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.TRANSCRIPT
GOBIERNO REGIONAL JUNÍN
Dirección Regional de Energía Y g gMinas
I FERIA MINERA ENERGÉTICA REGIONALI FERIA MINERA ENERGÉTICA REGIONAL ESTUDIANTIL 2013Huancayo, 18 de Octubre de 2013Ing. Xavier Saltó – Gerente [email protected]@caba.pe
I CONGRESO INTERNACIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ENERGÍAS NO CONVENCIONALES
Ó ÍAPLICACIÓN DE ENERGÍAS ALTERNATIVAS Y EFICIENTES
Servicios para la sostenibilidad
Aplicación de energías alternativas y eficientes: guión contenidos
1 El t i t éti d difi i1. El comportamiento energético de edificios2. La importancia del diseño en las energías NCp g3. Caso Aeropuerto Internacional4 Caso Hotel en autoconsumo4. Caso Hotel en autoconsumo5. Caso Hospital en doble generación6. Mapa energético futuro del Perú7 Conclusiones7. Conclusiones
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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, vientosdominantes… Situación y ubicación: altura relativa a su entorno, orientación y altura deledificio… Arquitectónicos: factor de forma, composición de la envolvente térmica,exposición solar, ventilación natural… De ingeniería: diseño de las instalaciones energéticas, monitoreo, tipo decombustibles y fuentes energéticas disponibles… De uso y explotación: comportamiento de los usuarios para con losconsumos, necesidades funcionales del edificio…
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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: cantidad de energía, en kWh, que es necesaria paramantener 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 objetoaportar confort (pe HVAC systems, equipos de iluminación, etc.) consumendurante su función, y de la cual se debe abastecer al edificio.
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El comportamiento energético de los edificios
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Aplicación de energías alternativas y eficientes: guión contenidos
1 El t i t éti d difi i1. El comportamiento energético de edificios2. La importancia del diseño en las energías NCp g3. Caso Aeropuerto Internacional4 Caso Hotel en autoconsumo4. Caso Hotel en autoconsumo5. Caso Hospital en doble generación6. Mapa energético futuro del Perú7 Conclusiones7. Conclusiones
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La importancia del diseño en las energías no convencionales
El uso de nuevos sistemas basados en energías noEl uso de nuevos sistemas basados en energías noconvencionales y eficientes (sin ser renovables, pero conaltos rendimientos) es una oportunidad para el sector de laingeniería eléctrica térmica y civil de desarrollar edificios yingeniería eléctrica, térmica y civil de desarrollar edificios yusos humanos en general más económicos, confortables yrespetuosos con el medio ambiente, con menores tasas deconsumo y de emisiones al medioconsumo y de emisiones al medio.
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La importancia del diseño en las energías no convencionalesU fi l lé iUso final eléctrico:
Energía solar fotovoltaica: instalación por la cual se obtiene energía eléctrica mediante la transformaciónde la radiación solar en electricidad en corriente continua Se usan módulos fotovoltaicos elementos construidosde la radiación solar en electricidad en corriente continua. Se usan módulos fotovoltaicos, elementos construidosa base de semiconductores que aprovechan la radiación solar para excitar de los electrones libres y generar asíenergía eléctrica
Energía eólica: aprovechamiento del viento para producción de energía eléctrica mediante la conversión dela energía mecánica del viento a través de la rotación de un motor.
Energía hidráulica: instalación de generación eléctrica mediante la transformación de la energía potencialcontenida 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 unfluido que se encuentra bajo la capa Terrestreq j p
Iluminación LED: sistema de iluminación eficiente mediante LED (Light Emisor Diode) que substituye a lailuminación convencional y obtiene los mismos niveles lumínicos con un potencia entre el 50 y el 85% menor
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iluminación convencional y obtiene los mismos niveles lumínicos con un potencia entre el 50 y el 85% menor.
