Instalaciones de energías renovables

Instalaciones de energías renovables
Jesús Manuel Giz Novo
Técnico Superior de Mantenimiento
Servicio de Arquitectura y Urbanismo
Vicerrectorado de Infraestructuras y
Gestión Ambiental
INTRODUCIÓN
La Universidad de A Coruña como ente público, y dada su finalidad
docente y educativa ha de ser referente y ejemplo para la sociedad.
LLa sensibilización
ibili
ió de
d la
l comunidad
id d universitaria
i
it i y la
l sociedad
i d d en temas
t
como el cambio climático, la movilidad, la reducción y reutilización de
residuos, la optimización en consumos de agua y energía es una de las
fi lid d del
finalidades
d l Vicerrectorado
Vi
t
d d
de IInfraestructuras
f
t
t
y Gestión
G tió A
Ambiental
bi t l
(VIXA).
http://ww.udc.es/vixa
La gestión del mantenimiento y de la eficiencia energética requiere la
dotación de personal técnico sensible y consciente de las ventajas de
luchar por la sostenibilidad como así ocurre en el caso del Servicio de
Arquitectura y Urbanismo y la Oficina de Medioambiente dependientes
del VIXA que trabajan conjuntamente aprovechando sinergias e intereses
comunes.
comunes
Una situación de partida poco cuidada unida a una concienciación
política y técnica adecuadas esta p
p
permitiendo la consecución de buenos
resultados en materia energética y urbanística.
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2
L eficiencia
La
fi i
i energética
éti
y las
l iinstalaciones
t l i
d
de energías
í renovables
bl permiten:
it
- Sostenibilidad ambiental: Por la disminución de consumo energético, la
reducción de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y la
disminución en el uso de combustibles fósiles.
fósiles
- Sostenibilidad económica e institucional: Optimizando los recursos
económicos de la UDC, por consumir la energía estrictamente necesaria y
producir energía mediante fuentes renovables.
renovables
- Sostenibilidad social: Promocionando y ejemplarizando actuaciones en
este ámbito a la sociedad.
Por las razones expuestas, la UDC consciente de las ventajas y necesidades de
llevar adelante una política ambiental ha creado el PLAN ENERGÉTICO de la
UDC en el año 2008,, enfocado a mejorar
j
la eficiencia de las instalaciones de
consumo energético en la UDC con una dotación presupuestaria específica.
Además en los últimos años se viene contando con la colaboración de
organismos estatales y autonómicos en materia energético-ambiental en
concesión de ayudas y establecimiento de convenios.
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INSTALACIÓN SOLAR FOTOVOLTAICA CITIC
El Centro de Investigación en Tecnologías de la Información y de la
Comunicación “CITIC”, cuenta en su cubierta plana con una instalación
solar fotovoltaica de 9 kW de campo solar y 7,5 kW nominales.
Datos de la instalación:
-Paneles dispuestos a 34º sobre
estructura metálica fija de acero
galvanizado anclada sobre dados de
hormigón apoyados directamente en
cubierta. Orientación sur perfecta.
-60 módulos de silicio monocristalino
ISOFOTON I-150S
I 150S de 150W con 3 grupos
para tener un total de 9 kWp instalados.
-3 inversores monofásicos Ingeteam de
2,5 kW cada uno, para disponer de una
potencia nominal de la instalación de
7,5 kW.
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4
Mejoras
j
realizadas a la instalación de p
proyecto
y
:
•
•
•
•
•
Conexión de central de inversores a servidor para tomar datos a distancia y poder elaborar
históricos de producción.
Módulo de medida y protección con contador eléctrico SIEMENS de salida por pulsos para
valorar la energía real vertida a red y realizar la factura mensual a la compañía eléctrica.
eléctrica
Disposición de célula calibrada y sondas de temperatura para evaluar que los rendimientos
de la instalación son los adecuados.
Disposición de protección contra sobretensiones en los lados de CC y CA.
T d esto
Todo
t dispuesto
di
t en un sistema
it
de
d gestión
tió central.
t l
Resultados esperados:
•
•
•
Contribución anual de ahorro de 9,8 Ton/CO2.
Ingresos
g
anuales gracias
g
a esta instalación de 4099 €/año, correspondientes
p
a 9318 kW.h.
Amortización al 9 año.
