Energía limpia en proyectos de construcción basada en paneles solares

ENERGIA LIMPIA EN PROYECTOS DE CONSTRUCCIóN BASADA EN PANELES SOLARES Paper académico

Instituto Tecnológico de Santo Domingo (INTEC) Maestría en Ciencias de la Administración de la Construcción Arq. Derby González Profesor de la Materia “Planeación, Programación y Control de Proyectos” Autores Ing. Shianling Ben Torres 1070009 Ing. Luis Pérez Cáceres 1072832 Ing. Omar Javier Calcagno 1032289 Arq. Fidel Medina Reyes 1072429 ©2018, Editorial INTEC Av. De Los Próceres, Sector Los Jardines del Norte, Santo Domingo, Distrito Nacional, República Dominicana www.intec.edu.do 1era. Edición, Santo Domingo, República Dominicana, Año 2018 Derechos Pendientes No está permitida la reproducción total o parcial de este libro, ni su tratamiento informático, ni la transmisión de ninguna forma o por cualquier medio ya sea electrónico o mecánico (incluyendo el fotocopiado, la grabación o cualquier sistema de recuperación y almacenamiento de información), sin el permiso previo y por escrito de los titulares del copyright.

Impreso en Santo Domingo, República Dominicana ©Grupo #3, 2018

Instituto Tecnológico de Santo Domingo INTEC Área de Ingeniería Maestría en Ciencias en Administración de la Construcción (MAC) Seminario de la Construcción Asesor: Arq. Derby González Paper académico ENERGIA LIMPIA EN PROYECTOS DE CONSTRUCCIóN BASADA EN PANELES SOLARES

Ing. Shianling Ben Torres

Ing. Luis Perez Caceres

Ing. Omar Javier Calcagno Arq. Fidel Medina Reyes

ID: 1070009 ID: 1072832 ID: 1032289 ID: 1072429

Grupo 3

Santo Domingo, República Dominicana Abril del 2018

facilitador

Arq. Derby González Arquitecto graduado de la Universidad Autónoma de Santo Domingo (UASD). Máster en Ciencias de la Arquitectura en el Instituto Politécnico Nacional de México. Profesor Universitario en la Carrera de Ingeniería Civil, y en la Maestría en Ciencias de Administración de la Construcción (MAC), en el Instituto Tecnológico de Santo Domingo (INTEC). Asesor metodológico de las tesis en el Programa de Maestría en Ciencias de Administración de la Construcción (MAC) del Instituto Tecnológico de Santo Domingo (INTEC).

Autores

Ing. Shianling Ben Torres

Ingeniero egresado de la universidad iberoamericana (UNIBE), en el año 2011. Actualmente estudiante de la Maestría en ciencias de la Administración de la construcción.

Actualmente laborando como Ing. Residente y supervisor de obras para Ben Gil & Asociados.

Ing. Luis Eduardo Pérez Cáceres

Ingeniero egresado de la Universidad Iberoamericana (UNIBE), en el año 2014. Actualmente estudiante de la Maestría en Ciencias de la Administración de la Construcción. Actualmente Gerente General de la compañía constructora “INVERSIONES DGP”.

Arq. Omar Javier Calcagno

Ingeniero Civil egresado del Instituto Tecnológico de Santo Domingo (INTEC), en el año 2010. Actualmente estudiante de la maestría en Ciencias de la Administración de la Construcción. Trabaja como Supervisor de Obras de la Corporación del Acueducto y Alcantarillado de Santo Domingo (CAASD).

Arq. Fidel Medina

Arquitecto egresado de la Universidad Autónoma de Santo Domingo (UASD), en el año 2014. Actualmente estudiante de la maestría administración de la construcción. Trabaja como Analista de costos en el ministerio de obras públicas y comunicaciones, MOPC.

indice

Resumen

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Introducción 3 Energía Solar

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Fotovoltaica

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Térmica

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Metodología

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Beneficios y aportes

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Aspecto económico Aspecto ambiental Aplicación o Tipos de Sistemas Fotovoltaicos

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Instalación aislada Instalación de conexión a red Bombeo a red Alumbrado Solar Conclusión

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Bibliografía

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Internetgrafía

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Imagengrafía

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resumen

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Las energías renovables son energías limpias que contribuyen a cuidar el medio ambiente. Frente a los efectos contaminantes de combustibles fósiles como el petróleo o el carbón, tienen menos emisiones de carbono, reciclan y son más respetuosas con el medio ambiente.

