Proyecto OPERE PA N EL D E E XP E RTOS 2 1 D E O C T U BRE 2 015

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1 Proyecto OPERE 1 1 PA N EL D E E XP E RTOS 2 1 D E O C T U BRE 2 015

2 2 Contexto Histórico SITUACIÓN EN LOS AÑOS 90 Energía eléctrica Existencia de muchos contratos individuales. Pago de una tarifa cara. Potencia contratada no optimizada y sobredimensionada. Falta de supervisión de la calidad del suministro. Falta de información sobre el consumo de los edificios. Energía Térmica Se utiliza control temporal de encendido. No hay aprovechamiento de calor residual. No suele haber control térmico por zonas. No se suele aprovechar la inercia térmica. No existe escenario de Gestión Integral

3 Contexto Histórico 3 POE: Plan de Optimización Energética de la USC Plan de Gestión de los sistemas de control y suministro energético de la USC Motivación Ahorro energético y económico. Respeto al medioambiente. Enfoque Uso de los recursos y conocimientos propios. Gestión centralizada de los recursos. Uso de motores de cogeneración.

4 Contexto histórico: El POE 4 Utilización de las plantas de cogeneración distribuidas. Implantación de redes propias de distribución de energía. Minimiza el impacto medioambiental. Utilización de gas natural como combustible. Optimiza el uso del combustible (eléctrico y térmico) Enfoque Eléctrico: GLOBAL Enfoque Térmico: LOCAL

5 PROYECTO OPERE 6 OPERE: Gestión Eficiente de Redes Energéticas Proyecto Demostrativo Convocatoria LIFE Presupuesto total: Duración: 42 meses Julio 2013-Diciembre 2016 Socios: USC (lider) EnergyLab

6 PROYECTO OPERE OBJETIVOS 7 Optimizar la Gestión de las Redes de Energía del conjunto de edificios del Monte da Condesa del Campus Vida de la USC Identificar Áreas de Mejora Diseño de Estrategias de Eficiencia Energética Desarrollo del Sistema de Gestión Energética Implantación de Medidas, Análisis de Resultados RESULTADOS ESPERADOS Reducción de un 30% en el consumo energético Reducción de un 35% del impacto ambiental Sistema de Gestión de redes de energía eficiente y replicable Resultados de impacto y retorno de inversión de las estrategias y medidas de ahorro y eficiencia energética probadas

7 PROYECTO OPERE 8 PLANTA PILOTO Conjunto de edificios aislado de m 2 Dispone de planta de cogeneración propia Varios usos: Laboratorios Residencias Comedor Facultades. Requerimientos muy heterogéneos de la energía Necesidad tanto de ACS como de calefacción No hay producción de frío.

8 PROYECTO OPERE 9 PLAN DE TRABAJO: ACCIONES A. Acciones Preparatorias A.1. Acción preparatoria: Análisis energético de usos e instalaciones A.2. Acción preparatoria: Definición del Plan demostrativo A.3. Acción preparatoria: Definición y Adquisición de permisos B. Acciones de Implementación B.1. Implementación y puesta en marcha de las medidas de eficiencia energética, smart grid y sistema de monitorización B.2. Análisis de datos y resultados B.3. Optimización del sistema C. Acciones de monitorización del impacto socioeconómico y ambiental D. Acciones de Difusión E. Acciones de Gestión

9 Acción A1. Análisis Energético de Usos e Instalaciones 10 Realización de auditorías energéticas Caracterización de las instalaciones Análisis de situación de partida Inspecciones técnicas

10 Acción A1. Análisis Energético de Usos e Instalaciones 11 Caracterización de los usos y usuarios Identificación de los usos principales de los espacios Identificación de áreas desaprovechadas Identificación de costumbres de los usuarios con impacto negativo Identificación de fallos en la gestión de los servicios de climatización e iluminación 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Posibles problemas como usuario respecto del sistema de climatización:(40)

11 Acción A1. Análisis Energético de Usos e Instalaciones 12 Caracterización del complejo Estudio del nivel de aislamiento de los centros Chequeo térmico en zonas sensibles Desarrollo: o o o Inspección de la envolvente térmica del edificio Análisis de las demandas térmicas de las diferentes zonas Realización de termografías exteriores e interiores