La importancia del diseño en las energías no convencionalesU fi l é iUso final térmico:
Energía solar térmica: generación de agua caliente mediante placas solares que incorporan un serpentín ensu interior y calientan el agua a su paso, aprovechando la radiación solar y por tanto el incremento detemperatura 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 Cogeneración: sistema de alto rendimiento por el cual se produce de forma simultanea electricidad y aguacaliente. Un motor a gas quema el combustible produciendo la rotación de un generador eléctrico, y a su vez loshumos de combustión intercambian su calor con agua.
Trigeneración: el sistema parte del concepto anterior, al cual se acopla una máquina de absorción queconvierte el agua caliente en agua refrigerada para producción de frío.
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La importancia del diseño en las energías no convencionalesT d ll i i l b l l l i C b li áli i d i l ióTodas ellas son positivas en valor absoluto, pero no en valor relativo. Cabe realizar un análisis de implantación yviabilidad:
Demanda energética del edificio: identificar cuantitativa y cualitativamente la demanda del edificio con un Demanda energética del edificio: identificar cuantitativa y cualitativamente la demanda del edificio, con unsoporte 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 delsubsuelo 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 enel entorno del edificio
Disponibilidad de redes de suministro energético: verificar si las redes eléctrica y de Gas Natural estándisponibles en la ubicación del edificio, modeladas (sólo como hipótesis de simulación) como fuentes conacumulación infinita de energía
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acumulación infinita de energía.
La importancia del diseño en las energías no convencionales
Ahorro energéticoAhorro de costesAhorro de costesRendimiento del sistemaAhorro en costes ambientales
óInversión inicialPeríodo de retornoTIRVAN
4 variables técnicas +4 variables financieras
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La importancia del diseño en las energías no convencionalesT l í P d ió F t i it i F t d iTecnología Producción Factor prioritario Factores secundarios
Energía solar fotovoltaica Eléctrica
Consumos energéticos durante horas Baja demanda energética eléctrica
debido a la limitación en elen autoconsumo
Eléctricadiurnas y sin estacionalidad anual
debido a la limitación en el
rendimiento de los módulos solares
Baja demanda energética eléctrica debidoEnergía solar fotovoltaica
conectada a redEléctrica
Baja demanda energética eléctrica debido
a la limitación en el rendimiento de los
módulos solares
Buena calidad de red pública para
optimizar la conexión de producciónmódulos solares
Energía eólica Eléctrica
Demandas energéticas no intensivas para
poder regular la intermitencia en la Entorno próximo abierto y libre de
g p g
producciónobstáculos naturales y artificiales
Alta intensidad en el uso para Niveles lumínicos medios y no
Sistemas iluminación LED Eléctrica
p
aprovechamiento de la larga vida de los
equipos LED frente a convencionales
y
focalizados si no trabajando en
ámbitos genéricos
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La importancia del diseño en las energías no convencionalesT l í P d ió F t i it i F t d iTecnología Producción Factor prioritario Factores secundarios
Cogeneración Eléctrica TérmicaDemanda energética de producción de
Equilibrio entre cargas térmicas y
eléctricas para buena sincronización deCogeneración Eléctrica + Térmicacalor estable durante todo el año
eléctricas para buena sincronización de
ambas producciones
Equilibrio entre cargas térmicas y
TrigeneraciónEléctrica + Térmica
(calor y frío)
Equilibrio entre cargas térmicas y
eléctricas para buena sincronización de
ambas produccionesambas producciones
Geotermia de BT sistema Trabajo térmico a baja temperatura
Tener un edificio con demandas
energéticas de calor y frío equilibradas,
cerrado (close-loop)Térmica
j j p
(<45ºC) para obtener COPs interesantes
g y q ,
para no descompensar cíclicamente la
temperatura del subsuelop
Geotermia de BT sistema
abierto (open-loop)Térmica
Trabajo térmico a baja temperatura
(<45ºC) para obtener COPs interesantes
Disponer de caudales de agua vivos y a
poca profundidad
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Aplicación de energías alternativas y eficientes: guión contenidos
