AUDITORÍA ENERGÉTICA DE LAS INSTALACIONES MUNICIPALES DE
CHEFCHAOUEN
MAYO 2011
CONSULTORÍA:
COORDINA: Proyecto ENERCOOP Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética
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ÍNDICE 1.
PRESENTACIÓN GENERAL……………………………………………………………..… 1.1 Presentación General 1.2 Objeto 1.3 Normativa
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2.
IDENTIFICACIÓN DEL CENTRO …………………………………………………..……….. 9 2.1 Datos Generales 2.2 Régimen de funcionamiento
3.
LOCALIZACIÓN.…………………………………………………………………………..…… 12
4.
DESCRIPCIÓN DEL EDIFICIO……………………………………………………………..... 14
5.
INVENTARIO ENERGÉTICO……………………………………………………………...…. 18 5.1 Instalación de Iluminación 5.2 Instalación de Climatización 5.3 Instalación de Agua Caliente Sanitaria 5.4 Instalación de Otros Equipos 5.5 Instalaciones de Energías Renovables 5.6 Resumen de Potencia Instalada
6.
ANÁLISIS ENERGÉTICO…………………………………………………………………….. 27 6.1 Fuentes de Suministro Energético 6.2 Distribución de Consumos
7.
PROPUESTAS DE ACTUACIÓN……………………………………….………….…..……. 33 7.1 Análisis Tarifario 7.2 Medidas Propuestas en Iluminación 7.3 Medidas Propuestas en Epidermis y Cerramientos 7.4 Medidas Propuestas en Climatización y ACS 7.5 Medidas Propuestas en Gestión del Agua 7.6 Medidas Propuestas en Equipos
8.
PLAN DE MEJORA AMBIENTAL……………………………………….……...……………. 54
9.
CONCLUSIONES. TABLA RESUMEN DE PROPUESTAS DE ACTUACIÓN……..…... 57
10. INDICADORES ENERGÉTICOS…………………………………………………..........….... 61 11. OTRAS PROPUESTAS DE MEJORA.......…………….……………….………….…..……. 63 11.1 Medidas Propuestas en Iluminación 11.2 Medidas Propuestas en Epidermis y Cerramientos 11.3 Medidas Propuestas en Climatización 11.4 Medidas Propuestas en Energías Renovables ANEXO I. ANÁLISIS TERMOGRÁFICO ANEXO II. PLAN DE MANTENIMIENTO ANEXO III. UNIDADES Y EQUIVALENCIAS
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1. PRESENTACIÓN GENERAL
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1.1 PRESENTACIÓN GENERAL El objetivo del PROGRAMA ENERCOOP es “impulsar un modelo de desarrollo energético sostenible en el mediterráneo occidental, basado en las energías renovables y el ahorro y eficiencia energética, a través de la transferencia de conocimientos, la formación técnica y la divulgación”. En este sentido el proyecto ENERCOOP FASE 1, que actualmente se está desarrollando, persigue la satisfacción de los siguientes fines: a. Promover el aprovechamiento de las energías renovables, para conocer las potencialidades de las fuentes de energía renovable y mejorar el aprovechamiento de los recursos energéticos locales en Andalucía y el Norte de Marruecos. b. Diseñar e implementar una propuesta de formación para satisfacer la demanda actual y futura de capacitación en temas de energías renovables en las dos orillas. c. Fomentar la cooperación interinstitucional y empresarial entre entidades locales hispano-marroquíes en materia energética. Los socios del proyecto: 1. Diputación de Granada. 2. Región Tánger Tetuán. 3. Agencia Provincial de la Energía de Granada. 4. Association des Enseignants des Sciences de la Vie et de la Terra au Maroc 5. Entidad Local Autónoma de Carchuna-Calahonda.
Para conseguir este objetivo se están desarrollando las siguientes actuaciones:
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EJE 1: ESTUDIOS Y D IAGNÓSTICOS: La Región Norte de Marruecos presenta unas inmejorables condiciones para la explotación de los recursos renovables endógenos, para generación de energía creando con ello riqueza y empleo. Pero para ello es necesario cuantificar estos recursos, tanto en cantidad como en calidad, para que los emprendedores interesados en explotarlos tengan una base de datos fiable con la que poder afrontar con garantías los proyectos empresariales que se pretendan realizar en la provincia. a. Diagnósticos de Potencialidades en la Región norte de Marruecos: i. Diagnostico de potencialidad de las Energías Renovables en la Región Norte de Marruecos. ii. Diagnostico del potencial de valorización energética de los Residuos Urbanos de las aéreas de Tánger Tetuán. iii. Diagnostico del potencial de la Biomasa del Olivar como energía renovable, existente en la región norte de Marruecos. b. Campaña de Auditorias Energéticas: i. En este sentido se van a ejecutar las siguientes auditorias energéticas: Tanager: Sede Oficial de la Región Norte. Tanager: Hospital Mohamed V Larache: Faculté Plytechnique Chaouen: Alumbrado Publico Chaouen: Sede oficial de la Comuna Urbana de Chaouen Tétouan: Académie Education Tétouan: Hopital Saniat Rmal Tétouan: Edificio du Conseil Provincial Tétouan Edificio du Conseil Municipal Chaouen Comuna Rural EJE 2: CAPACITACIÓN Y A SESORAMIENTO: a. Creación de Centro Mediterráneo de Capacitación y Demostración de las Energías Renovables y uso Eficiente de la Energía: El centro se constituirá en un espacio para promover el desarrollo de las capacidades en técnicos, profesionales, especialistas y usuarios de los sistemas energéticos existentes a nivel local, nacional e internacional. La gama de eventos de capacitación realizados
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abarca desde charlas breves y visitas guiadas, hasta cursos internacionales, pasando por becas de estudio, talleres demostrativos y procesos de transferencia de tecnologías. b. Programa de Becas para técnicos/as marroquíes. Transferencia de conocimientos en Energías Renovables y Eficiencia Energética, para conseguir una adecuada cualificación al personal técnico que serán los responsables de garantizar el éxito de las políticas energéticas en el ámbito local.
EJE 3: COOPERACIÓN INSTITUCIONAL ENERGÉTICA EN EL MEDITERRÁNEO: En los últimos años, adoptar criterios de ahorro y eficiencia energética en las organizaciones públicas se ha convertido en un reto Para hacer frente a dicho reto, es necesario desarrollar los conocimientos suficientes para llevar a cabo una correcta gestión del recurso energético, tanto desde el punto de vista técnico como desde el punto de vista administrativo y de gestión. Sólo de esta manera se logrará afrontar el reto con garantías de éxito. 1. Intercambio de Experiencias entre personal técnico de administraciones regionales y locales de ambos lados del Estrecho. 2. Participación en Redes de cooperación en energías renovables. 3. Manual de Gestión Energética Local.
EJE 4: DIFUSIÓN DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES Y LA EFICIENCIA ENERGÉTICA: 1. Exposición itinerante, que permitan la participación de la ciudadanía. Con el objetivo de alcanzar una nueva “cultura energética”, se desarrollará una Exposición Itinerante, que permitirá acercar a los municipios marroquíes experiencias prácticas sobre el uso y aprovechamiento de las energías renovables, promocionando y difundiendo el ahorro energético. La exposición es una herramienta didáctica que, a través de paneles, maquetas, y material audiovisual, permite conocer la situación energética actual del planeta y de Marruecos, los problemas derivados de las energías sucias -combustibles fósiles y energía nuclear- y los beneficios de las energías renovables junto con el ahorro y la eficiencia energética.
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Consistirá en un espacio expositivo de difusión e información que utilizará elementos interactivos, audiovisuales y productos multimedia con el fin de establecer una comunicación más directa con la ciudadanía. 1.2 OBJETO La auditoría energética es una herramienta imprescindible para introducir el concepto de eficiencia energética en un edificio. Mediante el análisis de los consumos energéticos y los factores que inciden directamente en él, pueden identificarse las medidas de optimización energética aplicables, así como la viabilidad técnica y económica de su implantación. La Eficiencia Energética surge como un instrumento para contrarrestar los numerosos efectos negativos derivados del uso excesivo de la energía, entre ellos, el agotamiento de los recursos naturales, el impacto ambiental y los costes asociados al proceso de transformación de la energía. Ante esta situación, se hace necesario implementar todas aquellas medidas que conlleven un ahorro de la energía o permitan realizar un uso eficiente de la misma. La Auditoría Energética de un edificio es un análisis de sus características energéticas, sobre el cual se establecen las posibles actuaciones encaminadas a mejorar su eficiencia energética, teniendo en cuenta la viabilidad técnica y económica de las mismas. Un edificio energéticamente eficiente es aquel que minimiza el uso de las energías convencionales (no renovables). Cuanto menor sea la energía utilizada respecto a la total, mayor será el rendimiento energético y más eficiente será el edificio. Es importante señalar que el consumo de energía no sólo se reduce empleando tecnología eficiente, sino que es igualmente necesario adquirir hábitos responsables en su utilización. El objeto de trabajo de este informe es analizar la situación actual de la comuna y valorar las posibles actuaciones de reducción de consumo y coste, optimizando además los parámetros de facturación actualmente contratados. Este documento incluye, además, la valoración de nuevas medidas de actuación orientadas a
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mejorar las prestaciones del edifico, de manera que se pueda evolucionar de manera sostenible. 1.3 NORMATIVA La energía convencional, por ser la energía más utilizada en el territorio marroquí, pronto fue objeto de reglamentación a través de diversos diplomas legislativos: Dahir nº 1-72-255 du 18 moharrem 1393 (22 de febrero de 1073), el decreto n° 2-72-513 de 13 rebia I 1393 (7 de abril de 1973), el decreto n° 2-95-699 du 4 moharrem 1417 (22 de mayo de 1996), todos sobre la importación, exportación, refinería, represa en refinería, centro de almacenamiento, almacenamiento y distribución de hidrocarburos. Procedente del Ministro de Energía y Mina, Ministro de Trabajos Públicos, Formación Profesional y del Ministro de Transporte, n° 1263-91 de 9 chaoual 1413 (1 de abril de 1993) sobre las normas de seguridad aplicables a los centros de almacenamiento, depósitos o botellas y almacenamiento usado en industria o de uso doméstico de gas de petróleo liquidificado, así como su condicionamiento, manutención y transporte. Procedente del Ministerio de Energía y Minas n° 42-95 de 27 rejeb 1415 (30 de diciembre de 1994) relativa a los precios de represa en refinería y de venta del carburador JP1. En los últimos años el Gobiernos Marroquí se está replanteando la política energética de país creándose distintas Administraciones para la regulación de la energía, tales como el Ministerio de la Energía de Marruecos, La Oficina de La Electricidad (ONE) o La Agencia Nacional para el Desarrollo de Las Energías Renovables (ADEREE). En la actualidad existe Ley nº 16-09 de Desarrollo Nacional de Energía Renovable y Eficiencia Energética, que tiene como objetivo contribuir al desarrollo que abarca la Política de Gobierno en materia de Energía Renovable y Eficiencia Energética. El pasado mes de enero se aprobó en el Parlamento la nueva Ley de Energías Renovables, recientemente publicada en el Boletín Oficial de Marruecos. Ésta abrirá de par en par el mercado de las energías limpias al sector privado, además de crear la mencionada Agencia Marroquí de las Energías Renovables y la Eficiencia Energética y la Moroccan Agency for Solar Energy (MASEN).
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Hasta su entrada en vigor, en Marruecos existía un mercado regulado con tarifas fijas donde la Oficina Nacional de Electricidad (ONE) era el único cliente de las empresas generadoras. Con este nuevo marco regulatorio, surgirá un mercado libre de compraventa de energía en el que coexistirán un mercado regulado y otro en el que los operadores tendrán libertad para fijar las tarifas.
