Sustainable buildings: renewable energy Edificios sostenibles: energías renovables

Transcripción

1 Sustainable buildings: renewable energy Edificios sostenibles: energías renovables Guía de Integración de las energías renovables en la edificación: Minieólica y Geotermia Carlos Forés Zaragozá 15 Abril 2011

2 MINIEÓLICA 1. FUNDAMENTOS DE LA TECNOLOGÍA: rosa de los vientos (velocidad y dirección) 2. TIPOS Y APLICACIONES EN EDIFICIOS 3. PARTES DE LA INSTALACIÓN: elementos a instalar aislada y conectada a red 4. INTEGRACIÓN EN LA EDIFICACIÓN PARA INSTALACIONES MINIEÓLICAS 4.1 Consideraciones generales de diseño 4.2 Tipologías de integración. 5. VIABILIDAD TÉCNICA, ECONÓMICA Y AMORTIZACIÓN 5.1 Viabilidad técnica Consideraciones previas al proyecto Consideraciones en el proyecto Mantenimiento y monitorización de la instalación 5.2 Viabilidad económica: desarrollo del PANER Venta de energía. Pendiente de regulación específica Subvenciones. Solo aislada de red y quizá en casos de demostración. 5.5 Ejemplos: Depuradora de Paterna conectada a red 2

3 MINIEÓLICA Hasta 10 kw (superf. ocupada en Fotovoltaica 150 m 2 ). Rotores de hasta 5 m ø Eólica de pequeña potencia: hasta 100 kw 1. FUNDAMENTOS DE LA TECNOLOGÍA Curva de Potencia Aerogenerador 3000 W en entornos urbanos los vientos suelen ser bajos o medios (2 y 6 m/s). 4. INTEGRACIÓN EN LA EDIFICACIÓN Ruido y Sensación Visual : Transmisión de vibraciones: Resuelto por elementos aislantes de uso común Fuente: Bornay Giro de palas: dba para estas potencias son reducidos a pocos metros, ruido ambiente mayor en entornos urbanos. Ordenanzas Municipales deben desarrollarse: >Elementos no reflectantes. >Colores adaptados al entorno. >Altura mástil-viento disponible. 3

4 MINIEÓLICA INTEGRACIÓN EN LA EDIFICACIÓN Sensación Visual Fuente: Donqi 5. VIABILIDAD TÉCNICA, ECONÓMICA : facilitar su tramitación administrativa y su conexión a las redes de distribución. OBJETIVO PANER: 370 MW hasta 2020 Los datos de viento locales La disponibilidad de zonas adecuadas de instalación. Posibilidades de conexión eléctrica a red de BT. 4

5 MINIEÓLICA 5.VIABILIDAD TÉCNICA, ECONÓMICA: deben desarrollarse turbinas para entornos urbanos 5.5. EJEMPLOS Fuente: Pramac Edificio industrial energéticamente autosuficiente 34 kw ( ) Castalla (Alicante) Fuente: Bornay Camping el Teularet. Enguera 40 kw (Valencia). Fuente: AVEN 5

6 MINIEÓLICA Mantenimiento y monitorización de la instalación: Las ordenanzas municipales desarrollan el nivel de exigencia en mantenimientos, contrato con empresa especializada y plan de mantenimiento básico. Monitorizar para detectar averías y comprobar producción-venta energía. 5.2 Viabilidad económica: desarrollo del PANER Venta de energía. Pendiente de regulación específica Subvenciones. Solo aislada de red y quizá en casos de demostración, conectada a red. Cuando se regule este subsector se espera aparezcan ayudas. Las gestiona la AGENCIA VALENCIANA DE LA ENERGÍA (AVEN) 5.5 Ejemplos: Depuradora de Paterna conectada a red 6

