Eficiencia Energética y Energía Solar en Edificios

Transcripción

1 Eficiencia Energética y Energía Solar en Edificios Dr. Arq. John Martin Proyecto Prometeo 2013 Convenios UCE-SENESCyT y PDNG-SENECyT INER, Jornadas de Energía Solar, Santa Cruz, Islas Galapagos, 5-6 de julio, 2013

2 Gran dependencia en energía fósil 2% 2% 4% Produccion de Energía, Ecuador 92% Petroleo Gas natural Derivados HC Electricidad Fuente MEER, 2009

3 Importación = 1/3 demanda interna Importación + Producion Demanda + Exportacion Fuente MEER, 2009, elaboración propia

4 Demanda de energía en Edificios 4% 19% 21% Fuente MEER, 2009 = 19 % + 4 % +? = >23 % 2% 2% 52% Sectores de Demanda, Ecuador 2009 Transporte Industria Residencial Comercial y publico Otros No energéticos

5 Demanda de energía en edificios Islas Galápagos Aire Acondicionado: enfriamiento y reducción de la humidad del aire, principal demanda de electricidad, especialmente hoteles y oficinas. Agua caliente: especialmente en el sector de hoteles y vivienda de mayor nivel adquisitivo. Iluminación artificial. Electrodomésticos, televisión, computadoras y otros equipos e instalaciones eléctricas.

6 Impacto solar en edificios Islas Galápagos Aporte favorable de radiación solar Uso de energía solar para calentar agua con colectores solares: reducción de energía convencional. Control de aporte solar en edificios Diseño con acondicionamiento natural con protección solar: Ejemplo: Aeropuerto de Seymour, Isla de Baltra Diseño con iluminación natural de interiores: Aeropuerto de Seymour, Isla de Baltra. Reducción del impacto solar en techos con reflexión y aislación térmica: estudios de confort térmico y transmisión de calor en edificios de la DPNG.

7 Diseño Bioclimático para acondicionamiento natural Islas Galápagos Estudio de las condiciones de clima La condiciones ambientales que impactan sobre edificios y sobre sus ocupantes Definición de las condiciones de confort térmicos Limites de temperatura y humedad para confort, bienestar y productividad: promedios y variaciones típicas Recursos de diseño bioambiental Protección o captación solar, protección de vientos o aprovechamiento de brizas, moderar amplitudes térmicas, conservar o disipar el calor en interiores. Identificar requisitos de diseño Reflexión y aislación térmica de techos. Orientación y aleros para protección solar, tamaño y ubicación de ventanas para brisa e iluminación natural de interiores

8 Amplitud de temperatura Condiciones climáticas Estación de la Fundación Charles Darwin Puerto Ayora Confort térmico 7 meses Calor con alta humedad 5 meses Temperatura media Acondicionamiento natural: Protección solar Ventilación cruzada

9 Amplitud de temperatura Condiciones climáticas Estación del Aeropuerto Seymour Isla de Baltra Confort térmico 3 meses Mayor amplitud térmica 4 meses Temperatura media Alta temperatura 5 meses Acondicionamiento natural: Protección solar Ventilación cruzada

10 Amplitud de temperatura Condiciones climáticas Bellavista (altura 194 m) Isla de Santa Cruz Confort térmico 7 meses Mayor amplitud térmica 5 meses Acondicionamiento natural: Protección solar Ventilación cruzada Inercia térmica Temperatura media

11 Amplitud de temperatura Condiciones climáticas San Cristobal Puerto Moreno Baquerizo Confort térmico 5 meses Mayor amplitud térmica 7 meses Acondicionamiento natural: Protección solar Ventilación cruzada Temperatura media

12 Colectores solares para agua caliente en las Islas Galápagos Promover el desarrollo de la industria nacional de fabricación y instalación de colectores solares. Menor costo y mayor rendimiento y eficiencia que fotovoltaicos, = % Mínimo mantenimiento, limpieza de polvo, eventual limpieza de saro en caños y colector. Fácil reparación en caso de rotura de vidrios, o perdida de la placa de cobre o latón. Importante reducción en la demanda de energía eléctrica de fuentes convencionales y control de picos de demanda. Integración en la arquitectura con leve inclinación, sin limitaciones de orientación: menor impacto visual en la latitud de Galápagos.

13 Ejemplos de instalaciones solares térmicas en Argentina Termosifón mochilla Concentración lineal Instalación en oficinas Tubos evacuados Tanque integrado Instalación residencial

14 Plataforma de Energía Solar Térmica INTI

15 Rendimiento de colectores solares Localidad: Puerto Ayora, Santa Cruz Temp media = 26 C Radiación Kt = 40% Demanda agua caliente Usuarios: 4 personas Uso 35 litros/día Temperatura: 40 C Colectores Superficie: 3 m2 Orientación: indistinto Inclinación: 10 Tipo: vidrio simple + placa Auxiliar Calentador electrico Ahorro anual Demanda de energía = 695 kwhrs Energía solar util = 589 kwhrs Ahorro electricidad = 634 kwhrs 11% 89% % Solar % Convencional Estimaciones iniciales, datos a confirmar.

16 Rendimiento de colectores solares Localidad: Puerto Ayora, Santa Cruz Temp media 26 C Radiación Kt = 40% Demanda agua caliente Usuarios: 4 personas Uso 35 litros/día Temperatura: 40 C Colectores Superficie: 3 m2 Orientación: indistinto Inclinación: 10 Tipo: Tubos evacuados (China) Auxiliar Calentador electrico Ahorro anual Demanda de energía = 695 kwhrs Energía solar util = 693 kwhrs Ahorro electricidad = 745 kwhrs / año 100% 0% % Solar % Convencional Estimaciones iníciales, datos a confirmar.

17 Rendimiento de colectores solares Localidad: Quito Temp media 16 C Radiación Kt = 47% Demanda agua caliente Usuarios: 4 personas Uso 35 litros/día Temperatura: 40 C Colectores Superficie: 3 m2 Orientación: indistinto Inclinación: 10 Tipo: vidrio simple + placa Auxiliar Calentador eléctrico Ahorro anual Demanda de energía = 1202 kwhrs Energía solar util = 923 kwhrs Ahorro Electricidad = 992 kwhrs/año 23% 77% % Solar % Convencional Estimaciones iníciales, datos a confirmar.

18 Sede de Greenpeace, Bs As, Argentina FV + sistema de agua caliente + protección solar Evaluación costo-beneficio y sustentabilidad

19 Impacto de sol sobre techos 1 % a 5 % atraviesa en techo: 10 a 50 Watts/m2 en hora pico Vidrios en techos: transmicion de radiacion = 80%, 800Watts m Directa Difusa Reflejada Total Directa, 1 vidrio Difusa sin vidrio Reflejada, sin vidrio Total sin vidrio Radiación, Watts/m HORA

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21 Temperatura horaria en una vivienda DPNG 40,0 38,0 36,0 34,0 32,0 30,0 28,0 Exterior Cerca techo En el techo Dormitorio Estar 26,0 24,0 22,0 20,

22 Amplitud de temperatura Fundación Charles Darwin Temperatura promedio y amplitud mensual en relación con condiciones de confort? Temperatura sol aire estimada: 20 a 55 C, En el techo Exterior Interior Temperatura media

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