Los edificios son los responsables del 40% del consumo de la energía total en los países desarrollados. Con la entrada en juego de las energías renovables, el panorama del suministro energético ha cambiado de forma sustancial y las renovables se hacen hueco como fuente de energía alternativa.

La correcta elección de los recursos energéticos empleados durante el proceso de construcción puede suponer un ahorro considerable y reducir la repercusión que estas actividades causan en el entorno. En este paper académico desarrollamos las

diferentes tipos de energía solar, como son: • Energia solar fotovoltaica • Energia solar térmica En la transformación fotovoltaica de la energía solar, podemos ver que es una opción competitiva para la electrificación de instalaciones alejadas del tendido eléctrico.

En asentamientos urbanos, los paneles fotovoltaicos pueden integrarse a los edificios, y la energía eléctrica producida, en general se la vende a la compañía eléctrica, constituyendo su instalación una muy interesante inversión.

En la transformación térmica de la energía solar, podemos ver que es la más interesante a aplicar en la construcción de viviendas ya que incluye tecnología que mejora rendimientos y de modo simple, avalado por la experiencia, se puede cubrir una gran porción de la necesidad de climatización y ACS.

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introducción

Actualmente la gran preocupación entre los gremios constructivos es la “estética arquitectónica”, que siempre ha estado sometida a cambios y que no deja de tener un valor secundario. Esta estética depende de niveles económicos y culturales, de una u otra corriente o tendencia arquitectónica, que permanentemente está sujeta a moda.

Es incuestionable que los problemas ambientales y ecológicos, que ahora son ya de supervivencia, son mucho más importantes que el problema plástico y estético.

Proyectar un edificio a partir de la forma, para después acondicionarlo, hacerlo “inteligente” con aire acondicionado, sistemas automáticos de luminarias, etc., así como la colocación la “inteligencia artificial”, al utilizar computadoras para controlar sistemas que lo mantengan confortable, es desentenderse de los verdaderos

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problemas de las edificaciones y olvidarse de que por sí mismo, un edificio proyectado por un arquitecto inteligente debe proporcionar comodidad con un mínimo de gasto de energías comerciales, con protección para las inclemencias del tiempo, con seguridad para factores extremos, en concordancia con el paisaje y con las actividades humanas, las técnicas constructivas, la historia y con el factor económico, permitiendo mejorar las condiciones del hombre que utiliza los espacios así integrados.

Es por esto que hemos decidido realizar un estudio sobre los diferentes sistemas renovables como parte de la construcción, tomando en cuenta como pueden lograr grandes ahorros en el consumo energético de un edificio.

Explicamos su funcionamiento y ventajas de forma tal que se pueda evidenciar cual sistema se puede aplicar para cada construcción.

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ENERGÍA SOLAR

La energía solar, como recurso energético terrestre, está constituida simplemente por la porción de la luz que emite el Sol y que es interceptada por la Tierra.

Desde un punto de vista ecológico, no habrá ningún otro tipo de energía que tenga tan poco impacto en el medio ambiente que la energía solar. También es de notar que este tipo de energía ayuda notablemente a reducir el uso de otras energías fuertemente contaminantes.

Existen dos maneras de obtener energía solar.

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Térmica

Fotovoltaica

Se denomina “térmica” la energía solar cuyo aprovechamiento se logra por medio del calentamiento de algún medio.

Se llama “fotovoltaica” la energía solar aprovechada por medio de celdas fotoeléctricas, capaces de convertir la luz en un potencial eléctrico, sin pasar por un efecto térmico.

La climatización de viviendas, calefacción, refrigeración, secado, etc., son aplicaciones térmicas. La mayoría de este curso se centra en este tipo de aprovechamiento de la energía solar.

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Las posibilidades de uso de la energía eléctrica solar son prácticamente ilimitadas, desde la electrificación de alambrados, hasta el funcionamiento de mecanismos de una nave espacial.

En un uso ligado directamente a la arquitectura, los generadores solares de energía pueden ser una verdadera opción en situaciones donde la posibilidad de conectarnos con la red de energía eléctrica convencional se hace dificultoso o imposible.