1 El t i t éti d difi i1. El comportamiento energético de edificios2. La importancia del diseño en las energías NCp g3. Caso Aeropuerto Internacional4 Caso Hotel en autoconsumo4. Caso Hotel en autoconsumo5. Caso Hospital en doble generación6. Mapa energético futuro del Perú7 Conclusiones7. Conclusiones
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Caso Aeropuerto Internacional
Caso para el ahorro y eficiencia energética en la instalación de iluminación de unAeropuerto Internacional con las siguientes características:p g
Uso 24 horas al día durant 365 días al año
Altos costos energéticos y en reposición de materiales (materiales + manog y pde obra)
Potencia total instalada 75,77kW
Nivel lumínico exigible 200lux (zonas de tránsito)
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Caso Aeropuerto Internacional
Esquema del estudio:
a. Descripción del sistema propuestob. Variables de cálculo y límites de medida
á íc. Cálculo de la línea base de consumo para el sistema actuald. Cálculo de la línea de consumo para el sistema propuesto
Cá ée. Cálculo del ahorro de consumo energéticof. Cálculo de las variables financieras
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Caso Aeropuerto Internacional: descripción del sistema propuesto
La propuesta es la sustitución de las pantallas actuales, formadas porlámparas de florescencia de 4x36W con reactancia electrónica, por pantallasp p pcon tecnología electrónica LED de 64W. La sustitución será de toda la pantalladescartando la integración de la tecnología LED en las pantallas actuales porg g p pmotivos de funcionalidad y capacidad lumínica.
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Caso Aeropuerto Internacional: descripción del sistema propuesto
Además, se propone la instalación de un sistema de control de luz diurna queapagará las pantallas en funcion de la variable fija, que será el nivel lumínico dep g p j qla zona. De este modo se optimiza el consumo en una importante parte deltiempo, dadas las buenas condiciones climáticas del entorno así como delpdiseño del edificio.
En relación al sistema de gestión, control y medición, se propone laimplantación de un sistema que permite controlar cada elemento lumínicop q pinstalado de forma individual o en grupos de elementos. Cada elemento lumínicoo sensor llevará instalado un nodo de comunicación que le proporcionará elq p pcontrol individual. Estos nodos se comunican con la base de datos y control conel software vía radio mediante la frecuencia permitida.
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p
Caso Aeropuerto Internacional: descripción del sistema propuesto
Monitorización del estado de funcionamiento de la luminaria Monitorización de los consumos energéticos de cada luminariag La gestión del apagado y encendido en relación a un sensor de flujo luminoso La gestión del apagado y encendido mediante asignación horariag p g y g Avisos de averías de la luminarias Gestión de zonas
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Caso Aeropuerto Internacional: descripción del sistema propuesto
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Caso Aeropuerto Internacional
Esquema del estudio:
a. Descripción del sistema propuestob. Variables de cálculo y límites de medida
á íc. Cálculo de la línea base de consumo para el sistema actuald. Cálculo de la línea de consumo para el sistema propuesto
Cá ée. Cálculo del ahorro de consumo energéticof. Cálculo de las variables financieras
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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 Potencia de los sistemas: los sistemas actuales tienen una potencia delámparas de 144W (4x36W) y las reactancias electrónicas de 10W. Los sistemaspropuestos tienen un consumo de lámparas de 60W y reactancia de 4Wpropuestos tienen un consumo de lámparas de 60W y reactancia de 4W
Horas de uso del sistema: el uso del sistema de iluminación es intensivo Horas de uso del sistema: el uso del sistema de iluminación es intensivo,24 horas al día los 365 días al año. Ésta será la base de cálculo para elcomportamiento actual pero no así para la propuesta puesto que la instalacióncomportamiento actual pero no así para la propuesta, puesto que la instalacióndel sistema de control mediante flujo lumínico permitirá apagar pantallas enfunción de si son necesarias o no para la consecución del nivel lumínicofunción de si son necesarias o no para la consecución del nivel lumínicodeseado. Las simulaciones han tomado en cuenta la climatología, las horas deiluminación natural y el componente skycover
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iluminación natural y el componente skycover.
