EL SISTEMA GEOTÉRMICO

Transcripción

1 EL SISTEMA GEOTÉRMICO Aplicaciones geotérmicas en la edificación

2 Què fem? PRESENTACIÓN DE LA EMPRESA Especialistas en GEOTERMIA de muy baja temperatura: Alexandra - Sabadell Ingeniería y asesoramiento Instalaciones llaves en mano Colectores geotérmicos Pruebas de respuesta térmica (TRT) 660 kwt metros Llotja Lleida Vall de Núria 360 kwt metros 240 kwt metros

3 QUÉ ES LA GEOTERMIA Es la energía almacenada en forma de calor por debajo de la superficie de la Tierra Alta temperatura: más de 150ºC 2. Media temperatura: entre 90 y 150ºC 3. Baja temperatura: entre 30 y 90ºC 4. Muy baja temperatura: menos de 30ºC

4 De baja, media y alta temperatura RECURSOS GEOTÉRMICOS

5 LA ENERGÍA GEOTÉRMICA DE MUY BAJA ENTALPÍA Gran parte de la energía que proporciona el Sol y llega a la Tierra es absorbida por su superficie en forma de calor. La gran masa de la Tierra hace que la temperatura del subsuelo se mantenga constante a partir de 15 metros. Subsuelo = fuente de calor, totalmente renovable e inagotable. Mediante un sistema de captación adecuado y una bomba de calor geotérmica, se consigue transferir calor de esta fuente de 15ºC (subsuelo) a otra de 50ºC para ser utilizada como calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria.

6 FUNCIONAMENTIO ENERGÍA GEOTÉRMICA DE MUY BAJA ENTALPÍA Atmósfera Atmosfera Absorbido Absorbit por el vapor pel vapor de agua, Absorbido Absorbit el polvo, d aigua, O 3 por Pels las núvols nubes la 19% pols, O 3 4% 4% Reflejado Reflexat por las nubes 19% pels 17% núvols 17% Absorbido Absorbit por per Reflejado Reflexat por per la la superficie la La superficie superfície 46% 6% 6% Dispersado Dispersat por per el aire l aire 8% 8% Bomba de calor El subsòl absorbeix la meitat de la energia que incideix del sol El subsuelo absorbe la mitad de la energía que incide del sol Recurs que es troba sota qualsevol terreny en qualsevol lloc habitat del planeta 12ºC

7 QUÉ OFRECE LA ENERGÍA GEOTÉRMICA DE MUY BAJA ENTALPÍA? o o o Calefacción Refrigeración Agua caliente sanitaria (ACS)... Y también Eficiencia y ahorro energético Bajos costes operativos Mantenimiento reducido Requerimiento de espacios reducidos Capacidad estable Confort Cargas eléctricas reducidas en horas punta por aire acondicionado Nulo impacto paisajístico Edifici o Monumento a Colón, realizado per Geotics Innova

8 Recurso que se encuentra debajo de cualquier terreno en cualquier sitio habitado del planeta Es necesaria la utilización de una bomba de calor geotérmica Se utilizan para la calefacción/refrigeración de viviendas unifamiliares y de edificios de pequeñas y grandes dimensiones, así como para la producción de ACS La inversión inicial se recupera en menos de 10 años gracias a los ahorros económicos que proporcionan estos sistemas Otros datos: ENERGÍA GEOTÉRMICA DE MUY BAJA ENTALPÍA: DATOS 1945 primera instalación con bomba de calor geotérmica en una vivienda Actualmente hay 1 millón de instalaciones con una capacidad instalada de 15 MW t Renovable - DIRECTIVA 2009/28/CE DEL PARLAMENT EUROPEO A tener en cuenta para cumplir la DIRECTIVA 2010/31/UE relativa a la eficiencia energética de los edificios Incorporada dentro del Plan Energías Renovables (PER)

9 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO INVIERO Y VERANO 40 kwt 10 kwe COP=4 Necessitats tèrmiques de l edifici 20ºC 45ºC 10ºC Flux de calor 26ºC 40 kwt ERR=4 10 kwe 30 kwt 12ºC 12ºC 50kWt COP P P condesador eléctrica [ W ] [ W ] EER P P evaporador eléctrica [ W ] [ W ] P evaporador [ W] Peléctrica [ W] Pcondensado r[ W]

10 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO: UN CIRCUITO CERRADO Bomba de calor Circuito calefacción Temp. Edifici 20ºC 40ºC Col lector geotèrmic

11 TIPOS DE COLECTORES GEOTÉRMICOS Vertical Dificultad realitzación Maquinaria específica Más caro Ocupa poco terreno Alta eficiencia ( W/m prof.) Horizontal Facilidad realización Menos caro Pequeños edificios Superficie elevada Influencia estacional (10-40 W/m 2 ) Agua Subterránea Aquífero + Inyección Menos caro Normantiva y Regulaciones Legalización y cánon de utilización Más mantenimiento