2. IDENTIFICACIÓN DEL CENTRO
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2.1
DATOS GENERALES
El edificio estudio de la presente memoria es la Comuna Rural del pueblo de Laghdir. Los datos generales son: Edificio COMUNA RURAL DE LAGHDIR Domicilio (Avda., calle o plaza) DOUAR BARHIOUEN Población Región Teléfono LAGHDIR CHEFCHAOUEN 0 539 988 953 (TETOUAN) Correo Electrónico Nº de empleados communelaghdir@gmail.com 24
2.2
RÉGIMEN DE FUNCIONAMIENTO
10
Sector Administrativo CP 91000 Fax 0 539 988 953 Año de construcción 2.006
Esta Comuna Rural presenta un régimen de funcionamiento continuo a lo largo del año, permaneciendo las instalaciones en operación los doce meses. El horario que presenta en el momento de la auditoría se adjunta en la siguiente tabla, atribuyéndose a todos los días de la semana a excepción del sábado (que permanece cerrado). RÉGIMEN DE FUNCIONAMIENTO ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
MAÑANA
JUN
JUL
AGO
SEP
OCT
NOV
08:30-16:30 horas
TARDE TOTAL HORAS ANUALES
2.500 horas
11
DIC
3. LOCALIZACIÓN
12
La Comuna Rural se ubica en la calle Douar Barhiouen de la localidad de Laghdir, provincia de Chefchaouen.
13
Coordenadas: 35º 10’ latitud 5º 15’ longitud
Localización de La Comuna Rural de Laghdir. Fuente: Google Earth.
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4. DESCRIPCIÓN DEL EDIFICIO
4.1
DESCRIPCIÓN GENERAL
La Comuna Rural de Laghdir, edificio construido en 2.006, consta de un edificio principal de 515 m2 de superficie edificada (según plano) y orientación sureste de la fachada principal. Consta de una sola planta, aunque el distribuidor central cuenta con mayor altura que el resto de dependencias. En torno al Distribuidor central se distribuyen nueve despachos, dos departamentos, una sala de inventario, una sala de reuniones y los aseos.
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En todos ellos se cuenta con cerramientos de madera y acristalamiento simple, con tecnología abatible y fabricados en doble hoja. En ningún caso se cuenta con ningún sistema de protección solar a excepción del retranqueo.
Dependencia
Sup. Útil m2
Altura m
Distribuidor
181
6
Despacho 1 Despacho 2 Despacho 3 Despacho 4 Despacho 5
10,0 8,0 9,9 10 9,9
3,5 3,5 3,5 3,5 3,5
Nº de Ventanas 6 4 4 1 1 1 1 1
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Dimensión de Ventanas 0,50 x 1,40 m 0,50 x 0,80 m 0,65 x 0,80 m 1,05 x 1,40 m 1,05 x 1,40 m 1,05 x 1,40 m 1,05 x 1,40 m 1,05 x 1,40 m
Despacho 6 Despacho 7 Despacho de Califa Despacho de Presidente Dto. 1 Dto. 2 Inventario Sala de Reuniones Aseos
8,0 10,0
3,5 3,5
1 1
1,05 x 1,40 m 1,05 x 1,40 m
22,9
3,5
1
1,40 x 1,40 m
22,7
3,5
1
1,40 x 1,40 m
12,4 11,3 7,8
3,5 3,5 3,5
2 3 1
1,05 x 1,40 m 0,50 x 0,8 m 1,05 x 1,40 m
59,9
3,5
4
1,40 x 1,40 m
18,8
3,5
4
0,50 x 0,8 m
Distribuidor
Despacho 1
Despacho 2
Despacho 3
17
Despacho 4
Despacho 5
Despacho 6
Despacho 7
Departamento 1
Inventario
Despacho del Presidente
Sala de Reuniones
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5. INVENTARIO ENERGÉTICO
5.1
INSTALACIÓN DE ILUMINACIÓN
En este capítulo se incluyen los equipos principales y auxiliares destinados a la iluminación, así como los sistemas de regulación y control empleados. Los tipos de lámparas empleadas en las distintas dependencias son: □
Fluorescentes / Bajo Consumo.
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□ □ □
Halógena / Halogenuro Metálico. Incandescentes / Luz Mixta. Otras.
ILUMINACIÓN ZONAS COMUNES Y OFICINAS P. UNITARIA POTENCIA EQUIPO DEPENDENCIA LÁMPARA UDS. W TOTAL W AUXILIAR INTERIOR Patio central Incandescente 100 6 600 Sin balasto Sala de juntas Bajo Consumo 23 3 69 Electrónico Despacho 1 Bajo Consumo 23 1 23 Electrónico Despacho 2 Bajo Consumo 23 1 23 Electrónico Despacho 3 Bajo Consumo 23 1 23 Electrónico Departamento T1 Bajo Consumo 23 1 23 Electrónico Despacho 4 Incandescente 75 1 75 Sin balasto Incandescente 75 1 75 Sin balasto Aseos Fluorescente 18 1 18 Electromagnético Departamento T2 Incandescente 75 1 75 Sin balasto Despacho 5 Bajo Consumo 23 1 23 Electrónico Despacho 6 Bajo Consumo 23 1 23 Electrónico Despacho 7 Incandescente 75 1 75 Sin balasto Despacho de Califa Bajo Consumo 23 2 46 Electrónico Despacho de Presidente Bajo Consumo 23 2 46 Electrónico EXTERIOR Incandescente 75 1 75 Sin balasto Exterior Fluorescente 36 2 72 Electromagnético TOTAL ZONAS COMUNES Y OFICINAS 27 Uds. 1,36 kW Para la iluminación del edificio y exteriores se emplean en total 27 lámparas, con una potencia instalada de 1,36 kW. A continuación se muestra una comparativa entre las distintas zonas del edificio, con el objetivo de representar gráficamente las posibles zonas de actuación:
20
600 500 400 300 200 100 0
Patio central Sala de juntas 10,8%
3,4%
Despacho 1
3,4%
1,7%
Despacho 2
5,5%
44,0%
Despacho 3 Departamento T1
1,7%
Despacho 4
5,5%
Aseos Departamento T2
6,8%
Despacho 5
5,5%
5,1%
Despahco 6 Despacho 7 Despacho de Kalifa
1,7% 1,7% 1,7% 1,7%
Despacho de Presidente Exterior
Distribución de potencia instalada en iluminación.
Por tipología de lámparas, los Fluorescentes Compactos (Bajo Consumo) constituyen la tecnología de iluminación más empleada, con un 48% de presencia. Se localizan prácticamente en la totalidad de las dependencias.
21
Le siguen en proporción las lámparas Incandescentes, con un 41% del global. Además se emplean lámparas tubos Fluorescentes en un 11%. LÁMPARA
UD
Fluorescente
3
Fluorescente Compacta
13
Incandescente
11
TOTAL
27
TIPOLOGÍA DE LÁMPARAS Fluorescente 11% Incandescente 41%
Fluorescente Compacta 48%
Lámpara Fluorescente Compacta
Lámpara Fluorescente
Lámpara Incandescente
Equipos auxiliares Los tubos fluorescentes disponen de balasto electromagnético para su correcto funcionamiento. Los Fluorescentes Compactos, por su parte, ya llevan incorporados
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balastos electrónicos. Las lámparas incandescentes no requieren de ningún dispositivo auxiliar para su puesta en marcha.
Sistemas de Regulación y Control Todo el encendido de la iluminación interior, así como el exterior, se realiza de forma manual con interruptores, no disponiendo de ningún sistema automático o de programación para este cometido.
5.2
INSTALACIÓN DE CLIMATIZACIÓN
No se dispone de ningún sistema de climatización en el edificio.
5.3
INSTALACIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA
No se dispone de ningún sistema de ACS en el edificio.
5.4
OTROS EQUIPOS
A continuación se detallan los diferentes equipos empleados en el funcionamiento habitual de la Comuna, no incluidos en capítulos anteriores, y que justifican el consumo anual de energía eléctrica.
DEPENDENCIA
EQUIPOS ZONAS COMUNES Y OFICINAS POTENCIA EQUIPO MARCA Y MODELO kW PLANTA BAJA
23
UDS.
P. TOTAL kW
Sala juntas
Despacho 2 Departamento T1 Despacho 4 Sala de Inventario Despacho 5 Despacho de Califa Despacho de Presidente
TV SAMSUNG TDT GOLDEN INTERSTAR Fotocopiadora CANON 1122016 Fotocopiadora OCÉ 3018 Fotocopiadora RICOH FT41645 Ordenador ACCENT Impresora CANON 2BP3010 Ordenador ACCENT Impresora CANON L1121 E Ordenador ACCENT Impresora CANON 2BP3010 Hornillo IDEAL TRIOMPHE Ordenador ACCENT Impresora CANON L1121 E Ordenador ACCENT Impresora CANON 2BP 3010 Nevera SAMSUNG TOTAL POTENCIA ELÉCTRICA TOTAL POTENCIA TÉRMICA
0,15 0,02 0,64 1,68 1,50 1,10 0,48 1,10 0,76 1,10 0,48 8,51 1,10 0,76 1,10 0,48 0,16
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0,15 0,03 0,64 1,68 1,50 1,10 0,48 1,10 0,76 1,10 0,48 8,51 1,10 0,76 1,10 0,48 0,16 12,62 8,51
Nuevamente, realizaremos una comparativa gráfica de la potencia eléctrica instalada en el sector equipos para las distintas dependencias que componen la Comuna. Despacho de Presidente Despacho de Califa Despacho 5 Sala de Inventario Despacho 4 Departamento T1 Despacho 2 Sala de Juntas 0
0,5
1
1,5
24
2
2,5
3
3,5
4
Despacho de Califa 13%
Despacho de Presidente 1%
Sala de Juntas 32%
Despacho 5 15%
Despacho 4 12% Departamento T1 15%
Despacho 2 12%
Distribuci贸n por dependencias de la potencia total instalada en equipos.
Como se observa, en torno al 32% de la potencia instalada en equipos corresponde a la Sala de Juntas. Un 15% se atribuye a los Despachos 2 y 5 de manera individualizada. El 13% se localiza en el Despacho del Califa y el 12% en los Despachos 2 y 4 (en cada uno). Finalmente, el 1% restante lo encontramos en el Despacho del Presidente.
Equipos ofim谩ticos.
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Otros equipos.
5.5
INSTALACIONES DE ENERGÍAS RENOVABLES
No se cuenta con ningún tipo de instalación generadora procedente de fuentes de energías renovables.
5.6
RESUMEN DE POTENCIA INSTALADA
Como resumen de los datos indicados anteriormente se presentan las siguientes tablas, en las que se muestra la potencia eléctrica instalada en iluminación, climatización, ACS y en equipos. POTENCIA ELÉCTRICA ILUMINACIÓN kW
CLIMATIZACIÓN kW
EQUIPOS kW
ACS kW
TOTAL
1,36
-
12,62
-
13,98 kW
La potencia eléctrica total instalada en La Comuna Rural de Laghdir es de 13,98 kW. Esta potencia se distribuye por instalaciones según este gráfico:
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Distribución de Potencia Total Instalada por Zonas 12,62 kW
Potencia, kW
15,00 10,00 5,00
1,36 kW 0
0
ACS
EQUIPOS
CLIMATIZACIÓN
ILUMINACIÓN
0,00
10%
ILUMINACIÓN EQUIPOS 90%
Distribución de potencia eléctrica total instalada
La potencia eléctrica instalada en los equipos es la mayoritaria, con el 90% del total, frente al 10% que representa la instalación de iluminación.
POTENCIA TÉRMICA El único equipo generador de potencia térmica (calorífica) es el hornillo ubicado en la sala de Inventario: POT. TÉRMICA, kW 8,51 8,51 kW
EQUIPO Hornillo TOTAL
27
6. ANÁLISIS ENERGÉTICO
28
6.1
FUENTES DE SUMINISTRO ENERGÉTICO
6.1.1 CONSUMO Y COSTE ANUAL DE ENERGÍA ELÉCTRICA En las instalaciones de La Comuna Rural de Laghdir no se produce energía eléctrica, es comprada en su totalidad. El edificio emplea energía eléctrica y gas natural como fuentes energéticas. Las aplicaciones que la demandan son: -
Instalación de iluminación. Equipos: equipos ofimáticos, equipos domésticos, etc.
El consumo anual de energía eléctrica del centro se estima en 3.340 kWh, a partir de datos de facturación, lo que equivale a 0,29 tep anuales de energía final. El coste asociado al consumo de energía eléctrica es de 419,24 euros anuales. La distribución del consumo eléctrico de un periodo anual es:
FECHA
CONSUMO, kWh
IMPORTE, €
Enero - Marzo Abril - Junio
2010 - 2011 1.385 488
180,84 66,70
29
Julio - Septiembre Octubre - Diciembre
385 1.082
53,60 118,10
TOTAL ANUAL
3.340 kWh
419,24 €
Los datos aportados en la facturación no son suficientes para hacer un desglose detallado. Sin embargo, y teniendo en cuenta las características del edificio, se estima la siguiente distribución mensual:
DISTRIBUCIÓN BIANUAL DE CONSUMOS, KWH
PERIODO
CONSUMO
Enero
441 kWh
Febrero
450 kWh
Marzo
494 kWh
Abril
221 kWh
300
Mayo
140 kWh
200
Junio
127 kWh
100
Julio
97 kWh
0
Agosto
117 kWh
Septiembre
171 kWh
Octubre
293 kWh
Noviembre Diciembre
351 kWh
500 400
438 kWh Perfil de consumo de energía eléctrica anual.
6.1.2 CONSUMO ANUAL DE ENERGÍA TÉRMICA El consumo de energía térmica se produce, tan sólo, en el hornillo de gas natural instalado en la sala de Inventario. Puesto que no se han facilitado datos de facturación y se prevé un consumo mínimo, se considerará despreciable en esta auditoría.
6.1.3 CONSUMO ANUAL DE AGUA
30
El consumo anual de agua en las instalaciones asciende a 129 m3, según estimación generada a partir de datos de facturación. Este recurso que se emplea en: -
Instalación de Agua Fría de Consumo Humano (AFCH) Limpieza.
Los datos de consumo de agua del último periodo son:
FECHA
CONSUMO, L
Enero - Marzo Abril - Junio Julio - Septiembre Octubre - Diciembre TOTAL
2010 13 37 47 32 129 L
IMPORTE, €
5,77 20,20 27,21 16,74 69,92 €
Para una mejor percepción de la distribución anual de consumo de agua se expone la siguiente representación. DISTRIBUCIÓN ANUAL DE CONSUMO DE AGUA 50 40 30 20 10 0
Enero - Marzo
Abril - Junio
Julio Septiembre
Octubre Diciembre
6.1.4 RESUMEN DE CONSUMO En resumen, los consumos y costes energéticos son: CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA Diario Mensual
31
Anual
Consumo Eléctrico (kWh) Coste Eléctrico (€/año) Coste medio, c€/kWh
11,52 1,44
278,3 34,97
3.340 kWh/año 419,24 €/año 12,55 c€/kWh
CONSUMO DE AGUA CONSUMO DE AGUA Diario Mensual 0,45 10,75 0,24 5,83
3
Consumo (m ) Coste (€/año) Coste medio, c€/m3
6.2
Anual 129 m3/año 69,92 €/año 0,54 c€/m3
CONSUMO ENERGÉTICO DE INSTALACIONES
6.2.1 CONSUMO ELÉCTRICO Una vez determinada la potencia instalada y el consumo energético global, se procede a su descripción por instalaciones consumidoras de energía. Para el cálculo de los consumos eléctricos de los equipos se ha tenido en cuenta la potencia nominal de cada equipo estudiado, las horas de funcionamiento habitual, un coeficiente de simultaneidad y otro coeficiente de rendimiento. Estos coeficientes de minoración pretenden representar lo más fielmente posible el consumo del equipo y para su determinación se han tenido en cuenta los siguientes factores de funcionamiento: -
Tiempo que el equipo trabaja al 100% de la potencia. Descansos o paradas diarias. Porcentaje de simultaneidad de equipos. Energía reactiva del equipo.
El consumo eléctrico total anual de las instalaciones en el periodo de estudio se justifica tal y como sigue: INSTALACIÓN
CONSUMO, kWh
ILUMINACIÓN
859
CLIMATIZACIÓN
-
32
EQUIPOS
2.303
ACS
-
MOTORES Y BOMBAS
177
TOTAL
3.340 kWh
CONSUMO ENERGÉTICO TOTAL POR INSTALACIONES
5,3%
ILUMINACIÓN 25,7% CLIMATIZACIÓN EQUIPOS ACS OTROS (SISTEMAS AUXILIARES)
69,0%
Distribución del consumo energético total por instalaciones.
La instalación eléctrica de Equipos abarca el 69,0% de la energía eléctrica total que se consume en las instalaciones, seguido de la instalación de Iluminación, que consume un 25,7% del total. Se estima un 5,3% del consumo en Sistemas Auxiliares
6.2.2 CONSUMO TÉRMICO Como se ha comentado con anterioridad, el consumo térmico se considera despreciable en esta auditoría.
33
7. PROPUESTA DE ACTUACIÓN
34
7.1
ANÁLISIS TARIFARIO
7.1.1 TARIFAS DE VENTA DE ELECTRICIDAD Grandes Cuentas Tarifas en dirhams incluido TVA9 (14%) Opciones de tarifas
Prima fija kW/Año
TLU l'I U CU
1 504 602 301
Tarifas por kWh HP
Coeficiente de reducción de potencia
HPL
HC
0,6732 1,1047 1,4743
0,5226 0,6703 0,7S77
0,4817 0,4817 0,5050
1
0,6
0,4
TARIFA GENERAL Está constituida por una prima fija, para facturación de la potencia registrada, y una tasa de consumo según horario: Tarifas en dirhams incluido TVA (14%). Prima fija por kW y Año
323,55
Tasa de consumo por kWh : Hora punta
1,0408
Hora plena
0,7649
Hora crítica
0,5135
35
INVIERNO (del 01/10 a 31/03)
VERANO (del 01/04 a 30/09)
Horas puntas
17h-22h
18h-23h
Horas plenas
7h-17h
7h-18h
Horas criticas
22h-7h
23h-7h
TARIFA OPCIONAL Está constituida por tres opciones de tarifas según la duración anual de uso de la potencia. Para cada opción hay una prima fija, de facturación de la potencia registrada según duración del consumo, y una tasa de consumo según horarios.
Opciones de tarifas
Duración de uso anual medio
TLU: Muy Largo Uso
Superior a 6000 horas
MU : Medio Uso
entre 3500 y 6000 horas
CU : Corto Uso
Inferior a 3500 horas
Clientes muy alta tensión (150 y 225 kV)
Tarifas en dirhams incluido 1 TVA (14%) Opciones de tarifas TLU MU CU
Tarifas por Kwh
Prima fija kW/Año 1 259,57 504,26 252,13
Coeficiente de reducción de potencia
HP 0,5974 0,9517 1,2550
HPL 0,4791 0,6023 0,7011
HC 0,4376 0,4376 0,4572
1
0,6
0,4
Clientes alta tensión (60 kV)
Tarifas en dirhams incluido TVA (14%) Opciones de tarifas TLU
Tarifas por Kwh
Prima fija kW/Año
HP 0,5 304
1 407,32
36
HPL 0,4394
HC 0,4510
MU CU
563,73 231,35
Coeficiente de reducci贸n de potencia
1,0344 1,3306
0,6276 0,7376
0,4510 0,4729
1
0,6
0,4
Profesionales TARIFA GENERAL Constituida por una prima fija, de facturaci贸n de la potencia registrada, y una tarifa de kWh por horario.
Tarifas en dirhams IVA incluida (14%). Prima fija por KVA y por a帽o
331,7
Tasa de consumo por Kwh y por mes Horas puntas
1,1252
Horas plenas
0,7651
Horas criticas
0,5136
La tarifa de electricidad depende principalmente del consumo por horario. INVIERNO (del 01/10 a 31/03)
VERANO (del 01/04 a 30/09)
Horas puntas
17h-22h
18h-23h
Horas plenas
7h-17h
7h-18h
Horas criticas
22h-7h
23h-7h
Tarifas opcionales de media tensi贸n
37
Está constituida por tres opciones de tarifas según la duración anual de uso de la potencia. Para cada opción hay una prima fija, una facturación de la potencia registrada según horario y una tasa de consumo según horario. Opciones de tarifas
Duración de uso anual medio
TLU : Muy largo Uso MU : Medio Uso CU : Corto Uso
superior a 5500 horas entre 2500 y 5500 horas Inferior a 2500 horas
TARIFA VERDE La tarifa verde corresponde a los clientes particulares o sociedades que desarrollan una actividad agrícola reconocida por una atestación concedida por los servicios competentes del ministerio de la agricultura. La tarifa de electricidad varía en función de la opción de tarifas, la estación y el horario de consumo.
Opciones de tarifas
Duración de uso anual medio
TLU : Muy Largo Uso (Très Longue Utilisation)
Superior a 5500 horas
MU : Medio Uso (Moyenne Utilisation)
entre 2500 y 5500 horas
CU : Corto Uso (Courte Utilisation)
inferior 2500 horas
HORARIOS
Invierno (del 01/11 a 31/03)
Verano (del 01/04 a 30/10)
Horas puntas
17h a 22h
18h a 23h
Horas Normales
22h a 17h
23h a 18h
Tarifas en dirhams incluido TVA (14%). Tarifas por kWh Opciones de tarifas Prima fija kW/Año
Horas puntas Invierno
38
Verano
Horas normales Invierno
Verano
TLU MU CU
1 840,40 828,13 363,03
0,5463 1,0753 1,6072
0,5132 0,6139 0,7144
0,4717 0,3072 1,1094
0,4533 0,5117 0,5661
1
1
0,6
0,4
Coeficiente de reducción de potencia
TARIFA BAJA TENSIÓN Clientes fuerza motriz, industriales y agrícolas Tarifas en dirhams incluido TVA(14%). Categorías de consumo mensual
Tarifa del KWh
0 a 100 kWh 101 a 500 kWh > a 500 kWh
1,1342 1,1910 1,3611
Clientes patentados Tarifas en dirhams TVA (14%). Categorías de consumo mensual 0 a 150 kWh > a 150 kWh
Tarifa del kWh 1,2594 1,3996
Uso doméstico e iluminación privada Las tarifas de electricidad se aplican según el nivel de tensión de alimentación y en función del uso de la electricidad. La ONE instauró un sistema de categorías de clientes para la facturación del consumo de la electricidad, que es proporcional al volumen del consumo. Las tarifas aplicadas por ONE en sus zonas de distribución son fijadas por orden ministerial.
39
Sector urbano Tarifas en dirham incluido TVA (14%) Categorías de consumo al mes
Precio del kwh
0 a 100 kWh 101 a 200 kWh 201 a 500 kWh
0,9010 0,9689 1,0541
> a 500 kWh
1,4407
Sector rural Para facilitar el pago del consumo de electricidad por parte de los rurales, La ONE adoptó el sistema "NOUR" que se basa en la instalación de contadores que funcionan con tarjeta de prepago. Para aprovisionarse en electricidad, el cliente puede comprar las cantidades deseadas a través de tarjetas de recargo disponibles a partir de un importe de 20 Dhs. Tarifas aplicadas en el sector rural en dirham incluido TVA (14%) Gama de potencia
Precio del kwh
Potencia inferior o igual 1 KW Potencia entre 1 kW y 2 KW Potencia entre 2 KW y 3 KW Potencia superior a 3 KW
1,0700 1,1021 1,1449 1,3910
Colectividades locales TARIFA GENERAL Constituida por una prima fija, de facturación de la potencia registrada, y una tarifa de kWh por horario. Precio de venta de electricidad en dirhams sin tasa. Prima fija por KVA y por Año Tasa de consumo por kWh
40
271,93
Horas puntas
0,92246
Horas plenas
0,62720
Horas criticas
0,42106
La tarifa de electricidad depende principalmente del consumo por horario. INVIERNO (del 01/10 a 31/03)
VERANO (del 01/04 a 30/09)
Horas puntas
17h-22h
18h-23h
Horas plenas
7h-17h
7h-18h
Horas criticas
22h-7h
23h-7h
Alumbrado administrativo Esta tarifa concierne la suscripción de los locales en los cuales las administraciones o colectividades locales desarrollan sus actividades (no comercial, industrial o agrícola) Tarifas en dirhams incluso TVA (14%). Alumbrado administrativo Alumbrado administrativo (sistema NOUR de prepago)
1,3059 1,5037
Alumbrado público Esta tarifa concierne las suscripciones relativas al alumbrado de las vías de tráfico y espacios abiertos al público. Tarifas en dirhams incluso TVA S14%). Alumbrado público
1,0762
Alumbrado público (sistema NOUR de prepago'
1,1021
7.1.2 PARÁMETROS DE FACTURACIÓN
ENERGÍA REACTIVA
41
La energía reactiva es la demanda extra de energía que algunos equipos de carácter inductivo como motores, transformadores, iluminarias, necesitan para su funcionamiento. Es una energía que no se transforma en energía útil, por lo que se está desaprovechando. Sus efectos negativos son:
Costes económicos reflejados en las facturas eléctricas. Pérdida de potencia de sus instalaciones. Caídas de tensión que pueden perjudicar los procesos. Sobrecarga en los transformadores y líneas eléctricas.
En caso de necesidad, la incorporación de una batería de condensadores de capacidad adecuada a las características facturadas de energía reactiva compensaría dicho consumo y evitaría la penalización económica. En el caso particular de la Comuna Rural de Laghdir no se prevé necesidad alguna de realizar modificaciones en la instalación. Se observa que en la facturación aportada no se penaliza por reactiva en ningún caso. POTENCIA CONTRATADA
La potencia eléctrica contratada con la compañía eléctrica es, teóricamente, la máxima que puede consumirse en un momento determinado. Ésta se produce por la simultaneidad aleatoria de distintos consumos, conexiones simultáneas de distintas cargas. Conocer cómo se consume electricidad en cualquier edificio es vital para plantear una política de ahorro de energía eléctrica y una disminución del gasto eléctrico. En los datos de facturación no se observa valoración alguna de la potencia demandada, por lo que no puede evaluarse este parámetro. DISCRIMINACIÓN HORARIA
Según lo expuesto con anterioridad, en la tarifa de Alumbrado Administrativo no se puede diferenciar la facturación por periodos. En este caso no existe posibilidad de ahorro.
42
7.2
MEDIDAS PROPUESTAS DE ILUMINACIÓN
La iluminación es una de las partidas que presentan un mayor consumo en un edificio, oscilando éste entre un 12 y un 18% del consumo total de energía, llegando hasta un 40% del gasto energético total. Es por ello que cualquier medida de ahorro energético en iluminación tendrá una repercusión importante en los costes de funcionamiento. Además, el cambio de lámparas a otras de menor consumo, con menor emisión de calor, conduce a un ahorro significativo en climatización. En las siguientes medidas se contempla la sustitución de lámparas, luminarias y equipos auxiliares por tecnologías más eficientes.
SUSTITUCIÓN DE LÁMPARAS INCANDESCENTES/LUZ MEZCLA POR BAJO CONSUMO En la siguiente propuesta se estudia la sustitución de las lámparas incandescentes de la instalación por lámparas de bajo consumo, estimándose así un ahorro del 80% de la energía perdida por las incandescentes en forma de calor. Además, la duración de la lámpara es de 8 a 10 veces mayor que en el caso de la incandescencia.
43
Ocurre algo similar con las lámparas luz mixta, una tecnología poco eficiente (mezcla de incandescencia y mercurio), cuya sustitución por bajo consumo deriva en un ahorro energético. Como inconveniente presentan que no alcanzan el 80% de rendimiento hasta el minuto desde su encendido, por lo que la aplicación óptima es en aquellas zonas donde su uso es continuo. La equivalencia entre las lámparas incandescentes y fluorescentes compactas es:
Lámpara Incandescente 15 W 25 W 40 W 60 W 75 W 100 W 150 W
Lámpara Fluorescente 3W 5W 7W 11 W 15 W 20 W 23 W
Ahorro Energético 80% 80% 82% 82% 80% 80% 84%
Las características de la lámpara propuesta son: MINI LYNX SPIRAL BLISTER SYLVANIA
Potencia
Voltaje
Casquillo
Vida Media
Temp. Color (ºK)
44
Dimensiones (mm) L
D
Emisión Luminosa (lm)
7W 7W 11W 11W 15W 15W 20W 20W 25W 25W 30W 30W
220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V
E27 E27 E27 E27 E27 E27 E27 E27 E27 E27 E27 E27
8000 8000 8000 8000 8000 8000 8000 8000 8000 8000 8000 8000
2700 4000 2700 4000 2700 4000 2700 4000 2700 4000 2700 4000
116 116 130 130 135 135 147 147 156 156 170 170
42 42 42 42 42 42 50 50 50 50 54 54
420 420 700 660 920 920 1180 1180 1475 1475 1900 1900
El análisis de rentabilidad de las medidas propuestas es:
PROPUESTA 1. SUSTITUCIÓN DE 6 LÁMPARAS INCANDESCENTES DE 60W POR BAJO CONSUMO DE 15W EN PATIO CENTRAL INTERIOR. Consumo actual
162,0 kWh
Consumo futuro
40,5 kWh
Ahorro Energético (kWh/año)
121,5
Ahorro Económico (€/año)
15,2
Inversión (€)
80,4
Período de Retorno (años)
5,3
Reducción CO2 (kg CO2/año)
48,6
T.I.R
16,0%
PROPUESTA 2. SUSTITUCIÓN DE 5 LÁMPARAS INCANDESCENTES DE 75W POR BAJO CONSUMO DE 20W EN D. 4, D. 7, ASEOS, DTO 2 Y EXTERIOR Consumo actual
262,5 kWh
Consumo futuro
70,0 kWh
45
PROPUESTA 2. SUSTITUCIÓN DE 5 LÁMPARAS INCANDESCENTES DE 75W POR BAJO CONSUMO DE 20W EN D. 4, D. 7, ASEOS, DTO 2 Y EXTERIOR Ahorro Energético (kWh/año)
192,5
Ahorro Económico (€/año)
24,2
Inversión (€)
67,0
Período de Retorno (años)
2,8
Reducción CO2 (kg CO2/año)
77,0
T.I.R
31,4%
SUSTITUCIÓN DE TUBOS FLUORESCENTES POR ECO-TUBOS Los tubos fluorescentes convencionales con tecnología T8/T12 (diámetro 38 mm) son poco eficientes, especialmente acompañados de reactancias electromagnéticas. La solución óptima consiste en sustituir estos tubos por otros de alta eficiencia (tipo T5, 16 mm de diámetro), y que además incorporen un balasto electrónico, con lo que el ahorro es de hasta un 50%, además de mejorar la vida útil de las lámparas y reducir los costes de mantenimiento. La diferencia entre los tubos antiguos y los eficientes reside en que estos últimos poseen un diámetro y longitud menores, por lo que la luminaria actual no sería válida. Sin embargo, existe una nueva tecnología ECOTUBO, en la que, gracias a un adaptador, permite sustituir el tubo antiguo por uno de alta eficiencia con balasto electrónico sin necesidad de cambiar la luminaria.
Eco-tubo
Las ventajas de incorporar balastos electrónicos son:
Ahorro de un 25 % de la energía consumida. Incremento de la vida de las lámparas hasta en un 50 %, reduciendo los costes de mantenimiento. Evita sustituir el cebador.
46
Reducción de la carga térmica del edificio debido a la menor generación de calor. Reducción de la temperatura de funcionamiento de la luminaria. Factor de potencia corregido a 1. Encendido instantáneo y sin destellos. Desconexión automática de las lámparas defectuosas. Luz agradable, sin efecto estroboscópico. Eliminación de ruidos del equipo eléctrico. Protección del equipo eléctrico contra picos de tensión. Mayor seguridad contra incendios, al haber menor temperatura en la luminaria. Posibilidad de conexión a corriente continua para la iluminación de emergencia.
Sin embargo, en aquellas ocasiones en las que el consumo no es muy elevado o el precio de la energía es reducido, no resultan viables económicamente. No obstante, existe otra posibilidad de mejorar la eficiencia de nuestra iluminación. En la actualidad se ha evolucionado en el sector de la iluminación, fabricando lámparas que ofrezcan el mismo rendimiento reduciendo, a su vez, la potencia instalada. Esto mismo ocurre en el caso concreto de los fluorescentes, en el que Philips ha creado la línea ECO. Estas lámparas permiten su sustitución directa sin necesidad de adaptadores ni balastos electrónicos, aunque también son compatibles con ellos. La equivalencia de lámparas es:
Equivalencias Tubos Eco
PROPUESTA 3. SUSTITUCIÓN DE 2 LÁMPARAS FLUORESCENTES 36W POR ECOTUBOS DE 32W EN EXTERIOR
47
PROPUESTA 3. SUSTITUCIÓN DE 2 LÁMPARAS FLUORESCENTES 36W POR ECOTUBOS DE 32W EN EXTERIOR Consumo actual
5.332,3 kWh
Consumo futuro
4.211,8 kWh
Ahorro Energético (kWh/año)
23,7
Ahorro Económico (€/año)
3,0
Inversión (€)
17,0
Período de Retorno (años)
5,7
Reducción CO2 (kg CO2/año)
9,5
T.I.R
7.3
12,1%
MEDIDAS PROPUESTAS EN EPIDERMIS Y CERRAMIENTOS
EPIDERMIS EDIFICATORIA El consumo energético en el que incurre el edificio para satisfacer su demanda energética depende directamente de la eficiencia energética de los equipos. No obstante, no debe obviarse la influencia de la epidermis sobre el consumo energético. Se entiende por epidermis la envoltura del edificio, formada por fachadas opacas, ventanas, puertas, etc. Un diseño previo, coherente con la racionalidad energética, posibilitaría considerables ahorros económicos. Hay que tener en cuenta que el efecto de las actuaciones de eficiencia energética realizadas sobre la epidermis se mantiene a lo largo de toda la vida, incidiendo en un ahorro prolongado que justificaría el sobrecoste asociado a dichas actuaciones.
48
El edificio tiene la posibilidad de implementar diversas actuaciones en la envolvente y cerramientos para favorecer la reducción de la demanda térmica del mismo. Con ello se conseguiría un mayor confort en su interior y una reducción importante de los equipos de climatización. Algunos ejemplos son: Acondicionamiento de la fachada:
Incorporación de placas cerámicas creando en la instalación una cámara de aire ventilada e incluyendo un revestimiento de chapa de zinc. Las fachadas ventiladas permiten reducir en verano las cargas de calor del edificio, gracias a la reflexión parcial de la radiación solar. En los meses fríos, la fachada ventilada retiene el calor interior y evita las pérdidas. Esta aplicación presenta además una mejora del aislamiento termo-acústico, protección contra el viento y la lluvia, y mantenimiento en seco de la fachada.
Acondicionamiento de la cubierta:
Instalación de cubierta ajardinada ecológica. Ésta permite reducir las oscilaciones de temperatura en cubierta, reduciendo la entrada de calor en verano y obstaculizando las pérdidas de calor en invierno por su gran inercia térmica, con lo que se reduce la demanda térmica
Acondicionamiento de los cerramientos:
Incorporación de lamas horizontales de protección solar. Reduce las infiltraciones de radiación solar y retiene la energía térmica del interior en invierno, lo que se traduce en ahorros en climatización e iluminación.
49
Instalación de láminas de protección solar. Como su propio nombre indica son unas láminas de control solar que filtran el calor y los rayos ultravioletas. Tienen múltiples ventajas, como: Se evita la decoloración causada por los rayos ultravioletas y el sobrecalentamiento de equipos informáticos. Se consigue un menor consumo energético de los equipos de climatización, hasta un 20%. Se evita el deslumbramiento y la fatiga ocular de los trabajadores.
Incorporación de aislante (burlete) en el canto inferior de las puertas exteriores.
Cubierta ajardinada
Lamas de protección solar
Debido a que no existe consumo de energía en climatización no resultaría rentable económicamente llevar a cabo ninguna actuación. El hecho de no existir coste alguno en aclimatar el edificio implica que no puede existir ahorro en este aspecto. Con el objetivo de mejorar las instalaciones y fomentar el confort en la comuna rural se adjunta en el apartado de propuestas de mejora algunas medidas a tener en cuenta.
7.4
MEDIDAS PROPUESTAS EN CLIMATIZACIÓN Y ACS
En el edificio objeto de estudio no se dispone de equipos de climatización, por lo que no puede realizarse medidas de mejora.
50
En el apartado de propuestas de mejora se ha realizado una simulación para dotar a la comuna de un sistema de climatización.
7.6
MEDIDAS PROPUESTAS EN GESTIÓN DEL AGUA
En el sector de edificios hay tres enfoques claramente diferenciados en consumos de agua, estos son por orden de importancia:
Los consumos de ACS (Agua Caliente Sanitaria) y AFCH (Agua Fría de Consumo Humano) en consumos sanitaros en aseos, duchas, inodoros, etc., como parte primordial de la explotación del negocio.
Los consumos de agua para la manipulación, limpieza y elaboración de alimentos o comidas, así como para el lavado de vajillas y lavandería y limpieza en general.
Los consumos en mantenimiento, climatización, producción y limpiezas o piscinas, incluso riego, baldeo y paisajismo, en algunos.
Hoy en día existen sistemas y tecnologías de alta eficiencia en agua, de fácil implementación y que aportan ventajas en todos los sentidos. Éstas resultan no sólo altamente rentables para el medio ambiente (pues se produce una reducción muy acentuada en el consumo de este recurso), sino además económica ya que esta reducción es directamente proporcional al coste de la factura. El ahorrar agua permite además ahorrar la energía utilizada para su calentamiento, aportando beneficios, ya no tanto económicos y muy importantes, sino ecológicos, para evitar la combustión, y reducir así la emisión de gases contaminantes, del denominado efecto invernadero. A continuación se indican una serie de medidas orientadas a reducir el consumo de este recurso: 1.
En la limpieza de las instalaciones, utilizar exclusivamente el agua necesaria, y, si es posible, realizar previamente una limpieza en seco.
51
Respetar los tiempos, caudales y concentraciones de productos de limpieza para generar menos vertidos residuales y ahorrar agua. 2.
Utilizar mangueras a presión con cierre en la boca de salida. Los sistemas de limpieza a presión consumen menos, ya que se genera menor volumen de aguas residuales y mejora la eficacia de la operación de limpieza.
3.
Evitar derrames y fugas de fluidos para evitar usar agua para su limpieza.
4.
Realizar un mantenimiento adecuado para evitar fugas y derrames en depósitos, tuberías e instalación hidráulica.
5.
Instalar dispositivos de ahorro de agua: una forma de ahorrar hasta el 30% del agua consumida consiste en el empleo de sistemas economizadores de agua, basados en el tubo de Venturi, la incorporación de plásticos anticalcáreos y la instalación de mecanismos de cierre automático de salida de cisterna por contrapeso. Estos elementos son: Mecanismo de rearme de cisternas “WCStop”.
Cisternas doble pulsador.
Perlizadores con antirrobo. Reducen el consumo de agua un mínimo del 50% en comparación con los sistemas tradicionales, y tienen una mayor eficacia con los jabones, por su chorro burbujeante y vigoroso.
52
Reductor volumétrico para duchas Ahorra un 35% del agua consumida por el quipo al que se le aplica. 6. Realizar revisiones periódicas (mensuales) para detectar fugas y averías en los elementos de la red hidráulica (tuberías, grifos, tomas de agua…). Un grifo que gotea 10 gotas por minuto consume 2.000 litros de agua al año. Para realizar esta tarea es conveniente establecer un Plan de Mantenimiento y asignar funciones a un responsable. En la Comuna Rural de Lagdhir se cuenta con los siguientes dispositivos: LAVABOS ASEO/UBICACIÓN
Nº
ASEO
2
WC
TEMPORIZADOR PERLIZADOR
NO
NO
DUCHAS
Nº
TIPO CISTERNA
Nº
PERLIZADOR
3
URINARIOS
-
-
De esta manera y, teniendo en cuenta la inversión necesaria, se recomienda instalar 2 grifos temporizados con perlizador e incorporar fluxores en los 3 WC. El objetivo es dotar de un sistema automático de parada a los dispositivos expendedores de agua, con el consiguiente ahorro conseguido. PROPUESTA 4. INSTALACIÓN DE 2 GRIFOS TEMPORIZADOS CON PERLIZADOR Y 3 FLUXORES Ahorro de agua en grifos
20,9 L
Ahorro de agua en cisternas
19,8 L
Ahorro de agua (m3/año)
40,7
Ahorro Económico (€/año)
22,0
Inversión (€)
248,0
Período de Retorno (años)
11,3
Reducción CO2 (kg CO2/año)
0,0
T.I.R
2,2 %
53
7.7
MEDIDAS PROPUESTAS EN EQUIPOS
OPTIMIZACIÓN DEL USO DE EQUIPOS OFIMÁTICOS EN EL EDIFICIO En este apartado se propone la instalación de un programador doméstico programable que está diseñado para el control de pequeños electrodomésticos, equipos ofimáticos, etc.
Incorpora la posibilidad de realizar pulsos de 1 a 59 segundos. Cambio automático de horario oficial Invierno Verano. Posee 32 espacios de memoria programables por bloques. Incorpora protección contra manipulado del enchufe por niños
Con el uso de estos equipos y las buenas prácticas comentadas anteriormente pueden conseguirse ahorros de hasta el 10% del consumo de los equipos. PROPUESTA 5. INSTALACIÓN DE 3 PROGRAMADORES EN DESPACHOS DE MAYOR USO Consumo en Stand By
260 kWh
Ahorro Energético (kWh/año)
260,0
Ahorro Económico (€/año)
32,6
Inversión (€)
210,0
Período de Retorno (años)
6,4
Reducción CO2 (kg CO2/año)
104,0
T.I.R
5,5 %
54
55
8. PLAN DE MEJORA AMBIENTAL
RESPONSABILIDAD EN LA GESTIÓN MEDIOAMBIENTAL
El compromiso con la eficiencia energética y con el consumo responsable del agua debe establecerse desde la dirección de la empresa. Asimismo, debe ir respaldado por una declaración personalizada de la misión y por unas políticas claras sobre el uso de la energía y del agua.
Es importante designar a un encargado/responsable de la gestión de la energía y del agua. En un edificio de estas dimensiones será necesario que un miembro de la plantilla se haga cargo de esta responsabilidad. De cualquier manera, el responsable de la gestión de la energía y del agua en una organización debe tener recursos y tiempo asignado para marcar la diferencia con respecto al resto de la plantilla.
56
BENEFICIOS MEDIOAMBIENTALES La implantación de medidas de ahorro no sólo conlleva un ahorro energético y económico, sino que reduce las emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera como consecuencia de la generación energética a partir de combustibles fósiles. En un edificio público se hace relevante adquirir medidas de mejora ambiental que fomenten su competitividad, además de contribuir a la mitigación del impacto ambiental de las actividades. A continuación se valora la mejora ambiental, esto es, la reducción de emisiones de CO 2 que se dejarían de emitir a la atmósfera, con las medidas valoradas anteriores.
57
SITUACIÓN ACTUAL
CONSUMO ELÉCTRICO CONSUMO TÉRMICO EMISIONES CO2
3.340 kWh/año 1,34 T CO2
SITUACIÓN FUTURA AHORRO ENERGÍA TOTAL EMISIONES CO2 EVITADAS
597,7 kWh 0,239 T CO2
Por tanto, con la adopción de las medidas propuestas se dejarían de emitir a la atmósfera 239 Kg de CO2, un 17,9% de reducción.
58
9. CONCLUSIONES. TABLA RESUMEN DE MEDIDAS PROPUESTAS
59
ACCIONES PROPUESTAS
Ahorro Energía Eléctrica (Kwh/año)
Ahorro Energía Térmica (kWh/año)
Ahorro Energía Final (tep/año)
Ahorro Económico €/año
Inversión €
Pay Back años
Reducción Emisiones kg CO2/año
121,5
0,0
0,010
15,2
80,4
5,3
48,6
192,5
0,0
0,017
24,2
67,0
2,8
77,0
23,7
0,0
0,002
3,0
17,0
5,7
9,5
PROPUESTA 1. ILUMINACIÓN
Sustitución de 6 lámparas Incandescentes de 60W por Bajo Consumo de 15W en patio central interior. PROPUESTA 2. OPTIMIZACIÓN TARIFARIA
Sustitución de 5 lámparas Incandescentes de 75W por Bajo Consumo de 15W en D4, D7, aseos, Dto. 2 y exterior. PROPUESTA 3. ILUMINACIÓN
Sustitución de 2 fluorescentes de 36 W por eco-tubos de 32W
60
Ahorro Energía Eléctrica (Kwh/año)
Ahorro Energía Térmica (kWh/año)
Ahorro Energía Final (tep/año)
Ahorro Económico €/año
0,0
0,0
0,000
Instalación de 3 programadores digitales para la gestión de los equipos ofimáticos en los despachos de mayor uso.
260,0
0,0
TOTAL
597,7
0,0
ACCIONES PROPUESTAS
Inversión €
Pay Back años
Reducción Emisiones kg CO2/año
22,0
248,0
11,3
0,0
0,022
32,6
210,0
6,4
104,0
0,051
97,0
622,4
6,4
239,1
PROPUESTA 4. AGUA
Instalación de 2 grifos temporizados con perlizador y 3 fluxores en aseo PROPUESTA 5. EQUIPOS
61
CONCLUSIONES MEDIDAS PROPUESTAS AHORRO ENERGÍA ELÉCTRICA
597,7 kWh/año
AHORRO ENERGÍA TÉRMICA
-
AHORRO ENERGÍA FINAL
0,051 tep/año
AHORRO ECONÓMICO
97,0 €
INVERSIÓN
622,4 €
PAY BACK
6,4 años
EMISIONES CO2 EVITADAS
0,239 T CO2
%AHORRO ENERGÉTICO
17,9%
Las medidas propuestas en la auditoría, incluyendo las propuestas prioritarias y opcionales, reflejan un ahorro de energía final en las instalaciones de 597,7 kWh anuales, equivalentes a 0,051 tep. Esto supone un 17,9% de ahorro energético, con un ahorro económico de 97,0 euros. Para lograr este ahorro la inversión necesaria es cercana a 622,4 euros y la implantación de las medidas propuestas conllevaría una reducción de emisiones de 239,1 kg de CO2 a la atmósfera. El periodo de amortización general es de 6,4 años.
62
10. INDICADORES ENERGÉTICOS
63
DATOS DE PARTIDA
kWh totales kWh debidos a climatización kWh debidos a equipos kWh debidos a ACS kWh debidos a iluminación Kg CO2 totales kg CO2 debidos a climatización kg CO2 debidos a equipos kg CO2 debidos a ACS kg CO2 debidos a iluminación m2 totales Nº personas totales
3.340 2.303 859 1.336 921 344 460 24
INDICADORES ENERGÉTICOS
Kg CO2/m2 totales Kg CO2/m2 debidos a climatización Kg CO2/m2 debidos a equipos Kg CO2/m2 debidos a ACS Kg CO2/m2 debidos a iluminación Kg CO2/persona totales Kg CO2/persona debidos a climatización Kg CO2/persona debidos a equipos Kg CO2/persona debidos a ACS Kg CO2/persona debidos a iluminación kWh/m2 totales kWh/m2 debidos a climatización kWh/m2 debidos a equipos kWh/m2 debidos a ACS kWh/m2 debidos a iluminación kWh/persona totales kWh/persona debidos a climatización kWh/persona debidos a equipos kWh/persona debidos a ACS kWh/persona debidos a iluminación
2,9 2,0 0,7 55,7 38,4
6,0
-
4,0
14,3
2,0
7,3
0,0
5,0 1,9
kg CO2/m2
139,2 96,0 35,8
64
kWh/m2
11. OTRAS PROPUESTAS DE MEJORA
65
El presente capítulo trata de enumerar algunas mejoras previsibles de ser ejecutadas con el objetivo de mejorar las prestaciones de los edificios que componen la comuna. A diferencia de las medidas tratadas con anterioridad, estas propuestas no tienen como objetivo directo el ahorro de energía, aunque bien es verdad que todas ellas influyen notoriamente en este aspecto. Se trata por tanto, de mejorar la eficiencia y calidad de la Comuna Rural de Laghdir.