Caso Aeropuerto Internacional
Esquema del estudio:
a. Descripción del sistema propuestob. Variables de cálculo y límites de medida
á íc. Cálculo de la línea base de consumo para el sistema actuald. Cálculo de la línea de consumo para el sistema propuesto
Cá ée. Cálculo del ahorro de consumo energéticof. Cálculo de las variables financieras
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Caso Aeropuerto Internacional: cálculo de la línea base de consumo
Potencia de los sistemas
Nivel lumínico actualSe tomaron un total de 53 medidas con luxómetros, para comprobar los niveles
Horas de uso: 8.760 horas anuales
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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
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Caso Aeropuerto Internacional
Esquema del estudio:
a. Descripción del sistema propuestob. Variables de cálculo y límites de medida
á íc. Cálculo de la línea base de consumo para el sistema actuald. Cálculo de la línea de consumo para el sistema propuesto
Cá ée. Cálculo del ahorro de consumo energéticof. Cálculo de las variables financieras
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Caso Aeropuerto Internacional: cálculo de la línea de consumo sistema propuesto
Potencia de los sistemas
-58,5%
Cálculo nivel lumínicoCon la solución propuesta se han realizado simulaciones computacionales conDialux para verificar que ésta cumple con los requisitos de nivel lumínico
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Caso Aeropuerto Internacional: cálculo de la línea de consumo sistema propuesto
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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 losAsumiendo el sistema de control de reguación de lux diurna para garantizar los200lux, se ha realizado otra simulación computacional con EnergyP incorporandolos datos climatológicos del lugar para establecer cuantas horas al día va alos datos climatológicos del lugar para establecer cuantas horas al día va afuncionar cada una de las lámparas, atendiendo a los condicionantes solares yde climatología (skycover cobertura parcial o total)de climatología (skycover, cobertura parcial o total)
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Caso Aeropuerto Internacional: cálculo de la línea de consumo sistema propuesto
Caracterización de la línea de consumo del sistema propuesto
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Caso Aeropuerto Internacional
Esquema del estudio:
a. Descripción del sistema propuestob. Variables de cálculo y límites de medida
á íc. Cálculo de la línea base de consumo para el sistema actuald. Cálculo de la línea de consumo para el sistema propuesto
Cá ée. Cálculo del ahorro de consumo energéticof. Cálculo de las variables financieras
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Caso Aeropuerto Internacional: cálculo del ahorro de consumo energético
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Caso Aeropuerto Internacional: cálculo del ahorro de consumo energético
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Caso Aeropuerto Internacional
Esquema del estudio:
a. Descripción del sistema propuestob. Variables de cálculo y límites de medida
á íc. Cálculo de la línea base de consumo para el sistema actuald. Cálculo de la línea de consumo para el sistema propuesto
Cá ée. Cálculo del ahorro de consumo energéticof. Cálculo de las variables financieras
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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 general Ahorro económico por consumo de energía en horas punta (diurnas) Ahorro económico por menor potencia disponible Ahorro económico por menor potencia disponible Ahorro económico por menos reposición material + mano de obra)
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Aplicación de energías alternativas y eficientes: guión contenidos
1 El t i t éti d difi i1. El comportamiento energético de edificios2. La importancia del diseño en las energías NCp g3. Caso Aeropuerto Internacional4 Caso Hotel en autoconsumo4. Caso Hotel en autoconsumo5. Caso Hospital en doble generación6. Mapa energético futuro del Perú7 Conclusiones7. Conclusiones
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Caso Hotel en autoconsumo
Esquema del estudio:
a. Datos generalesb. Estudio de demanda energética
