Integración energías renovables_ Margarita Arroba _23.03.15

INTEGRACIÓN DE LAS ENERGÍAS
RENOVABLES EN REHABILITACIÓN
Margarita Arroba Fernández
Doctor Arquitecto
ENERGÍAS RENOVABLES EN PATRIMONIO
ENERGÍAS RENOVABLES USUALES EN
ESTE MOMENTO:
• Solar.
• Eólica (en edificios minieólica)
• Bombas de calor:
- Geotermia.
- Aerotermia.
• Combustión con Biocombustibles
• Micro y minicogeneración
• Pilas de combustible
ENERGÍAS RENOVABLES EN PATRIMONIO
Clasificación en cuanto a producto:
• Electricidad:
- Solar fotovoltáica (residuo: calor)
- Eólica
- Pila de combustible (residuo: calor)
- Geotermia (limitada en edificación)
- Micro y minicogeneración
• Calor:
- Solar térmica
- Bombas de calor (aerotermia, geotermia)
- Biocombustión
- Micro y minicogeneración
ENERGÍAS RENOVABLES EN PATRIMONIO
Problemas generales:
- Almacenaje de la energía –calor o electricidad–
(muchas de estas energías renovables no son, por su
propia naturaleza, continuas en el tiempo, presentando
grandes periodos en que no se pueden utilizar) =>
Espacio y peso
- Almacenaje del combustible (generalmente
espacio y peso pero también problemas de
incendios)
- Acometida a red eléctrica (legislación)
- Peso de los equipos
- Ubicación de ciertos elementos (captadores,
chimeneas….)
- Ruido y producción de calor como residuo
ENERGÍAS RENOVABLES EN PATRIMONIO
PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA:
- Solar fotovoltaica: Paneles (problemas
similares a los térmicos) y acumulación.
- Eólica: Ubicación de equipos, ruido y
acumulación
- Pila de combustible:
• Gas natural: en el mercado pero cara.
• Hidrógeno: de momento en investigación
y estudiando la logística de distribución,
aunque puede almacenarse.
- Geotermia (limitada en edificación)
- Micro y minicogeneración
ENERGÍAS RENOVABLES EN PATRIMONIO
PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA:
- Eólica:
Sólo interesantes en áreas con
vientos más o menos constantes.
Si son previsibles vientos fuertes
deben disponer de regulación por
plegado del rotor.
Suelen ocasionar alto impacto
visual, por lo que dan problemas
con las normativas de patrimonio
ENERGÍAS RENOVABLES EN PATRIMONIO
PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA:
- Eólica:
Existen equipos más
discretos, como los de
eje horizontal.
Deben llevar timón de
cola para que gire
orientándose en la
dirección del viento.
Ubicación en áreas no críticas acústicamente
ENERGÍAS RENOVABLES EN PATRIMONIO
PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA:
- Micro y minicogeneración:
Se ajusta su potencia
a una demanda de
calor constante anual
en el edificio (acs).
Requieren chimenea
de evacuación de
humos, ventilación y
red de gas.
Hay que elegir los equipos con bajo nivel de
emisión sonora.
ENERGÍAS RENOVABLES EN PATRIMONIO
ACUMULACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA:
- Medios químicos (baterías e hidrógeno).
- Supercondensadores.
- SMES
(Superconducting
Magnetic
Energy Storage)
- Volantes de inercia
En general, si es posible, debe evitarse
almacenar la energía eléctrica siendo
preferible la conexión a red.
ENERGÍAS RENOVABLES EN PATRIMONIO
ACUMULACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA:
- Medios químicos (baterías e hidrógeno).
La forma más conocida es la utilización de
baterías y la más novedosa y con gran
futuro, la utilización de electrolizadores que
permitan extraer hidrógeno del agua para
almacenarlo y volver a producir electricidad
mediante
pilas
de
combustible,
encontrando un producto intermedio en las
baterías de flujo Redox.
ENERGÍAS RENOVABLES EN PATRIMONIO
ACUMULACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA:
- Supercondensadores.
- SMES
(Superconducting
Magnetic
Energy Storage)
- Volantes de inercia
Los dos primeros son opciones interesantes (entre otras
cosas trabajan en cc) y de alto rendimiento pero requieren
un mantenimiento altamente especializado.
Los Volantes de inercia pueden generar altas potencias,
pero durante periodos muy breves, por lo que no son
adecuados.
ENERGÍAS RENOVABLES EN PATRIMONIO
PANELES SOLARES: INSTALACIÓN
El CTE contempla tres formas:
a) Normal (sin seguir la inclinación de la cubierta):
Pesos propios no
demasiado elevados
(similar
a
una
sobrecarga de uso).
Es difícil que este
sistema sea viable
en
un
edificio
protegido ya que
altera
sustancialmente el
aspecto del mismo
ENERGÍAS RENOVABLES EN PATRIMONIO
PANELES SOLARES: INSTALACIÓN NORMAL
Si existe cubierta plana, es posible que sea más factible
El montaje se realiza con soportes específicos (existen a
30 y 45º). NO deben anclarse a la estructura ya que los
esfuerzos de viento modificarían el comportamiento de la
misma. Se usan contrapesos.
