Incorporación de energías renovables en EESS. Jornada FENERCOM, 20 de Mayo de 2015

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Juan Luis Correa Campos
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1 Incorporación de energías renovables en EESS Jornada FENERCOM, 20 de Mayo de 2015

2 Contenido Ejemplo de comportamiento energético de una EESS de 24 h Conceptos de COGE + RELD + GIIE Qué capacidades endógenas y modelos tecnológicos podemos utilizar? Ejemplo fotovoltaico. Qué cantidad de energía podemos sustituir y a qué coste? Otros ejemplos de diseños conceptuales de apoyo de EERR a consumos eléctricos: Fotovoltaica aislada (micro red) dentro de sistemas interconectados Micro eólica/fotovoltaica interconectada, con y sin acumulación Micro cogeneración con biocombustibles Aerotermia Geotermia Solar térmica Ejemplos de hibridaciones posibles: Motor de gas natural + fotovoltaica + acumulación Eólico + fotovoltaica + Biogás (o Gas natural) Fotovoltaica +motor de gas +centralita hidráulica +actuadores hidráulicos Resumen

3 Ejemplo de comportamiento energético de una ES 24 h En el gráfico adjunto hemos integrado el total de todos los consumos de potencia horaria detectados observándose una demanda bastante regular, afectada por los lavados. Observamos que en el mediodía se produce una demanda del aproximadamente 93% de la potencia máxima, menos afectada por los lavados. Si apoyamos con EERR a los consumos eléctricos, con la adecuada inteligencia de gestión y las tecnologías endógenas disponibles, quizás conseguiríamos auto suministrarnos a un menor coste utilizando una micro red Potencia horaria demandada por la ES

4 Conceptos de COGE + RELD + GIIE COGE: Cogeneración Endógena RELD: Red de Energía Limpia Distribuida GIIE: Gestión Integral e Inteligente de la Energía COGE + RELD + GIIE = micro red energética Se utilizan frecuentemente en zonas aisladas o con estrictas limitaciones ambientales, o cuando el coste de la autogeneración es inferior al coste de la energía convencional Admiten múltiples aplicaciones y diseños en función de la utilización y de las capacidades endógenas Son muy modulares. Con ampliaciones sucesivas puede seguir ajustándose el suministro a demandas crecientes de energía Los aerogeneradores pueden instalarse alejados de las instalaciones consumidoras, aprovechando los emplazamientos más ventosos

5 Qué capacidades endógenas y modelos tecnológicos podemos utilizar? Ejemplo FV Solar fotovoltaica de autoconsumo instantáneo, interconectada en la parte de BT de la instalación consumidora: sin entrega de energía a red general de distribución. con acumulación y sin entrega de energía a red. Fotovoltaica aislada con acumulación alimentando a sistemas consumidores que antes estaban interconectados y que ahora se aíslan, pero que siguen estando dentro de sistemas interconectados (micro red) Fotovoltaica aislada con grupo electrógeno En el gráfico se ilustra el comportamiento de dos tipos de instalación fotovoltaica, de autoconsumo instantáneo sin entrega a red general, con 50 kw y con 70 kw respectivamente, en los meses de mayor producción (julio) y de menor producción (enero), considerando la radiación de Madrid.

6 Qué cantidad de energía podemos sustituir y a qué coste? La cantidad de energía sustituida depende de cada instalación concreta, de su perfil de demanda energético y de las capacidades endógenas de cada territorio La energía solar fotovoltaica de autoconsumo instantáneo, interconectada en la parte de BT de la instalación consumidora sin entrega de energía a red general de distribución puede tener un coste de generación bastante inferior al existente en la energía que se sustituye. La rentabilidad de las inversiones y los ahorros conseguidos no deberían estar sujetos a incertidumbres regulatorias al no afectar a las redes de distribución general

7 Otros ejemplos de apoyo de EERR a consumos eléctricos: Fotovoltaica aislada (micro-red) dentro de sistemas interconectados Ejemplo de equipamientos energéticamente independientes en una EESS Este ejemplo podría estar ubicado en cualquier edificio conectado de forma convencional

8 Otros ejemplos de diseños conceptuales de apoyo de EERR a consumos eléctricos: Micro eólica/fotovoltaica interconectada con acumulación y sin acumulación