á ó éc. Cálculo de la producción eléctrica disponibled. Balance energético anual
óe. Diseño eólicof. Diseño solar fotovoltaico
Di ñ d l l d lé ig. Diseño del acumulador eléctricoh. Diseño general del sistema y conexionado
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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
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Caso Hotel en autoconsumo
Esquema del estudio:
a. Datos generalesb. Estudio de demanda energética
á ó éc. Cálculo de la producción eléctrica disponibled. Balance energético anual
óe. Diseño eólicof. Diseño solar fotovoltaico
Di ñ d l l d lé ig. Diseño del acumulador eléctricoh. Diseño general del sistema y conexionado
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Caso Hotel en autoconsumo: estudio de demanda energética
Condiciones iniciales:
T d b jTemporada baja
Temporada media
Temporada alta
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Caso Hotel en autoconsumo: estudio de demanda energética
( )Mediante simulación computacional (Energy Plus) se analizan los consumosdiarios para cada uno de los 3 tipos de ocupación
Temporada baja
Temporada mediaTemporada media
Temporada alta
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Caso Hotel en autoconsumo
Esquema del estudio:
a. Datos generalesb. Estudio de demanda energética
á ó éc. Cálculo de la producción eléctrica disponibled. Balance energético anual
óe. Diseño eólicof. Diseño solar fotovoltaico
Di ñ d l l d lé ig. Diseño del acumulador eléctricoh. Diseño general del sistema y conexionado
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Caso Hotel en autoconsumo: cálculo de la producción eléctrica disponible
( )Una vez más mediante simulación computacional (PVSyst, Eomax), y con laincorporación de los datos climáticos de Llaberia, se realiza un cálculo de laproducción eléctrica disponible y se contrapone con la demanda calculada
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Caso Hotel en autoconsumo: cálculo de la producción eléctrica disponible
Es de vital importancia obtener los datos de disponibilidad de generación parapoder determinar los períodos de déficit y en consecuencia, la magnitud de losequipos de acumulación energética
Enero Abril
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Caso Hotel en autoconsumo: cálculo de la producción eléctrica disponible
Es de vital importancia obtener los datos de disponibilidad de generación parapoder determinar los períodos de déficit y en consecuencia, la magnitud de losequipos de acumulación energética
Julio Noviembre
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Caso Hotel en autoconsumo
Esquema del estudio:
a. Datos generalesb. Estudio de demanda energética
á ó éc. Cálculo de la producción eléctrica disponibled. Balance energético anual
óe. Diseño eólicof. Diseño solar fotovoltaico
Di ñ d l l d lé ig. Diseño del acumulador eléctricoh. Diseño general del sistema y conexionado
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Caso Hotel en autoconsumo: balance energético anual
Agregando pues los anteriores datos, obtenemos el balance energético anual deledificio
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Caso Hotel en autoconsumo
Esquema del estudio:
a. Datos generalesb. Estudio de demanda energética
á ó éc. Cálculo de la producción eléctrica disponibled. Balance energético anual
óe. Diseño eólicof. Diseño solar fotovoltaico
Di ñ d l l d lé ig. Diseño del acumulador eléctricoh. Diseño general del sistema y conexionado
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Caso Hotel en autoconsumo: diseño eólico
Sobre las condiciones climatológicas, cabe decir que la zona de Llaberia disponede un gran recurso renovable no agresivo con el medio ambiente, éste es elviento. 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
ú íprimavera. Según los datos estadísticos, el viento sopla entre los 3m/s y los12m/s el 58% del tiempo durante un año.
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Caso Hotel en autoconsumo: diseño eólico
E t l t l í di ibl h t di d 3 d l dif t dEn cuanto a la tecnología disponible, se han estudiado 3 modelos diferentes deaerogeneradores con comportamientos muy diversos, a continuación se muestra
áfi d l t i i d d d ll ú lun gráfico de la potencia proporcionada por cada uno de ellos según lavelocidad del viento incidente.
