Geotermia Biomasa

ENERGIAS RENOVABLES EN
EDIFICACIÓN
Geotermia
Biomasa
Marco normativo actual
Disposiciones Europeas:
• Directiva 2002/91/CE, de
16 de diciembre de 2002.
• Directiva 2003/87/CE,
consumo energético en
los edificios.
• Propuesta de Directiva
europeas de energía
renovables y
biocombustible 20-12-08
Triple 20
Disposiciones Nacionales:
• Código Técnico de
Edificación: DB HE y HU
• Certificación de Eficiencia
energética.
– Nueva construcción (RD
47/2007). 31 octubre 07
– Instalaciones de alumbrado
(RD 1890/2008). 1 abril 09
– Edificios existentes.
• Reglamento de
Instalaciones Térmicas
de Edificios.(RD 1027/2007).
28 febrero 08
Energía Geotérmica.
“Energía almacenada en
forma de calor debajo de
la superficie sólida de la
tierra”.
“No” incluye el calor
contenido en masas de
agua superficiales,
continentales o marinas
APLICACIONES Y TIPOS DE ENERGÍA GEOTÉRMIA
Entalpia
cantidad de energía que un objeto intercambia con su entorno (Kj/ KG ó Kcal/Kg)
Alta temperatura:
más de 150ºC
•
•
•
Media temperatura:
90 - 150 ºC
Baja temperatura:
< 90º C
muy baja entalpia < 30 ºC
Profundidad 1m
Temperatura estable 7-13ºC a partir de incluso 0,5m.
>10m temperatura constante.
>20m incremento de temp 3ºC cada 100m.
Principales usos de energía geotérmica.
Uso sostenible de la energía geotérmica
•
•
•
•
El calor terrestre es una fuente
de energía duradera para la
producción de calor y de
electricidad, que no depende
de las condiciones
climatológicas.
El calor de la Tierra es
ilimitado a la escala humana.
No precisa quemar
combustibles.
Sólo consumen energía
eléctrica para el
funcionamiento de los
compresores eléctricos.
Situación geotérmica en Madrid
•
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•
Temperatura media del aire –2 a
39ºC
A 5 - 6m de profundidad
estabilidad térmica a 15ºC.
Proyecto Geomadrid:
Sistema de calor de distrito
geotérmico.
Implantación de planta, red de
distribución, subestaciones y
conexiones a usuarios finales.
Edificación: Geotermia Superficial
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Sistemas de captación
Redes de captación
horizontal.
Sondas geotérmicas.
Cimentación activa.
Estructura activa.
Sistemas de captación
híbridos.
Colectores horizontales enterrados
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Capa superficial de suelo de 0,8 m de
espesor.
Tubos de polietileno de alta densidad,
polopropileno, PVC de 25 a 40 mm de
diámetro.
Agua con un anticongelante, que
mejora su conductividad.
Espacio despejado que sea 1,5 veces
la superficie habitable a calentar.
Serpentines o bucles geotérmicos
permiten obtener de 20 a 30 W de
energía térmica por m2 ocupado por el
bucle.
Proporcionar el foco frío para bombas
de calor geotérmicas.
Colectores horizontales enterrados
A tener en cuenta:
•
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•
•
•
Sobrexcavación añadida
No admitirá, una vez enterrada la
red de captadores, ninguna planta
de raíces profundas o con
ramificaciones en profundidad.
Dificultad para cualquier servicio
añadido posterior que deba
atravesar el subsuelo
Piscinas:
Foco frío lo constituyen una red
de captadores horizontales.
Abaratará sensiblemente los
costes.
Sondas geotérmicas
•
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•
•
•
Sistemas de captación vertical.
Pozo en cuyo interior serán
alojados los captadores
verticales
Entubado de los sondeos en
los primeros metros tubos
Captadores dentro del sondeo
Sondeo ha de ser rellenado
Los tubos sean introducidos ya
rellenos del agua glicolada.
Agua embebienda
incrementando el rendimiento
de la bomba de calor
Sondas geotérmicas
•
•
•
•
Más caras que los captadores
horizontales enterrados a poca
profundidad debido a su mayor
coste de ejecución.
Mejores niveles de
conductividad térmica
Longitud del tubo captador es
menor
Los rendimientos para
refrigeración son muy
superiores en las sondas
geotérmicas
Cimentación activa
•
•
•
•
El propio pilote de la cimentación actúa como una de las citadas
sondas
Ahorro de trabajo y espacio
Dotar a los sistemas de cimentación de una red de intercambiadores.