7 GEOTERMIA DE BAJA ENTALPÍA 1. FUNDAMENTOS DE LA TECNOLOGÍA 1.1 Conceptos básicos: Poner en valor la característica de que a partir de poca profundidad la temperatura de subsuelo se mantiene constante durante centenares de metros, aprox. 15 ºC. 1.2 Implantación: Tradicionalmente el uso directo en Balnearios de aguas subterráneas atemperadas. Actualmente es un mercado en clara expansión. 2. TIPOS 2.1 Geotermia alta entalpía: Gran profundidad, generación eléctrica o gran consumo de calefacción. 2.2 Geotermia de baja entalpía: climatización de los edificios. Temperaturas de inferiores a 50 ºC y producción de ACS. 3. Partes de la instalación: Colector de intercambio de calor (foco frío-foco caliente) Bomba de calor, Control y medida, distribución de frío-calor convencional. 3.1 Circuito de intercambio térmico con la Tierra m de perforación vertical o intercambiador horizontal pocos metros. 7

8 GEOTERMIA DE BAJA ENTALPÍA 3.2 Bomba de calor geotérmica: bajo consumo eléctrico del sistema. Producción de frío y calor. Muy alto rendimiento. 3.3 Circuito de intercambio con la vivienda. cualquier intercambio con la vivienda: convectores hidráulicos de aire (fan- coils), suelo radiante o radiadores. Las temperaturas de generación 10 ºC en verano hasta 45 ºC en Invierno. 3.4 Aplicaciones y usos comunes: Las aplicaciones y usos comunes van a depender de la temperatura del terreno y de la capacidad del mismo de transmitir o absorber el calor que absorberá o cederá el espacio a climatizar. RESPUESTA TERMICA DEL SUELO: resistencia perfor. y gradiente de temperatura. 4. Integración en la edificación 4.1 Factores a tener en cuenta: Tendencia a la reducción del consumo energético por m2 en los edificios. En entornos urbanos: este tipo de instalaciones están condicionadas por una serie de factores relativos al emplazamiento, tanto en el proyecto y ejecución de los sistemas de intercambio geotérmico se valoran especialmente: La disponibilidad y condiciones de acceso a locales o espacios libres, solares o patios, de los edificios en los que se va a ejecutar el intercambiador. La integración de los intercambiadores con los sistemas de cimentación e instalaciones de los edificios. 8

9 GEOTERMIA DE BAJA ENTALPÍA 4.2 Consideraciones previas a la ejecución Espacio: Por ejemplo, en una vivienda de 200m2 necesitaríamos un captador horizontal que ocuparía, siempre en función del tipo de terreno, unos 250/300 m2 enterrado a 1-1,5 metros de profundidad Terreno: Test de respuesta térmica del terreno (conductividad térmica, resistencia a la perforación) y un correcto diseño del intercambiador afecta a la vida útil por agotamiento del terreno y al consumo de la instalación. En general, una captación vertical tiene un impacto casi nulo a nivel estético. Una captación horizontal, se deberá de dejar la superficie de captación libre de sombras. Sala máquinas: se situará la bomba de calor, el depósito de inercia, las sondas de control y demás accesorios. Las dimensiones de la sala de máquinas, dependerá de la potencia a instalar. Para una vivienda tipo de 15 Kw unos 12m2 aprox. serán suficientes. 9

10 GEOTERMIA DE BAJA ENTALPÍA 5. Viabilidad técnica, económica y amortización Para una instalación de 15 kw, para una profundidad de pozo estándar de 100m (5 kw cada pozo), serán tres pozos, distanciados aproximadamente 4 metros entre sí. Las perforaciones serán de aproximadamente mm de diámetro. Las instalaciones geotérmicas están reguladas por el Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificación (RITE). los equipos de geotermia, de potencia térmica nominal instalada igual o mayor que 20 kw, están sujetos a inspecciones periódicas de eficiencia energética, como establece la IT

11 GEOTERMIA DE BAJA ENTALPÍA 6. Ejemplos Ejemplo de cálculo: INSTALACIÓN GEOTÉRMICA EN EDIFICIOS DE OFICINAS 220 kw (calefacción) 180 Kw (refrigeración) A continuación, se presenta un ejemplo típico de cálcu geotérmico para calefacción y ACS de una vivienda ad Gandía (Valencia) Fuente: ENERGESIS INSTALACIÓN GEOTÉRMICA EN CENTRO TECNOLÓGICIO DEL MARMOL Novelda (Alicante) Potencia instalada 202 KW Sistema de 15 intercambiadores verticales enterrados con una profundidad de 100m Fuente: GRUPOTEC 11