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ANÁLISIS ECONÓMICO CLIMATIZACIÓN DE VIVIENDA UNIFAMILIAR CON GEOTERMIA FRENTE A OTRAS ENERGIAS CONVENCIONALES CASO DE ESTUDIO: VIVIENDA 503 M2 A CLIMATIZAR EN PEREIRO DE AGUIAR-OURENSE-GALICIA-ESPAÑA
VIII.1. INTRODUCCIÓN Y JUSTIFICACIÓN DEL ANÁLISIS ECONÓMICO CENTRADO EN EL ESTUDIO DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES PROYECTADAS (GEOTERMIA CON APOYO SOLAR) El estancamiento económico en el que se encuentra la mayoría de los países industrializados ha provocado un cambio de rumbo respecto a la tendencia imperante durante los ‘treinta gloriosos de la reconstrucción’, marcados por un fuerte crecimiento y por la euforia consumista. Un reparto equilibrado de la riqueza pasa por reducir todas esas necesidades, creadas frecuentemente de manera artificial por una sociedad de consumo bajo la influencia de los medios de comunicación. Este decrecimiento amistoso puede traducirse, en términos arquitectónicos, por una austeridad voluntaria: un minimalismo formal, el empleo de elementos recuperados, la prioridad otorgada a los materiales reciclables o reciclados. El diseño de un a edificación desde el punto de vista de una arquitectura sostenible, bioclimática: análisis del entorno, elección adecuada de técnicas constructivas, materiales sostenibles y sistemas energéticos renovables. También se debe plantear la utilización de residuos de la construcción, y que el propio edificio sea fácil de demoler, con la consiguiente disminución del consumo de energía; algunos de sus elementos pueden ser reutilizables. Es decir existen numerosas maneras para mejorar la arquitectura actual con el fin de que sea más eficaz desde el punto de vista medioambiental, aparte de más económica. Creemos que el ciudadano va a ser cada vez más consciente de las grandes ventajas que lleva consigo la construcción sostenible: el ahorro económico y aumento de calidad de vida. Esto finalmente se reflejará en la actividad inmobiliario, de manera que los promotores irán orientando sus productos a la nueva tendencia. Este cambio depende únicamente de los arquitectos, pues los clientes, hoy por hoy, no tienen mucha información sobre sostenibilidad y los promotores crean el producto que el mercado demanda. Diseño Sustentable y Arquitectura Bioclimática en Vivienda Unifamiliar 1 Alejandro Girola
Enrique González
sa GeySA sc Gestión y Sustentabilidad Ambiental El arquitecto debe prestar atención en todo momento no sólo a desarrollar su necesidad de expresión y de investigación arquitectónica, además de satisfacer las necesidades de su cliente, sino que debe plantearse realizar, a igual coste, una arquitectura lo más eficiente posible desde el punto de vista energético. En nuestra opinión, el profesional tiene la responsabilidad de crear una arquitectura más sostenible. Durante todo el proceso de toma de decisiones de proyecto, el arquitecto lo debe tener en cuenta; cuando decide la orientación de un edificio o su forma, la tipología y disposición de los huecos, el tipo de carpinterías, cuando diseña la fachada del edificio o cuando elige los materiales y las tecnologías que van a hacer realidad el hecho arquitectónico. Todo ello no implica un mayor coste ni un detrimento de la calidad arquitectónica, y mucho menos del nivel de bienestar de las personas, que siempre será mayor. Decir que este Análisis Económico, lo centramos en el estudio de la instalación de energías renovables proyectada (energía geotérmica para climatización mediante suelo radiante, con apoyo de paneles solares térmicos para producción de ACS) en relación al que se podría haber obtenido en el caso de que se hubiese optado por instalaciones convencionales con gas o gasóleo. La justificación de realizar solamente el estudio económico enfrentando la instalación de energías renovales proyectada a las instalaciones convencionales, y no realizar el estudio en todos los aspectos de una construcción sostenible y bioclimática, radica en que la realización del presente proyecto fin de master, tiene un tiempo finito. Por lo que hemos decidido acotar la profundidad los temas a tratar, con el afán de tocar
todos los aspectos del diseño sostenible y arquitectura
bioclimática. En España, el consumo energético esta creciendo por dos razones básicas: en primer lugar, por el aumento de la población y en segundo, por el incremento de la intensidad energética requerida por la sociedad al aumentar su nivel de vida, y esto se refleja entre otros aspectos, en una mayor utilización del aire acondicionado y la calefacción. Los europeos estamos obligados a consumir menos energía, ya que el incremento del consumo hace aumentar la dependencia energética del petróleo y del gas. En este contradictorio contexto, claro esta que se deben tomar medidas en cada uno de los sectores afectados.