12 DIMENSIONAMIENTO DE UN COLECTOR GEOTÉRMICO Potencia punta de la instalación Demanda energética anual del edificio Sistema de producción: sólo calor, calor o frío, calor y frío simultaneo, agua caliente sanitaria Sistema de distribución: suelo radiante, fan-coils, radiadores Temperatura terreno Características del terreno

13 ENSAYO DE RESPUESTA TÉRMICA DEL TERRENO T.R.T. Grandes instalaciones y horas de funcionamiento > 2400 h conductividad térmica del terreno la resistencia de la sonda la temperatura del terreno La única forma de poder determinar todos estos parámetros es mediante un ensayo de respuesta térmica, ERT o TRT. Este tipo de ensayos son muy interesantes en instalaciones grandes para poder calcular de forma exacta el número de perforaciones necesarias para satisfacer las demandas térmicas de la instalación.

14 NECESIDADES TÉRMICAS DEL EDIFICIO Altura (m) : 450 T mediana (ºC) : 13 T. Mínima (ºC) : -8 T. Máxima (ºC): 40 Kwh Demanda tèrmica de l'edifici (Kwh) Calefacció Refrigeració Gener Febrer Març Abril Maig Juny Juliol Agost Setembre Octubre Novembre Desembre Calefacción: Kwh/any Refrigeración: Kwh/any Potencia bomba de calor: 60 kw

15 RENDIBILIDAD DEL PROYECTO DE BCG Coste instalación entre y /kw Retorno inversión entorno 10 años El proyecto será más viable en los siguientes casos: o Edificio con necesidades de calor y refrigeración o Grandes variaciones, temperaturas estacionales o Edificios alta ocupación o Edificios alta calificación energética o Recuperación de calor y producción ACS o Conocimiento de la demanda energética del edificio o Estudio de respuesta térmica del terreno o Ajustar la relación W/m2 con sistemas inerciales o Posibilidad de instalaciones híbridas para tratar puntas de demanda o Aprovechamiento tarifa eléctrica reducida

16 CASO DE ÉXITO: EDIFICIO ALEXANDRA 168 Viviendas dotacionales públicas, biblioteca pública y centro servicios CLASE A Potencia instalación Kw Año construcción Superficie Configuración bombas Configuración distribución Intercambiador geotérmico 5500 m m2 5 de 60kW + 6 de 60kW Suelo Radiante + Fan-coils mts Edificio Alexandra, Viviendas Municipales de Sabadell

17 CASO DE ÉXITO: LA LLOTJA DE LLEIDA Potencia instalación 360 kw Población Cliente Tipo edificio Lleida Suris/Ajuntament de Lleida Equipamiento Municipal. Palau de Congressos Año construcción Superficie Configuración bombas Configuración distribución Intercambiador geotérmico m2 6 bombas de 60 kw + bomba de calor convencional Suelo radiante y fancoils Vertical 2,480 metres

18 CASO DE ÉXITO: BIBLIOTECA UNIVERSIDAD VIGO Potencia instalación 180 kw Año construcción 2010 Superficie m2 Configuración bombas Configuración distribución Intercambiador geotérmico 3 bombes de 60 kw Fan-coils metres

19 DATOS DE FUNCIONAMIENTO BIBLIOTECA: 1 AÑO Indicador Und. Valor Ratios Horas funcionamiento h % Temp. Calefac./Refrig. ºC 52/8 T. pozos retorno invierno ºC 7-12 T. pozos impulsión verano ºC Potencia pozos invierno kw W/m COP (EN-255) - 3,31 EER (EN-255) - 3,66 Potencia pozos verano kw W/m Energía consumida kwhe kWh/m2 Coste económico ,45 /m2 Ahorro económico % Ahorro CO2 Kg % Inversión total /m2 Ventajas conseguidas: Mejora del rendimiento económico y energético Reducciones CO2 Reducción de la potencia eléctrica pico de la instalación Mejora de la regulación del sistema de climatización con menos potencia instalada

20 CASO DE ÉXITO: HOTEL DE VALL DE NÚRIA Metros de perforación propuestos: m Número perforaciones: 36 Profundidad pozos: 90 m Diámetro pozos: 130 mm Energía a captar del colector: 240 kwh/año Potencia calorífica a captar: 160 kw

21 EJECUCIÓN PERFORACIONES VALL DE NÚRIA

22 SALA DE MÁQUINAS VALL DE NÚRIA

23 DATOS DE FUNCIONAMIENTO VALL DE NÚRIA: 1 AÑO Indicador Und. Valor Ratios Horas funcionamiento h % Temp. calefacción ºC Temp. ACS ºC 60 Temp. pozos retorno ºC 2-7 Potencia entregada BCG kw Potencia extracción BCG kw W/m Energía producida kwh kwh/m2 Energía consumida kwhe kwh/m2 Coste económico ,7 /m2 Ahorro económico % Ahorro energía primaria kwh % Ahorro CO2 Kg % Inversión extra /m2 Ventajas conseguidas: Se demuestra la fiabilidad y seguridad del sistema Se evita el transporte de gasoil con el cremallera No se utilizan combustibles fósiles en zona de alto interés natural Gran confort Amortización inferior a 10 años incluso teniendo en cuenta la baja utilización actual del hotel Se está trabajando ya en la interconexión con edificios existentes

