La Suma de Todos
Comunidad de MadridCONSEJERA DE ECONOMA Y HACIENDA
Manual tcnico de energa solarpara procesos industriales
(So-Pro)
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GOBIERNODE ESPAA
MINISTERIODE INDUSTRIA, TURISMOY COMERCIO
Medida de la Estrategia de Ahorro y Efi ciencia Energtica para Espaa (2004/2012) puesta en marcha por la Comunidad de Madrid, el Ministerio de Industria, Turismo y Comercio y el Instituto para la diversifi cacin y Ahorro de la Energa (IDAE).
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Manual tcnico de energa solar para procesos industriales
Madrid, 2010
Manual tcnico de energa solar para procesos industriales
Madrid, 2010
La Suma de Todos
Comunidad de MadridCONSEJERA DE ECONOMA Y HACIENDA
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La Fundacin de la Energa de la Comunidad de Madrid, respetuo-sa con la libertad intelectual de sus colaboradores, reproduce los originales que se le entregan, pero no se identifica necesariamente con las ideas y opiniones que en ellos se exponen y, por tanto, no asume responsabilidad alguna de la informacin contenida en esta publicacin.
La Comunidad de Madrid y la Fundacin de la Energa de la Comuni-dad de Madrid, no se hacen responsables de las opiniones, imgenes, textos y trabajos de los autores de esta gua.
Depsito Legal: M. 47.954-2010Impresin Grfica: Grficas Arias Montano, S. A.
28935 MSTOLES (Madrid)
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Manual tcnico de energa solar para procesos industriales
Esta gua ha sido realizada por iniciativa de la Direccin General de
Industria, Energa y Minas de la Consejera de Economa y Hacienda y
la Fundacin de la Energa de la Comunidad de Madrid.
La elaboracin tcnica ha sido encomendada a la empresa Escan, S.A.
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Manual tcnico de energa solar para procesos industriales
ndice PRLOGO 9
1. InTRODuCCIn 11
2. USO DE LA ENERGA SOLAR EN LA INDUSTRIA 15
3. DETALLES DE LOS COMPONENTES 29
4. DISEO DE LAS INSTALACIONES SOLARES 49
5. MONTAJE Y MANTENIMIENTO 69
6. ENERGA SOLAR APLICADA A PROCESOS BSICOS 85
7. ASPECTOS ECONMICOS Y FINANCIEROS 117
8. EMPRESAS DE SERVICIOS ENERGTICOS SOLARES 133
9. INSTALACIONES SOLARES EN INDUSTRIAS ESPAOLAS:
EJEMPLOS 147
ANEXO I: CHECKLIST PARA INDUSTRIAS 199
ANEXO II: FORMULARIO PARA TOMA DE DATOS 203
ANEXO III: CONTRATO TIPO ESE SOLAR 207
ANEXO IV: DEFINICIONES 215
BIBLIOGRAFA 223
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Manual tcnico de energa solar para procesos industriales
Todo el mundo asume que el principal escollo para el desarrollo futuro,
tanto de los pases ricos como, sobre todo, de los que an no lo son, es
precisamente el elemento clave de dicho desarrollo: la energa.
Aunque el petrleo, el carbn y el gas natural continuarn siendo la fuen-
te de una parte importante de la energa mundial y de la unin Europea
hasta bien entrado el siglo xxi, existe un creciente consenso sobre el hecho
de que nos estamos adentrando en un periodo en el que el coste total
de nuestra adiccin a los combustibles fsiles est empezando a actuar
como un lastre para la economa global.
En esta era de penumbras, los pases estn esforzndose por garantizar
que las actuales reservas de combustibles fsiles se utilizan de una forma
ms eficiente y estn experimentando con tecnologas de energa limpia
para limitar las emisiones de dixido de carbono procedentes del uso de
combustibles convencionales.
La unin Europea, en particular, est exigiendo a los Estados miembros
que aumenten su eficiencia energtica en un 20% para el ao 2020 y re-
duzcan sus emisiones perjudiciales globales en un 20% (respecto a los nive-
les de 1990), tambin para 2020.
Pero una mayor eficiencia en el uso de combustibles fsiles y la reduccin
obligatoria de las emisiones de gases de efecto invernadero, por s solas,
no bastan para abordar adecuadamente la crisis del calentamiento glo-
bal y del pico mundial de la produccin de petrleo y de gas.
Con vistas al futuro, los gobiernos tendrn que explorar nuevos caminos
energticos y establecer nuevos modelos econmicos dando paso a lo
que se ha venido a denominar la Tercera Revolucin Industrial post-CO2.
