Las energías renovables en edificación, ventajas y viabilidad en eolica, solar y biomasa

Como ya indiqué en mi artículo anterior uno de los tres pilares básicos para mejorar la eficiencia energética de edificios consiste en la implantación de las energías renovables, en este artículo realizaré una descripción de estos sistemas o instalaciones que, junto con la mejora de la envolvente pueden llevarnos a conseguir la máxima eficiencia, el menor consumo y la reducción de emisiones, sobre todo en aquellos edificios existentes que, durante muchos años, se han construido sin ningún criterio de sostenibilidad. Como ventajas de las renovables  armonizan perfectamente de manera que se pueden integrar con otros sistemas o instalaciones de máxima eficiencia energética. La generación de electricidad solar y la eólica pueden implantarse paralelamente al resto de instalaciones eficientes.

Además teniendo en cuenta el punto en que se encuentra el marco normativo actual respecto a este tema, en el cual ya se ha aprobado el Real Decreto que permite el autoconsumo de la fotovoltaica, y a la espera de la aprobación del Real Decreto de Certificación Energética de Edificación Existente, así como de que también se apruebe el Plan Estatal de Vivienda 2013-2016, está claro que el objetivo principal se orienta hacia la rehabilitación energética y mejora de la eficiencia energética de estos edificios y viviendas no eficientes energéticamente, por lo que se supone que este será el principal motor capaz de generar empleo y reactivar el sector en los próximos años.

En cada caso particular, la rentabilidad y la viabilidad de la implantación de las energías renovables dependerá tanto de factores climáticos del lugar como las horas de sol, velocidad y dirección de vientos dominantes, la ubicación del edificio, el uso y mantenimiento, etc,.. de manera que se requiere una valoración o estudio de estos parámetros para valorar si dicha implantación será viable, estudiando el coste de la instalación, que ahorros energéticos y qué reducción de emisiones se consiguen y en qué plazos se pueden amortizar.

Pero sin perder de vista que no sólo es un tema de ahorro económico, el principal objetivo es, por una parte, la reducción de las emisiones y del  impacto sobre el medio ambiente por la gran cantidad de edificios o viviendas existentes con mala calificación energética, y por otro lado la construcción de nuevos edificios de consumo casi nulo que se diseñarían optimizando al máximo los parámetros de diseño bioclimático con energías limpias. También conseguiríamos así reducir la dependencia energética de nuestro país puesto que podemos y disponemos de la tecnología necesaria para funcionar con energías limpias. Algunas de las energías renovables más extendidas para uso en edificación son las siguientes:

1.-ENERGÍA EÓLICA.


España es uno de los mayores países a la cabeza como mayores productores de energía eólica en todo el mundo, lo cual refleja el enorme potencial de esta energía, y por lo tanto debe aplicarse también a edificios y viviendas como sistemas de producción de energía eléctrica, siempre y cuando las condiciones sean favorables.

Una instalación de energía eólica está formada básicamente por un molino o un rotor con varias aspas que al girar por la acción del viento pone en marcha un generador eléctrico, el cual se suele sujetar a un mástil. La principal ventaja de esta energía es que al ser renovable es inagotable, no contamina y además su construcción está subvencionada por el estado.

energía eólica

Se deberá tener en cuenta la gran importancia de la ubicación del edificio y de las características del lugar que la rodean, de manera que a rasgos generales será más viable cuanto mayor sea la intensidad del viento, dependiendo de la altitud, ya que a mayor altitud mayor velocidad, y también del terreno, con mayor velocidad en llanuras o zonas próximas al mar. Por tanto se darán mejores condiciones en edificaciones o construcciones aisladas, que estén próximas al mar, en zonas altas y cuando no existan gran cantidad de obstáculos en las proximidades que frenen al viento.

La instalación eólica típica para edificios y viviendas se procederá a la instalación de sistemas mediante instalaciones micro-eólicas, con generadores eólicos compactos capaces de generar una potencia eléctrica inferior a 100 Kw, bien aisladas o bien en sistema híbrido junto con la instalación solar fotovoltaica. En este tipo de instalación se deberá elegir un lugar idóneo por lo que se precisa la realización de un estudio de la velocidad del viento, también se estudiará su viabilidad económica, analizando costes y beneficios generados, pero hay que tener en cuenta que la mejora y el avance tecnológico permite disponer de instalaciones más eficientes y más baratas.

2.-ENERGÍA SOLAR.


2.1.-SOLAR TÉRMICA.

La energía solar térmica tiene como aplicación principal la producción de agua caliente sanitaria en uso doméstico o industrial, calentamiento de agua en piscinas, calefacción a baja temperatura con suelo radiante, y también para refrigeración mediante uso de equipos de absorción.

