Una posibilidad real. Domingo Guinea Instituto de Automática Industrial-CSIC. Edificios de consumo cero

Transcripción

1 : Una posibilidad real Domingo Guinea Instituto de Automática Industrial-CSIC

2 La energía de los combustibles representa hoy para el hombre: Alimentos Transporte Sanidad Construcción Vestido Tecnología

3 Energía fósil ligada a un gran crecimiento de la población Combustibles fósiles La peste negra D.Guinea CSIC 3

4 Con repercusión en el resto de los seres vivos Población mundial Especies Humanos año Especies remanentes

5 E incluso en la atmósfera terrestre IEA World Energy Outlook 2004 Reference Scenario: Global emissions projected grow 62% between 2002 & 2030, and developing countries emissions overtaking OECD s in the 2020s. World Energy-Related CO 2 Emissions Mt of CO OECD Transition economies Developing countries Source: Fatih Birol (IEA)

6 Procedencia de los recursos Contribución por combustible al Consumo global de energía en % Leña Carbón Petróleo Nuclear Gas natural solar? Hidrógeno Año D.Guinea CSIC 6

7 Combustibles: un relámpago de energía en la evolución humana Energía LEÑA ANIMALES ESCLAVOS COMBUSTIBLES FÓSILES. Renovables, fusión nuclear geotérmica o LEÑA ANIMALES ESCLAVOS A. de C. año D. de C.

8 P o b la c ió n e n m ile s d e m illo n e s Con un incierto futuro? Primer pozo de petróleo Anno Domini

9 Cada vez somos más 9

10 Y queremos vivir mejor 50% incremento en el tamaño 1975 Average size of home in ,645 square feet 2005 Average size of home in ,434 square feet

11 Existen soluciones?

12 ! No hay más cera que la que arde

13 El despilfarro actual

14 Fuente de energía El ahorro como recurso Transporte transformación Destino 16% al usuario Sociedad desarrollada 41% perdidas inevitables Fósiles Nuclear Hidráulica. eolica, solar 2008_03_04 Edificios Biomasa de consumo cero No renovables Renovables Energía utilizable Prod. petroquímicos Irrecuperable D.Guinea CSIC Valladolid Recuperable 2010_05_12 43% perdidas evitables Miller 1993

15 Procedencia de la energía sostenible 2008_03_04 D.Guinea CSIC 15

16 EL PANORAMA ALEMÁN EN LA EDIFICACIÓN Lo mejor de la innovación German Energy Agency 40 kwh / m²year Existing Building New Building Low-Energy-Building

17 Necesidades de energía residencial Consumo medio en una vivienda en España: entorno a 100 kwh /m 2 año (IDAE) 70% térmico: calefacción, refrigeración, ACS 30% eléctrico: iluminación, electrodomésticos, comunicaciones

18 Cuanto recibimos? Irradiación solar en Iberia 2008_03_04 D.Guinea CSIC 18

19 Necesidades de energía residencial Luego el sol nos proporciona 16 veces más de lo que necesitamos por m 2 y año Con una tecnología adecuada de captura, transformación y almacenamiento la radiación recibida en la cubierta de nuestra vivienda podría satisfacer nuestro consumo residencial, de transporte y.exportar a la industria

20 Buscar en la abundancia Calor del verano Frío del invierno Electricidad de la luz Guardando la energía En la tierra: geotérmia En el agua: hidrógeno

21 Capturar, almacenar, usar CAPTURA TÉRMICA CAPTURA FOTOVOLTAICA ALMACENAMIENTO SUBTERRANEO SELECTIVO GENERACIÓN DE HIDRÓGENO CLIMATIZACIÓN DEL EDIFICIO PILA DE COMBUSTIBLE ALMACENAMIENTO DE HIDRÓGENO

22 La influencia del aislamiento Potencia (W/m2) / Diferencia de temperatura respecto a 23ºC (ºC) Tiempo (horas) 0,15(K m2)/w 0,3(K m2)/w 0,6(K m2)/w 1,2(K m2)/w 2,4(K m2)/w 4,8(K m2)/w T-23ºC (ºC)

23 En la energía consumida Energías de celefacción y refrigeración para distintos aislamientos Energía (kwh/m2) ,15 0,3 0,6 1,2 2,4 4,8 Resistencia de aislamiento (K/W) Qcal Qref

24 La inercia térmica en la envolvente Potencia (W/m2) Tiempo (meses)

25 O en el subsuelo D.Guinea CSIC 25

26 Integración mensual por inercia térmica

27 Con repercusión en el consumo Efecto de diferentes inercias interiores para un día Energía (Wh/m2) , ,0625 Qcal Qref -4-6 m2 terreno / m2 cerramiento

28 Q2 Q3 Q3 Q2 Q1 Q1 Banda Confort. Aporte energía ambiente. Q3 Aporte de energía subsuelo. Q2 Exceso energía. Frío. Q1

29 Onda térmica anual en el subsuelo

30 Circuito interior, circuito exterior

31 Acumulando y utilizando según la temperatura en zonas diferentes

32 OIKOS: un edificio de demostración

33 Cerramiento de piel múltiple activa Captura exterior consumo interior Temperatura (ºC) ,0625 m2 t / m2 c 0,125 m2 t / m2 c 0,25 m2 t / m2 c 0,5 m2 t / m2 c 1 m2 t / m2 c Tiempo (años)

34 También en el almacenamiento eléctrico como hidrógeno

35 Autosuficiencia eléctrica con hidrógeno

36 Con gestión integral de los flujos de energía

37 En decisión inteligente de varios niveles

38 Implementada sobre redes locales

39 Con entornos de interfaz adecuados

40 Conclusión Tanto los modelos térmicos como las medidas realizadas en distintos climas demuestran que una drástica reducción del consumo energético en los edificios es técnica y económicamente viable. La captura de energía en la envolvente y su acumulación en el subsuelo o en H 2 han de ser gestionados de forma que aseguren durante todo el año un clima interior dentro de la banda de confort, junto a la electricidad que el edificio precisa.

41 El futuro reside en la adecuada gestión de los recursos disponibles Gracias por Les invito a visitar los prototipos en el Instituto de Automática Industrial del CSIC en Arganda su atención domingo@iai.csic.es La energía solar capturada en menos del 0,1% de la superficie! Es suficiente 2008_03_04 D.Guinea CSIC 41