12 Acción A2. Definición del Plan Demostrativo 13 Subacción A.2.1 Definición de las mejoras de Eficiencia Energética Objetivos: Identificación y definición de las mejoras de eficiencia energética Definición de las necesidades de nuevo equipamiento necesarias en las instalaciones Tareas: Realización de simulaciones energéticas. Análisis de horarios de funcionamiento de cogeneradores para su optimización. COSTE OPERACIÓN COGENERACIÓN HORA A HORA. ACTUAL MES HORA MAY JUN(1ª) JUN(2ª) AGO OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR JUL SEP 0-3,5072 3,3215 3, , ,75-13, ,75-13, ,947-43,947-26,24-23,91-6,836-5,754-23, ,46 6,736-5,754-5,754-43,947-43, ,947-43,947-26,24-20,49-3,422-15,121-23, ,46 6,736-15,12-5,754-40,532-43, ,286-62,286-26,24-17,08-3,422-15,121-23, ,46 6,736-15,12-5,754-55,458-62, ,286-62,286-26,24-10,25-3,422-15,121-41, ,8 6,736-15,12-5,754-48,629-58, ,872-58,872-22,826-3,422-3,422-15,121-41, ,8 6,736-15,12-5,754-55,458-58, ,947-43,947-9,1683-3,422-3,422-15,121-41, ,8 6,736-15,12-5,754-43,947-43, ,947-43,947-9, ,25-3,422-15,121-41, ,8 6,736-15,12-5,754-33,704-40, ,532-40,532-9,1683-6,836-3,422-15,121-41, ,8 6,736-15,12-5,754-37,118-43, ,947-43,947-19,411-6,836-3,422-5,754-41, ,8 6,736-5,754-5,754-37,118-43, ,947-43,947-18,536-6,836-3,422-5,754-41, ,8 6,736-5,754-15,12-43,947-43, ,286-62,286-18,536-3,422-3,422-5,754-41, ,8 6,736-5,754-15,12-41,8-62, ,286-62,286-18,536-3,422-3,422-5,754-41, ,8 6,736-5,754-15,12-41,8-62, ,286-62,286-18,536-23,91-3,422-5,754-23, ,46 6,736-5,754-15,12-62,286-62, ,947-43,947-18,536-23,91-3,422-5,754-23, ,46 6,736-5,754-15,12-43,947-43, ,947-43,947-26,24-17,08-3,422-5,754-23, ,46 6,736-5,754-5,754-43,947-43, ,947-43,947-26,24-6,836-3,422-5,754-23, ,46 6,736-5,754-5,754-37,118-43,95

13 Acción A2. Definición del Plan Demostrativo 14 Resultados Obtenidos Se han identificado las siguientes medidas: Medidas detalladas de energía para cada servicio y en cada productor. Sustitución de las calderas existentes Cambio de Gasoil a Gas de las calderas Producción instantánea de ACS en lugar de acumulación Incluir depósitos de inercia para optimizar el uso de la cogeneración Instalación de una máquina de absorción Mejora de la monitorización, instalación de equipos de medida Sustitución de luminarias Inclusión de bombas con variador de velocidad para mejorar la regulación. Mejora de los cerramientos opacos Mejora de los acristalamientos

14 Acción A2. Definición del Plan Demostrativo 15 Descripción de los trabajos. Subacción A.2.2 Definición de la smart grid térmica y eléctrica Objetivos: Identificación de sensores y actuadores que forman parte de la smart grid térmica y eléctrica Definición de las variables objeto de optimización en la smart grid Proponer estrategias de optimización inteligente de la smart grid térmica y eléctrica Desarrollo: Definición de las magnitudes a medir y tiempos de muestreo Variables a optimizar Definir estrategias de optimización del smart grid. Reglas de operación

15 Acción A2. Definición del Plan Demostrativo 16 Descripción de los trabajos. Subacción A.2.2 Definición de la smart grid térmica y eléctrica Definición de las magnitudes a medir y tiempos de muestreo

16 Acción A2. Definición del Plan Demostrativo 17 Descripción de los trabajos. Subacción A.2.2 Definición de la smart grid térmica y eléctrica Definición de las magnitudes a medir y tiempos de muestreo 278/278 medidas disponibles necesarias para el análisis y la comprensión del comportamiento de los sistemas. Medidas insuficientes. Los cálculos requerían a mayores Caudales o Energía transmitidos a los circuitos. Retornos de energía sectorizados, no está disponible ni valores térmicos Medidas de satisfacción del Confort (Temperaturas ambiente) Caudales de consumo de ACS Medidas Térmicas insuficientes. Rendimiento del intercambiador. Datos instantáneos son insuficientes. Imprescindibles las series temporales Validación de funcionamiento de lazos de control Verificación de funcionamiento de equipamiento como válvulas