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sa GeySA sc Gestión y Sustentabilidad Ambiental En Europa los edificios consumen el 40 % de la energía, siendo la climatización, el coste mas importante, con lo que la introducción de energías renovables sería una solución eficiente. En este sentido, y como continuación del Código Técnico de la Edificación, el gobierno español aprobó el “RD 47/07 por el cual se aprueba el procedimiento para la Certificación Energética de los Edificios de nueva construcción”. Los cálculos se pueden realizar con un programa informático especifico de ayuda (CALENER). Esta Certificación Energética de un edificio tiene en cuenta tanto los aspectos tecnológicos como otros que estrictamente lo son menos. Entre estos estarían la orientación, las condiciones climáticas externas, el aislamiento, etc., y aspectos mas tecnológicos serian la iluminación, los electrodomésticos y los sistemas de climatización. El consumo para la obtención del frío y del calor representa la parte más importante del consumo energético de una vivienda, y sin duda es el coste más significativo de los inducidos por un edificio durante su vida. La calefacción, es el principal destino de la energía consumida en los hogares, se observa que el consumo energético en calefacción supone el 52% del consumo total de un hogar. Este porcentaje se incrementa en viviendas unifamiliares aisladas, donde la carga térmica es mucho mayor y, debido a ello, la demanda energética de calefacción puede llegar a suponer mas del 70% del consumo total de la energía. Por tanto, la obtención de una solución sostenible a medio-largo plazo a nivel de eficiencia energética en el sector domestico pasa por reducir en la medida de lo posible el gasto energético en calefacción. Este objetivo solo es alcanzable por dos vías: •
La reducción de la demanda de calefacción mediante un adecuado diseño constructivo y una mejora de los sistemas de aislamiento que permitan reducir la carga térmica del edificio.
•
La producción de la calefacción a partir de fuentes renovables mediante equipos de elevada eficiencia energética. La vivienda proyectada dispone de una envolvente adecuada a la limitación de la
demanda energética necesaria para alcanzar el bienestar térmico en función del clima de la ciudad donde se ubica, del uso previsto y del régimen de verano y de invierno. Las características de aislamiento e inercia, permeabilidad al aire y exposición a la radiación solar, permiten la reducción del riesgo de aparición de humedades por condensaciones superficiales e intersticiales que puedan perjudicar las características de la envolvente. Se ha tenido en cuenta especialmente el tratamiento de los puentes térmicos para limitar las pérdidas o ganancias de calor y evitar problemas higrotérmicos en los mismos. Diseño Sustentable y Arquitectura Bioclimática en Vivienda Unifamiliar 3 Alejandro Girola
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sa GeySA sc Gestión y Sustentabilidad Ambiental La vivienda proyectada dispone de instalaciones de iluminación adecuadas a las necesidades de sus usuarios y a la vez eficaces energéticamente disponiendo de un sistema de control que permita ajustar el encendido a la ocupación real de la zona, así como de un sistema de regulación que de la luz natural, en las zonas que reúnan unas determinadas condiciones. Respondiendo a pautas de sostenibilidad y eficiencia energética se suma a los criterios proyectuales de la envolvente, orientaciones y detalles constructivos de eficacia térmica, el uso de energías renovables para cumplimentar las necesidades energéticas del proyecto. En el caso de la calefacción y refrigeración se resuelve por pisos radiantes por intercambiador de calor con aprovechamiento de una instalación geotérmica vertical. En el caso del ACS se proyecta un sistema de paneles planos de captación solar alojados en la cubierta de la vivienda orientados al sur con una inclinación descripta en la memoria técnica.
VIII.2. DIRECTIVA EUROPEA SOBRE ENERGÍAS RENEOVABLES, UN NUEVO IMPULSO PARA LA GEOTERMIA EN ESPAÑA. La Directiva Europea 2009/28/ CE, supone un gran paso para el fomento de las energías renovables, puesto que por primera vez se establece como objetivo mínimo que puede ser cumplido con todas las energías renovables, incluida la geotermia. En el caso de España, el objetivo obligatorio para 2020 es alcanzar al menos 20% del consumo de energía final con fuentes de energía renovale, lo que exige hacer en los próximos diez años un esfuerzo en renovables tres veces superior al realizado en los últimos veinticinco. ¿Cómo afecta la Directiva a la Geotermia? En lo que respecta a la geotermia, la Directiva supondrá un impulso definitivo para su desarrollo, ya que, por primera vez en Europa, un documento oficial lo define como una energía renovable, poniendo con ello un punto y final a la polémica suscitada entre sus detractores. Así pues, en el artículo 2 de la presente directiva se dice.