9 Otros ejemplos de diseños conceptuales de apoyo de EERR a consumos eléctricos: Microcogeneración con biocombustibles Las tecnologías más implantadas son: Los motores alternativos de combustión interna y las micro turbinas de gas/diesel/biocombustible El biogás es 100% compatible con el gas natural y comprimido se podría introducir a la red de gas natural En la naturaleza se crea materia orgánica, procedente de plantas y animales, que se descompone en materia inorgánica liberándose energía Mediante la biodigestión se someten los residuos a la acción de bacterias en un medio anaeróbico (sin aire). En este proceso se produce lo que se denomina biogás El biogás está compuesto principalmente por gas metano, altamente inflamable. Como resto queda un lodo que puede ser un excelente fertilizante. Para producir biogás es posible utilizar cualquier tipo de biomasa orgánica.

10 Otros ejemplos de diseños conceptuales de apoyo de EERR a consumos eléctricos: Aerotermia La aerotermia es un proceso que aprovecha la energía contenida en el aire que nos rodea. Puede utilizarse para climatizar espacios cerrados. Se regenera por medios naturales (calentamiento por la energía del sol) y la parte de energía aportada por ella no requiere la utilización de energía fósil Aprovechamiento de hasta un 8% de ahorro adicional utilizando las diferentes temperaturas de las fachadas y la ventilación (free cooling)

11 Otros ejemplos de diseños conceptuales de apoyo de EERR a consumos eléctricos: Geotermia Mediante una Bomba de calor geotérmica, aprovechando la estabilidad de la temperatura del interior de la tierra y trasladando esa temperatura al edificio se consiguen ahorros muy importantes: En modo calefacción ahorros del 30% al 70%; en modo refrigeración del 20% al 95%; con un COP del 4,5 al 5,5. La energía geotérmica somera se utiliza tanto en edificaciones con grandes requerimientos energéticos como en otras menores La geotermia se puede implantar incluso en edificios ya construidos.

12 Otros ejemplos de apoyo de EERR a consumos eléctricos: Solar térmica Absorbiendo el calor del sol y transmitiéndolo al sistema de climatización, con rendimientos en el entorno del 75%. Aportando hasta un 35% de las necesidades de calor o aportando frio solar mediante refrigeración por absorción con aportaciones de entre el 15% y el 20% En otras aplicaciones más frecuentes como: ACS con aportaciones del 30% al 100%, evitando la presencia de termos eléctricos o disminuyendo las necesidades eléctricas de los existentes

13 Ejemplos de hibridaciones posibles: Motor de gas natural + fotovoltaica + acumulación Cambio hacia un modelo que contemple el uso de un mix de energías limpias de la forma más eficiente posible. Combinación fotovoltaica + gas natural comprimido (GNC) + acumulación Se estudia la viabilidad de incorporar calderas de pellet. Posible caso «piloto» Con la instalación fotovoltaica el ahorro para la empresa será de aproximadamente un 70% respecto al coste energético actual y evitará la combustión de litros de gasóleo al año.

14 Ejemplos de hibridaciones posibles : Eólico + fotovoltaica + Biogás (o Gas natural) La curva de demanda es suministrada por la integración de curvas de oferta de cada tecnología Esto es energía distribuida ajustada a demanda «in situ» Caso «piloto» en energía distribuida

15 Ejemplos de hibridaciones posibles : Fotovoltaica +motor de gas +centralita hidráulica +actuadores hidráulicos

16 Resumen En la tabla siguiente resumimos las posibilidades tecnológicas comentadas en esta presentación, advirtiendo que cada proyecto ajustado a cada consumidor es único y su «puzzle energético» debe ser adaptado de forma diferenciada. Nº Tecnología % aproximado de ahorro en el ciclo de vida, respecto a la energía convencional sustituida, según territorio 1 Fotovoltaica 20% / 40% 2 Aislado con acumulación 0 % / + 20% 3 Eólico/fotov. con acumulación 5% / 20% 4 Microcogeneración 10% / 20% 5 Aerotermia 15% / 30% 6 Geotermia 10% / 25% 7 Solar térmica 5% / 25% Hibridación motor de gas + fotovoltaica + 8 acumulación 5% / 20% 9 Eólico + fotovoltaica +gas (o biogás) 15% / 30% 10 Fotovoltaica + motor de gas+ centralita hidráulica + actuadores hidráulicos 5% / 20%

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