17 Acción A2. Definición del Plan Demostrativo 18 Descripción de los trabajos. Subacción A.2.3 Definición del sistema de monitorización para seguimiento y análisis de proyecto Establecer propiedades de visualización adecuadas Curva con Marcadores y curva interpolada Curva tipo escalón y Curva tipo Rampa Combinación de medidas Combinación de medidas y estados Calidad de los datos Gestión de alarmas

18 Acción B1. Implementación y puesta en marcha de las medidas de eficiencia energética, smart grid y sistema de monitorización 19 Mejoras identificadas: Medidas detalladas de energía para cada servicio y en cada productor. Sustitución de las calderas existentes Cambio de Gasoil a Gas de las calderas Producción instantánea de ACS en lugar de acumulación Incluir depósitos de inercia para optimizar el uso de la cogeneración Instalación de una máquina de absorción Mejora de la monitorización, instalación de equipos de medida Sustitución de luminarias Inclusión de bombas con variador de velocidad para mejorar la regulación. Mejora de los cerramientos opacos Mejora de los acristalamientos

19 Acción B1. Implementación y puesta en marcha de las medidas de eficiencia energética, smart grid y sistema de monitorización 20 Revisión del proyecto Realización de simulaciones de apoyo a las propuestas presentadas Caso base Cambio de calderas a gas Cambio de calderas a gas + depósitos de inercia Coste anual energético: caso base frente a propuesta técnica , , , , , , , , , ,00 - Caso Base Sólo GAS Calderas + Inercia

20 Acción B1. Implementación y puesta en marcha de las medidas de eficiencia energética, smart grid y sistema de monitorización 21 Mejoras seleccionadas: Medidas detalladas de energía para cada servicio y en cada productor. Sustitución de las calderas existentes Cambio de Gasoil a Gas de las calderas Producción instantánea de ACS en lugar de acumulación Incluir depósitos de inercia para optimizar el uso de la cogeneración Instalación de una máquina de absorción Mejora de la monitorización, instalación de equipos de medida Sustitución de luminarias Inclusión de bombas con variador de velocidad para mejorar la regulación. Mejora de los cerramientos opacos Mejora de los acristalamientos

21 Acción B1. Implementación y puesta en marcha de las medidas de eficiencia energética, smart grid y sistema de monitorización 22 Descripción de los trabajos. Objetivos: Implementación de las medidas de Eficiencia Energética Desarrollo: Redacción del proyecto técnico de modificación de las instalaciones del Monte de la Condesa de acuerdo a los requisitos obtenidos en A2. Revisión del proyecto Ejecución de obra. Sistema de monitorización. Revisión y puesta en marcha de las instalaciones.

22 Acción B1. Implementación y puesta en marcha de las medidas de eficiencia energética, smart grid y sistema de monitorización Reforma de la sala de Calderas 23 CAMBIO CALDERAS Las calderas de gasóleo estaban en un estado de deterioro bastante avanzado y su rendimiento es bajo. Las calderas de gas natural tienen las siguientes características : Antes Ahora

23 Acción B1. Implementación y puesta en marcha de las medidas de eficiencia energética, smart grid y sistema de monitorización Reforma de la sala de Calderas 24 ACUMULACIÓN Eliminación de los antiguos acumuladores de agua caliente sanitaria e implantación de nuevos depósitos de inercia con producción de agua caliente sanitaria instantánea y depósito sólo de inercia para acumulación de calor.

24 Acción B1. Implementación y puesta en marcha de las medidas de eficiencia energética, smart grid y sistema de monitorización Reforma de la sala de Calderas 25 La recuperación de calor del motor de cogeneración se realiza en dos fases: Primero, en las camisas del motor, que son capaces de generar, en régimen de funcionamiento, 190kW térmicos. Segunda, en el recuperador de humos de la chimenea, con una capacidad de recuperación de 129kW térmicos. Mejora de rendimiento Se instalan variadores de velocidad en el agua del intercambiador. Gran salto térmico. Se puede reducir la velocidad para evitar que el motor reciba el agua demasiado fría. Pequeño salto térmico. La instalación está operando en temperaturas próximas a la de operación del motor, Seguimos quitando temperatura por caudal aumentando la velocidad. MEJORA DE RECUPERACIÓN DE LA ENERGÍA TÉRMICA DEL MOTOR DE LA COGENERACION

25 Objetivos: Acción B2. Análisis de los datos y resultados 26 Analizar los datos y extraer conclusiones del comportamiento energético del complejo de edificios Monte de la Condesa. Desarrollo: B.2.1. Identificación de información relevante B.2.2. Diseño de experimentos, planificación y recogida de información a lo largo del proyecto. B.2.3.Tareas de análisis de datos. Generación de informes de resultados y conclusiones. Ensayos preliminares