Para algunas de sus aplicaciones, en instalaciones remotas, o de

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ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

difícil acceso, las ventajas con respecto a los generadores diesel son muy amplias.

Por estar compuesto por elementos modulares, son sistemas de fácil traslado y sencilla instalación. La placa solar no requiere ningún mantenimiento a lo largo de su vida útil, que es aproximadamente de 30 años y sus componentes, carentes de movimiento, no son contaminantes del medio ambiente.

depuradoras de aguas residuales en los núcleos poblacionales es una necesidad apremiante, y obligatoria para asentamientos humanos de cierta escala.

En una gran parte de los casos, la instalación de un sistema solar fotovoltaico resuelve el problema del abastecimiento de energía de la planta a un costo mucho más bajo del que representaría el enganche a la red convencional.

Es posible la construcción de sistemas fotovoltaicos para gestionar plantas depuradoras de aguas residuales. La instalación de

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ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

Una de las aplicaciones de la energía solar que ha tenido mayor uso y divulgación, por su simplicidad de instalación y economía, es la calefacción de agua para consumo doméstico.

En zonas con buena insolación, los calentadores solares pueden ahorrar una fracción considerable del combustible (gas, leña o electricidad) para uso doméstico.

La utilización de sistemas para el calentamiento de agua favorece la higiene y la salubridad del edificio.

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METODOLOGíA

La metodología a utilizar en el siguiente paper académico fue la siguiente: 1. Búsqueda y recopilación de información.

2. Análisis de fuentes documentales.

3. Discusión grupal sobre el tema.

4. Generación de documentación propia.

5. Diagramación del contenido.

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BENEFIOS Y APORTES DE LA ENERGIA SOLAR POR FOTOVOLTaICA • Reduce o elimina los costos asociado a le res eléctrica.

• Protección económica ante los incrementos del costo en electricidad.

• Adaptabilidad en cualquier momento se pueden añadir más paneles a un sistema instalado.

• Cuida el planeta reduciendo la huella de carbono y el impacto del calentamiento global.

• La inversión se recupera en un lapso de 6 a 10 años.

• Compromiso con la sostenibilidad y el medio ambiente.

• La energía del sol es gratuita e inagotable.

• Los sistemas fotovoltaicos tienen una vida útil de 25 a 30 años.

• Independencia ante las fallas en la red eléctrica convencional.

• El panel solar continúa produciendo aun en días nublados.

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Aspecto económico

El uso de la electricidad se ha vuelto indispensable para cualquier persona en el mundo, comenzando desde nuestro hogar hasta nuestro trabajo.

Como podemos ver día a día, su utilización genera un costo, que muchas veces es un poco elevado.

Viéndolo desde el ámbito laboral, la mayoría de los trabajos requieren de este recurso, muchas empresas pagan grandes cantidades para su consumo.

Por tal motivo es necesario implementar nuevas formas de obtención de energía, para esto la solución perfecta seria la utilización de la energía solar para generar electricidad, a través de celdas fotovoltaicas.

Al ponerse en marcha esta iniciativa se dejaría de pagar electricidad durante la vida útil de las celdas, ya que estas proporcionarían la energía necesaria.

Este medio para la obtención de energía generaría diversas oportunidades de negocios que a la vez se producirían miles de empleos. Sin embargo, hoy en día el costo de esta iniciativa es muy alto, se estima que con el paso de los años el precio se reduciría.

Aspecto ambiental

El uso de las energías alternativas trae consigo varios beneficios pero entre las principales razones por las cuales fueron desarrolladas es para la disminución del efecto que tiene el uso de combustibles sobre el medio ambiente.

Actualmente gracias a los esfuerzos realizados en materia energética para encaminar al país hacia un desarrollo sustentable, en los últimos 10 años México ha logrado disminuir tanto la intensidad energética como la intensidad de emisiones (emisiones de CO2 en kg/PIB en $*) tal que en el 2004 se redujo la emisión de CO2 hasta poco menos de 0.235 KG CO2 a diferencia de las creadas en 1995 que fue de casi 0.255 kg de CO2.

En el caso de la disminución de CO2 producidos a partir de la energía solar se dejan de emitir unos 10 Kg de CO2 al año, en 25 años se evitan 250 Kg de CO2.

Estos datos son un claro ejemplo de la reducción de la contaminación atmosférica, del efecto invernadero producido por las emisiones de CO2 y del cambio climático provocado por el efecto invernadero.

