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La combinación de energía solartérmica y gas natural enedificios: ventajas técnicas,económicas y ambientales

Seminario de Gestión AmbientalLogroño, 23 de marzo de 2006

Montserrat Beltrán ArráezResponsable Eficiencia Energética y EnergíasRenovablesDirección de Tecnología, Seguridad y EficienciaEnergéticaGas Natural SDG, S. A.

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Contenido

1. Introducción

2. Energía Solar Térmica + gasnatural Aplicaciones a laedificación

3. Manual Solar-Gas

4. Ejemplo aplicación. Ventajastécnicas, económicas ymedioambientales

4

Introducción

3

5

Exigencias normativa

Objetivos de la Unión Europea para el año 2010Energías Renovables

Libro Blanco para una Estrategia y un Plan de Acción Comunitarios en Energías Renovables

Objetivo año 2010:Energías Renovables = 12% de la energía primaria

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Objetivos de la Unión Europea para el año 2010Energía Solar Térmica

0

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

90.000

100.000

miles de m2

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2010

Superficie instaladaSuperficie prevista (Libro Blanco ER)

Objetivo 2010:

100.000.000 m2

instalados


Situación a finales de 2004*: 14.000.000 m2

*Fuente: ESTIF (European Solar Thermal Industry Federation)

4

7



2004 2005 %miles m2 miles m2

Alemania 5.604 850 15

Grecia 2.827 170 6

Austria 2.085 200 10

España(2) 700 105 15

UE m2 instalados(1)

(1) Fuente: ESTIF (European Solar Thermal Industry Federation)(2) Fuente: IDAE (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía)

8



> 250 m2 (Austria/Grecia)

> 50 m2 (Dinamarca/Alemania)

> 20 m2 (Holanda/Portugal/Suecia)

> 10 m2 (España/Francia/Finlandia)

< 10 m2 (Italia/Bélgica/UK/Irlanda)

m2 instalados/1.000 habitantes(finales 2004*)

Media 15 UE: 37 m2/1.000 habMedia España: 12 m2/1.000 hab

* Fuente: Barómetro Observer

5

9

Objetivos de España para el año 2010Energías Renovables

El Plan de Energías Renovables 2005-2010confirma el objetivo establecido en el

Plan de Fomento de las Energías Renovables 2000-2010

Objetivo año 2010:Energías Renovables = 12% de la energía primaria


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Objetivo 2010:

4.840.000 m2 instalados

Objetivos de España para el año 2010Energía Solar Térmica

Evolución superficie instalada 1998-2004Evolución superficie necesaria para alcanzar los objetivos del PER 2005-2010Superficie a instalar anualmente para cumplir objetivos PER

21%24%

29%

37%

54%

70%

6

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Ordenanzas Solares

Recogen el compromiso y la voluntad de distintos municipios de apoyar la energía solar térmica,

obligando a las nuevas construcciones a incorporar instalaciones solares térmicas para la producción

de ACS que cubran un determinado porcentaje

Entre las capitales de provincia que disponen de Ordenanza Solar, se encuentran: Barcelona, Burgos,

Ceuta, Granada, Madrid, Pamplona, Sevilla, Valencia, etc

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Código Técnico de la EdificaciónGrado de Cobertura o Contribución solar mínima

Exige un Grado de Cobertura oContribución Solar Mínima anual entre el 30% y el 70%

Grado de Cobertura o Contribución Solar Mínima en función de Zona Climática, nivel de Demanda ACS

y la Energía de apoyo

Regula la implantación de instalaciones solarestérmicas ACS para todo el territorio nacional

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0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

miles de m2

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

Resultados 2010*:

2.500.000 m2 instalados

Resultados alcanzables para el año 2010Energía Solar Térmica

Evolución superficie real instalada 1998-2004Evolución superficie instalada según ASIT

* Fuente: Valoración realizada por ACIT (Asociación Solar de la Industria Térmica)

15%

35%

50%

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Energía Solar Térmica +gas

Aplicaciones a laedificación

8

15

Energía Solar Térmica

AplicacionesTérmica de baja y media temperatura

Producción de ACS

Calentamiento de Piscinas (cuando existan)

Apoyo a la calefacción

Climatización de recintos mediante circuitos de absorción

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Esquemas de instalación en edificios

Partes esenciales de una instalación solar térmica

Subsistema decaptación Subsistema de intercambio

y acumulación

Subsistema de energía

convencional gas

acs

DepósitoSolar

Caldera mixta ocalentador

Intercambiadorde calor

Captadoressolares

9

17

Configuración instalación solar centralizada conapoyo centralizado

Salidaagua

caliente

DepósitoSolar

Agua fría

Captadoressolares

Depósitode apoyo

Calderacentralizada

1234

5

1234

5

1234

5


18

Configuración con acumulación solar centralizada y

apoyo individual

Salidaagua

caliente

DepósitoSolar

Agua fría

Captadoressolares

1234

5

1234

5

1234

5

Caldera mixtacalentadorinstantáneo


10

19

Configuración con acumulación solar individual yapoyo individual

Salidaagua

caliente

Agua fría

Captadoressolares



20

Otras configuraciones con apoyo individual

DepósitoSolar

Captadoressolares

DepósitoSolar

Agua fría

Salidaagua

caliente



11

21

Instalaciones solares para viviendas unifamiliares

“A medida”