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Caso Hotel en autoconsumo: diseño eólico
I t ió it tó i i jí tiIntegración arquitectónica y paisajística
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Caso Hotel en autoconsumo: diseño eólico
S ñ l d t t i l d l d éti t iSegñun los datos anteriores y con los modelados energéticos anteriores, seimplantan 4 aerogeneradores de 5kW, modelo tornado5 de FICOSA con lasi i t t í tisiguientes características
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Caso Hotel en autoconsumo
Esquema del estudio:
a. Datos generalesb. Estudio de demanda energética
á ó éc. Cálculo de la producción eléctrica disponibled. Balance energético anual
óe. Diseño eólicof. Diseño solar fotovoltaico
Di ñ d l l d lé ig. Diseño del acumulador eléctricoh. Diseño general del sistema y conexionado
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Caso Hotel en autoconsumo: diseño fotovoltaico
L i t l ió f t lt i t d tá f d ód l f t lt iLa instalación fotovoltaica proyectada está formada por módulos fotovoltaicospolicristalinos de 140Wp. Éstos se se integrarán en la cubierta por una
tió it tó i i t d t i li d 17º l bj ticuestión arquiteectónica, orientados a suroeste e inclinados 17º, con el objetivode maximizar la superficie disponible.
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Caso Hotel en autoconsumo
Esquema del estudio:
a. Datos generalesb. Estudio de demanda energética
á ó éc. Cálculo de la producción eléctrica disponibled. Balance energético anual
óe. Diseño eólicof. Diseño solar fotovoltaico
Di ñ d l l d lé ig. Diseño del acumulador eléctricoh. Diseño general del sistema y conexionado
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Caso Hotel en autoconsumo: diseño del acumulador eléctrico
D d l d t t i b l b l éti di i l lóDados los datos anteriores sobre el balance energético diario, se calculó unademanda de autonomía (período en uso normal sin generación) de 8 días. Seh i t l d b t í d d l t d 4500Ah U t t l d 72han instalado baterías de carga y descarga lenta de 4500Ah. Un total de 72baterías ubicadas en tres bancadas, la cuales en un momento dado podrían ser
d i l t t lid d d l t i lé t i i t l dcapaces de proporcionar la totalidad de la potencia eléctrica instalada
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Caso Hotel en autoconsumo
Esquema del estudio:
a. Datos generalesb. Estudio de demanda energética
á ó éc. Cálculo de la producción eléctrica disponibled. Balance energético anual
óe. Diseño eólicof. Diseño solar fotovoltaico
Di ñ d l l d lé ig. Diseño del acumulador eléctricoh. Diseño general del sistema y conexionado
Servicios para la sostenibilidad
Caso Hotel en autoconsumo: diseño general del sistema y conexionado
Servicios para la sostenibilidad
Aplicación de energías alternativas y eficientes: guión contenidos
1 El t i t éti d difi i1. El comportamiento energético de edificios2. La importancia del diseño en las energías NCp g3. Caso Aeropuerto Internacional4 Caso Hotel en autoconsumo4. Caso Hotel en autoconsumo5. Caso Hospital en doble generación6. Mapa energético futuro del Perú7 Conclusiones7. Conclusiones
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Caso Hospital en doble generación
Esquema del estudio:
a. Datos generalesb. Análisis de las demandas de calor y frío
éc. Sistema energético actuald. Sistemas de trigeneración
óe. Determinación de los equipos del sistemaf. Resumen de resultados del sistema
I l ió d l bg. Implantación del proyecto y obra
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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
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Caso Hospital en doble generación
Esquema del estudio:
a. Datos generalesb. Análisis de las demandas de calor y frío
éc. Sistema energético actuald. Sistemas de trigeneración
óe. Determinación de los equipos del sistemaf. Resumen de resultados del sistema
I l ió d l bg. Implantación del proyecto y obra
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Caso Hospital en doble generación: análisis de demanda de calor y frío
Para la obtención de las demandas energéticas, se realiza una auditoríaenergética durante un año completo, monitorizando y analizando losg p , yconsumos de cada unidad
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Caso Hospital en doble generación