Entre las aportaciones ambientales más evidentes se encuentran las producidas en el hogar, como es el caso de la iluminación, cuando se permite la entrada de la iluminación natural (luz solar) que evita la necesidad de encender lámparas o bien otro caso es el uso de celdas solares que permiten el almacenamiento de energía propia para la generación de energía eléctrica, calefacción de vivienda, calentamiento de agua, actividades agrícolas durante el secado de productos etc.

Estas aportaciones se reflejan estadísticamente en cantidades muy pequeñas pero lo cierto es que impactan de forma considerable en el planeta.

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Aplicación o tipo de Sistemas Fotovoltaicos Instalación aislada

Las instalaciones aisladas de red son habituales en zonas dónde el acceso a la red pública es muy difícil o imposible de conseguir o cuando dicha operación conlleva un coste muy alto, por lo que se busca una forma alternativa de conseguir el suministro de energía eléctrica.

La energía solar fotovoltaica proporciona una oportunidad eficiente y renovable de conseguir dicho suministro en las zonas anteriormente comentadas.

Para ello, el sistema capta la radiación que emite el sol y se encarga posteriormente de producir energía y suministrarla o almacenarla.

Instalación de conexión a red

Este tipo de instalación fotovoltaica con conexión a red es el más 15

extendido por nuestro país.

En ellos, la energía solar producida se envía directamente a través de un inversor de conexión a red a un contador, en el que el productor recibe cantidad producida. El suministro energético para sus equipos proviene directamente de la red pública.

Bombeo solar

La gran cantidad de horas de sol en territorios de extensas zonas agrícolas como Andalucía, La Mancha o la Comunidad Valenciana, aunque también en gran parte de España, ha permitido a los agricultores disponer de sistemas de bombeo solar fotovoltaico en los que se aprovecha éstas gran cantidad de radiación solar para suministrar agua a sus explotaciones agrarias.

El sistema es sencillo: Los paneles capturan la radiación solar y la

transforman en energía solar fotovoltaica, en forma de corriente continua.

Esta corriente pasa a través de un cuadro inversor que capta dicha energía y regula la cantidad que se emite a la bomba solar, que utiliza para expulsar agua extraída, normalmente, de acuíferos.

Alumbrado solar

El alumbrado solar público se encarga de utilizar la energía solar obtenida durante las horas de máxima radiación para generar luz que alumbre zonas residenciales, parques, carreteras, etc.

Por ello, estos sistemas suponen un ejemplo claro de cómo almacenar y utilizar la energía producida por el sol en horas sin radiación.

El sistema de alumbrado solar funciona de la siguiente manera: • Los paneles solares, colocados en lo alto del sistema de alumbrado, captan la radiación solar y la transforman en energía.

• Dicha energía se envía a las baterías para su carga, que se posicionan bajo tierra para evitar cualquier tipo de daño y así no tener que realizar un mantenimiento continuo.

• En las horas de poca o nula radiación, las baterías se encargan de suministrar energía a la luminaria para producir el alumbrado de la zona.

Con todo, existen miles de posibilidades para aprovechar todas las ventajas que ofrece la energía solar fotovoltaica.

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conclusión

La informcion contenida en este paper nos deja como conocimiento un tema vanguardista y que sin embargo, su aplicación en el pais no es tan común.

Las energias renovables presentan unas ventajas que resuelvan problemas del sistema energetico actual: • No contaminan • Son recursos imagotables • Proporcionan sistemas de desarrollo no centrlizados Es necesario que en un futuro no muy lejano, nuestro pais empiece a desarrollar mas mecanismos para la producción de energia limpia, con el objetivo de eliminar la gran dependencia que se tiene sobre los combustibles fosiles y los problemas que traen consigo.

Según vemos en el desarrollo de nuestro paper la transformación fotovoltaica de la energía solar, sería un cambio más importante en el escenario energético y que de momento con acciones puntuales pueden ayudar a su desarrollo tanto tecnológico como de mercado ya que una de las mejores ventajas de este sistema es que la energía acumulada y no utilizada puede ser vendida a las compañías de energía.

Por todo lo anteriormente expuesto, se dice que las energías renovables son el futuro, ya que además de contribuir con el medio ambiente, proporcionan una manera eficaz de optimización de recursos para la producción y desarrollo energético.

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