Energy Exchange Barcelona by Alvaro Cerezo

Energy exchange Barcelona

Aquest document resumeix un projecte d’investigació sobre com els patrons de producció i consum d’energia poden ajudar a redefinir la forma en què considerem i dissenyem els nostres edificis, no tant com a infraestructures estàtiques, emissores de pol·lució i consumidores d’energia, sinó com a entitats autosuficients i interconnectades en una nova xarxa energètica descentralitzada. S’estudia la possibilitat de connectar edificis, fomentant l’intercanvi d’energia i la generació de comunitats energètiques, amb l’objectiu d’abordar qüestions urbanes urgents, com ara els preus de l’energia i l’emergència climàtica. El resultat final de la investigació inclou l’anàlisi de dades, el disseny d’un pla estratègic i la creació d’un simulador urbà interactiu. L’àrea d’estudi que s’ha utilitzat és districte del Poblenou a la ciutat de Barcelona, però la metodologia es pot escalar i replicar a altres parts de la ciutat i a altres ciutats.

Energy Exchange

Projecte desenvolupat a l’IAAC - Institut d’Arquitectura Avançada de Catalunya, per Marta Galdys, Nadh Ha Nasser, Alvaro Cerezo Carrizo, Riccardo Palazzolo Henkes & Juan Pablo Pintado Miranda 3

Índex 1.0 Resum 2.0 Cap a un nou model energètic

2.1 Context global

2.2 Hàbits de consum i la dimensió temporal

2.3 Mecanismes per a un nou model

3.0 Un nou enfocament: aplanar la corba

3.1 Metodologia 3.2 Dades, eines i fonts utilitzades

4.0 Anàlisi

4.1 Patrons energètics

4.2 Eina interactiva d’intercanvi d’energia

5.0 Estratègies

5.1 Mitigació

5.3 Intercanvi d’energia

5.2 Producció

6.0 Conclusió 7.0 Bibliografia

Resum El sector del subministrament d’energia és el principal contribuent d’emissions mundials de gasos d’efecte hivernacle i és responsable d’aproximadament el 35% de les emissions totals, dels quals les llars representen el 29%. La importància de fer més eficient el sector del subministrament energètic ha donat pas a un nou paradigma, passant de sistemes energètics centralitzats a descentralitzats. Tradicionalment, la producció d’energia consisteix en una central elèctrica que dona servei a una ciutat o regió específica, generant energia mitjançant centrals nuclears, centrals hidroelèctriques o petroli. Nous sistemes descentralitzats basats en energia renovable ofereixen noves oportunitats per a la creació de ciutats més autosuficients i més sostenibles, on els ciutadans siguin més responsables tant de l’energia que poden produir com del seu propi consum.

conjuntura econòmica, l’aposta per la indústria de la transició energètica és també una oportunitat per donar un fort impuls a la transformació de l’economia.

La lluita conta el canvi climàtic requereix, entre d’altres, de l’ús de les oportunitats que les noves tecnologies poden oferir, creant llocs de treball de qualitat amb el suport d’un teixit industrial innovador i en la reducció de les importacions de gas i petroli. Per això, en l’actual

Aquest nou escenari s’hauria de fomentar per part de les administracions públiques amb la cooperació d’altres entitats públiques i privades i involucrant a ciutadans, ciutadanes i comunitats de veïns. En l’àmbit de regulació, d’implementació i de governança, es requereix

La democratització de la tecnologia i el seu abaratiment ofereixen noves oportunitats en relació amb els mètodes de producció d’energia renovable com ara solar, eòlica o biomassa i també a l’autoconsum, convertint els consumidors en petits productors. Aquesta situació permet el tancament de la bretxa espacial existent entre producció i consum, ja que l’energia es produeix més a prop d’on es consumeix, reduint no només els costos del transport d’energia, sinó també la pèrdua d’aquesta mentre es transportada. Es tracta d’utilitzar fonts d’energia renovables i netes, com són el sol i el vent, on les tecnologies necessàries requereixen cada cop inversions inicials més baixes i assequibles.