“energía procedente de fuentes renovables: la energía procedente de energías renovables no fósiles (energía eólica, solar, geotérmica, aerotérmica, hidrotérmica y oceánica, hidráulica, biomasa, gases de vertedero, gases de plantas de depuración y biogás)”. Diseño Sustentable y Arquitectura Bioclimática en Vivienda Unifamiliar 4 Alejandro Girola
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sa GeySA sc Gestión y Sustentabilidad Ambiental En España esta definición resulta de gran importancia, puesto que a partir de la transposición de esta Directiva, el estado español debe situar a la geotermia en el mismo plano que las otras energías renovables, tanto en la aplicación de los códigos técnicos de la edificación como en los futuros planes de energías renovables. Así en el PER 2011-2020 se incorpora la geotermia con unos objetivos en concreto. Es pues momento de hacer algo, y nuestro gobierno se la plantea a través de la Ley de Eficiencia Energética y Energías Renovables (Ley EERR), cuyo primer borrador se difundió en fechas recientes. Su importancia se entiende perfectamente si tenemos en cuenta que en nuestro país buena parte de la legislación sobre usos energéticos descansa en nuestros gobiernos autonómicos y municipales, lo que frecuentemente conlleva una seria falta de coordinación. Resultaría por ello más que pertinente que la nueva Ley EERR, apoyada si es posible sobre un pacto de Estado en materia de energía, reflejase los compromisos, términos y definiciones que se establecen en la citada directiva.
VIII.3. NECESIDADES TÉRMICAS Y DISEÑO DEL SISTEMA CAPTACIÓN La vivienda está situada en el termino municipal de Sobrado en el Ayuntamiento de Pereiro de de Aguiar, dentro de la región de la Ribeira Sacra, Provincia de Ourense. La vivienda posee unos cerramientos y ventilaciones que cumplen con todas las normativas vigentes. Además la vivienda se ha diseñado con criterios de sostenibilidad y arquitectura bioclimática (que se han desarrollado a lo largo del proyecto). Entre otros, la vivienda cuenta con las siguientes estratégicas pasivas: o
Aprovechamiento de la inercia térmica de la envolvente y de la estructura.
o
Ganancia solar directa a través de huecos acristalados.
o
Ganancia solar indirecta a través muros de piedra.
o
Control exposición solar por medio de elementos verticales de madera en forma de parasoles.
Las necesidades energéticas de la instalación provienen de la instalación de calefacción, ACS y refrigeración pasiva. Si bien para determinar la carga térmica necesaria para llegar a la temperatura de confort de 21ºC, es necesario realizar simulaciones de climatización; para la realización del presente estudio se parte de valores referencia. Según datos consultados, Diseño Sustentable y Arquitectura Bioclimática en Vivienda Unifamiliar 5 Alejandro Girola
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sa GeySA sc Gestión y Sustentabilidad Ambiental las demandas energéticas en viviendas unifamiliares aisladas varían en un rango de 70 a 100 KWh/año m2. Como ya se comentó anteriormente, debido al diseño de la vivienda con criterios de arquitectura bioclimática, estimamos la necesidad energética de 70 KWh/año m2. 70 KWh/año m2 x (503 m2 a climatizarse) = 35.210,00 KWh/año Sabiendo estos datos, dada la complejidad del dimensionado que requieren estas instalaciones, para un mayor estudio de dicho dimensionado, habría que solicitar ayuda a una empresa especializada en el mercado de la geotermia. Para dimensionar una instalación de este tipo, en un primer momento hay que realizar un estudio del terreno para saber las características de este, y seguidamente se introducen los datos en un programa de cálculo de colectores geotérmicos. Algunos de los datos necesarios son la temperatura que queramos alcanzar en el espacio a climatizar, el calor específico del terreno, el coeficiente de conductividad térmica de éste, la temperatura del subsuelo, la potencia de la bomba de calor, el COP de ésta o su ciclo de trabajo. Para cubrir esta potencia, son necesarios unos aparatos que nos proporcionen, como hemos dicho, 35,20 KW, por lo que hemos escogido dos bombas de calor TERRA 15 S/WHGL de 18 KW cada una con un COP de 5,26. COP (Coeficiente de eficiencia energética): es la relación entre la producción de calor y el consumo de energía eléctrica que es necesario pagar. Si la bomba posee un COP de 5,26, necesita 1 KW de consumo eléctrico para producir 5,26 