80 y 90%. Cambio de mentalidad de la sociedad.

30 PARTICIPANTES DEL CONSORCIO DEL PSE 5 grandes Empresas Constructoras españolas: ACCIONA, DRAGADOS, DRACE, FCC y OHL 6 Empresas Tecnológicas del sector de la energía solar ATERSA, ACCIONA, CLIMATEWELL, GAMESA, ISOFOTON y UNISOLAR Grupos de Investigación procedente de: Universidades (Almería y Oviedo) y OPI - CIEMAT Propietarios de los edificios: Universidad Almería CIEMAT: Madrid, PSA, CEDER Fundación Barredo (Asturias) RSEF ARFRISOL: 14 participantes Avalado por la Plataforma Tecnológica Española de Construcción, PTEC, dentro de la Línea Estratégica Construcción Sostenible

31 CONTENEDORES - DEMOSTRADORES DE INVESTIGACION RSEF Edificio Fundación Barredo. Siero ASTURIAS Centro de Desarrollo de las Energías Renovables (CEDER) del CIEMAT. Cubo de la Solana SORIA Edificio 70 del CIEMAT. MADRID Plataforma Solar de Almería del CIEMAT. Tabernas ALMERIA CIESOL UAL - CIEMAT. ALMERIA

32 SP 2 ALMERIA RSEF Fachadas Ventiladas Captadores solares térmicos SP 4 PSA SP 3 MADRID Módulos fotovoltaicos

33 SP 5 Fundación Barredo ASTURIAS SP 6 SORIA

34 GRACIAS POR SU ATENCIÓN. UIE3