la creació d’escenaris que afavoreixin la inversió privada i sistemes de governança on també els propietaris tinguin un rol actiu, sobretot de cara a realitzar l’adaptació d’edificis. També cal considerar les oportunitats tecnològiques que s’estan implementant en àmbit urbà en relació a l’electrificació de les ciutats. Els vehicles elèctrics tenen un gran potencial en fomentar l’electrificació de la ciutat i la seva descarbonització, ja que no només revolucionaran la mobilitat urbana, sinó que poden jugar un rol rellevant en àmbit energètic amb les seves bateries i la necessitat d’estendre punts de càrrega. L’àrea d’estudi del projecte és el districte d’innovació 22@ de la ciutat de Barcelona. La varietat d’usos i el potencial de construcció del que encara disposa, representen dos factors rellevants a l’hora d’entendre com el consum energètic es pot veure influenciat pels usos dels edificis. L’objectiu d’aquest projecte és afegir una perspectiva energètica a la zona, utilitzant les possibilitats tecnològiques per crear un sistema energètic més ecològic, eficient i descentralitzat.

Bettmann. (2020, May 18). Smokestacks from factory in Pittsburgh, Pennsylvania, belch black smoke into the atmosphere, 1890s. [Photograph]. https://photos.com/featured/ smokestacks-polluting-pittsburgh-bettmann.html

Cap a un

Nou model energètic

El sector del subministrament d’energia segueix sent altament dependent dels mètodes de producció intensius en carboni no renovables. Amb l’objectiu de combatre l’emergència climàtica, és necessari passar d’aquest sistema basat en energies brutes a un altre on sistemes més nets siguin més presents, així com un canvi en els estils de vida i de consum. Es tracta de replantejar com l’energia es produïda i com es consumida. En relació amb la producció, noves tecnologies permeten obtenir energia d’una manera més neta, eficient i descentralitzada, com per exemple amb la instal·lació de panells fotovoltaics a les teulades d’edificis privats; pel que

fa al consum, el sistema de tarifes per franges horàries sens dubte ha modificat els hàbits de consum, però cal tenir la mentalitat de consumir de forma intel·ligent. Noves fonts de producció d’energia i nous hàbits de consum impliquen un gran benefici no només mediambiental, sinó també econòmic, ja que els costos necessaris per a la implementació d’estratègies més eficients estan sent cada cop més finançats per part d’administracions públiques i proveïdors d’energia privada. Els ciutadans i ciutadanes individualment o comunitats senceres requereixen inversions inicials molt baix-

es o completament finançades i a llarg termini poden obtenir beneficis per la venda de l’excés d’energia generat. Finalment, un altre factor a considerar és la incertesa dels preus de l’energia, que està subjecta a variacions en els preus del gas i la legislació del mercat del carboni i que recentment està assolint preus històrics. En aquest context, la promoció de fonts d’energia més sostenibles i produïda de forma descentralitzada representa una oportunitat i una necessitat a l’hora d’obtenir una major autosuficiència energètica respectuosa amb el medi ambient.

Hàbits de consum i la dimensió temporal

Energia i emergència climàtica

A new energy paradigm cannot Un nou paradigma energètic no arriba sense els seus propis reptes. Un dels més importants és la capacitat productiva de sistemes fotovoltaics. Segons els mètodes emprats, en el cas de l’energia solar, l’energia només es pot recollir durant el dia quan el consum és relativament baix, implicant la necessitat de tenir una infraestructura d’emmagatzematge. Una solució possible són les bateries d’emmagatzematge, però el preu i la capacitat continuen sent els principals impediments perquè siguin una opció factible. Així doncs, aquest desequilibri de temps entre quan l’energia es produïda i quan es consumida requereix altres solucions.