Los paneles fotovoltaicos se
deben instalar favoreciendo la
evacuación del calor generado
u optar por paneles híbridos.
ENERGÍAS RENOVABLES EN PATRIMONIO
PANELES
SOLARES
TÉRMICOS
FOTOVOLTAICOS INSTALACIÓN NORMAL.
Y
-Al peso propio hay que añadirle el de los contrapesos de viento
y esto puede agotar cualquier coeficiente de seguridad,
provocando el colapso de la estructura.
-En este tipo de instalación será necesario contemplar la
incorporación de los paneles en el peritaje estructural y evaluar si
la estructura es capaz de soportar los nuevos esfuerzos, lo que
afectará constructiva y económicamente al edificio.
ENERGÍAS RENOVABLES EN PATRIMONIO
PANELES
SOLARES
TÉRMICOS
Y
FOTOVOLTAICOS INSTALACIÓN NORMAL.
-Es preferible no forzar la orientación sur
recomendada si el edificio no presenta faldones de
cubierta en esa orientación, suplementando con más
paneles si es necesario.
ENERGÍAS RENOVABLES EN PATRIMONIO
PANELES SOLARES: INSTALACIÓN
b) Superposición arquitectónica.
(inmediatamente encima del cerramiento)
No existen esfuerzos de viento
Se utilizan ganchos de anclaje
ENERGÍAS RENOVABLES EN PATRIMONIO
PANELES SOLARES: INSTALACIÓN
b) Integración arquitectónica.
(sustituye al cerramiento)
Tampoco hay esfuerzos de viento
Poco visible
ENERGÍAS RENOVABLES EN PATRIMONIO
PANELES SOLARES: INSTALACIÓN:
En cualquiera de los casos, la conexión entre panel
y subestructura deberá ser elástica para evitar que
las fluctuaciones de tamaño que el panel puede
llegar a sufrir por las variaciones térmicas se
transmitan a la estructura del edificio. Estas
fluctuaciones pueden llegar a ser elevadas, sobre
todo en los paneles térmicos y, dentro de estos,
sobre todo en los que sean capaces de alcanzar
mayores temperaturas.
ENERGÍAS RENOVABLES EN PATRIMONIO
PRODUCCIÓN TÉRMICA:
Los paneles de vacío, por sus propias
características, no necesitan inclinación, por lo que
son más fácilmente integrables.
Sin
embargo,
su
temperatura es mayor,
por lo que un anclaje
inadecuado afectará más
a la estructura.
ENERGÍAS RENOVABLES EN PATRIMONIO
PRODUCCIÓN TÉRMICA:
- Biomasa:
La
instalación
de
la
caldera
es
relativamente sencilla si ya existe una
caldera de otro combustible. En caso
contrario la sala de calderas presenta
requerimientos similares a la de cualquier
otro combustible (chimeneas, ventilaciones,
etc.)
El gran problema es la acumulación de
combustible.
ENERGÍAS RENOVABLES EN PATRIMONIO
PRODUCCIÓN TÉRMICA:
- Biomasa:
La acumulación de combustible debe
realizarse cerca de la sala de calderas
(dependerá del tipo de alimentación que se
prevea: cinta transportadora o sistema
neumático).
Debe permitir fácil acceso al camión de
suministro y descargar por gravedad si es
posible
Dependiendo de su capacidad suele
constituir sector de incendios, con
frecuencia de riesgo medio o alto.
ENERGÍAS RENOVABLES EN PATRIMONIO
PRODUCCIÓN TÉRMICA:
- Bombas de calor:
- Aerotermica: Problemas de ruido, y
grandes trazados de conductos si no se
ubica a intemperie. Utilización limitada
en climas muy fríos.
- Geotérmica: viable si se dispone de
terreno o se va a realizar una
intervención en la cimentación.
Su gran inconveniente es el coste de
instalación.
ENERGÍAS RENOVABLES EN PATRIMONIO
ACUMULACIÓN TÉRMICA:
- Agua (Depósitos de acumulación o grandes
embalses para acumulación estacional): Peso y
espacio
- Material sólido (grava,…): Usualmente bajo el
edificio.
No
siempre
es
factible
en
rehabilitación.
- La propia estructura (estructuras termoactivas):
sólo factible si se reforma sustancialmente el
edificio
- El terreno (geotermia): es estacional (ASET o
Almacenamiento Subterráneo de Energía
Térmica))
- PCMs.
ENERGÍAS RENOVABLES EN PATRIMONIO
ACUMULACIÓN TÉRMICA:
- Agua:
El volumen de acumulación dependerá de la
temperatura del agua. A este respecto hay que
recordar que los sistemas solares usuales
trabajan a baja temperatura, lo que nos obliga a
incrementar los volúmenes de acumulación y
prever la instalación de sistemas de calefacción
de baja temperatura.
ENERGÍAS RENOVABLES EN PATRIMONIO
ACUMULACIÓN TÉRMICA:
- Terreno:
Utilizar el terreno para acumulación estacional
suele ser la opción más aconsejable, excepto
con niveles freáticos elevados o terrenos con
poca capacidad térmica.
Permite utilizar el calor o frío acumulados para
funcionar en régimen de free-cooling.
Su inconveniente es el precio.
MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN
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