Captadoressolares

DepósitoSolar

Salidaagua

caliente

Agua fría

Grupo debombeo yregulación



22

Equipos prefabricados de funcionamiento portermosifón


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Manual Solar-Gas

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El porqué del Manual

Información disponible muy general en la quese abordan todo tipo de instalaciones paratodo tipo de edificaciones y usos

Dar respuesta a las inquietudes de los Profesionalesimplicados

Poca importancia a la energía de apoyo requerida y latecnología comúnmente utilizada

Promoción por parte de algunos “gestores” deconfiguraciones que no siempre satisfacen losintereses de Promotores y Usuarios

Manual de cálculo y diseño de instalaciones solares de producción de agua caliente sanitaria en

edificaciones de viviendas mediante energía solary apoyo individual a gas natural

Soporte práctico para los promotores, instaladoresy profesionales encargados de diseñar las

instalaciones y ejecutarlas

13

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El porqué del Manual

Propuesta de las diferentes configuraciones deinstalación con apoyo individual:

• Vivienda unifamiliar

• Vivienda multifamiliar

Orientar los proyectos de energía solar asoluciones con gas

Centrar el cálculo y diseño de las instalacionessolares en un sector: nueva edificación, en unuso: ACS y en una energía de apoyo: gas

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A quién va dirigido

Promotores/ConstructoresPromotores/Constructores de la NuevaEdificación del sector residencial

ProyectistasProyectistas de instalaciones térmicas

InstaladoresInstaladores de ACS y calefacción a gas

ArquitectosArquitectos de nuevas promociones deviviendas

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Cómo se presenta

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Conceptos Generales

2. La energía solar y el gas natural como fuentes de energíade bajo impacto ambiental

4. Diseño e instalación

5. Mantenimiento

1. Presentación

3. Componentes de una instalación solar con apoyo de gas

ANEXO I Tablas

ANEXO II Ayudas públicas

15

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Casos Prácticos

2. Ejemplo de instalación en edificación multifamiliar conacumulación solar centralizada

3. Ejemplo de instalación en edificación multifamiliarcon acumulación solar individual

4. Ejemplo de instalación en edificación multifamiliarcon acumulación solar mixta

1. Introducción

6. Ejemplo de instalación en vivienda unifamiliar consistema de calentamiento a medida

5. Ejemplo de instalación en vivienda unifamiliar consistema de calentamiento prefabricado

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Hoja de Cálculo

Demanda energética

Superficie de captación

Volumen de acumulación Producción solar mensual

y anual

Primario

Secundario

Distribución

Tuberías y aislamiento

Bombas

Intercambiadores de calor

EMPLAZAMIENTO

SOLAR

GRADO DE COBERTURA CONFIGURACIÓN

CIRCUITOS HIDRAULICOS

16

31

Hoja de cálculo. Inicio

32

Hoja de cálculo. Estructura

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33

Ejemplo aplicación

34

Ejemplo multifamiliar

Acumulación individual y apoyo individual

Características del edificio

Pisos: 6 plantas de 4 viviendas por planta

Cubierta: Terraza plana accesible y transitable

Número total de viviendas: 24

Tipología de las viviendas: 3 dormitorios dobles, baño y aseo

Orientación: Fachada principal orientada al Sur

Emplazamiento: Logroño

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35



Exigencia Código Técnico Edificación

Zona Climática:

Radiación solar:

Demanda unitaria acs:

Número de personas:

Demanda global edificio:

Temperatura media agua fría:

Temperatura referencia ac:

Fracción solar mínima:

Zona III

Datos Censolar

28 l/(pers dia) edificios viviendas

96 (4 pers x 24 viv)

2.688 litros/día

10,3ºC

60ºC

50% (Zona III; consumo agua<5.000l/día)

36

Ejemplo multifamiliar. Datos

19

37

Ejemplo multifamiliar. Principal

38



Superficie de captación solar: Sc = 44 m2

(inclinados 45º)

Capacidad de acumulación: V = 150litros x 24

Demanda energética anual: 56.603kWh/año

Producción energética solar anual: 30.259kWh/año

Fracción solar anual: F = 53,5%

Superficie de captación y volumen acumulación

20

39



40

Ejemplo multifamiliar. CircuitosHidráulicosAcumulación individual y apoyo individual

21

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Ventajas técnicas

Disponibilidad permanente de energía sin trasiego de combustible

Niveles elevados de potencia sin tiempo de espera

Gran variedad de gama de generadores de energía de uso colectivo e individual de tamaño reducido

Posibilidad de disponer en un único equipo del servicio de acs y calefacción


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Ventajas económicas


Coste instalación 700 /viv : 16.800

Subvención máxima 40% inversión: 6.720

Ahorro combustible gas natural: 35.600 kWh/año

Ahorro económico combustible: 1.700 /año

Recuperación inversión: < 6 años

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Ventajas medioambientales: Emisiones de CO2 en

función de la energía de apoyo


31,8

15,814,8

7,4

0

5

10

15

20

25

30

35

tCO2/año

Electricidad E.Joule

Gas natural

Solar + electricidad

Solar + gas natural

Solar + gas natural = La mejor opción

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El Manual junto a la Hoja de Cálculo también es de acceso libre en el Portal del Instalador

www. portaldelinstalador.com

Ruta de acceso:

Manuales Conceptos Generales y Casos PrácticosInformación / Tecnología / Información Técnica / Gas

Hoja de cálculoInformación/Tecnología/Programas Técnicos

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45

Muchas gracias

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Esta presentación es propiedad del Grupo GasNatural. Tanto su contenido temático como diseñográfico es para uso exclusivo de su personal.

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