Aquest projecte planteja doncs una solució complementaria a les bateries, ja que es basa en el concepte d’instaurar comunitats energètiques on l’energia es transfereix entre edificis que tenen un excés d’energia i d’altres que en necessiten. L’intercanvi d’energia es pot promocionar dintre d’un mateix bloc o a l’escala suficient perquè hi hagi un equilibri entre edificis que solen generar un excés d’energia i els qui en tenen demanda. La recol·lecció de dades, la preparació de simulacions i l’anàlisi dels escenaris generats ofereixen la possibilitat d’entendre com Barcelona en general i el Poblenou en particular poden implantar un nou model energètic urbà referent.

Mecanismes per a un nou model

Alineat amb la necessitat a escala global de reduir l’impacte del canvi climàtic, l’Ajuntament de Barcelona ha estat treballant per fer la seva part, sent una de les ciutats que lidera la transició cap a un model més sostenible. La Declaració d’Emergència Climàtica, que té l’objectiu de convertir Barcelona en una ciutat neutra en carboni de cara al 2050, o l’Agenda 2030 de Barcelona, alineada amb els ODS, són els principals exemples del compromís de l’Ajuntament de Barcelona amb nous models energètics. Especialment rellevant per a aquest projecte és el MES Barcelona,

reconegut per l’ONU com el mecanisme de col·laboració públic-privada més sostenible entre 70 models analitzats. Aquest marc ofereix l’eina adequada per promoure un nou model energètic, tenint en compte tant el sector públic com el privat. Distingeix dos tipus de projectes: les mesures actives es centren a facilitar la instal·lació de plaques solars fotovoltaiques i altres fonts d’energia renovables; les mesures passives tenen com a objectiu millorar l’aïllament, substituir finestres i embolcalls d’edificis, millorar façanes, etc. La novetat d’aquesta eina és que no re-

quereix inversions dels propietaris d’edificis, ja que l’estalvi energètic i l’energia generada són el retorn de la inversió, a més, poden proposar el seu edifici i aquest serà avaluat pels inversors, tenint en compte la seva viabilitat i definint les condicions de la col·laboració. El projecte que es proposa en aquest document s’adapta perfectament al mecanisme MES Barcelona, proporcionant informació aproximada i fiable sobre l’estalvi energètic potencial i l’energia que es pot produir.

Image Source: Ajuntament Barcelona (n.d.). MES Barcelona [Illustration]. MES Barcelona. https://ajuntament.barcelona.cat/agenda2030/en/mesbarcelona

Un nou mecanisme

Aplanar la corba Què significa aplanar la corba? Un dels reptes de l’auge de la fotovoltaica és el problema de la corba d’ànec. Es caracteritza per un desequilibri entre quan es consumeix energia i quan es pot produir. Com es pot veure als gràfics següents, hi ha una major demanda d’energia al matí i a la nit, mentre que la capacitat de producció es concentra a les hores de sol. Aquestes variacions d’energia creen un “coll d’ampolla” que requereix tecnologia i sistemes que puguin proporcionar capacitat d’emmagatzematge o que puguin promoure l’inter-

canvi d’energia entre els edificis que generen energia i els que la necessiten. La tecnologia de microgrids forma part de la solució per fer el sistema més adaptable i resistent, però no n’hi ha prou. Els experts creuen que per arribar a un 80% d’energia renovable com a mínim, caldria diversitat espacial i emmagatzematge de curta durada; això només és possible amb una barreja d’estratègies que van des de l’àmbit de l’edifici fins a la del districte. L’enfocament d’aquest projecte gira al voltant del concepte d’aplanar la corba promovent un equilibri entre el consum

d’energia i la producció d’energia. El primer es pot reduir o gestionar millor promovent l’eficiència energètica en l’àmbit d’edifici. Es podria aconseguir un impacte més gran aplicant també mesures orientades als hàbits del consum. La implementació de plaques fotovoltaiques pot augmentar la capacitat de producció local, augmentant l’ús d’energies renovables i construint un sistema energètic més descentralitzat.