KW de energía calórica. La temperatura que queremos alcanzar en el espacio a climatizar será de 21ºC y la temperatura media de Pereiro en invierno es de 6 ºC, así como 25 ºC en verano, pero sabiendo que se pueden alcanzar temperaturas de hasta 35 ºC. La temperatura media del subsuelo será de 15 º C, y otro dato es que cada 100 metros de profundidad la temperatura aumenta entre 1,5 y 3 ºC. Con esta bomba de calor, el consumo eléctrico, es tan sólo del 19% ya que el 81% de la energía se extrae del subsuelo. Por tanto: 35.210 x 0,81= 28520 W que deberán extraerse de la tierra. De acuerdo a las catas realizadas en el terreno y al tipo de pastos/calvos que aparecen en la zona, nos hallamos sobre un subsuelo rocoso cubierto por una capa vegetal de no más de 40 cm., con una capacidad de intercambio térmico estimada de 60 W/m. Diseño Sustentable y Arquitectura Bioclimática en Vivienda Unifamiliar 6 Alejandro Girola
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sa GeySA sc Gestión y Sustentabilidad Ambiental Sin embargo en el terreno se hallan abundantes betas de agua a diferente profundidad, lo que hace que se tenga mucha agua en interacción con los sondeos. Algo que claramente beneficiaba a la instalación, de este modo se pudo recalcular la energía que se podía extraer por metro lineal de sondeo, estimándose un incremento de la capacidad de intercambio térmico de 60 W/m a 84 W/m, por lo que serían necesarios 28.520 W / 84 W/m = 339, 52 m de sonda vertical Esto quiere decir que tendrán que realizarse 3 pozos de aproximadamente 120 m de profundidad cada uno (diámetro de 150 mm). En estos pozos se deben evitar las cavidades de aire, ya que perjudican al intercambio térmico entre el terreno y las sondas y viceversa, por lo tanto, para evitar la porosidad en el hormigón y así aumentar la conductividad térmica entre los materiales se utilizará un hormigón de consistencia muy fluida. Los pozos se harán con máquinas perforadoras que funcionan con el mecanismo de rotación-percusión. El fluido calo portador (mezcla de agua y anticongelante al 20-30%) que circula por el interior de los tres tubos sonda de 120 m de longitud que componen el sistema geotérmico, es el medio a través del cual se aprovecha el calor captado del terreno. Para la obtención de agua caliente sanitaria (ACS) y dando cumplimiento al CTE, se proyecta la Instalación de Paneles Solares. Se estima una cantidad de 4 m2 para dar cumplimiento a la demanda de ACS en función del cálculo de irradiaciones anuales y de la demanda anual de ACS, según factor de zona geográfica y rendimiento de la instalación (según procedimiento descrito en el Documento Básico de Ahorro de Energía, DB HE 4, Contribución Solar Mínima de ACS. Se opto por la instalación de dos paneles solares U12 de la marca Velux, ya que así se podía aumentar el COP total de la instalación. Al llevar a cabo la instalación de los paneles solares térmicos estamos dotando de 1893 KWh/año extras a la instalación geotérmica, para aportar el 100% de energía necesaria par el ACS. La energía solar térmica no será utilizada en ningún caso para el aporte de energía a la instalación de calefacción. Una vez concluidos todos los estudios y seleccionadas las fuentes energéticas había que valorar qué medios eran utilizados para aprovechar al 100% las propiedades de la geotermia y la solución fue optar por la instalación de suelos y paredes radiantes. Por ejemplo la instalación de radiadores no era compatible salvo que procediéramos a un Diseño Sustentable y Arquitectura Bioclimática en Vivienda Unifamiliar 7 Alejandro Girola
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sa GeySA sc Gestión y Sustentabilidad Ambiental sobredimensionamiento de éstos (sobrecoste en instalación). Teniendo en cuenta que la energía geotérmica se basa en inercia y que los suelos radiantes también siguen esa premisa se tenían que adaptar perfectamente. VIII.4. PRESUPUESTO DEL SISTEMA PROYECTADO Nº
UNIDADES
DESCRIPCIÓN
COSTE (€)
INSTALACIÓN GEOTÉRMICA 1
2
Bomba de calor geotérmicas TERRA S/WHGL
6.800,00
2
1
Depósito de inercia Stiebel Eltron SBP 1000 E Capacidad: 1000 L Dimensiones: 2.250x1.010 mm Peso 184 Kg
1.200,00
3
1
Lote captador vertical Compuesto de: 1 colector de 3 salidas para sondas geotérmicas Módulos hidráulicos compuestos de bombas de recirculación y vasos de expansión, manómetros, caudalímetros y valvulería. Suministro de 2400 litros de fluido calo portador.