Resultados comprobados
•
En los meses de mayo a septiembre de 2008 se han alcanzado y superado en un 5% las
estimaciones de proyecto
proyecto. En el mes de Febrero de 2009 ha incrementado un 62% las
estimaciones de proyecto
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INSTALACIÓN SOLAR TÉRMICA EN LA FACULTAD DE
CIENCIAS DEL DEPORTE Y LA EDUCACIÓN FÍSICA
•Este centro ocasiona un gran gasto energético debido a:
xGran superficie
p
construida.
xObsolescencia y mal estado de las instalaciones térmicas del año 1987.
xPropia naturaleza de las instalaciones con presencia de piscina polideportiva
interior.
•En el año 2007, se plantea una primera actuación de aporte gratuito de
energía térmica para calentamiento de ACS y vaso de piscina mediante
paneles solares térmicos que suponga un 35% de contribución a estos usos.
FUTURAS ACTUACIONES:
Actualmente se está realizando una auditoría
energética en el complejo para estudiar las
mejoras a conseguir en la eficiencia de las
instalaciones térmicas, eléctricas y de
alumbrado del centro,
centro así como sobre el
aprovechamiento de agua y energía residual
de esta que darán lugar a futuras actuaciones
de mejora.
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6
•En base a la conveniencia de esta la
iinstalación
t l ió ffue concedida
did una subvención
b
ió por
el instituto energético de Galicia (INEGA) en la
convocatoria del año 2006 .
•Esta ayuda fue aceptada pero surgieron una
serie de puntos que era necesario estudiar
antes de realizar la instalación al no existir un
estudio detallado de partida:
xEl planteamiento de partida era la ubicación de 210 m2 de paneles planos a 35º sobre
la cubierta de la piscina de panel sandwich con estructura de celosía espacial.
xCuando
C
d se comenzó
ó a estudiar
t di en d
detalle
t ll la
l propuesta
t se vio
i que no era posible
ibl
asegurar la resistencia de la cubierta a la sobrecarga ni con una instalación mediante
panel de tubo de vacio (15,5 Kg/m2) ni con panel plano (22,2 Kg/m2) .El efecto vela es
más peligroso normalmente que la propia sobrecarga de los paneles.
xNo se disponía de otra ubicación para poder disponer esta superficie de captación y
por tanto se recurrió tras muchos estudios a disponer los paneles en una cubierta
cercana que encareció la instalación (130 m de tubería de cobre 54x1,5 con
aislamiento armacell HT con armacheck)pero la hizo más accesible, más integrada y
más segura en cuanto a su explotación.
xSe dispusieron 108 m2 en cubierta y 32 m2 en fachada.
xÁngulos – de 35º y 60º una de ellas favorable para el invierno cuando más uso tiene la
piscina.
i i
xTubo de vacio – mayor integración arquitectónica.
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Instalación solar térmica en la Facultad de Ciencias
del Deporte y la Educación Física, antes INEFG.
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DATOS DE LA INSTALACIÓN
•Instalación solar térmica para aporte de ACS y
calentamiento del vaso de la piscina con un
promedio de uso de 200 usuarios/día.
•Se desarrolla la instalación para conseguir una
cobertura solar anual del 35% en sustitución del
combustible fósil (gasoleo).
•Se incorpora panel de tubo de vacio de alto
rendimiento
di i t que maximiza
i i la
l producción
d
ió en ell
invierno y permite una mayor producción solar con
una superficie limitada.
•Se dispone la instalación con 32 m2 a 60º sobre
f h d y 108m2
fachada
08 2 sobre
b cubierta
bi
a3
35º.
º
•Aislamiento apto para 150º con protección a la
radiación solar UV armacheck utilizado en la
industria petrolífera.
p
•Disposición de disipadores para seguridad ante
sobrecalentamiento, durante época de vaciado
de piscina -> tapado parcial.
•Válvulas de equilibrado y toda la valvulería apta
para 150ºC, incluso purgadores.
•Sistema de regulación integrado en un sistema de
gestión central.
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•La coquilla elastomérica de aislamiento utilizada es
apta para alta temperatura y con recubrimiento
especial de protección ante radiación UV. Un tramo
no fue debidamente protegido y se provocó un
deterioro con la radiación solar.
•Se requirió a la empresa instaladora el cambio del
aislamiento por no cumplir la prescripción de
proyecto válido para 150ºC
proyecto,
150 C cubierto con armacheck
80 metros x2.