11.1
MEDIDAS PROPUESTAS DE ILUMINACIÓN
SISTEMA DE REGULACIÓN Y CONTROL: DETECTORES DE PRESENCIA El empleo de estos detectores permite eliminar el uso de la iluminación cuando ésta no es necesaria, y activar de nuevo el alumbrado ante una detección de presencia, con lo que se consiguen ahorros de hasta el 20% en iluminación. El detector desconecta automáticamente el alumbrado cuando no hay personas en el interior de la dependencia, con lo que se ajusta el uso de la energía a las necesidades reales. Este sistema de control es recomendable en locales poco transitados o donde la ocupación es intermitente, como pasillos, escaleras, salas de reuniones, archivos, almacenes, aseos, garajes, despachos de oficinas, etc. Determinadas características, como la distancia de detección o el retardo de desconexión (tiempo entre la salida de la persona y la desconexión de la iluminación) son ajustables, y es muy importante precisar una distancia de detección correcta, para evitar encendidos de iluminación no deseados. Se considera oportuno su incorporación en los aseos de ambos edificios resultando el siguiente análisis:
66
INSTALACIÓN DE 1 DETECTOR DE PRESENCIA EN ASEO Ahorro Energético (kWh/año)
8,4
Ahorro Económico (€/año)
1,1
Inversión (€)
34,3
Período de Retorno (años)
-
Reducción CO2 (kg CO2/año)
3,3
INSTALACIÓN DE 4 DETECTORES DE PRESENCIA EN PASILLOS DE PATIO CENTRAL INTERIOR Ahorro Energético (kWh/año)
21,6
Ahorro Económico (€/año)
2,7
Inversión (€)
137,2
Período de Retorno (años)
-
Reducción CO2 (kg CO2/año)
11.2
8,6
MEDIDAS PROPUESTAS EN EPIDERMIS Y CERRAMIENTOS
Las recomendaciones expuestas a continuación van enfocadas a mejorar el aislamiento térmico de los edificios. Su instalación no conseguiría un ahorro energético elevado debido a que el sistema de climatización empleado genera poco consumo. Sin embargo, estas actuaciones mejorarán el confort en el interior de las estancias ya que van a reducir la carga térmica a la que se ve sometida la comuna.
CERRAMIENTOS SEMITRANSPARENTES (VIDRIOS) Las pérdidas que tienen que contrarrestar los equipos de climatización para mantener las condiciones térmicas de confort, pueden variar considerablemente dependiendo del tipo de acristalamiento.
67
Así, cuando la temperatura exterior es de 5ºC y la del interior del edificio de 20ºC las pérdidas a través de diferentes acristalamientos son: Vidrio Simple Vidrio Doble (con cámara de aire) Vidrio Triple (con cámara de aire)
79 kW/m2 de acristalamiento 55 kW/m2 de acristalamiento (69%) 29 kW/m2 de acristalamiento (36%)
La disposición de vidrios con cámaras de aire garantiza un aislamiento térmico y acústico que repercute en unos mayores niveles de confort. El hecho de que el vidrio disponga de capas reflectoras o absorbentes ocasiona una drástica reducción de la radiación solar que penetra, lo que provoca un menor consumo de los equipos de refrigeración. El estado de aislamiento del edificio en su epidermis es deficiente, emplea acristalamiento simple y presenta en algunos casos un mal estado en la marquetería. Con el objetivo de mejorar el aislamiento y reducir con ello la carga térmica en el interior del edificio se valora a continuación la posibilidad de instalara doble acristalamiento con cámara de aire intermedia. Además se recomienda emplear PVC o aluminio con rotura de puente térmico para la marquetería ya que estos materiales garantizan la separación térmica entre la cara interior y exterior del perfil.
SUSTITUCIÓN DE 40 M2 DE CERRAMIENTO POR DOBLE ACRISTALAMIENTO Y MARQUETERÍA CON ROTURA DE PUENTE TÉRMICO Ahorro Energético (kWh/año)
-
Ahorro Económico (€/año)
-
Inversión (€)
9.471
Período de Retorno (años)
-
Reducción CO2 (kg CO2/año)
-
68
INSTALACIÓN DE LÁMINAS DE PROTECCIÓN SOLAR En verano, el cristal recibe grandes cantidades de calor y lo retiene en el interior, lo que se conoce como efecto invernadero. En invierno, el calor que se pierde a través de los cristales de las ventanas es siete veces mayor que el que se perdería en una superficie igual de pared. Esto se traduce en un enorme gasto energético. Con este tipo de láminas se consigue rechazar hasta el 79% del calor en verano y reducir la pérdida invernal hasta un 20%, filtrando también el 99% de los ultravioletas. Con todo esto se consigue equilibrar la luz, haciéndola más homogénea, así como el clima de la estancia. Finalmente, si además se protegen las ventanas con tejidos técnicos, es posible reducir casi en gran medida el uso de equipos de climatización, con las ventajas que esto conlleva, tanto desde el punto de vista económico como desde la óptica medioambiental, pues favoreceremos la disminución de emisiones de CO2 a la atmósfera.
Se recomienda su instalación en todos los cerramientos acristalados de los dos edificios que componen la comuna. En caso de no disponer de medios para ello, se recomienda comenzar con las ventanas orientadas al Sur - Este.
69
INSTALACIÓN DE 40 M2 DE LÁMINA DE PROTECCIÓN SOLAR Ahorro Energético (kWh/año)
-
Ahorro Económico (€/año)
-
Inversión (€)
1.420
Período de Retorno (años)
-
Reducción CO2 (kg CO2/año)
-
MEJORA DEL NIVEL DE AISLAMIENTO EN PUERTAS La instalación de sistemas de aislamiento en las juntas de los cerramientos permite mejorar el nivel de estanqueidad de los mismos, con lo que se garantiza una menor transferencia térmica y menor demanda de climatización.
Para el aislamiento se propone emplear un sistema de barra de aluminio con cepillo basculante de nylon. INSTALACIÓN DE 15 M DE BURLETE EN PUERTAS DE DESPACHOS Y EXTERIOR Ahorro Energético (kWh/año)
-
Ahorro Económico (€/año)
-
Inversión (€)
180
Período de Retorno (años)
-
Reducción CO2 (kg CO2/año)
-
MEJORA PROTECCION EXTERIOR La utilización de protecciones solares es un buen sistema para reducir la ganancia solar en verano, existiendo diferentes tipos de protecciones, siendo más adecuado un tipo u otro en función de la orientación.
70
ORIENTACIÓN
PROTECCIÓN SOLAR
Sur (± 30º) Oeste / Noreste
Fija / Semifija Lamas horizontales o verticales móviles Protecciones
Este /Oeste
móviles
Debido al intervalo de funcionamiento del edificio, su mayor exposición a la radiación solar lo hará en la primera fase del día, por lo que se verán más afectadas las fachadas sur y este. Es por esto que se recomienda la incorporación de lamas horizontales fijas, con posibilidad de orientación, como defensa de exteriores. Para el estudio se ha tomado un tipo de Celosía fija con sujeciones de acero galvanizado y lamas orientables de PVC, montada mediante atornillado en fachada. Se recomienda su incorporación en las ventas de las salas orientadas al sur y al este. En total, 13 m2 aprox. de sistema de protección repartidos en las siguientes dependencias:
Despacho 1 Despacho 2 Despacho 3 Despacho 4 Departamento 1 Sala de Reuniones
71
INSTALACIÓN DE 13 M2 DE LAMAS HORIZONTALES DE PROTECCIÓN SOLAR Ahorro Energético (kWh/año)
-
Ahorro Económico (€/año)
-
Inversión (€)
11.3
1.345,8
Período de Retorno (años)
-
Reducción CO2 (kg CO2/año)
-
MEDIDAS PROPUESTAS EN CLIMATIZACIÓN
Actualmente se emplean equipos autónomos par la climatización de algunas estancias. Lo que se pretende con esta medida es abastecer a la mayoría de las salas de un sistema de acondicionamiento térmico reduciendo además la potencia instalada. También tendremos la oportunidad de incorporar equipos con tecnología actualizada, los cuales aumentarán las prestaciones reduciendo el consumo. Para el estudio de esta aplicación se han empleado bombas de calor multisplit con tecnología inverter.
¿Qué es Inverter? La tecnología inverter sirve para regular el voltaje, la corriente y la frecuencia de un aparato, es un circuito de conversión de energía. Un sistema de climatización tradicional que quiera, por ejemplo, enfriar una habitación a una determinada temperatura (24ºC), lo hará repitiendo continuamente ciclos de encendido/apagado, mientras que uno con tecnología Inverter llevará más rápidamente la habitación a la citada temperatura sin necesitar después esos ciclos. En el gráfico siguiente, la línea roja representa un sistema tradicional, representando la verde un Inverter.
72
Funcionamiento de un Sistema Inverter.
En el área sombreada se representan las temperaturas de confort (23,7ºC24,2ºC), región en la que actúa el equipo inverter. Sin embargo, un equipo no inverter enfriaría la habitación a 23ºC o más, pararía hasta que la habitación ascendiera a una temperatura superior a 25ºC y luego arrancaría para empezar así un nuevo ciclo. Es decir, el intervalo de histéresis es mayor. Estos continuos ciclos acortan la vida de las máquinas y provocan consumos mayores, mientras que con la tecnología inverter se puede ahorrar desde un 30% hasta un 35%, dependiendo de su uso. Además, las bombas de calor con esta tecnología son también más eficientes, pues pueden seguir operando en condiciones óptimas incluso cuando la temperatura exterior sea menor a 6ºC.
DIMENSIONAMIENTO DE BOMBAS DE CALOR MULTISPLIT Tras evaluar las propiedades del edificio, tales como ubicación, distribución, orientación y epidermis, se considera necesario implantar un sistema de climatización que permita mantener una temperatura de trabajo regular. Su implantación haría innecesario el uso de equipos autónomos poco eficientes y permitiría mejorar las condiciones de trabajo, así como el bienestar, de los trabajadores.
73
Para hacer de esta propuesta una actuación viable se ha optado por una tecnología sencilla, tanto en su instalación como en su funcionamiento, perfectamente adaptable a las características de demanda y con una inversión reducida. Estamos hablando de los sistemas autónomos multi-split. Se puede decir que el aire acondicionado multi-split se compone de un compresor exterior (bomba de calor) unido a varias unidades interiores (Split). Esto nos da la opción de aclimatar varias estancias cercanas o de repartir más uniformemente los puntos de climatización dentro de una sala de grandes dimensiones. Además, permite el uso individual e independiente de cada unidad interior, de tal manera que el compresor exterior trabajará más o menos en función de los splits activos.
Para el dimensionamiento de la instalación se han empleado equipos de la marca Fujitsu, los cuales, se ajustan perfectamente a los requisitos demandados. Además de una buena relación calidad - precio, ofrecen múltiples ventajas: Permite que la temperatura de la estancia se alcance un 15% más rápido y evita, además, oscilaciones de temperatura. Cuenta con tecnología inverter, lo que suprime los picos de arranque del compresor modulando sus revoluciones. Con ello se consigue un ahorro energético de hasta un 50%. Puede combinar 2, 3 ó 4 unidades interiores con tan sólo 1 unidad exterior. Además de ofrecer gran versatilidad de ubicación, se evita así el impacto visual en la estética externa del edificio.