24 VALL DE NÚRIA: COMPARACIÓN CON OTROS SISTEMAS Gasto anual ( ) Ahorros % Gasoil Propà Biomassa Geotermia Gasoil Propà Biomassa Kg CO2 anuales Gasoil Propà Geotermia Biomassa

25 CASO DE ÉXITO: VIVIENDAS PROTECCIÓN OFICIAL Potencia instalación 40 kw Población Mataró Cliente Edificio Viviendas Plurifamiliares Tipo edificio Oficinas Techo Radiante Año consturcción 2009 Superficie 400 m2 Edificio viviendas Configuración bombas Configuración distribución Intercambiador geotérmico 1 bomba de 40 kw Techo radiant e+ fancoils Perforaciones Verticales metros

26 CASO DE ÉXITO: MUSEO HISTORIA L HOSPITALET (HARMONIA) Potencia instalación Población 80 kw L Hospitalet del Llobregat Cliente Ajuntament Tipo edificio Museo Museo de historia Año construcción 2009 Superficie 800 m2 Realización perforación vertical Configuración bombas Configuración distribución Intercambiador geotérmico 2 bombes de 40 kw Fan-coils Perforaciones Verticales metros

27 SALA DE MÁQUINAS MUSEO HISTORIA L HOSPITALET SALA TÉCNICA 80 kw/20 m²

28 CASO DE ÉXITO: SALSA POLIVALIENTE CALISAY Potencia instalación Población 90 kw Arenys de Mar (Barcelona) Cliente Ajuntament Tipo edificio Sala polivalent Any construcció 2011 Edificio Calisay, Arenys de Mar Superfície Configuració bombes Configuració distribució Bescanviador geotèrmic 500 m2 1 de 60 kw i 1 de 30kW Unitat Tractament aire, conductes Vertical metros

29 CASO DE ÉXITO: NUEVA SEDE IGC Potencia instalación 60 kw Población Tremp Cliente Ajuntament Tipo edificio Oficines Año construcción 2011 Superficie 600 m2 Edificio del Institut Geològic Catalunya Configuración bombas Configuración distribución Intercambiador geotérmico 1 de 60 kw Fan-coils Vertical metros

30 COLEGIO MUNICIPAL TRILLO CENTRO DEPORTIVO MUNICIPAL JOAN MIRÓ- BARCELONA Geotermia 240kWt - 32 perforaciones de 120m + caldera gas. Calentamiento piscina + clima vestuarios + clima salas gim + ACS Geotermia 40kWt caldera gasoil existente + radiadores

31 DIRECTIVA 2009/28/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO de 23 de abril de 2009 relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables ES UNA ENERGÍA RENOVABLE? La cantidad de energía aerotérmica, geotérmica o hidrotérmica capturada por bombas de calor que debe considerarse energía procedente de fuentes renovables a los efectos de la presente Directiva, ERES, se calculará de acuerdo con la fórmula siguiente: ERES = Qusable * (1 1/SPF), siendo: Qusable = el calor útil total estimado proporcionado por bombas de calor conformes a los criterios mencionados en el artículo 5, apartado 4, aplicada como sigue: solo se tendrán en cuenta las bombas de calor para las que SPF > 1.15 * 1/η, SPF = el factor de rendimiento medio estacional estimativo para dichas bombas de calor, η el cociente entre la producción total bruta de electricidad y el consumo primario de energía para la producción de electricidad, y se calculará como una media de la UE basada en datos de Eurostat. Antes del 1 de enero de 2013, la Comisión establecerá las directrices para que los Estados miembros estimen los valores de Qusable y SPF para las diferentes tecnologías y aplicaciones de las bombas de calor, teniendo en cuenta las diferencias de las condiciones climáticas, especialmente en climas muy fríos.

32 Conclusiones 1. La geotermia se utiliza para la calefacción/refrigeración, así como para la producción de ACS 2. Es una energía renovable -directiva 2009/28/CE 3. Es una energía viable técnica y económicamente. Probada con éxito. Más de un millón de instalaciones 4. Reduce emisiones de gases de efecto invernadero 5. Ahorros del 50-70% frente a sistemas convencionales. Se puede recuperar la inversión en poco tiempo 6. Una instalación geotérmica no necesita el apoyo de sistemas convencionales 7. Rendimiento continuo de la bomba de calor geotérmica durante todo el año 8. No existe riesgo de incendios ni explosiones 9. Bajo mantenimiento

33 Más información: