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I CONGRESO INTERNACIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ENERGÍAS NO CONVENCIONALES

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El comportamiento energético de los edificios
Los factores de influencia en el comportamiento energético de los edificios ...
El comportamiento energético de los edificios

Servicios para la sostenibilidad
El comportamiento energético de los edificios
Pero ¿cuales son los aspectos primarios y secundarios?
 Demanda energética:...
El comportamiento energético de los edificios

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La importancia del diseño en las energías no convencionales

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Caso Aeropuerto Internacional
Caso para el ahorro y eficiencia energética en la instalación de iluminación de un
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Caso Aeropuerto Internacional
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Caso Aeropuerto Internacional: descripción del sistema propuesto

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Caso Aeropuerto Internacional: descripción del sistema propuesto

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Caso Aeropuerto Internacional: descripción del sistema propuesto

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Caso Aeropuerto Internacional
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Caso Aeropuerto Internacional: variables de cálculo y límites de medida

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Caso Aeropuerto Internacional
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Caso Aeropuerto Internacional: cálculo de la línea de consumo sistema propuesto

Servicios para la sostenibilidad
Caso Aeropuerto Internacional: cálculo de la línea de consumo sistema propuesto

Horas de uso
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Caso Aeropuerto Internacional: cálculo de la línea de consumo sistema propuesto

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Caso Aeropuerto Internacional
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Caso Aeropuerto Internacional: cálculo del ahorro de consumo energético

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Caso Hotel en autoconsumo
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Caso Hotel en autoconsumo: datos generales

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Caso Hotel en autoconsumo: estudio de demanda energética

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Caso Hotel en autoconsumo: cálculo de la producción eléctrica disponible

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Caso Hotel en autoconsumo: balance energético anual

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Caso Hotel en autoconsumo
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Caso Hotel en autoconsumo: diseño eólico

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Caso Hotel en autoconsumo: diseño del acumulador eléctrico

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Caso Hotel en autoconsumo: diseño general del sistema y conexionado

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Caso Hospital en doble generación
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Caso Hospital en doble generación: datos generales

 Hospital en Barcelona construido en 1889
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Caso Hospital en doble generación: análisis de demanda de calor y frío

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Caso Hospital en doble generación: sistema energético actual

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Caso Hospital en doble generación: sistemas de trigeneeración

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Caso Hospital en doble generación: determinación de los equipos del sistema

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Caso Hospital en doble generación: determinación de los equipos del sistema

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Caso Hospital en doble generación
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Caso Hospital en doble generación: resumen de los resultados del sistema

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Caso Hospital en doble generación
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Caso Hospital en doble generación: implantación del proyecto y obra

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Mapa energético futuro del Perú
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Mapa energético futuro del Perú
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Conclusiones

Servicios para la sostenibilidad
…muchas gracias por su atención
muchas

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Aplicación de energías alternativas y eficientes - Huancayo

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Conferencia de Caba sostenibilidad en el I Feria Minera Energética regional 2013 celebrada en Huancayo (Perú) del 18 al 19 de Octubre.

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Aplicación de energías alternativas y eficientes - Huancayo

  1. 1. GOBIERNO REGIONAL JUNÍN g g Dirección Regional de Energía Y Minas I FERIA MINERA ENERGÉTICA REGIONAL ESTUDIANTIL 2013 Huancayo, 18 de Octubre de 2013 Ing. Xavier Saltó – Gerente General xsalto@caba.pe
  2. 2. I CONGRESO INTERNACIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ENERGÍAS NO CONVENCIONALES APLICACIÓN DE ENERGÍAS ALTERNATIVAS Ó Í Y EFICIENTES Servicios para la sostenibilidad
  3. 3. Aplicación de energías alternativas y eficientes: guión contenidos 1. 1 2. 3. 4. 4 5. 6. 7. 7 El comportamiento energético d edificios t i t éti de difi i La importancia del diseño en las energías NC p g Caso Aeropuerto Internacional Caso Hotel en autoconsumo Caso Hospital en doble generación Mapa energético futuro del Perú Conclusiones Servicios para la sostenibilidad
  4. 4. El comportamiento energético de los edificios Los factores de influencia en el comportamiento energético de los edificios son:  Climatológicos: temperatura, humedad, altura sobre el nivel del mar, vientos dominantes…  Situación y ubicación: altura relativa a su entorno, orientación y altura del edificio…  Arquitectónicos: factor de forma, composición de la envolvente térmica, exposición solar, ventilación natural…  De ingeniería: diseño de las instalaciones energéticas, monitoreo, tipo de combustibles y fuentes energéticas disponibles…  De uso y explotación: comportamiento de los usuarios para con los consumos, necesidades funcionales del edificio… Servicios para la sostenibilidad
  5. 5. El comportamiento energético de los edificios Servicios para la sostenibilidad
  6. 6. El comportamiento energético de los edificios Pero ¿cuales son los aspectos primarios y secundarios?  Demanda energética: cantidad de energía, en kWh, que es necesaria para mantener un edificio en régimen de confort para cualquiera de sus necesidades, ya sea térmico, lumínico, de calidad de aire, producción de agua caliente, etc.  Consumo final: cantidad de energía que los equipos que tienen por objeto aportar confort (pe HVAC systems, equipos de iluminación, etc.) consumen durante su función, y de la cual se debe abastecer al edificio. Servicios para la sostenibilidad
  7. 7. El comportamiento energético de los edificios Servicios para la sostenibilidad
  8. 8. Aplicación de energías alternativas y eficientes: guión contenidos 1. 1 2. 3. 4. 4 5. 6. 7. 7 El comportamiento energético d edificios t i t éti de difi i La importancia del diseño en las energías NC p g Caso Aeropuerto Internacional Caso Hotel en autoconsumo Caso Hospital en doble generación Mapa energético futuro del Perú Conclusiones Servicios para la sostenibilidad
  9. 9. La importancia del diseño en las energías no convencionales El uso de nuevos sistemas basados en energías no convencionales y eficientes (sin ser renovables, pero con altos rendimientos) es una oportunidad para el sector de la ingeniería eléctrica térmica y civil de desarrollar edificios y eléctrica, usos humanos en general más económicos, confortables y respetuosos con el medio ambiente, con menores tasas de consumo y de emisiones al medio medio. Servicios para la sostenibilidad
  10. 10. La importancia del diseño en las energías no convencionales Uso final lé i U fi l eléctrico:  Energía solar fotovoltaica: instalación por la cual se obtiene energía eléctrica mediante la transformación de la radiación solar en electricidad en corriente continua Se usan módulos fotovoltaicos elementos construidos continua. fotovoltaicos, a base de semiconductores que aprovechan la radiación solar para excitar de los electrones libres y generar así energía eléctrica  Energía eólica: aprovechamiento del viento para producción de energía eléctrica mediante la conversión de la energía mecánica del viento a través de la rotación de un motor.  Energía hidráulica: instalación de generación eléctrica mediante la transformación de la energía potencial contenida en un salto de agua (o caudal en movimiento por su defecto) a través del movimiento de un rotor.  Energía geotérmica: generación eléctrica mediante el aprovechamiento de las variables termofísicas de un fluido que se encuentra bajo la capa Terrestre q j p  Iluminación LED: sistema de iluminación eficiente mediante LED (Light Emisor Diode) que substituye a la iluminación convencional y obtiene los mismos niveles lumínicos con un potencia entre el 50 y el 85% menor menor. Servicios para la sostenibilidad
  11. 11. La importancia del diseño en las energías no convencionales Uso final é i U fi l térmico:  Energía solar térmica: generación de agua caliente mediante placas solares que incorporan un serpentín en su interior y calientan el agua a su paso, aprovechando la radiación solar y por tanto el incremento de temperatura en su interior.  Energía geotérmica de baja entalpia: intercambio térmico (frío o calor) con alto rendimiento energético (COPs entre 4,5 y 9) aprovechando las condiciones estables y de temperatura del suelo. Uso final combinado térmico y eléctrico:  Cogeneración: sistema de alto rendimiento por el cual se produce de forma simultanea electricidad y agua caliente. Un motor a gas quema el combustible produciendo la rotación de un generador eléctrico, y a su vez los humos de combustión intercambian su calor con agua.  Trigeneración: el sistema parte del concepto anterior, al cual se acopla una máquina de absorción que convierte el agua caliente en agua refrigerada para producción de frío. Servicios para la sostenibilidad
  12. 12. La importancia del diseño en las energías no convencionales Todas ll T d ellas son positivas en valor absoluto, pero no en valor relativo. C b realizar un análisis d iimplantación y ii l b l l l i Cabe li áli i de l ió viabilidad:  Demanda energética del edificio: identificar cuantitativa y cualitativamente la demanda del edificio con un edificio, soporte informático para poder simular convenientemente todos los efectos que ésta crea sobre el edificio, zonificando debidamente y pudiendo analizar los resultados por períodos horarios e incluso inferiores.  Disponibilidad climatológica: estudio climatológico que desarrolle el potencial solar, eólico y geológico del subsuelo para determinar el potencial de cada una de las fuentes energéticas.  Uso del edificio: intensidad del uso, tipología de uso (agua caliente, computadoras, sistema climatización...)  Disponibilidad de tecnología: análisis sobre en qué medida cada una de las tecnologías está disponible en el entorno del edificio  Disponibilidad de redes de suministro energético: verificar si las redes eléctrica y de Gas Natural están disponibles en la ubicación del edificio, modeladas (sólo como hipótesis de simulación) como fuentes con acumulación infinita de energía energía. Servicios para la sostenibilidad
  13. 13. La importancia del diseño en las energías no convencionales Ahorro energético Ahorro de costes Rendimiento del sistema Ahorro en costes ambientales Inversión inicial ó Período de retorno TIR VAN 4 variables técnicas + 4 variables financieras Servicios para la sostenibilidad
  14. 14. La importancia del diseño en las energías no convencionales Tecnología T l í Producción P d ió Factor i it i F t prioritario Factores secundarios F t d i Baja demanda energética eléctrica Energía solar fotovoltaica Consumos energéticos durante horas Eléctrica en autoconsumo debido a la limitación en el diurnas y sin estacionalidad anual rendimiento de los módulos solares Baja demanda energética eléctrica debido Energía solar fotovoltaica Buena calidad de red pública para Eléctrica a la limitación en el rendimiento de los conectada a red optimizar la conexión de producción módulos solares Demandas energéticas no intensivas para Entorno próximo abierto y libre de Energía eólica g Eléctrica p poder regular la intermitencia en la g obstáculos naturales y artificiales producción Alta intensidad en el uso para p Sistemas iluminación LED Eléctrica Niveles lumínicos medios y no aprovechamiento de la larga vida de los focalizados si no trabajando en equipos LED frente a convencionales ámbitos genéricos Servicios para la sostenibilidad
  15. 15. La importancia del diseño en las energías no convencionales Tecnología T l í Producción P d ió Factor i it i F t prioritario Factores secundarios F t d i Equilibrio entre cargas térmicas y Demanda energética de producción de Cogeneración Eléctrica + Térmica eléctricas para buena sincronización de calor estable durante todo el año ambas producciones Equilibrio entre cargas térmicas y Eléctrica + Térmica Trigeneración eléctricas para buena sincronización de (calor y frío) ambas producciones Tener un edificio con demandas Geotermia de BT sistema Trabajo térmico a baja temperatura j j p energéticas de calor y frío equilibradas,, g q Térmica cerrado (close-loop) (<45ºC) para obtener COPs interesantes para no descompensar cíclicamente la temperatura del subsuelo p Geotermia de BT sistema Trabajo térmico a baja temperatura Disponer de caudales de agua vivos y a Térmica abierto (open-loop) (<45ºC) para obtener COPs interesantes poca profundidad Servicios para la sostenibilidad
  16. 16. Aplicación de energías alternativas y eficientes: guión contenidos 1. 1 2. 3. 4. 4 5. 6. 7. 7 El comportamiento energético d edificios t i t éti de difi i La importancia del diseño en las energías NC p g Caso Aeropuerto Internacional Caso Hotel en autoconsumo Caso Hospital en doble generación Mapa energético futuro del Perú Conclusiones Servicios para la sostenibilidad
  17. 17. Caso Aeropuerto Internacional Caso para el ahorro y eficiencia energética en la instalación de iluminación de un Aeropuerto Internacional con las siguientes características: p g  Uso 24 horas al día durant 365 días al año g p  Altos costos energéticos y en reposición de materiales (materiales + mano de obra)  Potencia total instalada 75,77kW  Nivel lumínico exigible 200lux (zonas de tránsito) Servicios para la sostenibilidad
  18. 18. Caso Aeropuerto Internacional Esquema del estudio: a. b. c. d. e. f. Descripción del sistema propuesto Variables de cálculo y límites de medida Cálculo de la línea base de consumo para el sistema actual á í Cálculo de la línea de consumo para el sistema propuesto Cálculo del ahorro de consumo energético Cá é Cálculo de las variables financieras Servicios para la sostenibilidad
  19. 19. Caso Aeropuerto Internacional: descripción del sistema propuesto La propuesta es la sustitución de las pantallas actuales, formadas por lámparas de florescencia de 4x36W con reactancia electrónica, por pantallas p p p con tecnología electrónica LED de 64W. La sustitución será de toda la pantalla descartando la integración de la tecnología LED en las pantallas actuales por g g p p motivos de funcionalidad y capacidad lumínica. Servicios para la sostenibilidad
  20. 20. Caso Aeropuerto Internacional: descripción del sistema propuesto Además, se propone la instalación de un sistema de control de luz diurna que apagará las pantallas en funcion de la variable fija, que será el nivel lumínico de pg p j q la zona. De este modo se optimiza el consumo en una importante parte del tiempo, dadas las buenas condiciones climáticas del entorno así como del p diseño del edificio. En relación al sistema de gestión, control y medición, se propone la implantación de un sistema que permite controlar cada elemento lumínico p q p instalado de forma individual o en grupos de elementos. Cada elemento lumínico o sensor llevará instalado un nodo de comunicación que le proporcionará el q p p control individual. Estos nodos se comunican con la base de datos y control con el software vía radio mediante la frecuencia permitida. p Servicios para la sostenibilidad
  21. 21. Caso Aeropuerto Internacional: descripción del sistema propuesto  Monitorización del estado de funcionamiento de la luminaria  Monitorización de los consumos energéticos de cada luminaria g  La gestión del apagado y encendido en relación a un sensor de flujo luminoso  La gestión del apagado y encendido mediante asignación horaria g pg g  Avisos de averías de la luminarias  Gestión de zonas Servicios para la sostenibilidad
  22. 22. Caso Aeropuerto Internacional: descripción del sistema propuesto Servicios para la sostenibilidad
  23. 23. Caso Aeropuerto Internacional Esquema del estudio: a. b. c. d. e. f. Descripción del sistema propuesto Variables de cálculo y límites de medida Cálculo de la línea base de consumo para el sistema actual á í Cálculo de la línea de consumo para el sistema propuesto Cálculo del ahorro de consumo energético Cá é Cálculo de las variables financieras Servicios para la sostenibilidad
  24. 24. Caso Aeropuerto Internacional: variables de cálculo y límites de medida Las dos principales variables para el cálculo son:  Potencia de los sistemas: los sistemas actuales tienen una potencia de lámparas de 144W (4x36W) y las reactancias electrónicas de 10W. Los sistemas propuestos tienen un consumo de lámparas de 60W y reactancia de 4W  Horas de uso del sistema: el uso del sistema de iluminación es intensivo intensivo, 24 horas al día los 365 días al año. Ésta será la base de cálculo para el comportamiento actual pero no así para la propuesta puesto que la instalación propuesta, del sistema de control mediante flujo lumínico permitirá apagar pantallas en función de si son necesarias o no para la consecución del nivel lumínico deseado. Las simulaciones han tomado en cuenta la climatología, las horas de iluminación natural y el componente skycover skycover. Servicios para la sostenibilidad
  25. 25. Caso Aeropuerto Internacional Esquema del estudio: a. b. c. d. e. f. Descripción del sistema propuesto Variables de cálculo y límites de medida Cálculo de la línea base de consumo para el sistema actual á í Cálculo de la línea de consumo para el sistema propuesto Cálculo del ahorro de consumo energético Cá é Cálculo de las variables financieras Servicios para la sostenibilidad
  26. 26. Caso Aeropuerto Internacional: cálculo de la línea base de consumo Potencia de los sistemas Nivel lumínico actual Se tomaron un total de 53 medidas con luxómetros, para comprobar los niveles Horas de uso: 8.760 horas anuales Servicios para la sostenibilidad
  27. 27. Caso Aeropuerto Internacional: cálculo de la línea base de consumo Caracterizacion de las líneas base de consumo actuales (diaria y mensual) Energía total anual: 663.728kWh Servicios para la sostenibilidad
  28. 28. Caso Aeropuerto Internacional Esquema del estudio: a. b. c. d. e. f. Descripción del sistema propuesto Variables de cálculo y límites de medida Cálculo de la línea base de consumo para el sistema actual á í Cálculo de la línea de consumo para el sistema propuesto Cálculo del ahorro de consumo energético Cá é Cálculo de las variables financieras Servicios para la sostenibilidad
  29. 29. Caso Aeropuerto Internacional: cálculo de la línea de consumo sistema propuesto Potencia de los sistemas -58,5% Cálculo nivel lumínico Con la solución propuesta se han realizado simulaciones computacionales con Dialux para verificar que ésta cumple con los requisitos de nivel lumínico Servicios para la sostenibilidad
  30. 30. Caso Aeropuerto Internacional: cálculo de la línea de consumo sistema propuesto Servicios para la sostenibilidad
  31. 31. Caso Aeropuerto Internacional: cálculo de la línea de consumo sistema propuesto Horas de uso Asumiendo el sistema de control de reguación de lux diurna para garantizar los 200lux, se ha realizado otra simulación computacional con EnergyP incorporando los datos climatológicos del lugar para establecer cuantas horas al día va a funcionar cada una de las lámparas, atendiendo a los condicionantes solares y de climatología (skycover cobertura parcial o total) (skycover, Servicios para la sostenibilidad
  32. 32. Caso Aeropuerto Internacional: cálculo de la línea de consumo sistema propuesto Caracterización de la línea de consumo del sistema propuesto Servicios para la sostenibilidad
  33. 33. Caso Aeropuerto Internacional Esquema del estudio: a. b. c. d. e. f. Descripción del sistema propuesto Variables de cálculo y límites de medida Cálculo de la línea base de consumo para el sistema actual á í Cálculo de la línea de consumo para el sistema propuesto Cálculo del ahorro de consumo energético Cá é Cálculo de las variables financieras Servicios para la sostenibilidad
  34. 34. Caso Aeropuerto Internacional: cálculo del ahorro de consumo energético Servicios para la sostenibilidad
  35. 35. Caso Aeropuerto Internacional: cálculo del ahorro de consumo energético Servicios para la sostenibilidad
  36. 36. Caso Aeropuerto Internacional Esquema del estudio: a. b. c. d. e. f. Descripción del sistema propuesto Variables de cálculo y límites de medida Cálculo de la línea base de consumo para el sistema actual á í Cálculo de la línea de consumo para el sistema propuesto Cálculo del ahorro de consumo energético Cá é Cálculo de las variables financieras Servicios para la sostenibilidad
  37. 37. Caso Aeropuerto Internacional: cálculo de las variables financieras Los aspectos financieros principales de la inversión serán:  Ahorro económico por consumo de energía en general  Ahorro económico por consumo de energía en horas punta (diurnas)  Ahorro económico por menor potencia disponible  Ahorro económico por menos reposición material + mano de obra) Servicios para la sostenibilidad
  38. 38. Aplicación de energías alternativas y eficientes: guión contenidos 1. 1 2. 3. 4. 4 5. 6. 7. 7 El comportamiento energético d edificios t i t éti de difi i La importancia del diseño en las energías NC p g Caso Aeropuerto Internacional Caso Hotel en autoconsumo Caso Hospital en doble generación Mapa energético futuro del Perú Conclusiones Servicios para la sostenibilidad
  39. 39. Caso Hotel en autoconsumo Esquema del estudio: a. b. c. d. e. f. g. h. Datos generales Estudio de demanda energética Cálculo de la producción eléctrica disponible á ó é Balance energético anual Diseño eólico ó Diseño solar fotovoltaico Diseño del Di ñ d l acumulador eléctrico l d lé i Diseño general del sistema y conexionado Servicios para la sostenibilidad
  40. 40. Caso Hotel en autoconsumo: datos generales  Ubicación en la sierra de Tarragona, a 1.450 metros de altitud  Núcleo urbano aislado, sin connexión a red eléctrica ni agua potable  Superfície de 2.300m2  Ocupación no regular y estacional  Entorno arquitectónico y fauna protegido Servicios para la sostenibilidad
  41. 41. Caso Hotel en autoconsumo Esquema del estudio: a. b. c. d. e. f. g. h. Datos generales Estudio de demanda energética Cálculo de la producción eléctrica disponible á ó é Balance energético anual Diseño eólico ó Diseño solar fotovoltaico Diseño del Di ñ d l acumulador eléctrico l d lé i Diseño general del sistema y conexionado Servicios para la sostenibilidad
  42. 42. Caso Hotel en autoconsumo: estudio de demanda energética Condiciones iniciales: Temporada b j T d baja Temporada media Temporada alta Servicios para la sostenibilidad
  43. 43. Caso Hotel en autoconsumo: estudio de demanda energética Mediante simulación computacional ( (Energy Plus) se analizan los consumos ) diarios para cada uno de los 3 tipos de ocupación Temporada baja Temporada media Temporada alta Servicios para la sostenibilidad
  44. 44. Caso Hotel en autoconsumo Esquema del estudio: a. b. c. d. e. f. g. h. Datos generales Estudio de demanda energética Cálculo de la producción eléctrica disponible á ó é Balance energético anual Diseño eólico ó Diseño solar fotovoltaico Diseño del Di ñ d l acumulador eléctrico l d lé i Diseño general del sistema y conexionado Servicios para la sostenibilidad
  45. 45. Caso Hotel en autoconsumo: cálculo de la producción eléctrica disponible Una vez más mediante simulación computacional ( (PVSyst, Eomax), y con la ) incorporación de los datos climáticos de Llaberia, se realiza un cálculo de la producción eléctrica disponible y se contrapone con la demanda calculada Servicios para la sostenibilidad
  46. 46. Caso Hotel en autoconsumo: cálculo de la producción eléctrica disponible Es de vital importancia obtener los datos de disponibilidad de generación para poder determinar los períodos de déficit y en consecuencia, la magnitud de los equipos de acumulación energética Enero Abril Servicios para la sostenibilidad
  47. 47. Caso Hotel en autoconsumo: cálculo de la producción eléctrica disponible Es de vital importancia obtener los datos de disponibilidad de generación para poder determinar los períodos de déficit y en consecuencia, la magnitud de los equipos de acumulación energética Julio Noviembre Servicios para la sostenibilidad
  48. 48. Caso Hotel en autoconsumo Esquema del estudio: a. b. c. d. e. f. g. h. Datos generales Estudio de demanda energética Cálculo de la producción eléctrica disponible á ó é Balance energético anual Diseño eólico ó Diseño solar fotovoltaico Diseño del Di ñ d l acumulador eléctrico l d lé i Diseño general del sistema y conexionado Servicios para la sostenibilidad
  49. 49. Caso Hotel en autoconsumo: balance energético anual Agregando pues los anteriores datos, obtenemos el balance energético anual del edificio Servicios para la sostenibilidad
  50. 50. Caso Hotel en autoconsumo Esquema del estudio: a. b. c. d. e. f. g. h. Datos generales Estudio de demanda energética Cálculo de la producción eléctrica disponible á ó é Balance energético anual Diseño eólico ó Diseño solar fotovoltaico Diseño del Di ñ d l acumulador eléctrico l d lé i Diseño general del sistema y conexionado Servicios para la sostenibilidad
  51. 51. Caso Hotel en autoconsumo: diseño eólico Sobre las condiciones climatológicas, cabe decir que la zona de Llaberia dispone de un gran recurso renovable no agresivo con el medio ambiente, éste es el viento. El más importante de la zona es el viento de componente noroeste, que barre la sierra con fuerza, especialmente en otoño, invierno e inicios de la primavera. Según los datos estadísticos, el viento sopla entre los 3m/s y los ú í 12m/s el 58% del tiempo durante un año. Servicios para la sostenibilidad
  52. 52. Caso Hotel en autoconsumo: diseño eólico En E cuanto a l t l í di ibl se h estudiado 3 modelos dif t d t la tecnología disponible, han t di d d l diferentes de aerogeneradores con comportamientos muy diversos, a continuación se muestra un gráfico d l potencia proporcionada por cada uno d ellos según l áfi de la t i i d d de ll ú la velocidad del viento incidente. Servicios para la sostenibilidad
  53. 53. Caso Hotel en autoconsumo: diseño eólico IIntegración arquitectónica y paisajística t ió it tó i i jí ti Servicios para la sostenibilidad
  54. 54. Caso Hotel en autoconsumo: diseño eólico Segñun los datos t i S ñ l d t anteriores y con l modelados energéticos anteriores, se los d l d éti t i implantan 4 aerogeneradores de 5kW, modelo tornado5 de FICOSA con las siguientes características i i t t í ti Servicios para la sostenibilidad
  55. 55. Caso Hotel en autoconsumo Esquema del estudio: a. b. c. d. e. f. g. h. Datos generales Estudio de demanda energética Cálculo de la producción eléctrica disponible á ó é Balance energético anual Diseño eólico ó Diseño solar fotovoltaico Diseño del Di ñ d l acumulador eléctrico l d lé i Diseño general del sistema y conexionado Servicios para la sostenibilidad
  56. 56. Caso Hotel en autoconsumo: diseño fotovoltaico La t l ió fotovoltaica L iinstalación f t lt i proyectada está f t d tá formada por módulos f t lt i d ód l fotovoltaicos policristalinos de 140Wp. Éstos se se integrarán en la cubierta por una cuestión arquiteectónica, orientados a suroeste e iinclinados 17º con el objetivo tió it tó i i td t li d 17º, l bj ti de maximizar la superficie disponible. Servicios para la sostenibilidad
  57. 57. Caso Hotel en autoconsumo Esquema del estudio: a. b. c. d. e. f. g. h. Datos generales Estudio de demanda energética Cálculo de la producción eléctrica disponible á ó é Balance energético anual Diseño eólico ó Diseño solar fotovoltaico Diseño del Di ñ d l acumulador eléctrico l d lé i Diseño general del sistema y conexionado Servicios para la sostenibilidad
  58. 58. Caso Hotel en autoconsumo: diseño del acumulador eléctrico Dados los datos t i D d l d t anteriores sobre el b l b l balance energético di i se calculó una éti diario, l ló demanda de autonomía (período en uso normal sin generación) de 8 días. Se han t l d baterías de h iinstalado b t í d carga y d descarga l t d 4500Ah U t t l d 72 lenta de 4500Ah. Un total de baterías ubicadas en tres bancadas, la cuales en un momento dado podrían ser capaces d proporcionar l t t lid d d l potencia eléctrica iinstalada de i la totalidad de la t i lé t i tld Servicios para la sostenibilidad
  59. 59. Caso Hotel en autoconsumo Esquema del estudio: a. b. c. d. e. f. g. h. Datos generales Estudio de demanda energética Cálculo de la producción eléctrica disponible á ó é Balance energético anual Diseño eólico ó Diseño solar fotovoltaico Diseño del Di ñ d l acumulador eléctrico l d lé i Diseño general del sistema y conexionado Servicios para la sostenibilidad
  60. 60. Caso Hotel en autoconsumo: diseño general del sistema y conexionado Servicios para la sostenibilidad
  61. 61. Aplicación de energías alternativas y eficientes: guión contenidos 1. 1 2. 3. 4. 4 5. 6. 7. 7 El comportamiento energético d edificios t i t éti de difi i La importancia del diseño en las energías NC p g Caso Aeropuerto Internacional Caso Hotel en autoconsumo Caso Hospital en doble generación Mapa energético futuro del Perú Conclusiones Servicios para la sostenibilidad
  62. 62. Caso Hospital en doble generación Esquema del estudio: a. b. c. d. e. f. g. Datos generales Análisis de las demandas de calor y frío Sistema energético actual é Sistemas de trigeneración Determinación de los equipos del sistema ó Resumen de resultados del sistema IImplantación d l proyecto y obra l ió del b Servicios para la sostenibilidad
  63. 63. Caso Hospital en doble generación: datos generales  Hospital en Barcelona construido en 1889  199 camas, 5 quirófanos, 42 locales de consulta y 421 trabajadores  31.584 visitas y 5.604 intervenciones quirúrgicas  Superfície de 17.400m2 Servicios para la sostenibilidad
  64. 64. Caso Hospital en doble generación Esquema del estudio: a. b. c. d. e. f. g. Datos generales Análisis de las demandas de calor y frío Sistema energético actual é Sistemas de trigeneración Determinación de los equipos del sistema ó Resumen de resultados del sistema IImplantación d l proyecto y obra l ió del b Servicios para la sostenibilidad
  65. 65. Caso Hospital en doble generación: análisis de demanda de calor y frío Para la obtención de las demandas energéticas, se realiza una auditoría energética durante un año completo,, monitorizando y analizando los g p consumos de cada unidad Servicios para la sostenibilidad
  66. 66. Caso Hospital en doble generación Esquema del estudio: a. b. c. d. e. f. g. Datos generales Análisis de las demandas de calor y frío Sistema energético actual é Sistemas de trigeneración Determinación de los equipos del sistema ó Resumen de resultados del sistema IImplantación d l proyecto y obra l ió del b Servicios para la sostenibilidad
  67. 67. Caso Hospital en doble generación: sistema energético actual El edificio contaba antes de la actuación con 4 calderas a gas de 465 kW cada una y dos enfriadoras eléctricas de 465 kW cada una. El suministro eléctrico se realiza mediante una conexión a la red pública p Servicios para la sostenibilidad
  68. 68. Caso Hospital en doble generación Esquema del estudio: a. b. c. d. e. f. g. Datos generales Análisis de las demandas de calor y frío Sistema energético actual é Sistemas de trigeneración Determinación de los equipos del sistema ó Resumen de resultados del sistema IImplantación d l proyecto y obra l ió del b Servicios para la sostenibilidad
  69. 69. Caso Hospital en doble generación: sistemas de trigeneeración La trigeneración es un sistema f L ti ió it formado por un equipo d cogeneración y una d i de ió planta de absorción, en este caso. El equipo de cogeneración produce energía eléctrica mediante un motor que f i lé t i di t t funciona con gas natural, y como t l subproducto se obtiene calor útil gratuito, el cual es aprovechado para el ACS y la l f ió l calefacción Servicios para la sostenibilidad
  70. 70. Caso Hospital en doble generación Esquema del estudio: a. b. c. d. e. f. g. Datos generales Análisis de las demandas de calor y frío Sistema energético actual é Sistemas de trigeneración Determinación de los equipos del sistema ó Resumen de resultados del sistema IImplantación d l proyecto y obra l ió del b Servicios para la sostenibilidad
  71. 71. Caso Hospital en doble generación: determinación de los equipos del sistema Puesto P t que es un sistema combinado, que d b d servicio a d ti d it bi d debe dar i i dos tipos de demanda bien diferenciadas (eléctrica y térmica) se debe desarrollar el análisis completo d di áli i l t de dimensionamiento d l sistema. U sistema d i i t del i t Un i t demasiado id grande produc´rá calor en exceso, y habrá que devolverlo al ambiente, y un sistema iinfradimensionado no t d á un ó ti reotrno d l iinversión it f di i d tendrá óptimo t de la ió Equipo de cogeneración Planta absorción Potencia Potencia a térmica disipar (kW) absorbida (kW) 25,6 25 6 42,8 42 8 77,4 130,6 Modelo Potencia elétrica (kW) Potencia térmica (kW) Combustible (kW) Modelo Potencia frigorífica (kW) TRI-70 HPC 50N HPC 70N 50 70 82 109 146 204 Yazaki WFC SC05 Yazaki WFC SC20 17,2 17 2 52,9 TRI-100 HPC 100N 99 132 270 Yazaki WFC SC30 79,8 116,9 197 TRI-150 HPC 150N 142 207 392 Yazaki WFC SC30 87,6 127,8 216,3 TRI-200 TRI-400 HPC 200N HPC 400N 200 404 293 513 553 1045 Thermax LT-10C Thermax LT-10C 230,2 230,2 330,2 330,2 558,1 558,1 TRI-200 Servicios para la sostenibilidad
  72. 72. Caso Hospital en doble generación: determinación de los equipos del sistema Para cada uno de los equipos propuestos se analizarán 3 variables técnicas: cobertura de demanda de calor, cobertura de demanda de frío y tasa de operación anual (%) 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 TRI‐50 TRI‐70 TRI‐100 TRI‐150 TRI‐200 TRI‐400 COBERTURA DE CALOR (%) 15,51 21,14 26,76 40,13 54,14 82,94 COBERTURA DE FRIO (%) COBERTURA DE FRIO (%) 1,97 1 97 6,06 6 06 9,14 9 14 10,03 10 03 26,36 26 36 42,05 42 05 FUNCIONAMENTO  ANNUAL (%) 91,67 91,67 91,67 91,65 88,49 78,78 Servicios para la sostenibilidad
  73. 73. Caso Hospital en doble generación: determinación de los equipos del sistema Asimismo se analizarán dos variables económicas: beneficios generados por las plantas y tiempo de amortización 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 TRI‐50 TRI‐70 TRI‐100 TRI‐150 TRI‐200 TRI‐400 BENEFICIOS  (€ / HORA) 3,04 , 4,34 , 6,60 , 9,42 , 12,96 , 23,40 , AMORTITZACIÓN (AÑOS) 8,82 6,57 5,62 6,06 5,29 5,12 Servicios para la sostenibilidad
  74. 74. Caso Hospital en doble generación Esquema del estudio: a. b. c. d. e. f. g. Datos generales Análisis de las demandas de calor y frío Sistema energético actual é Sistemas de trigeneración Determinación de los equipos del sistema ó Resumen de resultados del sistema IImplantación d l proyecto y obra l ió del b Servicios para la sostenibilidad
  75. 75. Caso Hospital en doble generación: resumen de los resultados del sistema De los análisis anteriores se definió la instalación óptima como la TRI-400, por sus resultados técnicos y económicos. TABLA RESUMEN Dicha implantación tenia una inversión $1.273.715 que han sido financiados al 50% entre el propio Hospital y un grupo de inversores en formato ESCO (Energy Service Companies). Los resultados financieros de la inversión son pay-back de 4 pay back años y 9 meses y una TIR del proyecto del 21,35% Parámetros Cálculo o medida Unidad Definición h 7.359,00 h/año Horas totales de funcionamento hcalor 5.365,00 h/año Horas de funcionamento de producción de frío hfrio 1.994,00 h/año Horas de funcionamento de producción de calor Q 7.690.155,00 kWh/año Combustible consumido por el equipo de cogeneración E 2.973.036,00 kWh/año Calor útil producido  por el equipo de cogeneración V 3.450.900,73 kWh/año Electricidad producida  por el equipo de cogeneración ƞ0 75,00 % Rendimiento global mínimo segun el RD 616/2007 ƞ 83,53 % Rendimiento global del equipo de cogeneración ƞE 38,66 % Rendimiento eléctrico del equipo de cogeneración ƞV 49,09 % Rendimiento térmico del equipo de cogeneración Ref Hƞ 90,00 % Valor de referencia de la eficiencia para la producción separada de calor.  V l d f i d l fi i i l d ió d d l Decisión de la Comisión de 21 de diciembre del 2006 Ref Eƞ 49,60 % Valor de referencia de la eficiencia para la producción separada de calor.  Decisión de la Comisión de 21 de diciembre del 2006 REEmin 49,50 % Rendimiento eléctrico equivalente  mínimo exigido por el RD 661/2007 Rendimiento eléctrico equivalente mínimo exigido por el RD 661/2007 REE 77,11 % Rendimiento eléctrico equivalente AEP 2.138.203,33 kWh/año Ahorro de energía primaria segun el RD 616/2007 PESmin 10,00 % Ahorro porcentual de energía primaria mínimo para que la instalación sea  de alta eficiencia según la Directiva Europea 2004/8/CE  PES 21,76 21 76 % Ahorro porcentual de energía primaria Ah t ld í i i Tn CO₂ Ahorro de emisiones de CO₂ Ahorro Emisiones 431,66 Servicios para la sostenibilidad
  76. 76. Caso Hospital en doble generación Esquema del estudio: a. b. c. d. e. f. g. Datos generales Análisis de las demandas de calor y frío Sistema energético actual é Sistemas de trigeneración Determinación de los equipos del sistema ó Resumen de resultados del sistema IImplantación d l proyecto y obra l ió del b Servicios para la sostenibilidad
  77. 77. Caso Hospital en doble generación: implantación del proyecto y obra Servicios para la sostenibilidad
  78. 78. Aplicación de energías alternativas y eficientes: guión contenidos 1. 1 2. 3. 4. 4 5. 6. 7. 7 El comportamiento energético d edificios t i t éti de difi i La importancia del diseño en las energías NC p g Caso Aeropuerto Internacional Caso Hotel en autoconsumo Caso Hospital en doble generación Mapa energético futuro del Perú Conclusiones Servicios para la sostenibilidad
  79. 79. Mapa energético futuro del Perú En el sistema eléctrico intervienen diferentes agentes:  Generación  Transporte  Distribución  Consumo Las mejoras en cualquiera de los ámbitos anteriores impactan de igual modo a la mejora energética de un país Servicios para la sostenibilidad
  80. 80. Mapa energético futuro del Perú G Generación renovable y di t ib id ió bl distribuida T Transporte eficiente y d calidad t fi i t de lid d  Di t ib ió ordenada y moderna Distribución d d d  Ahorro en el Cons mo Consumo No hay que olvidar que la generación distribuida cercana a los puntos de distribuida, consumo, ahorra en infraestructuras de transporte y distribución, y evita sus pérdidas De igual modo, debe ser máxima prioridad para el Perú fomentar el ahorro en el consumo ya que evita inversiones y pérdidas en todos los anteriores consumo, Servicios para la sostenibilidad
  81. 81. Aplicación de energías alternativas y eficientes: guión contenidos 1. 1 2. 3. 4. 4 5. 6. 7. 7 El comportamiento energético d edificios t i t éti de difi i La importancia del diseño en las energías NC p g Caso Aeropuerto Internacional Caso Hotel en autoconsumo Caso Hospital en doble generación Mapa energético futuro del Perú Conclusiones Servicios para la sostenibilidad
  82. 82. Conclusiones Servicios para la sostenibilidad
  83. 83. …muchas gracias por su atención muchas GOBIERNO REGIONAL JUNÍN Dirección Regional de Energía Y Minas www.caba.pe
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