74
Las unidades interiores de pared (consideradas en este estudio) incorporan un filtro deodorizador de iones para eliminar la suciedad y los malos olores. También incorporan un filtro antibacterias que absorbe el polvo, las esporas y otros organismos perjudiciales para la salud. Para aclimatar los edificios de la Comuna Rural se emplearán los modelos AOY50UI2F y AOY71UI3F, necesitando 2 unidades del primero y 3 del segundo. Además se aconseja emplear como unidades interiores el modelo ASY35UIF-LA, que se ajustará suficientemente a las dimensiones de cada despacho. Sus características técnicas son:
AOY50UI2F
AOY71UI3F
Aunque el esquema expuesto a continuación puede variar en la instalación in situ, se propone la siguiente distribución:
75
Despacho 1
Despacho 2
Despacho 3
Departamento 1
Despacho 4
Inventario
Despacho 5
Despacho 6
Despacho 7
Despacho de Califa
Despacho de Presidente
76
Salón de Reuniones
Salón de Reuniones
PROPUESTA DE CLIMATIZACIÓN CÓDIGO
RESUMEN
UDS
PRECIO
IMPORTE
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1.1
1.2
1.3
1.4
u
u
u
u
UNIDAD EXTERIOR AOY50UI2F 2.00
_____________________________ 1,032.00 € 2,064.00 €
3.00
_____________________________ 1,413.00 € 4,239.00 €
13.00
_____________________________ 345.00 € 4,485.00 €
13.00
_____________________________ 150.00 € 1,950.00 €
UNIDAD EXTERIOR AOY71UI3F
UNIDAD INTERIOR ASY35UIF-LA
INSTALACIÓN
__________________
TOTAL PROPUESTA DE CLIMATIZACIÓN............................................................................................. 12,738.00 €
77
11.4
MEDIDAS PROPUESTAS EN ENERGÍAS RENOVABLES
ESTUDIO DE VIABILIDAD INSTALACIÓN SOLAR FOTOVOLTAICA
ÍNDICE
1. OBJETO DEL ESTUDIO DE VIABILIDAD 2. ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA 3. DEFINICIÓN DE LA INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA CONECTADA A RED 3.1 Elección módulo fotovoltaico 3.2 Elección inversor 3.3 Descripción de la instalación
4. ESTUDIO ECONÓMICO DE LA INSTALACIÓN
4.1 Coste aproximado de la instalación 4.2 Vida útil de la instalación
5. FICHAS TÉCNICAS
78
1. OBJETO DEL ESTUDIO DE VIABILIDAD Se presenta el resultado de una serie de actuaciones de diseño encaminadas a la integración de un sistema solar fotovoltaico conectado a red de 10 kW, en la Comuna Rural de Laghdir.
2. ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
El aprovechamiento de la irradiación solar para producir electricidad e inyectarla en la red eléctrica de forma rentable ha sido durante años una aspiración social y económica que hoy es una realidad. Por una parte, la tecnología solar fotovoltaica ha acreditado durante décadas su fiabilidad y durabilidad, con lo que nos permite afrontar un ciclo productivo con confianza, a la vez que lo hacemos apostando por fabricantes de plena garantía. Por otra parte, el marco legal y tarifario establecido en España aseguran una rentabilidad razonable y sostenida en el tiempo a las inversiones fotovoltaicas y anuncia que esta tecnología va a seguir desarrollándose en los próximos años de una forma progresiva. La Energía Solar Fotovoltaica se consigue mediante una sencilla generación eléctrica sin ningún tipo de emisión de humos o gases, consistente tan sólo en la transformación directa de la radiación solar en energía eléctrica. Esto se consigue aprovechando las propiedades de los materiales semiconductores mediante las células fotovoltaicas, siendo el material base para su fabricación el silicio. Cuando la luz del Sol incide en la superficie de la célula, ésta genera una corriente eléctrica que se suele utilizar como fuente de energía. Este tipo de energía forma parte de las llamadas energías renovables y tienen multitud de aplicaciones, desde la aeroespacial hasta la producción a pequeña escala para consumo de viviendas. Asimismo se aplica a gran escala para el consumo en general, ya que la corriente eléctrica generada por una instalación fotovoltaica puede ser vertida a la red eléctrica como si fuera una central de producción de energía eléctrica. El consumo de electricidad es independiente de la energía generada por los paneles fotovoltaicos, el usuario sigue comprando la energía eléctrica que consume a la compañía distribuidora al precio establecido y además es propietario de una instalación generadora.
79
El sistema que compone una instalación fotovoltaica con conexión a red eléctrica es el siguiente:
Generador fotovoltaico: es el elemento encargado de transformar la radiación solar en energía eléctrica. Ésta se produce en corriente continua y sus características dependen de la intensidad energética de la radiación solar y de la temperatura ambiente.
Inversor: El inversor es el elemento que transforma la energía eléctrica (corriente continua) producida por los paneles en corriente alterna de las mismas características que las de la red eléctrica.
Contadores: El generador fotovoltaico necesita de dos contadores ubicados entre el inversor y la red, uno para cuantificar la energía que se genera e inyecta a la red para su facturación y otro para cuantificar el consumo propio de la instalación.
Esquema general de la instalación.
Debe advertirse al mismo tiempo que las instalaciones fotovoltaicas generan electricidad durante todo el año, mientras reciban radiación solar. Los módulos fotovoltaicos generan electricidad tanto en invierno como en verano, ya que la electricidad se genera a partir de la radiación solar y no del calor, por tanto el frío no representa ningún problema para el aprovechamiento fotovoltaico. De hecho, como la mayoría de los componentes electrónicos, los paneles fotovoltaicos funcionan más eficientemente a temperaturas menores, siempre, claro está, dentro de unos límites.
80
Ventajas de la utilización de un sistema fotovoltaico conectado a red: -
-
-
Aprovecha el espacio disponible para producir electricidad. No genera ruidos ni contaminantes. No requiere prácticamente mantenimiento. Ahorra producción de CO2 y contaminantes. Reducción efecto invernadero. Los kW generados en la central dejan de producirse en las centrales térmicas. Contribuye al cumplimiento de los planes energéticos y de reducción de emisiones. Contribuye al suministro energético de la zona. Descarga las líneas eléctricas. La instalación se inscribe en las actuales tendencias en el campo de las energías renovables. Aporta una imagen innovadora y respetuosa con el medio ambiente. Reduce drásticamente la factura eléctrica, hace al usuario inmune a las subidas de electricidad y puede generar ingresos de la venta de los excedentes de energía producidos. Su vida útil es muy elevada estando las primeras instalaciones en marcha desde hace casi 40 años.
3. DEFINICION DE LA INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA CONECTADA A RED
El presente Estudio de Viabilidad tiene por objeto el análisis de la capacidad de una instalación de energía solar fotovoltaica de 10 kW, para conexión a red en la cubierta de la Comuna Rural de Laghdir.
3.1 ELECCIÓN MÓDULO FOTOVOLTAICO Una célula por sí sola es capaz de proporcionar una tensión de algunas décimas de voltio (usualmente, alrededor de medio voltio para las células de silicio), y una potencia máxima de uno o dos vatios. Es preciso conectar entre sí en serie un determinado número de células para producir tensiones de 6, 12 ó 24 voltios, aceptadas en la mayor parte de las aplicaciones. Al conjunto así formado, convenientemente ensamblado y
81
protegido contra los agentes externos (las células son muy delicadas), se le denomina módulo fotovoltaico. Los módulos adoptan casi siempre una forma cuadrada o rectangular, con una superficie que puede variar entre 0,1 m2 y 2 m2. El grueso total, sin incluir el marco protector, no suele superar los 3 cm. Son relativamente ligeros, y aunque rígidos en apariencia, son capaces de sufrir ligeras deformaciones para adaptarse a los esfuerzos mecánicos a que pudiesen verse sometidos. La respuesta del panel frente a la radiación solar viene determinada por las células que lo forman, por lo que se caracteriza por los mismos parámetros que describen una célula: □ Potencia pico (Pmax) □ Corriente de cortocircuito (Isc) □ Tensión de circuito abierto (Voc) □ Corriente máxima de potencia (Imax) □ Tensión de máxima potencia (Vmax) En el mercado actual, encontramos una gran cantidad de módulos fotovoltaicos. Hemos seleccionado un módulo con las siguientes características:
SUNWAYS SOLAR MODULE SM 215M DATOS ELÉCTRICOS Potencia nominal
230 W
Tensión MPP
29,00 V
Intensidad de corriente MPP
7,94 A
Tensión de vacío
36,60 V
Corriente de cortocircuito
8,55 A DATOS FÍSICOS
Dimensiones del módulo (largo x ancho)
1680 x 990 mm
Área
1,66 m2
Espesor
50 mm
Peso
24 kg
82
CONSTRUCCIÓN Células
60 Sunways Solar Cells, monocristalinas
Dimensiones células
156 x 156 mm, pseudocuadradas
Parte delantera
Vidrio solar de 4 mm, de seguridad
Características del módulo Sunways SM 215M en condiciones de prueba estándar (1000 W/m2, temperatura de cálculo 25ºC y masa de aire de 1,5)
3.2 ELECCIÓN DEL INVERSOR Los inversores son elementos cuya finalidad es adaptar las características de la corriente generalizada a la demanda total o parcial de las aplicaciones. La utilización de los inversores en los sistemas fotovoltaicos permite aprovechar la electricidad generada por los módulos solares para el consumo de particulares, realizando así una importante contribución a la reducción de emisiones de gases contaminantes. El inversor es el encargado de convertir la corriente continua procedente del generador fotovoltaico en corriente alterna, para ser inyectada a la red. Constituye, en definitiva, el enlace complejo entre los paneles solares y la red pública de electricidad. Un inversor viene caracterizado principalmente por la tensión de entrada, que se debe adaptar a la del generador, la potencia máxima que puede proporcionar y la eficiencia. Esta última se define como la relación entre la potencia eléctrica que el inversor entrega a la utilización (potencia de salida) y la potencia eléctrica que extrae del generador (potencia de entrada). Otros aspectos importantes que han de cumplir los inversores son:
Deben tener una eficiencia alta, pues en caso contrario se habrá de aumentar innecesariamente el número de paneles del generador fotovoltaico para alimentar la carga. No todos los inversores existentes en el mercado cumplen estas características.
Deben estar debidamente protegidos contra cortocircuitos y sobrecargas.
83
Incorporar rearme y desconexión automáticas cuando no se está empleando ningún equipo de corriente alterna.
Admitir demandas instantáneas de potencias mayores del 200% de su potencia máxima.
Protección para la interconexión máxima y mínima frecuencia (51 y 49 Hz, respectivamente) y de máxima y mínima tensión (1,1 y 0,85 Um, respectivamente).
Cumplir con los requisitos, que para instalaciones de 220 V. C.A establece el reglamento de baja tensión.
Deben ofrecer una separación galvánica entre el generador y la red.
Se recomienda acudir a inversores diseñados específicamente para aplicaciones fotovoltaicas.
Teniendo en cuenta todo esto, el inversor que se ha elegido para la presente instalación debe poseer las mejores características del mercado, incluida una alta eficiencia, resumidas en:
IGECON® SUN 10 LV Rango de tensión MPP
11000 Wp
Máxima tensión
330 V a 750 V
Máxima corriente
900 V
SALIDA CA Potencia nominal de salida CA
10000 W
Potencia máxima CA
11000 W
Frecuencia nominal
50/60 Hz
Tensión de red
400 V ( trifásica)
RENDIMIENTO Eficiencia máxima
94%
84
3.3 DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN Se propone una instalación de 10 kW con una capacidad fotovoltaica total de 10,35 kWp, formada por 45 módulos fotovoltaicos de 230 Wp y 1 inversor de 10,8 kW nominales. 15 3
45 x Sunways AG
1 x Ingeteam S.A.
SM215M (230Wp) 230 W
Ingecon Sun 10 LV
30°;
0°
10.8kW
Ubicación: Archivo de datos climáticos: Potencia FV: Superficie FV bruta/ de referencia:
Chaouen Chaouen 10.35 74.84 / 74.80
kWp m²
Irradiación al generador FV: Energía producida por el generador FV(AC): Inyección en la red:
180,234 18,580 18,580
kWh kWh kWh
Grado de eficiencia del sistema: Performance ratio (Eficiencia del sistema): Eficiencia del inversor: Eficiencia del generador FV: Rendimiento específico anual: Emisión de CO2 evitada
10.3 74.5 92.0 11.2 1,796 16,457
% % % % kWh/kWp kg/a
Los resultados son calculados usando un modelo matemático. El rendimiento real del sistema FV puede variar debido a las variaciones de las condiciones climáticas, módulos, eficiencia del inversor y otros factores. El diagrama anterior es un esbozo, y no puede reemplazar el dibujo técnico profesional del sistema FV.