Metodologia La metodologia del projecte s’estructura en 4 parts principals: Anàlisis

S’han recopilat i analitzat dades de consum i dades de producció per comprendre quanta energia es consumeix i quanta energia es podria produir per edifici. Les dades s’han recollit tant a l’hivern com a l’estiu, tenint en compte els diferents patrons de consum i producció: usos del sòl, superfícies totals, certificats d’energia, patrons de consum i radiació solar. Avaluació

Les dades recollides s’han utilitzat per desenvolupar els patrons específics de consum i producció per edifici. Aquesta informació permet identificar el consum d’energia a diferents escales, des de l’escala districte d’una gran part de Sant Martí fins a l’escala edifici i els usos per planta. Catalogació

Considerant les característiques de consum i producció de cada edifici, s’han creat diferents categories per aglutinar edificis amb característiques semblants i així facilitar la implementació d’una mesura o una altra segons les necessitats específiques. Els criteris principals de categorització han sigut el balanç energètic de cada edifici i el certifica energètic estimat. Strategy

The strategies are partially aligned with the MES Barcelona tool since they are focused on the promotion of photovoltaic energy and building renovation but they also consider the potential of establishing energy communities that can finally promote the flattening of the curves.

Dades, eines i fonts utilitzades S’han generat dos conjunts de dades per donar suport a tots els càlculs del projecte. La raó d’això és la variació dels patrons de consum d’energia i les diferents hores de sol entre l’hivern i l’estiu. Les dues bases de dades contenen la següent informació: Usos reals per planta i edifici

Ofereix una perspectiva real dels usos per edifici, tenint en compte els diferents usos amb patrons de consum específics. Els usos específics que es consideren són el restaurant, l’església, la petita oficina, la gran oficina, l’escola secundària, l’ambulatori, la venda al detall independent, el gran hotel, el supermercat i el centre comercial. Valor mitjà dels certificats energètics per planta de cada edifici

Cada planta pot tenir certificats energètics diferents, per tant, aquestes dades mitjanes faciliten el càlcul tenint en compte tots els usos d’un edifici. Permet assignar un certificat energètic a cada edifici. El patró de consum energètic

Es basa en el patró de consum definit per diferents usos. Es considera específicament quanta energia es consumeix en hores concretes del dia i de la nit. La capacitat de producció potencial

S’ha estimat tenint en compte la mida de la teulada i l’alçada de cada edifici. A partir d’aquesta informació, s’han generat simulacions l’exposició solar i s’ha estimat la capacitat energètica.

Les principals fonts utilitzades han estat: - Seu del Cadastre d’Espanya - Institut Català d’Energia - Goolzoom - Nationwide Analysis of U.S. Commercial Building Solar Photovoltaic (PV) - PyME energy Check Up - Enectiva - Omni Analytics - Smarkia

Anàlisi

Patrons energètics Les dades recollides s’han estructurat per simular el rendiment de l’àrea d’estudi en termes de patrons de producció i consum d’energia. Per l’elaboració de les dades s’ha tingut en compte la variació horària, tant pel que fa a les estacions, com també pel que fa a les hores del dia i la nit. Totes les dades recollides permeten definir per a cada edifici les seves característiques específiques, tenint en compte l’estructura de dades presentada anteriorment. És necessari entendre com funciona l’àrea d’estudi en termes de consum i producció d’energia per entendre quines són les estratègies més adequades. S’ha considerat la capa temporal a causa de la variància del consum i la producció d’energia entre l’estiu i l’hivern i entre el dia i la nit.