La energía solar térmica es obligatoria en España desde la entrada en vigor del código Técnico, exigiéndose que al menos un porcentaje de la demanda total de agua caliente sanitara se produzca mediante este sistema, dicho porcentaje según el DB HE-4 y en función de la zona climática, varia entre el 30 y el 70% en el caso general y entre el  50 y el 70% cuando la fuente energética de apoyo sea mediante electricidad.

solar térmica  

COMPONENTES DE UNA INSTALACIÓN SOLAR      TÉRMICA PARA UNA VIVIENDA UNIFAMIALIAR:

  1. CAPTADOR.
  2. ACUMULADOR.
  3. CALDERA DE APOYO.
  4. ESTACIÓN SOLAR.
  5. PUNTO DE CONSUMO.

El funcionamiento se basa en aprovechar la energía del sol para calentar agua  u otro fluido caloportador que circula en el interior del captador, desde ese captador el agua caliente se transporta por un circuito primario, de manera que el calor se intercambia o se acumula en un depósito para su posterior aprovechamiento desde la instalación interior de agua caliente hacia los puntos de consumo. La demanda de agua caliente que no consigamos producir mediante el captador en días nublados, se va a generar mediante un calentador o caldera de apoyo.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS:

  1. Es una energía renovable, inagotable y limpia.
  2. Presenta un alto rendimiento de la instalación debido a que en nuestras latitudes disponemos de un elevado número de horas de radiación solar anual.
  3. Si el sistema de apoyo se basa en energías renovables, como por ejemplo una caldera de biomasa, se podría generar el agua caliente sanitaria y la calefacción de la manera más eficiente, sin emisiones y con una reducción del consumo de energía primaria que podría alcanzar hasta el 80%.
  4. Si la instalación se ha diseñado, calculado, construido y mantenido de manera adecuada, será una instalación que funcionará correctamente y con una larga vida útil, y teniendo en cuenta que su coste no es muy elevado queda más que garantizada su viabilidad.
  5. Como desventaja la fuente de energía del sol es variable de manera que puede bajar su rendimiento.
  6. Requiere un mantenimiento continuo, el cual es vital para el correcto funcionamiento de la instalación, un mal mantenimiento reduce el rendimiento de los paneles,  siendo recomendable limpiarlos al menos una vez cada 6 meses, así como la revisión periódica de los elementos y valvulería de la instalación.

DURABILIADAD Y AMORTIZACIÓN DE LA INSTALACIÓN:

Según lo comentado anteriormente, y teniendo en cuenta que cada caso particular es diferente, pero suponiendo una instalación bien ejecutada y con un correcto mantenimiento debería tener una larga durabilidad no inferior a 20 años. De manera que el plazo de amortización sería bastante corto, pudiendo variar entre 5 a 10 años.

2.2.-SOLAR FOTOVOLTAICA.


La energía solar fotovoltaica tiene como aplicación principal la generación de energía eléctrica a partir de la energía del sol empleando para ello unos paneles con elementos semiconductores, normalmente células de silicio, esta instalación se compone de un captador, un regulador, unas baterías de almacenamiento de energía así como de un inversor. Existes dos tipos de instalaciones las aisladas  que almacenan la energía en baterías para autoconsumo y los sistemas conectados a la red en la que la energía se suministra a la red eléctrica. El montaje de los paneles se puede realizar integrándolos con la pendiente de los faldones de tejados o en fachadas orientados siempre al sur.

solar fotovoltaica

COMPONENTES Y ESQUEMAS DE UNA INSTALACIÓN SOLAR FOTOVOLTAICA AISLADA PARA UNA VIVIENDA:

1.-PANEL FOTOVOLTAICO: Se compone de un conjunto de células de silicio, las más eficientes sueles ser las de silicio monocristalino, conectadas eléctricamente, encapsuladas (para protegerlas de la intemperie) y montadas sobre una estructura de soporte o marcos. Proporcionan en su salida de conexión una tensión continua, y se diseña para valores concretos de tensión que definirán la tensión a la que va a trabajar el sistema fotovoltaico.

2.-REGULADOR: Tiene como objetivo evitar que se sobre cargue la batería. En la fase de carga durante el día su misión es garantizar una carga adecuada en el acumulador, mientras que en la fase de descarga durante las horas sin luz, es permitir el suministro adecuado hacia los puntos de consumo sin que se descarguen las baterías.

3.-BATERIAS: Acumulan la energía eléctrica generada por las placas durante el día para su posterior utilización cuando no haya sol. Se pueden diferenciar según el electrolito utilizado varios tipos. Plomo-ácido, Niquel-cadmio Ni-Cd, Níquel-metal hidruro Ni-Mh o Ión litio Li ion. También por su tecnología que puede ser tubular estacionaria, de arranque, solar o gel.

4.-INVERSOR: Se encarga de convertir la corriente continua que generan las placas solares en corriente alterna para que pueda ser utilizada en la red eléctrica de la vivienda (220 V  y una frecuencia de 50 Hz).

