UNIDAD 4. INTEGRACIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES. 4.1 INTRODUCCIÓN

Transcripción

1 PROFESSIONAL TRAINING COURSES IN NEARLY ZERO ENERGY BUILDINGS (NZEB) UNIDAD 4. INTEGRACIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES. Valencia, 21 de Enero 2016 David Alfonso Solar (IIE-UPV) 1

2 CONTENIDO DEL CURSO UNIDAD 1. DEFINICIONES Y NORMATIVA. UNIDAD 2. CARACTERIZACIÓN ENERGÉTICA DEL EDIFICIO UNIDAD 3. MATERIALES E INSTALACIONES UNIDAD 4. INTEGRACIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES UNIDAD 5. MODELADO UNIDAD 6. EVALUACIÓN ECONÓMICA 2

3 UNIDAD 4. INTEGRACIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES INTRODUCCIÓN DEFINICIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES OBLIGATORIEDAD, PORCENTAJES, TECNOLOGÍAS 4.2. APLICACIONES TÉRMICAS BIOMASA GEOTERMIA (DE BAJA TEMPERATURA) SOLAR TÉRMICA 4.3. APLICACIONES ELÉCTRICAS SOLAR FOTOVOLTAICA BIOMASA EOLICA 3

4 DEFINICIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES DIRECTIVA 2009/28/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO de 23 de abril de 2009 relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables y por la que se modifican y se derogan las Directivas 2001/77/CE y 2003/30/CE «energía procedente de fuentes renovables»: la energía procedente de fuentes renovables no fósiles, es decir, energía EÓLICA, SOLAR, aerotérmica, geotérmica, hidrotérmica y oceánica, HIDRÁULICA, BIOMASA, gases de vertedero, gases de plantas de depuración y BIOGÁS; «energía AEROTÉRMICA»: la energía almacenada en forma de calor en el aire ambiente; «energía GEOTÉRMICA»: la energía almacenada en forma de calor bajo la superficie de la tierra sólida; «energía HIDROTÉRMICA»: la energía almacenada en forma de calor en las aguas superficiales; «BIOMASA»: la fracción biodegradable de los productos, desechos y residuos de origen biológico procedentes de actividades agrarias (incluidas las sustancias de origen vegetal y de origen animal), de la silvicultura y de las industrias conexas, incluidas la pesca y la acuicultura, así como la fracción biodegradable de los residuos industriales y municipales; 4

5 DEFINICIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES (ii) «garantía de origen»: un documento electrónico cuya única función es demostrar a un consumidor final que una cuota o cantidad determinada de energía se ha obtenido a partir de fuentes renovables conforme a lo establecido por el artículo 3, apartado 6, de la Directiva 2003/54/CE; El origen verde de la energía está regulado desde diciembre de 2007 a través de la Orden ITC/1522/2007, de 24 de mayo. La forma de validar este origen es: CNMC otorga la Garantía de Origen (GdO), que asegura que un número determinado de megavatios-hora de energía eléctrica producidos en una central, en un periodo temporal determinado, han sido generados a partir de fuentes de energía renovables y de cogeneración de alta eficiencia. 5

6 ENERGÍAS RENOVABLES: IMPLICACIONES PREVIAS OBLIGATORIEDAD EN NZEB DIRECTIVA 2009/28/CE Habida cuenta de las opiniones expresadas por el Parlamento Europeo, el Consejo y la Comisión, conviene definir como objetivos obligatorios nacionales alcanzar una cuota del 20 % de energía procedente de fuentes renovables en el consumo de energía y una cuota del 10 % de energía procedente de fuentes renovables en el consumo de combustibles para el transporte en la Comunidad para OBJETIVO ESPAÑA % RENOVABLES (ENERGÍA FINAL) «consumo final bruto de energía»: los productos energéticos suministrados con fines energéticos a la industria, el transporte, los hogares, los servicios, incluidos los servicios públicos, la agricultura, la silvicultura y la pesca, incluido el consumo de electricidad y calor. Incluye las pérdidas de electricidad y calor en la distribución y el transporte. 6