Esquema del estudio:
a. Datos generalesb. Análisis de las demandas de calor y frío
éc. Sistema energético actuald. Sistemas de trigeneración
óe. Determinación de los equipos del sistemaf. Resumen de resultados del sistema
I l ió d l bg. Implantación del proyecto y obra
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Caso Hospital en doble generación: sistema energético actual
El edificio contaba antes de la actuación con 4 calderas a gas de 465 kW cadauna y dos enfriadoras eléctricas de 465 kW cada una.y
El suministro eléctrico se realiza mediante una conexión a la red públicap
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Caso Hospital en doble generación
Esquema del estudio:
a. Datos generalesb. Análisis de las demandas de calor y frío
éc. Sistema energético actuald. Sistemas de trigeneración
óe. Determinación de los equipos del sistemaf. Resumen de resultados del sistema
I l ió d l bg. Implantación del proyecto y obra
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Caso Hospital en doble generación: sistemas de trigeneeración
L t i ió i t f d i d ióLa trigeneración es un sistema formado por un equipo de cogeneración y unaplanta de absorción, en este caso. El equipo de cogeneración produce energía
lé t i di t t f i t leléctrica mediante un motor que funciona con gas natural, y comosubproducto se obtiene calor útil gratuito, el cual es aprovechado para el ACS yl l f ióla calefacción
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Caso Hospital en doble generación
Esquema del estudio:
a. Datos generalesb. Análisis de las demandas de calor y frío
éc. Sistema energético actuald. Sistemas de trigeneración
óe. Determinación de los equipos del sistemaf. Resumen de resultados del sistema
I l ió d l bg. Implantación del proyecto y obra
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Caso Hospital en doble generación: determinación de los equipos del sistema
P t i t bi d d b d i i d ti dPuesto que es un sistema combinado, que debe dar servicio a dos tipos dedemanda bien diferenciadas (eléctrica y térmica) se debe desarrollar el
áli i l t d di i i t d l i t U i t d i danálisis completo de dimensionamiento del sistema. Un sistema demasiadogrande produc´rá calor en exceso, y habrá que devolverlo al ambiente, y uni t i f di i d t d á ó ti t d l i iósistema infradimensionado no tendrá un óptimo reotrno de la inversión
Planta absorciónEquipo de cogeneración
Modelo Potencia elétrica (kW)
Potencia térmica (kW)
Combustible (kW) Modelo Potencia
frigorífica (kW)
Potencia térmica
absorbida (kW)
Potencia a disipar (kW)
TRI-200 HPC 50N 50 82 146 Yazaki WFC SC05 17 2 25 6 42 8TRI-200 HPC 50N 50 82 146 Yazaki WFC SC05 17,2 25,6 42,8TRI-70 HPC 70N 70 109 204 Yazaki WFC SC20 52,9 77,4 130,6TRI-100 HPC 100N 99 132 270 Yazaki WFC SC30 79,8 116,9 197TRI-150 HPC 150N 142 207 392 Yazaki WFC SC30 87,6 127,8 216,3TRI-200 HPC 200N 200 293 553 Thermax LT-10C 230,2 330,2 558,1TRI-400 HPC 400N 404 513 1045 Thermax LT-10C 230,2 330,2 558,1
Servicios para la sostenibilidad
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 deoperación anual (%)
100,00
80,00
40,00
60,00
20,00
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 (%) 1 97 6 06 9 14 10 03 26 36 42 05
0,00
Servicios para la sostenibilidad
COBERTURA DE FRIO (%) 1,97 6,06 9,14 10,03 26,36 42,05
FUNCIONAMENTO ANNUAL (%) 91,67 91,67 91,67 91,65 88,49 78,78
Caso Hospital en doble generación: determinación de los equipos del sistema
Asimismo se analizarán dos variables económicas: beneficios generados por lasplantas y tiempo de amortización
25,00
15,00
20,00
10,00
15,00
5,00
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
0,00
Servicios para la sostenibilidad
, , , , , ,
AMORTITZACIÓN (AÑOS) 8,82 6,57 5,62 6,06 5,29 5,12
Caso Hospital en doble generación
Esquema del estudio:
a. Datos generalesb. Análisis de las demandas de calor y frío
éc. Sistema energético actuald. Sistemas de trigeneración
óe. Determinación de los equipos del sistemaf. Resumen de resultados del sistema
I l ió d l bg. Implantación del proyecto y obra
Servicios para la sostenibilidad
Caso Hospital en doble generación: resumen de los resultados del sistema
De los análisis anteriores se definió la instalación óptima como la TRI-400, porsus resultados técnicos y económicos.