1.650,00
4
1
Trabajos de mano de obra consistentes en la instalación y la conexión e interconexión de todos los elementos anteriormente citados.
6.200,00
5
1
Proyecto y dirección de obra Proyecto ejecutivo en el cual se detallan las dimensiones y potencias de todos los elementos que componen la instalación así como su funcionamiento. Realización de la ingeniería y dirección de las obras de instalación y montaje así como la puesta en marcha definitiva de la instalación.
1.400,00
6
1
Suministro y ejecución de las sondas así como ejecución de las perforaciones.
16.000,00
7
1
Suministro e instalación de suelo y paredes radiantes
SUBTOTAL INST GEOTERMIA CON SUELO Y PAREDES RADIANTES
2.716,00
33.250,00 €
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sa GeySA sc Gestión y Sustentabilidad Ambiental COMPLEMENTO SOLAR
COMPLEMENTO SOLAR Nº
UD
DESCRIPCIÓN
COSTE UNIT (€) 575,00
COSTE (€)
8
2
Módulo de captación solar U 12 de Velux
9
2
Estructura de soporte de panel fotovoltaico
150,00
300,00
10
1
Grupo de bombeo BM0H
200,00
200,00
11
1
Central de control solar
70,00
70,00
12
75 m
Tubería de 18 mm
18,00
1.350,00
13
1
Accesorios Conjuntos de conexión y accesorios 210,00 de baterías de captadores Uniones de tubería Elementos para instalación Accesorios para acumuladores Accesorios kits compactos SUBTOTAL COMPLEMENTO SOLAR
TOTAL GEOTERMIA CON SUELO RADIANTE Y COMPLEMENTO SOLAR
1.150,00
210
3.280,00 € 36.530,00 €
VIII.5. NUEVAS AYUDAS PARA ENERGÍAS RENOVABLES Y EFICIENCIA ENERGÉTICA EN GALICIA. La Consellería de Economía e Industria de Galicia, a través del Inega, ha puesto en marcha un completo programa de ayudas para el desarrollo de proyectos de energías renovables y de eficiencia energética en Galicia durante este año 2009. El plazo de solicitud finaliza el 30 de noviembre de 2009 y serán aplicables a los proyectos realizados entre el 1 de enero de 2009 y el 15 de septiembre de 2010. La solar se encuentra dentro de las ayudas a energías renovables. Sin embargo en nuestro caso de complemento de la geotermia con energía solar térmica, no es subvencionable, ya que esta energía producida está dedica a la generación de ACS que es obligatorio en virtud del documento HE4 del Código Técnico de la Edificación. En estas subvenciones la energía geotérmica se encuentra dentro de la ayudas a proyectos de ahorro y eficiencia energética. El Inega, mediante este programa de ayudas, pretende potenciar el ahorro y eficiencia energética con un presupuesto global cercano a los 11 millones de euros dispuestos en 22 medidas específicas, entre las que se encuentran las ayudas destinadas a poyectos de instalaciones con bombas de calor geotérmicas o con bombas de calor aire-agua y aire-aire.
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sa GeySA sc Gestión y Sustentabilidad Ambiental Bombas de calor geotérmicas Como novedad, este año se limitan las subvenciones, a aquellas instalaciones con bombas de calor geotérmicas en edificios nuevos o existentes con coeficiente de rendimiento COP superior a 4 en condiciones de ensayo establecidas en la norma EN-UNE 14511. En lo que respecta a los costes subvencionables, se tendrán en consideración la instalación de las bombas de calor geotérmicas, así como los equipos auxiliares de generación. Se considerarán los siguientes costes elegibles máximos: •
Bomba de calor geotérmico con intercambio de sondeos verticales -1.400 €/kW
•
Bomba de calor geotérmico con intercambio horizontal- 1.000 €/kW
•
La cuantía máxima de la subvención es del 30% del coste elegible.