VENTAJAS Y DESVENTAJAS PARA UNA INSTALACIÓN AISLADA DE RED DE AUTOCONSUMO:

  1. Es una energía renovable, inagotable y limpia.
  2. El rendimiento de la instalación en nuestras latitudes es muy bueno, pudiéndose alcanzar una potencia de hasta 1.000 W por m2 en un día despejado a la hora del mediodía, sin obstáculos con sombras.
  3. Al igual que en la solar térmica, si la instalación se ha diseñado, calculado, construido y mantenido de manera adecuada, será una instalación que funcionará correctamente y con una larga vida útil.
  4. El coste de la instalación disminuye conforme se desarrolla la tecnología, mientras que el coste del combustible va aumentando porque las reservas tienden a agotarse.
  5. Montaje rápido de la instalación, requiriendo un mantenimiento mínimo, aunque también se precisa una revisión periódica para comprobar el correcto estado de la instalación y limpieza de la cara de los paneles expuesta al sol.
  6. Incuso en los días nublados, aunque con menor rendimiento, los paneles generan electricidad.
  7. Con el nuevo Real Decreto Ley 13/2012 se favorecen las condiciones para el autoconsumo, siendo una opción interesante, puesto que se exime al autoconsumidor de la obligación de constituirse como empresa; si bien se permite que el autoconsumidor pueda ser también productor.
  8. Se evita toda la burocracia y autorizaciones que se requieren en la conexión a red.
  9. Como inconveniente se requiere de una inversión inicial elevada para realizar la instalación.
  10. También habrá que prever de espacio suficiente en la vivienda para el emplazamiento de las baterías.

DURABILIADAD Y AMORTIZACIÓN DE LA INSTALACIÓN:

Como norma general una instalación fotovoltaica para autoconsumo suele tener una vida útil de un mínimo de 25 a 30 años, siempre claro suponiendo un buen uso y mantenimiento; respecto a su amortización existen varios parámetros que la determinan como son la calidad de los componentes de la instalación, la adecuada instalación, un cálculo según las necesidades de consumo, el uso al que se destina la instalación e incluso las subvenciones que se pueden obtener, pero como dato orientativo se puede decir que a partir de los 7 a 10 años ya puede quedar amortizada la instalación para autoconsumo, plazos más que razonables si se tiene en cuenta su duración.

3.-ENERGÍA DE LA BIOMASA.


La energía de la biomasa utiliza como materia prima los pellets, los restos de la poda, huesos de oliva, las cáscaras de almendras, (generalmente residuos de actividades agrícolas y forestales o  subproductos de la transformación de la madera) para generar energía térmica para agua caliente sanitaria y calefacción. Existen también otros tipos de biomasa húmeda procedente de la fabricación de aceites vegetales entre la que se encuentra los biocombustibles como el biodiesel o etanol, que sobre todo son eficientes para calderas de cogeneración con tecnologías tipo Stirling, pero en este caso me remitiré a la biomasa sólida.

En el caso de viviendas unifamiliares o edificios de viviendas, se consigue obtener un elevado ahorro energético y gran eficiencia con la implantación de calderas de biomasa, para generar calor para agua caliente sanitaria y calefacción.

energía biomasa      

COMPONENTES Y ESQUEMA DE UNA INSTALACION DE CALDERA DE BIOMASA PARA ACS Y CALEFACCIÓN  PARA UNA VIVIENDA:

  1. ACUMULADOR.
  2. CALDERA DE PELLETS.

Se compone de la cámara de combustión, zona de intercambio, cenicero y caja de humos.

  1. TRANSPORTE AUTOMATICO DE PELLETS.

Sistema de alimentación mediante un tornillo sin fin.

  1. ENTRADA DE PELLETS.
  2. ALMACEN DE PELLETS

VENTAJAS Y DESVENTAJAS:

  1. La tecnología es análoga a la de calderas de combustible fósil y los equipos no son excesivamente caros.
  2. Se considera que tiene una emisión nula de dióxido de carbono.
  3. Los pellets resultan mucho más rentables que otros combustibles como el gasóleo o el propano, esta relación determina su amortización.
  4. La biomasa tiene un poder calorífico inferior al de los combustibles fósiles, por lo que, se necesita mayor cantidad para obtener la misma energía.
  5. En algunos tipos de caldera se necesita combustible procesado, por ello es necesario comprar el combustible a un tercero especializado, ya que es posible que biomasa sin procesar no sea aceptada por el mecanismo alimentador.
  6. No se integra fácilmente en el conjunto arquitectónico de la vivienda y ha de situarse en un local especialmente habilitado para ella.

DURABILIADAD Y AMORTIZACIÓN DE LA INSTALACIÓN:

Dando por sentado el correcto mantenimiento de la instalación, su durabilidad mínima debería de ser entre 20 a 25 años. La amortización depende de varios factores, cada caso es diferente, pero por ejemplo en el caso de una vivienda unifamiliar aislada de aproximadamente 100 m2 con biomasa para agua caliente y calefacción, se puede amortizar en un periodo aproximado de entre 5 y 8 años.

Una solución para realizar un proyecto de máxima eficiencia y con un alto ahorro de energía sería instalar la caldera de biomasa con una bomba de calor geotérmica para calefacción y climatización. Tanto para el caso de edificios de viviendas de obra nueva como para edificios existentes, así como para viviendas unifamiliares se puede obtener la máxima eficiencia instalando estas calderas, pues reducen las emisiones a casi el 100%, y proporcionan importantes ahorros energéticos, alcanzándose la máxima calificación energética.

FUENTE: Plataforma de certificación energética OVACEN


Moderado por : Pol Garcia

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    por Isabel Sala|España
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