Tal y como propugna Jeremy Rifkin, Presidente de la Fundacin de Ten-
dencias Econmicas en Washington, la creacin de un sistema de energa
renovable captada por los edificios, parcialmente almacenada en forma
de hidrgeno y distribuida a travs de redes inteligentes, abre la puerta a
la citada Tercera Revolucin Industrial y debera tener un efecto multipli-
cador de la economa en el siglo xxi tan grande como la convergencia de
PRLOGO
Manual tcnico de energa solar para procesos industriales
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la imprenta con la maquinaria alimentada con carbn y vapor en el siglo
xix, y el advenimiento simultneo de los mtodos elctricos de comunica-
cin, el petrleo y el motor de combustin interna en el siglo xx.
Con el objeto de que tanto los industriales como los ingenieros y tcnicos
del mbito solar dispongan de un instrumento para abordar los estudios
de viabilidad en energa solar trmica para procesos productivos, la Con-
sejera de Economa y Hacienda, a travs de la Direccin General de In-
dustria, Energa y Minas y la Fundacin de la energa de la Comunidad
de Madrid, elabora este Manual Tcnico de Energa Solar para Procesos
Industriales.
El Manual est dirigido a personal tcnico titulado del sector industrial,
ingenieros proyectistas de instalaciones solares, organizaciones tecnol-
gicas y de investigacin y, en general, a profesionales relacionados con
aspectos tcnicos de las instalaciones solares trmicas.
Carlos Lpez Jimeno
Director General de Industria, Energa y Minas
Consejera de Economa y Hacienda
Comunidad de Madrid
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Manual tcnico de energa solar para procesos industriales
INTRODUCCIN1
La tecnologa solar trmica es una parte fundamental de la estra-
tegia de la Unin Europea desde finales de los aos noventa. Tal
y como se expresa en el Libro Blanco: Energa para el futuro re-
cursos energticos renovables [COM(97) 599 final] y en el Libro
Verde de seguridad del suministro (2000), el objetivo es alcanzar
100 millones de m2 de colectores solares para el 2010 en la Unin
Europea de los 15.
Posteriormente, la Directiva 2009/28/CE relativa al fomento del uso
de energas renovables para la Unin Europea de los 27, estable-
ce ampliar la integracin de las energas renovables y asigna a
Espaa un objetivo del 20% para 2020 procedente de fuentes re-
novables.
La energa solar contribuye de forma significativa a los principales
logros de las polticas energticas europeas que se dirigen hacia la
seguridad del suministro energtico mediante la reduccin del uso de
los combustibles fsiles importados, la lucha contra el cambio climti-
co a travs de tecnologas libres de emisiones de CO2 y el incremento
de la competitividad de la economa. En particular, el incremento del
coste de la energa en los ltimos aos hace incluso ms atractivo el
uso de los sistemas solares trmicos.
En Espaa, el mercado de la energa solar trmica ha tenido un de-
sarrollo positivo durante el perodo 2003-2008, hasta la llegada de la
crisis de mediados de 2008, que afect seriamente a uno de los prin-
cipales usuarios del pas, el sector de la construccin. En 2009, las ins-
talaciones solares sumaban 2.112.000 m2, cifra sensiblemente inferior
a las previsiones del Plan de las Energas Renovables (PER) 2005-2010,
que prevea cerca de 5.000.000 m2 para 2010.
Manual tcnico de energa solar para procesos industriales
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Figura 1.1. Energa solar trmica instalada en Espaa. (Fuente: ASIT).
En el contexto anterior, la HE4 del Cdigo Tcnico de la Edificacin
(2006), relativa a la contribucin solar mnima obligatoria para la ge-
neracin de agua caliente sanitaria, que aplica a los edificios de nue-
va construccin y rehabilitacin de edificios existentes de cualquier
uso en los que exista una demanda de agua caliente sanitaria y/o
climatizacin de piscina cubierta, ha contribuido a la realizacin de
instalaciones solares trmicas en la edificacin, pero sin definir clara-
mente la calidad de las mismas.
No obstante, el seguimiento de su correcto cumplimiento es igual-
mente difcil, ya que existen numerosas posibilidades de instalacin y
no es posible calibrar la calidad de todas ellas. Actualmente, se estn
modificando las tendencias con el objetivo de que se bonifique el
kWh energtico producido con solar trmica, frente a ayudas direc-
tas a instalaciones (en funcin del nmero de m2 instalados), con lo
que las instalaciones ms eficientes y con mayor prod