En cada pilote pueden alojarse varios pares de tubos independientes,
sujetos a la armadura metálica de dicho pilote.
Cimentación activa
•
•
•
Conductos en “U” embutidos en los cimientos.
Tuberías de intercambio sujetas a las armaduras por
su parte interior.
Perfecto cálculo de la sección resistente
Cimentación activa
Estructuras termoactivas
•
•
Se trata de obtener el máximo
rendimiento del conjunto de
sistemas inerciales
Sistemas fundamentados en la
armonización de los mecanismos
de respuesta térmica de los
sistemas geotérmicos y de las
estructuras activas.
Estructuras termoactivas
•
Utilizar las estructuras de
hormigón para calefactar y
refrigerar los edificios.
•
Una red de conductos se
instala en el interior de las
estructuras y efectúa la
transferencia de calor entre
el edificio y el terreno
Estructuras termoactivas
La utilización termoactiva de los elementos estructurales permite
el óptimo aprovechamiento coordinado de los recursos inerciales
del terreno y de la masa del edificio para la climatizáción,
calefacción y refrigeración.
BIOMASA
•
•
Conjunto de la materia orgánica, de origen vegetal o animal, incluyendo los
materiales procedentes de su transformación natural o artificial.
Biomasa atendiendo a su origen es la siguiente:
–
–
–
–
•
Residuos forestales o agrícolas.
Residuos sólidos urbanos.
Residuos animales.
Residuos de industrias agrícolas.
Aprovechamiento:
– Aplicaciones domésticas e industriales que pueden considerarse tradicionales o
habituales y que funcionan mediante la combustión directa de la biomasa.
– Aplicaciones vinculadas a la aparición de nuevos recursos y nuevas técnicas de
transformación que últimamente han alcanzado un cierto grado de madurez.
Entre las nuevas tecnologías disponibles puede citarse la gasificación de la
biomasa, que permite utilizarla en centrales de cogeneración de ciclo
combinado.
Biomasa:
VENTAJAS
•
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•
•
•
•
Disminución de las emisiones de CO2
No emite contaminantes
Si se utilizan residuos de otras actividades como
biomasa, esto se traduce en un reciclaje y
disminución de residuos.
Los cultivos energéticos sustituirán a cultivos
excedentarios en el mercado de alimentos.
Puede provocar un aumento económico en el
medio rural.
Disminuye la dependencia externa del
abastecimiento de combustibles.
En la actualidad la tecnología aplicada a la biomasa
está sufriendo un gran desarrollo.
La investigación se está centrando en los siguientes
puntos:
1. En el aumento del rendimiento energético de
este recurso
2. En minimizar los efectos negativos ambientales
de los residuos aprovechados y de las propias
aplicaciones
3. En aumentar la competitividad en el mercado de
los productos
4. En posibilitar nuevas aplicaciones de gran
interés como los biocombustibles
Biomasa:
INCONVENIENTES
• Tiene un mayor coste de producción frente a la
energía que proviene de los combustibles fósiles.
• Menor rendimiento energético de los combustibles
derivados de la biomasa en comparación con los
combustibles fósiles.
• Producción estacional.
• La materia prima es de baja densidad energética lo
que quiere decir que ocupa mucho volumen y por lo
tanto puede tener problemas de transporte y
almacenamiento.
• Necesidad de acondicionamiento o transformación
para su utilización.
Biomasa:
Pellets
•
•
•
Procesado de madera seca prensada
Residuos de serrerías, de podas, de limpiezas de bosque, de industrias
forestales o agroforestales
Características:
– contenido máximo de humedad del 8%
– poder calorífico de 4000-4500 kcal/kg.
– una densidad 700 kg/m3
Biomasa:
Calderas de Pellets
1. Depósito
Pellets
2. Cóclea
3. Brasero en
hierro
fundido.
4. Resistencia
eléctrica.
5. Hogar en hierro
fundido.
6. Ventilador
ambiente.
7. Salida aire
caliente
ventilación
forzada.
8. Ventilación
extractor del
humo.
9. Asta-cepillotubos.
10. Cajón para la
.
ceniza
CONCLUSIONES
• Conveniencia de diversificar las fuentes de energía
primarias.
• Alternativas sostenibles que garantizan niveles de
confort.
• Impulso de la investigación hacia tratamientos híbridos y
combinados.
• Mayor difusión del conocimiento del resto de energías
renovables: Geotermia, Biomasa, Frío solar, Energía
azul, etc.
Gracias por su atención.
David Arias Arranz
Gabinete Técnico COAATIEM