7 ENERGÍAS RENOVABLES: IMPLICACIONES PREVIAS OBLIGATORIEDAD EN NZEB CTE (i) Documento Básico DB HE del Código Técnico de la Edificación. Sección HE 4: Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria (ó climatización piscina del edificio) Ámbito de aplicación. Esta Sección es de aplicación a: a) edificios de nueva construcción o a edificios existentes en que se reforme íntegramente el edificio en sí o la instalación térmica, o en los que se produzca un cambio de uso característico del mismo, en los que exista una demanda de agua caliente sanitaria (ACS) superior a 50 l/d; b) ampliaciones o intervenciones, no cubiertas en el punto anterior, en edificios existentes con una demanda inicial de ACS superior a l/día, que supongan un incremento superior al 50% de la demanda inicial; c) climatizaciones de: piscinas cubiertas nuevas, piscinas cubiertas existentes en las que se renueve la instalación térmica o piscinas descubiertas existentes que pasen a ser cubiertas. La contribución solar mínima para ACS y/o climatización de piscinas cubiertas podrá sustituirse parcial o totalmente mediante una instalación alternativa de otras energías renovables, procesos de cogeneración o fuentes de energía residuales en el propio edificio o a través de la conexión a una red de climatización urbana. 7

8 ENERGÍAS RENOVABLES: IMPLICACIONES PREVIAS OBLIGATORIEDAD EN NZEB CTE (ii) Documento Básico DB HE del Código Técnico de la Edificación. Sección HE 4: Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria 2.2 Cuantificación de la exigencia Contribución solar mínima para ACS y/o piscinas cubiertas 30-70% La contribución solar mínima anual es la fracción entre los valores anuales de la energía solar aportada exigida y la demanda energética anual para ACS o climatización de piscina cubierta, obtenidos a partir de los valores mensuales. 8

9 ENERGÍAS RENOVABLES: IMPLICACIONES PREVIAS OBLIGATORIEDAD EN NZEB CTE (iii) Documento Básico DB HE del Código Técnico de la Edificación. Sección HE 5: Contribución fotovoltaica mínima de energía eléctrica Ámbito de aplicación 1 Esta Sección es de aplicación a: a) edificios de nueva construcción y a edificios existentes que se reformen íntegramente, o en los que se produzca un cambio de uso característico del mismo, para los usos indicados en la tabla 1.1 cuando se superen los m 2 de superficie construida; b) ampliaciones en edificios existentes, cuando la ampliación corresponda a alguno de los usos establecidos en tabla 1.1 y la misma supere m2 de superficie construida. 9

10 ENERGÍAS RENOVABLES: IMPLICACIONES PREVIAS OBLIGATORIEDAD EN NZEB CTE (iv) Documento Básico DB HE del Código Técnico de la Edificación. Sección HE 5: Contribución fotovoltaica mínima de energía eléctrica Cuantificación de la exigencia Potencia eléctrica mínima La potencia nominal mínima a instalar se calculará mediante la siguiente fórmula: P = C (0,002 S - 5) (2.1) Siendo, P la potencia nominal a instalar [kw]; C el coeficiente definido en la tabla 2.1 en función de la zona climática establecida en el apartado 4.1; S la superficie construida del edificio [m2]: <5% demanda TOTAL Energía Primaria 2 4 kwh.e/m kwh.ep/m