VIII.6. ESTUDIO DE VIABILIDAD ECONÓMICA En un primer momento, analizaremos una aproximación de las inversiones iniciales que necesitamos realizar para diferentes energías consideradas, con el fin de compararlas con la inversión inicial que tenemos que realizar para el sistema elegido en el proyecto, es decir geotermia con apoyo solar. Luego calculamos y analizamos los costes de operación por año, comparando dichos costes de operación entre el sistema de captación geotérmica y otros sistemas. Lo realizamos considerando unas necesidades energéticas de 35.210,00 KWh/año. VII.6.1 Estudio de Inversiones Iniciales Como se ha desagradado en el punto VII.4 la inversión inicial de la instalación de geotermia con apoyo de solar es de 36.350,00 €. Inversión Inicial Geotermia con apoyo solar
36.350, 00 €
En cuanto a las inversiones iniciales para sistema de calefacción tanto para instalación de gasóleo C o gas natural con radiadores, según datos consultados se estima para la obra proyectada en 20.120, 00 €, sin embargo por no ser una energía alternativa renovable se ha de disponer de energía solar para ACS en cumplimiento del CTE, por lo que la inversión inicial total es de 23.400 €. Inversión Inicial Caldera Gasoil C con Radiadores y complemento Solar Caldera para Gasoil C, depósito, radiadores-emisores, red bitubular empotrada de Cu, centralizada con programador digital. Complemento de 23.400,00 € energía solar para ACS Diseño Sustentable y Arquitectura Bioclimática en Vivienda Unifamiliar 10 Alejandro Girola
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sa GeySA sc Gestión y Sustentabilidad Ambiental Por lo que respecta a las inversiones iniciales para sistema de calefacción tanto para gas natural con radiadores, según datos consultados se estima para la obra proyectada en 19.120, 00 €, sin embargo por no ser una energía alternativa renovable se ha de disponer de energía solar para ACS en cumplimiento del CTE, por lo que la inversión inicial total es de 22.400 €.
Inversión Inicial Caldera Gas Natural con Radiadores y complemento Solar Caldera para Gas Natural, radiadores-emisores, red bitubular empotrada de 22.400,00 € Cu, centralizada con programador digital. Complemento de energía solar para ACS
Las inversiones iniciales estimadas para instalación en la obra de referencia, de caldera de gas propano y sistema de suelo radiante es de 27.710,00 €; por no ser una energía alternativa renovable se ha de disponer de energía solar para ACS en cumplimiento del CTE, por lo que la inversión inicial total es de 30.990,00 €.
Inversión
Inicial
Caldera
Gas
Propano
con
Suelo
Radiante
y
complemento Solar Depósito e instalación interior para gas propano, caldera mural mixta y 30.990,00€ estándar, suelo radiante por agua a baja temperatura, sondas y termostatos.
Por lo que respecta a las inversiones iniciales estimadas para instalación en la obra de referencia, de caldera de biomasa y sistema de suelo radiante es de 30.255,45 €; por ser una energía alternativa renovable no se ha de disponer de energía solar para ACS
Inversión Inicial Suelo Radiante alimentado por Caldera de Biomasa
30.255,45 €
En último lugar analizamos la inversión inicial para sistema de Calefacción Eléctrica, estimando un coste de 9.959,40 € sin embargo por no ser una energía alternativa renovable se ha de disponer de energía solar para ACS en cumplimiento del CTE, por lo que la inversión inicial total es de 13.159,40 €. Diseño Sustentable y Arquitectura Bioclimática en Vivienda Unifamiliar 11 Alejandro Girola
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sa GeySA sc Gestión y Sustentabilidad Ambiental Inversión Inicial Calefacción Eléctrica con emisores térmicos y 13.159,40 € complemento solar
Como se puede observar la inversión inicial de geotermia es claramente desfavorable, pero se ha de mirar desde un punto de vista más global y se realiza el estudio económico en relación al gasto energético de los diferentes tipos de instalaciones.
VII.6.2. Comparativa de Costes Anuales para los diferentes tipos de instalaciones Calculamos y analizamos los costes de operación por año, comparando dichos costes de operación entre el sistema de captación geotérmica y otros sistemas, realizado considerando unas necesidades energéticas de 35.210,00 KWh/año.
Necesidades de calefacción y ACS anuales
kWh/m2 m2 kWh total
70,00 503,00 35210,00
Para determinar los costes anuales de operación, necesitamos datos de referencia para las diferentes tipos de instalaciones que se han analizado con los diferentes rendimientos, poder calórico, costes para los distintos tipos de energía utilizados para obtener calor.
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Tabla VIII.1 Datos referencia costes de diferentes sistemas energéticos de calefacción
Tabla VIII.2 Datos referencia costes de diferentes sistemas energéticos de calefacción
Con estos datos de referencia y las necesidades energéticas necesarias de 35.210,00 KWh/año, obtenemos la comparativa de costes anuales que se desarrolla a continuación. Se ha de tener en cuenta en que en nuestro caso, para simplificar el estudio no se consideran incrementos en el precio de los diferentes combustibles y electricidad. Debido a que estimar las variaciones del precio de los diferentes combustibles y electricidad a lo largo de lo años de estudio, es bastante arduo en el sentido de que pueden sufrir diversos incrementos y bajadas impresibles, o por lo menos bastante complicados de estimar COMPARATIVA DE COSTES OPERACIONALES ANUALES RADIADORES ELECTR. T. NORMAL CALDERA DE GASOLEO C
4262 € 3011 €
CALDERA PROPANO CALDERA DE GN CALDERA PELLETS RADIADORES ELECTR. T .NOCTURNA
2718 € 2004 € 1783 € 1451 €
BOMBA DE CALOR GEOTERMICA
524 €
Tabla VIII.3 Comparativa costes anuales de los diferentes sistemas analizados
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COMPARATIVA COSTES OPERACIONALES ANUALES EN EUROS
524 1451 1783 2004
1
2718 3011 4262
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
RADIADORES ELECTR.T.NORMAL
CALDERA DE GASOLEO C
CALDERA PROPANO
CALDERA DE GN
CALDERA PELLETS
RADIADORES T.NOSCTURNA
4500
BOMBA DE CALOR GEOTERMICA
Gráfico VIII.1 Comparativa costes anuales de los diferentes sistemas analizados
VIII.7. ANÁLISIS DEL PERIODO DE RETORNO DE LA INVERSIÓN El siguiente estudio se analiza los costes acumulados a los 15 años de los diferentes sistemas analizados teniendo en cuenta los costes operacionales, como las inversiones iniciales de las instalaciones. Se ha de tener en cuenta como se describió en un punto anterior del análisis económico, que de los sistemas analizados tanto la geotermia como la de biomasa poseen subvenciones (30% del precio de las bombas y equipos/sistemas auxiliares, no por ejemplo del suelo radiante o de los radiadores) Luego se analiza el periodo de retorno estimado de la inversión de la instalación geotérmica objeto de estudio frente a otros sistemas con fuentes de calor convencionales. Evidentemente el periodo de retorno de la inversión inicial para la implantación del sistema geotérmica variará en función del tipo de combustible con el que se compare.
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sa GeySA sc Gestión y Sustentabilidad Ambiental COSTE ACUMUL (€) A LOS 15 AÑOS
77089 € 71760 € 68565 € 1
52789 € 52460 € 49722€ 34850 €
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
INST CALEFAC ELÉCTRICA TARIFA NORMAL CALEFACCIÓN GAS PROPANO CON SUELO RADIANTE CALEFACCIÓN GASOIL CON RADIADORES INST CALEFAC ELÉCTRICA TARIFA NOCTURNA CALEFACCIÓN GAS NATURAL CON SUELO RADIANTE INST CALDERA BIOMASA Y SUELO RADIANTE INSTALACION GEOTERMIA
Gráfico VIII.2 Comparativa Costes Acumulados a los 15 años,
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sa GeySA sc Gestión y Sustentabilidad Ambiental AHORRO ACUMULADO EN 15 AÑOS ENTRE GEOTERMIA EN RELACIÓN A:
42239 € 36910 € 33715 € 1
17939 € 17610 € 14873 €
0
5000
10000
15000
20000
relación biomasa subvención y suelo rad relación inst elecr tar nocturnal relación gas propano suelo radiantel
25000
30000
35000
40000
reación gas natural y suelo radiante relación gasoil con radiadores relación inst eléctrica tarifa normal
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45000
INST CALEFAC ELÉCTRICA TARIFA NOCTURNA
INSTALACION GEOTERMIA
AÑO8 AÑO9 AÑO10 AÑO11 AÑO12 AÑO13 AÑO14 AÑO15 CASTO ACUL 15 AÑOS
4.262,00 € 4.262,00 € 4.262,00 € 4.262,00 € 4.262,00 € 4.262,00 € 4.262,00 € 4.262,00 € 4.262,00 € 4.262,00 € 4.262,00 € 4.262,00 € 4.262,00 € 4.262,00 € 4.262,00 € 77.089,40 €
3.011,00 € 3.011,00 € 3.011,00 € 3.011,00 € 3.011,00 € 3.011,00 € 3.011,00 € 3.011,00 € 3.011,00 € 3.011,00 € 3.011,00 € 3.011,00 € 3.011,00 € 3.011,00 € 3.011,00 € 68.565,00 €
27.710,00 € 0 3.280,00 € 2.718,00 € 2.718,00 € 2.718,00 € 2.718,00 € 2.718,00 € 2.718,00 € 2.718,00 € 2.718,00 € 2.718,00 € 2.718,00 € 2.718,00 € 2.718,00 € 2.718,00 € 2.718,00 € 2.718,00 € 71.760,00 €
Gráfica VIII.4 Cálculo de tiempo que se amortiza la instalación de geotermia en relación a los otros sistemas analizados. Costos acumulados en 15 años de geotermia = costos de 8 años y 3 meses de eléctrica con tarifa nocturna= costos de 6 años y 6 meses de caldera biomasa con suelo radiante=costos de 6 años y 3 meses de gas natur. con suelo radiante= costos de 5 años y 1 mes de inst electrica con tarifa normal= costos de tres años y 10 meses de calefacción de gasóleo y radiadores= costos de 1 año y diez meses de propano con gas natural
1 AÑO Y 5 MESES
AÑO7
2.004,00 € 2.004,00 € 2.004,00 € 2.004,00 € 2.004,00 € 2.004,00 € 2.004,00 € 2.004,00 € 2.004,00 € 2.004,00 € 2.004,00 € 2.004,00 € 2.004,00 € 2.004,00 € 2.004,00 € 52.460,00 €
20.120,00 € 0 3.280,00 €
CALEFACCIÓN GAS PROPANO CON SUELO RADIANTE
3 AÑOS y 10 MESES
AÑO5 AÑO6
1.783,00 € 1.783,00 € 1.783,00 € 1.783,00 € 1.783,00 € 1.783,00 € 1.783,00 € 1.783,00 € 1.783,00 € 1.783,00 € 1.783,00 € 1.783,00 € 1.783,00 € 1.783,00 € 1.783,00 € 49.722,62 €
9.879,40 € 0 3.280,00 €
CALEFACCIÓN GASOIL CON RADIADORES
5 AÑOS Y1 MES
AÑO3 AÑO4
2.642,00 € 2.642,00 € 2.642,00 € 2.642,00 € 2.642,00 € 2.642,00 € 2.642,00 € 2.642,00 € 2.642,00 € 2.642,00 € 2.642,00 € 2.642,00 € 2.642,00 € 2.642,00 € 2.642,00 € 52.789,40 €
19.120,00 € 0 3.280,00 €
INST CALEFAC ELÉCTRICA TARIFA NORMAL
6 AÑOS Y 3 MESES
524,00 € 524,00 € 524,00 € 524,00 € 524,00 € 524,00 € 524,00 € 524,00 € 524,00 € 524,00 € 524,00 € 524,00 € 524,00 € 524,00 € 524,00 € 34.850,00 €
26.975,45 € -7.277,84 € 3.280,00 €
CALEFACCIÓN GAS NATURAL CON SUELO RADIANTE
6 AÑOS Y 6 MESES
AÑO1 AÑO2
9.879,40 € 0 3.280,00 €
8AÑOS Y 3 MESES
33.250,00 € -9.540,00 € 3.280,00 €
COSTO DE INSTALACIÓN GEOTERMIA A LOS 15 AÑOS EQUIVALENTE A
inversion inicial SUBVENCION SUPLEMENTO SOLAR
INST CALDERA BIOMASA Y SUELO RADIANTE
Análisis Económico
La inversión inicial es claramente desfavorable a este tipo de instalación pero se ha de mirar desde un punto de vista más global y si se realiza un estudio económico el cliente se puede encontrar con resultados reveladores, como se pudo comprobar con el análisis realizado y plasmado en la tablas. Así por ejemplo el ahorro estimado de esta instalación de geotermia con suelo radiante y apoyo solar, frente a una tradicional de caldera de gasoil con radiadores
a los 15 años es de 33.715 € y de 42.238 € frente a una instalación de
calefacción eléctrica con tarifa normal.No debemos olvidar la cantidad de CO2 que dejamos de emitir a la atmósfera y la disminución de energía primaria consumida en relación a fuentes energéticas tradicionales.
Diseño Sostenible y Arquitectura Bioclimática en Vivienda Unifamiliar 141 Alejandro Girola
Enrique González