La combinación de energía solar térmica y gas natural en edificios: ventajas técnicas, económicas y ambientales

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1 1 La combinación de energía solar térmica y gas natural en edificios: ventajas técnicas, económicas y ambientales Montserrat Beltrán Arráez Responsable Eficiencia Energética y Energías Renovables Dirección de Tecnología, Seguridad y Eficiencia Energética Gas Natural SDG, S. A. Seminario de Gestión Ambiental Logroño, 23 de marzo de

2 Contenido 1. Introducción 2. Energía Solar Térmica + gas natural Aplicaciones a la edificación 3. Manual Solar-Gas 4. Ejemplo aplicación. Ventajas técnicas, económicas y medioambientales 3 Introducción 4 2

3 Exigencias normativa Objetivos de la Unión Europea para el año 2010 Energías Renovables Libro Blanco para una Estrategia y un Plan de Acción Comunitarios en Energías Renovables Objetivo año 2010: Energías Renovables = 12% de la energía primaria 5 Exigencias normativa Objetivos de la Unión Europea para el año 2010 Energía Solar Térmica miles de m Objetivo 2010: m 2 instalados Superficie instalada Superficie prevista (Libro Blanco ER) 2010 Situación a finales de 2004*: m 2 *Fuente: ESTIF (European Solar Thermal Industry Federation) 6 3

4 Exigencias normativa Objetivos de la Unión Europea para el año 2010 Energía Solar Térmica UE m 2 instalados (1) % miles m 2 miles m 2 Alemania Grecia Austria España (2) (1) Fuente: ESTIF (European Solar Thermal Industry Federation) (2) Fuente: IDAE (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía) 7 Exigencias normativa Objetivos de la Unión Europea para el año 2010 Energía Solar Térmica m 2 instalados/1.000 habitantes (finales 2004*) > 250 m 2 (Austria/Grecia) > 50 m 2 (Dinamarca/Alemania) > 20 m 2 (Holanda/Portugal/Suecia) > 10 m 2 (España/Francia/Finlandia) < 10 m 2 (Italia/Bélgica/UK/Irlanda) Media 15 UE: 37 m 2 /1.000 hab Media España: 12 m 2 /1.000 hab * Fuente: Barómetro Observer 8 4

5 Exigencias normativa Objetivos de España para el año 2010 Energías Renovables El Plan de Energías Renovables confirma el objetivo establecido en el Plan de Fomento de las Energías Renovables Objetivo año 2010: Energías Renovables = 12% de la energía primaria 9 Exigencias normativa Objetivos de España para el año 2010 Energía Solar Térmica Objetivo 2010: m 2 instalados 54% 70% 37% 29% 21% 24% Evolución superficie instalada Evolución superficie necesaria para alcanzar los objetivos del PER Superficie a instalar anualmente para cumplir objetivos PER 10 5

6 Exigencias normativa Ordenanzas Solares Recogen el compromiso y la voluntad de distintos municipios de apoyar la energía solar térmica, obligando a las nuevas construcciones a incorporar instalaciones solares térmicas para la producción de ACS que cubran un determinado porcentaje Entre las capitales de provincia que disponen de Ordenanza Solar, se encuentran: Barcelona, Burgos, Ceuta, Granada, Madrid, Pamplona, Sevilla, Valencia, etc 11 Exigencias normativa Código Técnico de la Edificación Grado de Cobertura o Contribución solar mínima Regula la implantación de instalaciones solares térmicas ACS para todo el territorio nacional Grado de Cobertura o Contribución Solar Mínima en función de Zona Climática, nivel de Demanda ACS y la Energía de apoyo Exige un Grado de Cobertura o Contribución Solar Mínima anual entre el 30% y el 70% 12 6

7 Exigencias normativa Resultados alcanzables para el año 2010 Energía Solar Térmica Resultados 2010*: 50% miles de m m 2 instalados % 35% Evolución superficie real instalada Evolución superficie instalada según ASIT * Fuente: Valoración realizada por ACIT (Asociación Solar de la Industria Térmica) 13 Energía Solar Térmica + gas Aplicaciones a la edificación 14 7

8 Energía Solar Térmica Aplicaciones Térmica de baja y media temperatura Producción de ACS Calentamiento de Piscinas (cuando existan) Apoyo a la calefacción Climatización de recintos mediante circuitos de absorción 15 Esquemas de instalación en edificios Partes esenciales de una instalación solar térmica Subsistema de energía convencional gas Captadores solares Depósito Solar Caldera mixta o calentador Subsistema de captación Intercambiador de calor Subsistema de intercambio y acumulación acs 16 8

9 Esquemas de instalación en edificios Configuración instalación solar centralizada con apoyo centralizado Captadores solares Depósito Solar Depósito de apoyo Caldera centralizada Salida agua caliente Agua fría Esquemas de instalación en edificios Configuración con acumulación solar centralizada y apoyo individual Caldera mixta calentador instantáneo Captadores solares Depósito Solar Salida agua caliente Agua fría

10 Esquemas de instalación en edificios Configuración con acumulación solar individual y apoyo individual Captadores solares Caldera mixta calentador instantáneo Salida agua caliente Agua fría 19 Esquemas de instalación en edificios Otras configuraciones con apoyo individual Caldera mixta calentador instantáneo Captadores solares Depósito Solar Salida agua caliente Agua fría 20 10

11 Esquemas de instalación en edificios Instalaciones solares para viviendas unifamiliares A medida Captadores solares Caldera mixta calentador instantáneo Grupo de bombeo y regulación Depósito Solar Salida agua caliente Agua fría 21 Esquemas de instalación en edificios Equipos prefabricados de funcionamiento por termosifón 22 11