11 ENERGÍAS RENOVABLES: IMPLICACIONES PREVIAS OBLIGATORIEDAD EN NZEB OTROS PAISES No todos concluyen, directamente, una contribución mínima de renovables pero siempre ayudan a cumplir los objetivos (por menor consumo de energía primaria o emisiones de CO 2 ). Overview of Member States information on NZEBs (Ecofys, October 2014; by order of European Commission): ENERGY USE: [HEATING + COOLING + DHW + LIGHTING + VENTILATION + OTHER] NZEB- ITALY: RES 50% for domestic hot water[dhw], and RES 50% heating + cooling + hot water. NZEB- CYPRUS: At least 25% of the primary energy must be covered by RES. NZEB- FRANCE: Solar panels for DHW, or heat from District Heating with >50%RES, or RES total contribution 5kWh/m²/yr (primary energy). NZEB- DENMARK: 51-56% of the primary energy must be covered by RES. NZEB- UNITED KINGDOM: CO2 APPROACH, LIMITATION TO kg_co 2 /m 2 /year. 11

12 ENERGÍAS RENOVABLES: BALANCES EN NZEB BALANCES PARA AUTOCONSUMO: BALANCE REAL: ENERGÍA EXPORTADA / IMPORTADA HORARIO (el más REAL) BALANCE CON HERRAMIENTAS SIMULACIÓN ENERGÉTICA EDIFICIOS: LIDER-CALENER + OTROS BALANCE NETO DEMANDA/GENERACIÓN (aunque se exporte todo): HORARIO, MENSUAL, ANUAL. NO ESTÁ AÚN DEFINIDO EN ESPAÑA!! ENERGÍAS RENOVABLES TÉRMICAS SON, HABITUALMENTE, SÓLO PARA AUTOCONSUMO (BIOMASA, SOLAR TÉRMICA, GEOTERMIA). No se sabe si habrá limitación en cuanto a la utilización de Green Credits (electricidad con GDO renovable) Según revisión bibliográfica reciente (enero 2015): RENEWABLES: ON-SITE OFF-SITE (OFF-SITE= NEARBY OR GREEN CREDIT) 12

13 OBLIGATORIEDAD ENERGÍAS RENOVABLES EN NZEB: CONCLUSIONES A nivel nacional no está todavía definida la contribución renovable obligatoria. DIRECTIVA 2009/28/CE define y acota los conceptos de energía renovable y muchos otros aplicables a la definición de NZEB. Aparece obligatoriedad por países del 20% de cobertura con energías renovables (respecto energía final). El cumplimiento del CTE ya implica la introducción de renovables en la edificación, mediante solar térmica (o renovable equivalente) en el uso de agua caliente sanitaria (30-70% de contribución renovable) en línea con reglamentación NZEB en otros países. En algunos tipos de edificios también es obligatoria la instalación de solar fotovoltaica. Equivalente aprox. a una contribución renovable inferior al 5% del consumo de energía primaria. Se prevé una obligatoriedad, para la suma de ciertos usos finales de la energía, de entre el 25 y el 55% de cobertura mediante fuentes renovables. Puede haber un parte de energía renovable cubierta mediante electricidad con GdO renovable ( Green credits ). 13

14 TRABAJO DEL CURSO ESQUEMA CADA GRUPO TENDRÁ ASIGNADO UN EDIFICIO/VIVIENDA CON MATERIALES E INSTALACIONES CONVENCIONALES QUE DEBERÁN CONVERTIR EN UN EDIFICIO DE CONSUMO CASI NULO (NZEB) SIMULACIÓN / CALIFICACIÓN ENERGÉTICA DE EDIFICIOS. - ALCANZAR CATEGORIA GLOBAL A (emisiones CO 2 energía primaria). - ADEMÁS, CATEGORIAS PARCIALES A o B. LA CONTRIBUCIÓN DE ENERGÍA PRIMARIA RENOVABLE DEBE SER MAYOR O IGUAL AL 50% (utilizar fotovoltaica, geotérmica, caldera de biomasa, solar térmica, ) 14

15 UNIDAD 4. INTEGRACION DE ENERGÍAS RENOVABLES 4.2. APLICACIONES TÉRMICAS BIOMASA GEOTERMIA SOLAR TÉRMICA 15

16 UNIDAD 4. INTEGRACION DE ENERGÍAS RENOVABLES 4.3. APLICACIONES ELÉCTRICAS SOLAR FOTOVOLTAICA BIOMASA EÓLICA 16