DATOS ESPERADOS
•Ahorro
Ah
anuall d
de 17
17.700
700 lit
litros d
de gasoilil y 47,8
47 8 Ton
T
CO2/año, unos 15000€/anuales.
•Con ayuda de 20% por parte del INEGA la instalación
será amortizada en el año 10.
•Integración
I t
ió de
d control
t l de
d producción
d
ió a puesto
t
central de la UDC para poder recoger históricos de
producción, averías y alarmas de funcionamiento. Los
siguientes factores podrían disminuir la producción
térmicas:
xSuciedad en los vidrios.
xSuciedad en los elementos de intercambio y
acumulación.
xMala
Mala regulación que afecte a un funcionamiento no
necesario de los disipadores de energía dispuestos por
seguridad en la instalación.
xPerdida de aislamiento en la instalación.
xEn definitivo la realización de un mantenimiento
preventivo realizado de forma inadecuada.
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NUEVOS EDIFICIOS
Actualmente están en ejecución 4 nuevos edificios en la UDC, 3 de los cuales
llevarán instalaciones de energías renovables.
Centro de Investigaciones Científicas Avanzadas (CICA)
•Será el segundo edificio del parque tecnológico de la Universidad de A Coruña
situado en el área de Elviña-A
Elviña A Zapateira.
Zapateira
•Este edificio se destinará a laboratorios
de química y biología para grupos de
investigación.
investigación
•Programada su finalización para
marzo de 2010 se prevé la ejecución
de una instalación solar fotovoltaica
de 5,88 kWp.
•Los criterios de diseño de la instalación
Serán los mismos que los de la instalación
del CITIC.
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NUEVOS EDIFICIOS
Ampliación del Centro de Innovación Tecnológica en Edificación e Ingeniería
Civil (CITEEC).
•Dispondrá de una instalación solar fotovoltaica de 9 kWp así como una
i t l ió solar
instalación
l té
térmica
i
para usos de
d ACS.
ACS
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12
NUEVOS EDIFICIOS
Centro Cívico Universitario de Ferrol.
Ferrol
•Este proyecto, anterior a la entrada en vigor del CTE no tendría la obligación
de disponer de instalación solar.
•La
La UDC en su política ambiental se propone dotar de una cubierta solar
fotovoltaica de 6 kWp al edificio que además por su ubicación próxima a las
Escuelas de Ingeniería se prevé que tenga un componente de concienciación
y difusión.
•Subvención del 50% por parte de la Consellería de Medioambiente e
Desenvolvemento Sostible.
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COMPONENTE DE DIFUSIÓN:
La UDC trata de publicitar estas medidas para servir de ejemplo y sensibilizar a la sociedad
para el conocimiento y aplicación de criterios de eficiencia energética, energías
renovables y sostenibilidad en general.
-Visita del CIFP de Someso 02-04-2009.
- Nº aprox. alumnos en la visita: 60.
-Ciclos formativos q
que estudian g
grado superior
p
de
la familia profesional de Edificación y Obra Civil.
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más información: http://ww.udc.es/vixa
15
INSTALACIÓN SOLAR TÉRMICA NA FACULTADE DE CIENCIAS DO DEPORTE
Posición xeográfica: Bastiagueiro, Oleiros.
E A EDUCACIÓN FÍSICA DA UDC
N 43.340505 / W 8.357868
- A INSTALACIÓN SERVE PARA SUBMINISTRAR AUGA QUENTE SANITARIA
(DUCHAS E LAVABOS) E PARA QUENTAR O VASO DA PISCINA.
- A CONTRIBUCIÓN SOLAR ANUAL PREVISTA É DO 35% DO CONSUMO
ENERXÉTICO TOTAL.
- OS 140 M 2 DE CAPTADORES SOLARES DE TUBO DE BALEIRO DE ALTA
EFICIENCIA APOIAN A PRODUCIÓN DAS CALDEIRAS DE GASÓLEO.
-O AFORRO DE EMISIÓNS ATMOSFÉRICAS É DE 40 TONELADAS DE
CO2/ANO.
- A DISPOSICIÓN DE PANEIS EN FACHADA E CUBERTA PERMITE UNHA
PERFECTA INTEGRACIÓN ARQUITECTÓNICA COA INCLINACIÓN E
ORIENTACIÓN ÓPTIMAS.
