Energía geotérmica de baja entalpía: sistema. edificación

Transcripción

1 Seminario de Actualización Profesional Facultad de Ingeniería en Ciencias de la Tierra (FICT) Energía geotérmica de baja entalpía: sistema renovable y de alta eficiencia energética en edificación Guayaquil, 14 de Marzo de 2014 Juan María Menéndez Aguado Profesor Titular Universidad de Oviedo Prometeo ESPOL

2 Concepto de Energía Geotérmica: Geotermia clásica La energía geotérmica consiste en el aprovechamiento energético del calor almacenado en la corteza terrestre para obtener energía eléctrica o para aprovechar el calor de forma directa Origen del calor: -Desintegración de isótopos radiactivos -Calor inicial -Movimientos diferenciales -Cristalización del núcleo

3 Concepto de Energía Geotérmica: Geotermia clásica

4 Concepto de Energía Geotérmica: Geotermia clásica Hasta hace relativamente poco tiempo sólo se aprovechaba la energía térmica de la Tierra en zonas geológicamente favorables, aprovechando ésta en forma de agua caliente en fase líquida o vapor.

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6 Central Geotérmica Nesjavellir (Islandia)

7 C t l G té i N j lli Central Geotérmica Nesjavellir (abastece Reykjavík de electricidad y agua caliente)

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10 PRINCIPALES CONCLUSIONES: Se estima que en USA se puede conseguir por esta vía, en 50 años, una capacidad de 100,000 MW Se estima que la inversión necesaria para conseguir estos objetivos está entre 600 y 900 M$

11 Previsión de penetración de renovables hasta 2100 para conseguir una penetración total renovable 10%-30%-50%-80% en 2010, 2030, 2050 y 2100, estabilizando la concentración atmosférica de CO 2 en 550 ppm

12 Concepto de Energía Geotérmica: Sistemas GSHP GROUND SOURCE HEAT PUMP SYSTEMS (GSHP) Sistemas que utilizan el terreno y las aguas superficiales o subterráneas como fuente o sumidero de calor

13 Aporte energético al subsuelo

14 10000 W/m 2 FLUJOS DE CALOR 0,065 W/m 2 Aporte energético al subsuelo

15 Concepto de Energía Geotérmica: Sistemas GSHP Energía renovable: Directiva de Fomento del Uso de Energía Procedente de Fuentes Renovables, del 23/04/2009 Energía limpia: mínima emisión de gases de efecto invernadero Energía eficiente: mayor rendimiento energético Energía continua: frente a otras alternativas que son más estacionales (eólica, solar, etc) Energía para todo el mundo: puede ser aplicado en cualquier sitio; ya hay instalados más de MW para 1 millón de bombas de calor Energía local: evita la dependencia externa de otras fuentes de energía (gas, petróleo, etc) Energía económica: menor coste de explotación y de mantenimiento al necesitar menor potencia instalada

16 Energía renovable La Unión Europea clasifica las bombas de calor geotérmicas como energía Renovable: en la 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 (publicada en el DOUE el 05/06/2009) Artículo 5 Cálculo de la cuota de energía procedente de fuentes renovables 1. El consumo final bruto de energía procedente de fuentes renovables en cada Estado miembro se calculará como la suma:: a) del consumo final bruto de electricidad procedente de fuentes de energía renovables; b) del consumo final bruto de energía procedente de fuentes renovables para la calefacción y la refrigeración, y c) del consumo final de energía procedente de fuentes renovables en el sector del transporte. ( ) 4. ( ) La energía aerotérmica, geotérmica e hidrotérmica capturada por las bombas de calor se tendrá en cuenta a efectos del apartado 1, letra b), siempre que la producción final de energía supere de forma significativa el insumo de energía primaria necesaria para impulsar la bomba de calor. La cantidad de calor que se ha de considerar como energía procedente de fuentes renovables a efectos de la presente Directiva se calculará de conformidad con la metodología establecida en el anexo VII.. ( )

17 Energía renovable

18 Energía limpia

19 Energía eficiente Diagrama de Sankey CIATESA

20 Energía continua En invierno, la bomba transfiere el calor del terreno al agua con anticongelante: Calefacción En verano, la bomba transfiere el exceso de calor del edificio al terreno Refrigeración

21 Energía continua Bajo gradientes geotérmicos normales (3ºC/100m) La temperatura del terreno se puede considerar constante a 6-15 m prof., debido a un complejo equilibrio entre flujos caloríficos sub-superficiales y superficiales, e igual a la temperatura media anual de la zona

22 Energía continua Bajo gradientes geotérmicos normales (3ºC/100m) Por encima de 6 m la temperatura del terreno es una versión amortiguada de la temperatura atmosférica

23 Energía económica Edificio en Nydalen (Oslo) m sondeos de 200 m Coste: 7.5 M Ahorro energético: 60-70% 0.5 M /año se amortiza en 5 años.

24 Necesidades de la vivienda: Energía económica Caso piloto en Comunidad de Madrid: GIROD

25 Energía económica Caso piloto en Comunidad de Madrid

26 Aspectos tecnológicos Sistemas de climatización mediante bombas de calor geotérmicas (Ground Source Heat Pumps)

27 Aspectos tecnológicos MÁQUINAS TÉRMICAS: MOTORAS/GENERADORAS BOMBA DE CALOR: MÁQUINA TÉRMICA INVERSA

28 Aspectos tecnológicos

29 Aspectos tecnológicos Ejemplo doméstico de aplicación de la bomba de calor

30 Aspectos tecnológicos Esquema de funcionamiento Vivienda Compresión Evaporación Condensación Expansión Sondeo intercambiador m

31 Aspectos tecnológicos

32 Situación actual

33 Breve reportaje fotográfico Instalación realizada con financiación del Gobierno del Principado de Asturias Proyecto FICYT PC Pol. Fábrica de Mieres, empresa Inbulnes S.A.

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62 INTERCAMBIADOR GEOTÉRMICO MÁQUINAS ZANJADORAS PARA SISTEMAS HORIZONTALES O SLINKY

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77 INTERCAMBIADOR GEOTÉRMICO Intregración estructural

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82 INTERCAMBIADOR GEOTÉRMICO Intregración estructural

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84 Keble College, Oxford (UK)

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86 Estación de Metro U2/3 Praterstern (Viena)

87 INTERCAMBIADOR GEOTÉRMICO Intregración estructural

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90 Seminario de Actualización Profesional Facultad de Ingeniería en Ciencias de la Tierra (FICT) Energía geotérmica de baja entalpía: sistema renovable y de alta eficiencia energética en edificación Guayaquil, 14 de Marzo de 2014 Juan María Menéndez Aguado Profesor Titular Universidad de Oviedo Prometeo ESPOL