12 Manual Solar-Gas 23 El porqué del Manual Dar respuesta a las inquietudes de los Profesionales implicados Información disponible muy general en la que Manual se de abordan cálculo y todo diseño tipo de de instalaciones solares para de producción todo tipo de de edificaciones agua caliente y usossanitaria en edificaciones de viviendas mediante energía solar Poca importancia y apoyo a individual la energía a de gas apoyo natural requerida y la tecnología comúnmente utilizada Promoción por parte de algunos gestores de Soporte configuraciones práctico para que los no promotores, siempre satisfacen instaladores los y profesionales intereses de Promotores encargados y Usuarios de diseñar las instalaciones y ejecutarlas 24 12

13 El porqué del Manual Orientar los proyectos de energía solar a soluciones con gas Centrar el cálculo y diseño de las instalaciones solares en un sector: nueva edificación, en un uso: ACS y en una energía de apoyo: gas Propuesta de las diferentes configuraciones de instalación con apoyo individual: Vivienda unifamiliar Vivienda multifamiliar 25 A quién va dirigido Promotores/Constructores de la Nueva Edificación del sector residencial Arquitectos de nuevas promociones de viviendas Proyectistas de instalaciones térmicas Instaladores de ACS y calefacción a gas 26 13

14 Cómo se presenta 27 Conceptos Generales 1. Presentación 2. La energía solar y el gas natural como fuentes de energía de bajo impacto ambiental 3. Componentes de una instalación solar con apoyo de gas 4. Diseño e instalación 5. Mantenimiento ANEXO I Tablas ANEXO II Ayudas públicas 28 14

15 Casos Prácticos 1. Introducción 2. Ejemplo de instalación en edificación multifamiliar con acumulación solar centralizada 3. Ejemplo de instalación en edificación multifamiliar con acumulación solar individual 4. Ejemplo de instalación en edificación multifamiliar con acumulación solar mixta 5. Ejemplo de instalación en vivienda unifamiliar con sistema de calentamiento prefabricado 6. Ejemplo de instalación en vivienda unifamiliar con sistema de calentamiento a medida 29 Hoja de Cálculo EMPLAZAMIENTO GRADO DE COBERTURA CONFIGURACIÓN SOLAR CIRCUITOS HIDRAULICOS Demanda energética Superficie de captación Volumen de acumulación Producción solar mensual y anual Primario Secundario Distribución Tuberías y aislamiento Bombas Intercambiadores de calor 30 15

16 Hoja de cálculo. Inicio 31 Hoja de cálculo. Estructura 32 16

17 Ejemplo aplicación 33 Ejemplo multifamiliar Acumulación individual y apoyo individual Características del edificio Emplazamiento: Logroño Número total de viviendas: 24 Tipología de las viviendas: 3 dormitorios dobles, baño y aseo Pisos: 6 plantas de 4 viviendas por planta Cubierta: Terraza plana accesible y transitable Orientación: Fachada principal orientada al Sur 34 17

18 Ejemplo multifamiliar Acumulación individual y apoyo individual Exigencia Código Técnico Edificación Zona Climática: Zona III Radiación solar: Datos Censolar Demanda unitaria acs: 28 l/(persdia) edificios viviendas Número de personas: 96 (4 pers x 24 viv) Demanda global edificio: litros/día Temperatura media agua fría: 10,3ºC Temperatura referencia ac: 60ºC Fracción solar mínima: 50% (Zona III; consumo agua <5.000l/día) 35 Ejemplo multifamiliar. Datos 36 18

19 Ejemplo multifamiliar. Principal 37 Ejemplo multifamiliar Acumulación individual y apoyo individual Superficie de captación y volumen acumulación Superficie de captación solar: Sc = 44 m 2 (inclinados 45º) Capacidad de acumulación: V = 150 litros x 24 Demanda energética anual: kwh/año Producción energética solar anual: kwh/año Fracción solar anual: F = 53,5% 38 19

20 Ejemplo multifamiliar Acumulación individual y apoyo individual 39 Ejemplo multifamiliar. Circuitos Hidráulicos Acumulación individual y apoyo individual 40 20

21 Ejemplo multifamiliar Acumulación individual y apoyo individual Ventajas técnicas Disponibilidad permanente de energía sin trasiego de combustible Niveles elevados de potencia sin tiempo de espera Gran variedad de gama de generadores de energía de uso colectivo e individual de tamaño reducido Posibilidad de disponer en un único equipo del servicio de acs y calefacción 41 Ejemplo multifamiliar Acumulación individual y apoyo individual Ventajas económicas Coste instalación 700 /viv : Subvención máxima 40% inversión: Ahorro combustible gas natural: kwh/año Ahorro económico combustible: /año Recuperación inversión: < 6 años 42 21

22 Ejemplo multifamiliar Acumulación individual y apoyo individual Ventajas medioambientales: Emisiones de CO 2 en función de la energía de apoyo tco 2/año 35 31, ,8 14,8 7,4 Electricidad E.Joule Gas natural Solar + electricidad Solar + gas natural 5 0 Solar + gas natural = La mejor opción 43 El Manual junto a la Hoja de Cálculo también es de acceso libre en el Portal del Instalador www. portaldelinstalador.com Ruta de acceso: Manuales Conceptos Generales y Casos Prácticos Información / Tecnología / Información Técnica / Gas Hoja de cálculo Información/Tecnología/Programas Técnicos 44 22

23 Muchas gracias 45 Esta presentación es propiedad del Grupo Gas Natural. Tanto su contenido temático como diseño gráfico es para uso exclusivo de su personal. Copyright Gas Natural SDG, S.A