- OBRA PROMOVIDA POLA UDC A TRAVÉS DA VICERREITORÍA DE
INFRAESTRUTURAS E XESTIÓN AMBIENTAL E COFINANCIADA POLO
INSTITUTO ENERXÉTICO DE GALICIA.
PP-R Ø 32 x 5,4 PN20
CIRCUÍTO PRIMARIO ENTRE (1) E (2)
CIRCUÍTO SECUNDARIO ENTRE (3) E (5) OU (3) E (4)
TT S5
B
TT S9
EV4
PP-R Ø 63 x 10,5 PN20
48 COLECTORES SOLARES DE
M
RETORNO
AB
A
NC
TUBOS DE BALEIRO
TV
TS
6 bar
TT S1
F
6 bar
AEROTERMOS
2 x A 16/3 M 220 Vac
Sup. captadora total: 144 m 2
M
A.C.S
(4)
Tª (40-45º C)
C
Tª (superior a 100º C)
TS PI
TI
PI
TI
ACUMULACIÓN
NC
SOLAR
(1)
NC
ACUMULACIÓN
SOLAR
3000 L
S11
3000 L
TT
B2.3
ROCA SB-50 XA
B1.4
GRUNDFOS UPS 32-120 F
D1
ACUMULACIÓN
EXISTENTE
D2
TT
NC
NC
(3)
(3)
S6
TS
PP-R Ø 32 x 5,47 PN20
TT
S2
Cu Ø 42 x 1,5
(3)
TT S7
TT S3
PI
TI
Cu Ø 42 x 1,5
PI
PI
EV1
NC
(2)
TT
CV 2
CV 1
Cu Ø 42 x 1,5
PP-R Ø 63 x 10,5 PN20
Cu Ø 42 x 1,5
PI
EV2
FI
TI
M
B1.1
TT S8
M
NO
TI
TI
NC
TI
PI
B1.2
GRUNDFOS UPSD 32-120 F
NC
S10
PI
B2.1
FI
65.000 kCal/h
Cu Ø 42 x 1,5
5 bar
AUGA
B2.2
GRUNDFOS UPSD 32-60 F
PI
B2.4
ROCA SB-50 XA
PS
300 l
200 l
B1.3
PP-R Ø 32 x 5,47 PN20
SACI PE38-M
PI
TI
(2)
EV3
NC
M
TI
(2)
TS
TI
FS
PI
TT S4
TI
FI
PVC Ø 63 16 atm
CALDEIRA
Cu Ø 42 x 1,5
70.000 kCal/h
LÍMITE INSTALACIÓN SOLAR
VASO
PISCINA
MÁIS INFORMACIÓN EN WWW.UDC.ES/VIXA
(5)
Tª (28º C)
A instalación solar térmica funciona da seguinte
forma: o campo de captadores solares1 permite
quentar
un fluído térmico
(auga
con
anticonxelante)
que,
a través
dun
2
3
intercambiador-acumulador
de
calor,
transmite o seu calor á auga de consumo para
duchas,4 lavabos,4 piscina 5etc. Existe un circuíto
primario (con fluído térmico) pechado e un
circuíto secundario (con auga de consumo) cun
abastecemento continuo de auga, entre os
cales non existe intercambio de materia,
soamente de calor. Axustando a regulación á
nosa conveniencia
podemos obter
os
adecuados parámetros de auga no consumo
(piscina a 28ºC e duchas a 40ºC) mentres que o
fluído térmico no primario supera en moitas
ocasións os 100 ºC.
Nesta instalación escolleuse a variedade de
captador de tubos baleiros de fluxo directo,
polas seguintes vantaxes:
- Cada panel está constituído por varios
elementos captadores de cobre por onde
circula o fluído térmico, dispostos cada un deles
dentro de tubos onde existe o baleiro e por tanto
as perdas de calor dentro del son moi baixas.
- As pequenas perdas unidas á eficiencia global
do panel confírenlle un mellor comportamento
.
durante as épocas de baixa radiación
- Con este captador conséguese máis potencia
con igual superficie.
- En canto á integración arquitectónica, os
captadores poden ir dispostos directamente
sobre unha cuberta de inclinación 10º a 5º sen
caída de rendemento e sen necesidade de
estrutura auxiliar evitando así o seu impacto
visual.
- Os captadores de tubos de baleiro de fluxo
directo teñen infinidade de posibilidades de
instalación, xa que se poden dispoñer en
fachada, en horizontal, vertical etc.