Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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FORO de Ingeniería Project & Facility Barcelona, 23 de Octubre de 2014 Eric Galán - Director de negocio Caribe y Latinoamérica [email protected] [email protected]

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Eric Galán, socio de CABA Sostenibilidad, describió su especialización en internvenir desde el inicio en hacer eficiente un edificio pensando en la explotación posterior e integrando el análisis financiero en el proyecto de consultoría de cara a que el cliente decida a invertir en activos energéticos que rehabiliten su inmueble y logren menores consumos en energía. Galán compartió tres casos en marcha de su ingeniería como el proyecto de reducción de consumo energético de un aeropuerto internacional en Perú, la implementación de energías renovables en un hotel de alta montaña en Cataluña para lograr su autosuficiencia energética con un aporte del 65% de fotovoltaica y un 30% de eólica, y la optimización de las instalaciones de un hospital en Barcelona de 1989 gracias a la colaboración con una ESCO como inversor para minizamizar los costes y lograr un edificio actualizados en su gasto.

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FORO de Ingeniería Project & FacilityBarcelona, 23 de Octubre de 2014Eric Galán - Director de negocio Caribe y Latinoamé[email protected]@caba.cat

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FORO de Ingeniería Project & Facility

ÉEFICIENCIA ENERGÉTICA E ÍINGENIERÍA SOSTENIBLE

Servicios para la sostenibilidad

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Eficiencia energética e ingeniería sostenible: 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 futuro7 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

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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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Eficiencia energética e ingeniería sostenible: 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 futuro7 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.

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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.

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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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Eficiencia energética e ingeniería sostenible: 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 futuro7 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

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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.

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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 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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Page 34: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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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Page 37: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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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Eficiencia energética e ingeniería sostenible: 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 futuro7 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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Page 41: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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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Page 42: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

Caso Hotel en autoconsumo: estudio de demanda energética

Condiciones iniciales:

T d b jTemporada baja

Temporada media

Temporada alta

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Page 43: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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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Page 44: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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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Page 45: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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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Page 46: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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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Page 47: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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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Page 48: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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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Page 49: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

Caso Hotel en autoconsumo: balance energético anual

Agregando pues los anteriores datos, obtenemos el balance energético anual deledificio

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Page 50: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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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Page 51: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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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Page 52: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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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Page 53: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

Caso Hotel en autoconsumo: diseño eólico

I t ió it tó i i jí tiIntegración arquitectónica y paisajística

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Page 54: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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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Page 55: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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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Page 56: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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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Page 58: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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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Page 59: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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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Page 60: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

Caso Hotel en autoconsumo: diseño general del sistema y conexionado

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Eficiencia energética e ingeniería sostenible: 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 futuro7 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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Page 63: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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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Page 64: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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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Page 65: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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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Page 67: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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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Page 68: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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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Page 69: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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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Page 70: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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

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Page 72: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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

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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

Page 73: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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

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, , , , , ,

AMORTITZACIÓN (AÑOS) 8,82 6,57 5,62 6,06 5,29 5,12

Page 74: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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: 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%

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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

Servicios para la sostenibilidad

Page 77: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

Caso Hospital en doble generación: implantación del proyecto y obra

Servicios para la sostenibilidad

Page 78: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

Eficiencia energética e ingeniería sostenible: 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 futuro7 Conclusiones7. Conclusiones

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Page 79: Conferencia Foro Ingeniería y Project Management

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

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Eficiencia energética e ingeniería sostenible: 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 futuro7 Conclusiones7. Conclusiones

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Conclusiones

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muchas gracias por su atención…muchas gracias por su atención

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