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
TABLA RESUMEN
Dicha implantación tenia unainversión $1.273.715 que han
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
inversión $1.273.715 que hansido financiados al 50% entre elpropio Hospital y un grupo de 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 cogeneraciónV l d f i d l fi i i l d ió d d l
propio Hospital y un grupo deinversores en formato ESCO(Energy Service Companies). Los
Ref Hƞ 90,00 %Valor de referencia de la eficiencia para la producción separada de calor. 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
(Energy Service Companies). Losresultados financieros de lainversión son pay-back de 4 REEmin 49,50 % 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 % Ah t l d í i i
inversión son pay back de 4años y 9 meses y una TIR delproyecto del 21,35%
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PES 21,76 % Ahorro porcentual de energía primariaAhorro Emisiones 431,66 Tn CO₂ Ahorro de emisiones de CO₂
proyecto del 21,35%
Caso Hospital en doble generación
Esquema del estudio:
a. Datos generalesb. Análisis de las demandas de calor y frío
éc. Sistema energético actuald. Sistemas de trigeneración
óe. Determinación de los equipos del sistemaf. Resumen de resultados del sistema
I l ió d l bg. Implantación del proyecto y obra
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Caso Hospital en doble generación: implantación del proyecto y obra
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Aplicación de energías alternativas y eficientes: guión contenidos
1 El t i t éti d difi i1. El comportamiento energético de edificios2. La importancia del diseño en las energías NCp g3. Caso Aeropuerto Internacional4 Caso Hotel en autoconsumo4. Caso Hotel en autoconsumo5. Caso Hospital en doble generación6. Mapa energético futuro del Perú7 Conclusiones7. Conclusiones
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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 ala mejora energética de un país
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Mapa energético futuro del Perú
G ió bl di t ib id Generación renovable y distribuida
T t fi i t d lid d Transporte eficiente y de calidad
Di t ib ió d d d Distribución ordenada y moderna
Ahorro en el Cons mo Ahorro en el Consumo
No hay que olvidar que la generación distribuida cercana a los puntos deNo hay que olvidar que la generación distribuida, cercana a los puntos deconsumo, ahorra en infraestructuras de transporte y distribución, y evitasus pérdidassus pérdidasDe igual modo, debe ser máxima prioridad para el Perú fomentar el ahorro enel consumo ya que evita inversiones y pérdidas en todos los anteriores
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el consumo, ya que evita inversiones y pérdidas en todos los anteriores
Aplicación de energías alternativas y eficientes: guión contenidos
1 El t i t éti d difi i1. El comportamiento energético de edificios2. La importancia del diseño en las energías NCp g3. Caso Aeropuerto Internacional4 Caso Hotel en autoconsumo4. Caso Hotel en autoconsumo5. Caso Hospital en doble generación6. Mapa energético futuro del Perú7 Conclusiones7. Conclusiones
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Conclusiones
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muchas gracias por su atención…muchas gracias por su atención
GOBIERNO REGIONAL JUNÍNGOBIERNO REGIONAL JUNÍN
Dirección Regional de Energía Y Minas
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