Hivern - Estiu

Dia - Nit

Tenint en compte les diferents hores de llum del dia i el consum d’energia entre l’hivern i l’estiu, l’anàlisi es basa en dos conjunts de dades diferents. A la simulació, la capacitat de producció és més gran a l’estiu que a l’hivern a causa de la quantitat més gran d’hores de llum diürnes disponibles, en canvi, el consum és més alt a l’hivern, tant per a finalitats de calefacció, com també per la quantitat més gran d’hores de nit. En el projecte, s’han tingut en compte les dues temporades, tot i que a la secció d’estratègia només es mostren les dades d’estiu per facilitar la comprensió i centrar-se més en la capacitat de cada estratègia per millorar el rendiment i l’eficiència de les comunitats energètiques i assolir l’objectiu d’aplanar la corba.

La consolidació de les dades de producció i consum permet categoritzar cada edifici en funció del seu balanç energètic específic. S’han definit quatre categories diferents: grans productors, que generen una gran quantitat d’energia en comparació amb el seu consum; productors que tenen un saldo positiu per ser autosuficients; consumidors, amb un saldo negatiu, però proper a ser autosuficient; grans consumidors que consumeixen una gran quantitat d’energia, molt més enllà de la seva capacitat productiva. Com es pot veure als mapes i gràfics, el nombre de consumidors i grans consumidors és més comú que els productors i els grans productors. L’objectiu d’aquest projecte, desenvolupat més a fons en les següents estratègies, és el de portar cada edifici a un balanç energètic,

Patrons de consum energètic

El consum d’energia sembla pràcticament constant al llarg de les 24 hores. Al diagrama ii és possible veure les diferents corbes que cal aplanar. Hi ha una corba agregada que es pot aplanar, tot i que hi ha diferents corbes desagregades. De fet, cada ús del sòl té el seu propi patró de consum, on podem observar que el consum residencial diàriament és gairebé la meitat del consum total diari del 22@, que després és seguit de l’industrial. Al mapa es pot veure com el gran centre comercial i la part inferior de la diagonal i els edificis d’oficines propers a les places Glòries són més consumidors en comparació amb la resta d’edificis.

Patrons de producció energètica

La capacitat de producció d’energia dels panells fotovoltaics es concentra a les hores de sol, tenint la seva capacitat màxima a l’estiu. La simulació considera només el total de metres quadrats del terrat, sense considerar cap limitació tècnica o normativa. És possible veure tant als mapes com al gràfic com comença la producció cap a les 9 del matí fins a les 9 de la nit. Tenint en compte el patró de consum d’energia total, l’energia produïda no pot cobrir la demanda existent. Les millores tecnològiques, així com les fonts d’energia renovables complementàries, poden augmentar aquesta capacitat a mitjà i llarg termini.

Balanç energètic

Eina interactiva d’intercanvi d’energia Les dades i els escenaris simulats ofereixen l’oportunitat d’entendre com funcionen cada edifici individualment i la zona com a sala en termes de consum i producció d’energia. Dins d’aquesta simulació, és possible identificar quins edificis tenen un excés d’energia i quins tenen un dèficit. L’eina que es presenta a continuació permet identificar el rendiment de cada edifici i, per tant, facilitar l’intercanvi d’energia. El mapa mostra la ubicació de l’edifici, mentre que el primer gràfic mostra la seva corba de producció i el diagrama de dispersió l’equilibri entre producció i consum en comparació amb el rendiment de l’altre edifici.

Clústers d’edificis - Balanç i certificats energètics El balanç energètic representa el rendiment energètic de cada edifici. Basant-se en aquest rendiment, els edificis s’agrupen tenint en compte les estratègies específiques que requerirà cada grup. D’una banda, els edificis s’agrupen tenint en compte el seu certificat energètic, ja que un certificat inferior significa una ineficiència energètica elevada i les estratègies requeriran una eficiència major; per l’altra banda, els edificis s’agrupen en funció del seu balanç energètic, amb productors d’energia que generen més del que necessiten i consumidors, que necessiten més del que poden produir. En aquest cas, els productors poden compartir el seu excés d’energia i començar a establir comunitats energètiques.

Estratègies

Mitigació, Producció, Intercanvi Un cop s’han organitzat totes les dades dins de l’eina i s’han extret les principals visions sobre el teixit urbà del model, s’ha procedit a desenvolupar un pla d’acció per promoure un nou model energètic a l’àrea d’estudi. El projecte contempla 3 estratègies diferents que s’implementaran en fases consecutives: mitigació del consum d’energia, augment de la producció d’energia local mitjançant panells fotovoltaics i optimització la xarxa elèctrica actual mitjançant un nou sistema d’intercanvi d’energia. Els dos primers es desenvolupen a escala de l’edifici, mentre que el darrer s’aplica a tot el districte.

Estratègies Punt de partida El pla d’acció proposat aprofita les conclusions obtingudes de l’anàlisi de dades per cada edifici en termes del seu patró de consum d’energia i del seu potencial de producció d’energia. La comparació d’ambdues variables permet definir un índex d’autosuficiència potencial per a cada element de tot el teixit urbà del districte, en cas que s’instal·lin panells fotovoltaics solars a les teulades. El diagrama de dispersió, prèviament integrat a la nostra eina de categorització, és l’eina principal utilitzada per rastrejar tots els edificis del districte del Poblenou i estudiar l’evolució del seu balanç energètic durant la implementació de les diferents estratègies. Com s’ha explicat prèviament, la posició i la distància de cada edifici a la línia intermèdia diagonal, que representa un balanç d’energia neutral o una capacitat d’autosuficiència, determinarà les estratègies que s’han d’aplicar a cada edifici i en quina fase del model de transició s’han de dur a terme. Els que tenen un balanç energètic positiu, un cop instal·lats els panells fotovoltaics, es mostren en blau a la part superior de la línia intermèdia diagonal, mentre que els edificis que, malgrat això, encara presenten un balanç energètic negatiu, apareixen a la meitat inferior en vermell.

1345

1753

edificis

Balanç energètic

Estratègies Renovació d’edificis La primera estratègia es centra en els edificis que s’han mostrat en vermell al diagrama de dispersió prèviament descrit. Tots ells, la majoria del parc immobiliari del districte, tindrien un balanç energètic negatiu, fins i tot si arribessin a instal·lar-se panells fotovoltaics. El primer pas tracta de reduir el consum actual d’energia mitjançant un pla de renovació, en el qual els criteris per seleccionar els edificis a intervenir primer es basaran en la seva certificació energètica, com una forma de classificar el seu potencial de millora per ser autosuficients. En un sistema de certificació energètica on la lletra G representa els edificis menys eficients i la lletra Als més eficients, la intervenció proposada es centra en els edificis assignats amb lletres de la G a la D. El potencial de reducció del consum actual oscil·la entre el 80% en el cas de la lletra G i el 22% en el cas de la lletra D. Hi ha diverses accions que es poden dur a terme en cada edifici en funció de la seva certificació energètica, des de finestres i aïllament de façanes a electrodomèstics o reformes de sistemes de calefacció, cadascun d’ells amb una implicació diferent en el percentatge global final de reducció del consum d’energia. Es proposen 3 fases d’intervenció, començant pels edificis més allunyats de l’autosuficiència desitjada i acabant pels més propers. Un cop acabades totes les fases i aplicades les mesures de renovació, apareixen al districte més de 1500 edificis nous amb un balanç energètic positiu, representats en blau al diagrama de dispersió. Com a conclusió, el consum total d’energia al districte 22@ es podria reduir gairebé un 45%.

1729 edificis a rehabilitar 1516 nous edificis amb balanç

energètic positiu

Actualització del sistema de calefacció i refrigeració Aïllament de façanes i finestres

Strategies

Estratègies Producció amb panells fotovoltaics Com s’ha esmentat anteriorment, el procés de renovació de cada edifici s’ha de combinar amb la producció d’energia solar a les teulades per assolir l’autosuficiència real. La instal·lació de panells fotovoltaics és la segona estratègia integrada en el pla d’acció per al districte. Aquests panells contribuiran a reduir encara més l’energia consumida durant les hores de sol i, juntament amb un sistema de bateries, col·locades a les zones comunes dels nostres edificis, poden generar un excés d’energia que es podria emmagatzemar i intercanviar després, dins o fora de l’edifici. L’estratègia proposada es centra en els edificis amb un balanç energètic positiu, representats en blau a la part superior del diagrama de dispersió. Per a cadascuna de les 3 fases proposades en el procés de renovació, els nous edificis apareixen com a productors potencials d’energia. S’han escollit aquells que la instal·lació de panells fotovoltaics hauria de finançar-se amb el programa Barcelona MES, començant per classificar-los en tres grups diferents segons la quantitat màxima d’energia que podrien recollir per compartir més endavant, d’alts productors en un de color blau més fosc a productors baixos en blau clar. Després del procés de clusterització, es proposa incloure més de 400 edificis, considerats com a productors superiors a l’estructura de Barcelona MES, mentre que els restants poden formar part d’iniciatives públiques o privades alternatives.

2861 possibles productors d’energia

solar fotovoltaica

544 potencials edificis d’alta producció

Instal·lació de plaques fotovoltaiques solars 80kW / dia

Domòtica

Bateries de 50 KWh

Estratègies Intercanvi d’energia Després d’aplicar la segona estratègia amb la instal·lació de panells fotovoltaics als edificis seleccionats tant per iniciatives públiques com privades, el consum total d’energia al 22@ podria reduir-se un 45% addicional durant els mesos d’estiu i un 20% durant els d’hivern. Tanmateix, el problema restant és que encara hi hauria una gran diferència entre les hores punta i baixa al districte. Per tant, la tercera i última estratègia està directament relacionada amb l’aplanament de la corba de consum. Es proposa un nou sistema energètic descentralitzat al voltant del 22@, mitjançant la transformació de la infraestructura elèctrica existent en una nova micro-xarxa intel·ligent i el desenvolupament d’un sistema d’emmagatzematge d’energia més gran a escala de districte. Aquest nou sistema energètic permetria enviar l’excés d’energia generada en alguns edificis a aquells que, malgrat les dues estratègies anteriors, encara necessitarien energia externa per satisfer la seva demanda. En primer lloc, s’identificarien cadascun dels edificis que encara tenen un dèficit energètic, que apareixen en vermell al costat negatiu del balanç de l’última parcel·la dispersa, i busquem els deu veïns més propers que podrien estar interessats a compartir energia. En segon lloc, es compara el balanç energètic dels productors amb les necessitats energètiques del receptor per trobar la combinació perfecta per a cada període de temps i permetre l’intercanvi.

237 segueixen sent edificis de saldo

negatiu

Smart Microgrids 16-93% ROI Emmagatzematge distribuït d’energia 3 MWh Resposta a la demanda en temps real

Conclusió L’aplicació de totes les estratègies genera un nou escenari, amb una major eficiència energètica, un gran nombre de producció d’energia local, la generació de comunitats energètiques i, en general, un nou sistema de producció d’energia descentralitzada. Aquest escenari representa el resultat final d’un procés de transició on cadascuna de les estratègies introduïdes es pot implementar de forma gradual i parcial independent, ja que l’eficiència energètica i la producció d’energia són independents entre si, mentre que l’intercanvi d’energia requereix almenys un nombre determinat de productors. En comparació amb la línia de base, el nombre d’edificis amb certificats energètics inferiors s’enfonsen i el nombre d’edificis amb certificats energètics millors depèn del nombre d’edificis que millorin la seva eficiència i de la quantitat que aconsegueixen millorar. Més enllà de considerar el nou escenari en termes d’edificis, energèticament, el consum total d’energia no només és menor (a causa de les noves eficiències), sinó també més ecològic, a causa de la instal·lació de plaques fotovoltaiques. Per concloure, la corba de consum d’energia s’ha vist aplanada per totes les estratègies presentades, la qual cosa implica una reducció de la variància entre les hores punta i les hores de vall. Aquesta variació menor també representa una oportunitat per reduir l’estrès amb què les xarxes experimenten i pot promoure noves formes de dissenyar i implementar infraestructures energètiques, que podrien tenir una escala menor i estar més descentralitzades.

10.878 GWh energia consumida Abans

Current Building’s consumption

Estratègia de mitigació -42% energia consumida

Estratègia de producció -46% energia produïda (PV)

Després

Consum actual dels edificis Consum d’edificis amb millora d’eficiencia Consum d’edificis amb panells fotovoltaics

Consum d’edificis integrats en una xarxa d’intercanvi d’energia

Bibliografia

Barcelona City Council. “MES Barcelona” 2020 https://ajuntament.barcelona.cat/agenda2030/en/mesbarcelona Davidson, Carolyn; Gagnon, Pieter; Denholm, Paul; Margolis, Robert. “Nationwide Analysis of U.S. Commercial Building Solar Photovoltaic (PV) Breakeven Conditions”. 2015 https://www.nrel.gov/docs/fy16osti/64793.pdf Enectiva. “Energía en edificios de Oficinas”. 2015 https://www.enectiva.cz/es/blog/2015/06/ideas-energia-edificio-de-oficinas/ Lacomba Albert, Celia; “Auditoría y certificación energética del colegio público Vicente Artero en Castellón” 2018 https://fdocuments.ec/document/auditoria-y-certificacion-energetica-del-colegio-publico-se-define-entonces.html Mendoza, Elva. “MALLS 4.0. El siguiente nivel energético”. 2019 https://retailers.mx/malls-4-0-el-siguiente-nivel-energetico-2/ PMI Energy CheckUP. “Bares y restaurantes: promedio del consumo energético en el sector. Principales medidas de ahorro”. 2014 https://energycheckup.eu/uploads/media/Bar_Restaurants_Brochure_SPAIN.pdf Quesada Vázquez, Alejandro. “Auditoría energética de una superficie comercial de 1.610 m2”. 2017 https://core.ac.uk/download/pdf/78634621.pdf Saavedra, Néstor; Masís, Guillermo; Ardila, Germán. “Diagnóstico energético en el centro de salud Leonel Rugama, Estelí, Nicaragua” 2010 https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/9290/G10-2009-EST_MEMORIA.pdf Selectra. “How Much Energy Does The Average Church Use?” 2021 https://selectra.co.uk/energy/guides/consumption/church-energy-usage Smarkia. “La importancia de la monitorización energética en los centros comerciales”. 2015 https://www.smarkia.com/es/blog/la-importancia-de-la-monitorizacion-energetica-en-los-centros-comerciales Wright, Nicole. “Beginner’s Data Analysis: Examining Energy Data”. 2017 https://oaiti.org/case-studies/energy-usage/#42 Datos Mundial. “Hora de Amanecer y atardecer España” https://www.datosmundial.com/europa/espana/puesta-del-sol.php Energy transition. The United Nations. 2021 https://www.un.org/sites/un2.un.org/files/2021-twg_2-062321.pdf Energy.gov. “Confronting the dck curve”. 2017 https://www.energy.gov/eere/articles/confronting-duck-curve-how-address-over-generation-solar-energy#:~:text=The%20 duck%20curve%E2%80%94named%20after,demand%20peaks%20in%20the%20evening. Pv Europe. “Solar irradiation data for all European regions” 2015 https://www.pveurope.eu/solar-generator/solar-irradiation-data-all-european-regions

Projecte desenvolupat a: https://iob.iaac.net/

Vídeo del projecte: https://www.youtube.com/ watch?v=AUaokLqCJPM

Projecte desenvolupat a l’IAAC - Institut d’Arquitectura Avançada de Catalunya, per Marta Galdys, Nadh Ha Nasser, Alvaro Cerezo Carrizo, Riccardo Palazzolo Henkes & Juan Pablo Pintado Miranda 21 juny 2021 45