85
PRODUCCIÓN Seguidamente se muestra una tabla donde aparecen datos tanto de la radiación cómo de la energía producida por el generador fotovoltaico: RADIACIÓN EN kWh / m2
MES
DIAS
Ene
31
5,00
155
1,382
Feb
28
5,93
166
1,466
Mar
31
6,81
211
1,832
Abr
30
7,10
213
1,826
May
31
7,35
228
1,895
Jun
30
7,43
223
1,805
Jul
31
7,61
236
1,903
Ago
31
7,65
237
1,901
Sep
30
7,43
223
1,799
Oct
31
6,71
208
1,728
Nov
30
5,53
166
1,418
Dic
31
4,55
141
1,241
Promedio
365
6,59
200,58
20.197
Gdm (0º,3.49ºW) /día Gdm (0º,3.49ºW) /mes
PRODUCCION EN kWh
En el siguiente gráfico se puede apreciar la producción prevista estimada a partir de los valores de radiación medios por meses:
86
2
kWh
1,5 1
0,5 0
4. ESTUDIO ECONÓMICO DE LA INSTALACIÓN
4.1 COSTE APROXIMADO DE LA INSTALACIÓN
Para la instalación de potencia total de 10,35 kWp, se prevé un coste total de 25.875 €, más IVA.
4.2 VIDA ÚTIL DE LA INSTALACIÓN
Para definir la vida útil de la instalación emplearemos como valor de referencia el de la garantía de los propios módulos, que en nuestro caso será de 25 años, aunque con una correcta función de mantenimiento será fácil el superar ese periodo estimado.
87
5. FICHAS TÉCNICAS DE LOS EQUIPOS PREVISTOS
88
89
ANEXOS
90
ANEXO I: ANÁLISIS TERMOGRÁFICO
91
La termografía es una potente herramienta que completa el trabajo realizado en una auditoria energética. Aunque hay muchos factores que determinan la eficiencia energética de un edificio, como el rendimiento de las instalaciones o la gestión que se realiza de ellas, los aspectos más relevantes y por tanto los de mayor interés en el estudio realizado son la instalación eléctrica, cerramientos y equipos de climatización. Con el correcto estado de mantenimiento y realizando un correcto uso de estas instalaciones se pueden conseguir importantes ahorros energéticos. La Termografía infrarroja es una técnica visualiza la temperatura de una superficie con precisión sin tener que tener ningún contacto con ella. Gracias a la Física podemos convertir las mediciones de la radiación infrarroja en mediciones de temperatura, esto es posible midiendo la radiación emitida en la porción infrarroja del espectro electromagnético desde la superficie del objeto, convirtiendo estas mediciones en señales eléctricas.
92
Actualmente, la gestión del mantenimiento de plantas industriales, edificios, etc. está pasando por muchos cambios. Dentro de este nuevo contexto surge el mantenimiento predictivo como una estrategia que se ubica junto a las tareas clásicas de mantenimiento. La cámara termográfica permite detectar anomalías invisibles al ojo humano, permitiendo prevenir errores y fallos que puedan suponer grandes pérdidas económicas. Es una de las técnicas predilectas para la revisión de equipos eléctricos por las siguientes características: -
Sin necesidad de contacto, por lo que el riesgo en la revisión es mínimo.
-
No es necesario indisponibilizar el equipo, además, mediante ensayos no destructivos se realiza un seguimiento del funcionamiento de los equipos, corrigiendo las anomalías detectadas en el menor tiempo posible para alargar su vida útil.
-
Es bidimensional: o sea al tener una imagen termográfica, es posible saber las temperaturas de la imagen en varios puntos simultáneamente.
-
Se realiza en tiempo real: como las imágenes son instantáneas, se tiene el comportamiento térmico en línea, pudiendo saber el estado del equipo al minuto de realizar la inspección.
-
Permiten un uso más eficiente de la energía. Se consigue una disminución del consumo de los equipos, en las instalaciones de calefacción y refrigeración actuando sobre las causas que originan pérdidas de frío o de calor. En definitiva se consigue, por tanto, un ahorro económico y un menor impacto sobre el medio ambiente.
-
Disminuyen las actuaciones de mantenimiento y reducen el tiempo de reparación al predecir las anomalías con suficiente antelación. Esto evita además mayores averías y reducen el tiempo de corrección.
93
94
95
96
97
Las ventanas exteriores son de madera con acristalamiento simple. Este tipo de cerramiento permite una acentuada transferencia térmica entre el interior y el exterior de la sala, por lo que el grado de aislamiento es muy reducido. Sería conveniente sustituir dicha tecnología por doble acristalamiento con cámara estanca de aire intermedia. Éste nos proporcionaría un mayor grado de estanqueidad mejorando así la eficiencia de la epidermis. Las lámparas presentan, como es lógico, el punto de mayor temperatura en los filamentos y bornas. En ningún caso se sobrepasa el umbral lógico de seguridad de trabajo.
98
ANEXO II: ANÁLISIS LUMÍNICO
99
DISTRIBUCIÓN DE LUMINARIAS
PLANTA BAJA
DESIGNACIÓN
TIPO DE LAMPARA
TIPO DE LUMINARIA
UNIDADES
1
INCANDESCENTE 75W
SUSPENDIDA
11
2
FLUORESCENT 18W
SUPERFICIAL
1
3
BAJO CONSUMO 23W
SUSPENDIDA
13
100
ISOLÍNEAS
LUZ ARTIFICIAL
101
LUZ NATURAL
102
ESCALA DE GRISES
LUZ ARTIFICIAL
103
LUZ NATURAL
104
CUADRO DE VALORES
LUZ ARTIFICIAL
105
LUZ NATURAL
106
SIMULACIÓN 3D
107
SIMULACIÓN FALSO COLORES
LUZ ARTIFICIAL
108
LUZ NATURAL
109
ANEXO III: PLAN DE MANTENIMIENTO
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Para mantener las características funcionales de las instalaciones y su seguridad, y conseguir la máxima eficiencia de los equipos, es preciso realizar las tareas de mantenimiento preventivo y correctivo que se incluyen en la presente instrucción técnica. A continuación se enumeran algunas recomendaciones a tener en cuenta en el mantenimiento de la comuna. Acciones que pueden ser extrapoladas a cualquier otro edificio de similares características: INSTALACIONES DE CLIMATIZACIÓN
Limpiar la canalización, los ventiladores y las rejillas regularmente.
Asegurarse de que los muebles no obstruyen el paso del aire.
Comprobar los tiempos de funcionamiento, ajustando los temporizadores de modo que no haya refrigeración cuando las áreas estén desocupadas.
Lleve a cabo un mantenimiento regular del sistema de climatización, incluyendo la comprobación de los condensadores y compresores, los refrigerantes y los niveles de aceite.
Es conveniente que la instalación vaya provista de un sistema de free-cooling, para poder aprovechar, de forma gratuita, la capacidad de refrigeración del aire exterior para refrigerar el edificio cuando las condiciones así lo permitan.
Cuando encienda el equipo de refrigeración, no ajuste el termostato a una temperatura más baja de lo normal, ya que no enfriará la habitación más rápido y podría resultar excesivo y, por tanto, un gasto innecesario.
Desconecte el acondicionador cuando se ausente de la habitación o cuando decida estar en la terraza.
Cerrar persianas y correr cortinas son sistemas eficaces para reducir el calentamiento.
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Mediante el correcto uso de toldos y acristalamientos, que reducen la radiación solar recibida, se pueden conseguir ahorros de energía en el uso del aire acondicionado superiores al 30%.
La adaptación del cuerpo a las condiciones climáticas del verano y el hecho de llevar menos ropa y más ligera, hacen que una temperatura de 25ºC, en esta época, sea suficiente para sentirse cómodo en el interior de un edificio. En cualquier caso, una diferencia de temperatura con el exterior superior a 12ºC no es saludable.
Si desea ventilar la habitación, hágalo cuando el aire de la calle sea más fresco (primeras horas de la mañana y durante la noche).
INSTALACIONES DE ILUMINACIÓN
Diseño adecuado. Disponer de algún sistema de aportación de luz natural hacia el interior.
Utilizar luminarias con diseño y sistemas de máxima eficiencia energética, y lámparas de alumbrado de bajo consumo, alta duración, y alto rendimiento.
Considerar la instalación de luminarias para espacios exteriores que funcionen con placas fotovoltaicas.
Utilizar algún sistema de control, regulación automática y programación de los sistemas de iluminación.
Se recomienda aumentar la luz diurna de un edificio mediante la instalación de claraboyas.
Limpiar las ventanas y subir las persianas para maximizar la entrada de luz natural
Limpiar las lámparas regularmente.
Aumente la concienciación del personal sobre el uso eficiente de la iluminación en el edificio y su coste energético.
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Utilice simples notas adhesivas, diciendo por ejemplo “apáguelo”, para difundir los mensajes.
Verifique los niveles de iluminación (lúmenes/m2) necesarios para las diferentes áreas. Se pueden realizar las mediciones con un medidor de luz.
Retire los tubos fluorescentes o iluminación sobrante en zonas que no sea necesario como pueden ser pasillos y otras áreas.
Reduzca el nivel de iluminación en áreas sobre iluminadas.
Pinte las paredes y techos con colores claros para que se refleje la luz y aumente su luminosidad interior.
Instalar lámparas fluorescentes de alta frecuencia para eliminar zumbidos, fluctuaciones de la luz, aumentar el brillo de lámpara y reducir el uso de energía.
AGUA
Compruebe regularmente los goteos o filtraciones en el funcionamiento en tuberías y Grifos.
Asegúrese de que los grifos se cierran inmediatamente después de su uso.
No caliente extremadamente el agua de los grifos para evitar que deba ser después aportada agua fría adicional para su uso.
Asegúrese de que los grifos no se dejan funcionando continuamente en las áreas de cocina o de limpieza – aliente al personal a usar recipientes y tapones.
Compruebe regularmente que las mangueras y los sistemas de irrigación no sufren pérdidas y asegúrese siempre de que los sistemas de irrigación se encuentran adecuadamente emplazados y de que no se riegan zonas pavimentadas. 9
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Compruebe los sistemas de aspersión automáticos y los dispositivos temporizadores regularmente para asegurar que funcionan correctamente.
Asegúrese de que los sistemas de aspersión automática no riegan áreas pavimentadas impermeables.
No riegue en exceso, determine la necesidad de irrigación en función de la lluvia caída sobre el terreno.
Cierre las mangueras y apague los sistemas de aspersión automáticos inmediatamente después de usarlos.
Se recomienda trabajar con presiones de servicio moderadas: 15 mm c.a. en el punto de consumo son suficientes.
El empleo del sistema WC Stop para cisternas, el cual economiza hasta un 70% de agua, pudiendo el usuario utilizar toda la descarga de la cisterna si fuera necesario.
OTRAS RECOMENDACIONES
No abuse del uso de aparatos como los calefactores auxiliares, haciéndolos funcionar más tiempo del que realmente los utiliza.
El uso racional de ascensores repercutirá en ahorros energéticos, a la vez que incide a favor de su propia salud.
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ANEXO IV: UNIDADES Y EQUIVALENCIAS
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UNIDADES Y EQUIVALENCIAS UNIDADES DE TRABAJO Kcal
Kilocalorías
4,186 KJ
Tep
Tonelada equivalente de petróleo
107 Kcal
Te
Termia
1000 Kcal
KJ
KiloJulio
0,2388 Kcal
Kwh
Kilowatio-hora
860 kcal
COEFICIENTE DE CONVERSIÓN A TEP 1 TEP = 107 KCAL = 104 TE Energía
Unidad
Coeficiente de conversión a tep
Gas Natural
103 te PCI
0,100
Butano y Propano
t
1,120
Gas-Oil C
m3
0,872
Fuel-Oil nº1
t
0,960
Coque de Petróleo
t
0,960
Carbón
t
0,628
Electricidad
MWh
0,086
UNIDADES DE POTENCIA kW
Kilowatio
860 kcal/h
CV
Caballo de vapor
0,7355 kw
HP
Caballo Mecánico
0,7457 Kw
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PODER CALORÍFICO COMBUSTIBLE
P.C.I. Kcal/kg
P.C.S. Kcal/kg
Gas Natural
11249
12434
G.L.P. Gases Licuados del Petróleo
11190
12950
Gas-Oil C
10000
-
Fuel-Oil nº1
9600
10100
Fuel-Oil nº2
9400
9900
Fuel-Oil BIA
9600
-
Coque de Petróleo
9600
-
Carbón antracita
7045
7300
Carbón Hulla
6700
6970
Carbón lignito
4820
5100
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