26 Acción B2. Análisis de los datos y resultados 27 B.2.2. Diseño de experimentos, planificación y recogida de información a lo largo del proyecto. Experimentos Ensayos preliminares Revisión de señales con objeto de identificar consumos globales y por servicio. Ensayos de campo. Instalaciones antes de mejoras energéticas. Ensayo de temperatura flotante del monte de la condesa Ensayo de la temperatura flotante en los depósitos de ACS Ensayo de las transmitancias térmicas en los cerramientos exteriores Estimación del comportamiento energético de la instalación actual Planificación de los ensayos: ENERO FEBRERO MARZO S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 Ensayos Opere. Fase preparatoria. 1,1 Reunión preparatoria ensayos 1,2 Temperatura flotante del edificio Monte da Condesa 1,3 Temperatura flotante en los depósitos de ACS 1,4 Transmitancias térmicas en los cerramientos 1,5 Estimación del comportamiento energético

27 12:00:00 18:30:00 1:00:00 7:30:00 14:00:00 20:30:00 3:00:00 9:30:00 16:00:00 22:30:00 5:00:00 11:30:00 18:00:00 0:30:00 7:00:00 13:30:00 20:00:00 2:30:00 9:00:00 15:30:00 22:00:00 4:30:00 11:00:00 17:30:00 0:00:00 6:30:00 Temperaturas (ºC) Acción B2. Análisis de los datos y resultados 28 Ensayos de campo. Instalaciones antes de mejoras energéticas. Ensayo de temperatura flotante del monte de la condesa Instalación equipos de medida para la monitorización y el registro periódico de la evolución de temperaturas de aire 15 sondas termohigrométricas repartidas entre los diferentes edificios del complejo. Intervalo de medición: 18/02/ /03/ Ensayo Flotante de Temperaturas EL240 TEXT EL247 EL246 EL243 0

28 Acción B2. Análisis de los datos y resultados 29 Ensayos de campo. Instalaciones antes de mejoras energéticas Ensayo de las transmitancias térmicas en los cerramientos exteriores Medida directa de los coeficientes de transmitancia térmica de un muro ópaco representativo del proyecto mediante termoflujométro y sonda de temperatura exterior. Captura termográfica de temperaturas exteriores de cerramientos y emisividades de materiales, medida de la temperatura interior de los cerramientos mediante captura termográfica de huecos de ventanas y determinación de coeficientes de transmitancia térmica estimados mediante cálculo indirecto

29 Acción B2. Análisis de los datos y resultados 30 Ensayos de campo. Instalaciones antes de mejoras energéticas Estimación del comportamiento energético de la instalación actual Medida de los caudales nominales de agua en los diferentes circuitos térmicos de calefacción y ACS, con objeto de complementar las medidas de temperatura que dispone la USC de los diferentes circuitos, para poder así estimar las demandas energéticas del complejo MdC antes de las medidas de eficiencia energética (renovación de la sala de calderas). Instalación de equipos de medida de caudal instantáneo por ultrasonidos y contadores de energía en puntos adecuados del circuito hidráulico de MdC para la medición puntual de los caudales circulantes. INSTALACIÓN Medida 1 (L/s) Medida 2 (L/s) RESIDENCIA 2_CAL 5,6 RESIDENCIA 2_ACS 3,5 5,8 (R2_CAL OFF) RESIDENCIA 1_CAL 6,5 7 RESIDENCIA 1_ACS 2,7 FISICA_ZONA1 1,36 1,36 (PART OFF) FISICA_ZONA2 1,35 1,46 (PART ON) OPTICA_NORTE 2,24 OPTICA_SUR 2,23 FIS.PART 2,02

30 31 Planificación original B.3 Optimización del Sistema Periodo de ejecución: Desde Septiembre de 2015 hasta Octubre de 2016 Objetivo: Definir los puntos de optimización de las mejoras de eficiencia energética y del sistema de gestión inteligente de las redes energéticas térmica y eléctrica Descripción de los trabajos Sin comenzar

31 C.2 Monitorización del Impacto Ambiental 32 C.ACCIONES DE MONITORIZACIÓN Objetivo: Realizar el seguimiento del impacto ambiental del proyecto Descripción de los trabajos Obtención mensual del valor de los indicadores definidos datos obtenidos por telemetría lecturas directas de contadores mecánicos información de las facturas energéticas Registro de los datos en archivo en formato Excel Análisis de los datos

32 C.2 MONITORIZACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL Indicadores: 33 C.ACCIONES DE MONITORIZACIÓN

33 34 GRACIAS web: Correo: