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* Miguel Ramirez Dr Shane Colclough Prof Neil J Hewitt

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Presentación del tema: "* Miguel Ramirez Dr Shane Colclough Prof Neil J Hewitt"— Transcripción de la presentación:

1 * Miguel Ramirez Dr Shane Colclough Prof Neil J Hewitt
16/07/96 Sistemas de Almacenamiento Térmico Estacional (STES, Seasonal thermal energy storage) para DOCENTES (Personal académico, Educación superior, Administraciones públicas , etc.) Miguel Ramirez Dr Shane Colclough Prof Neil J Hewitt *

2 ¿Qué es un sistema de almacenamiento térmico estacional (STES)?
Contenidos ¿Qué es un sistema de almacenamiento térmico estacional (STES)? ¿Por qué STES? Historia del STES ¿Cómo funciona? Tipos de almacenamiento térmico ¿Cuánta energía se puede almacenar? ¿Dónde es mejor utilizarlo? ¿Cúanto cuesta? Casos de estudio

3 ¿Qué es un sistema de almacenamiento térmico estacional (STES)?
Contenidos ¿Qué es un sistema de almacenamiento térmico estacional (STES)? ¿Por qué STES? Historia del STES ¿Cómo funciona? Tipos de almacenamiento térmico ¿Cuánta energía se puede almacenar? ¿Dónde es mejor utilizarlo? ¿Cúanto cuesta? Casos de estudio

4 Almacenamiento de frío durante el invierno para su uso en verano
¿QUÉ ES STES? Almacenamiento de frío durante el invierno para su uso en verano Almacenamiento de calor durante el verano para su uso en invierno

5 ¿Qué es un sistema de almacenamiento térmico estacional (STES)?
Contenidos ¿Qué es un sistema de almacenamiento térmico estacional (STES)? ¿Por qué STES? Historia del STES ¿Cómo funciona? Tipos de almacenamiento térmico ¿Cuánta energía se puede almacenar? ¿Dónde es mejor utilizarlo? ¿Cúanto cuesta? Casos de estudio

6 ¿POR QUÉ STES? El consumo energético de los edificios supone un 30-40% del consumo energético total en Europa El consumo de calor de los edificios residenciales supone el 60-70% de todo el consumo La demanda de calefacción tiene lugar en los meses de invierno cuando la disponibilidad solar es menor Almacenar energía solar térmica en verano para su uso en los meses de invierno Los países del Norte de Europa tienen una temperatura ambiente media de aprox. 5ºC y una radiación solar annual de hasta 1000 kWh/year m² (Estocolmo) The concept of Seasonal Thermal Storage is to store solar thermal energy in summer months (higher solar availability) for later use in winter months (highest heat demand) Fuente: SoDa-is.com

7 ¿Qué es un sistema de almacenamiento térmico estacional (STES)?
Contenidos ¿Qué es un sistema de almacenamiento térmico estacional (STES)? ¿Por qué STES? Historia del STES ¿Cómo funciona? Tipos de almacenamiento térmico ¿Cuánta energía se puede almacenar? ¿Dónde es mejor utilizarlo? ¿Cúanto cuesta? Casos de estudio

8 HISTORIA DEL STES – Almacenamiento de frío
Antigua Persia En el año 400 DC cúpulas de 60 pies de alto (Yakhchals) eran utilizadas para almacenar hielo y enfriar ambientes con temperaturas exteriores de 40ºC Romanos 1er Siglo DC utilizaban pozos y transportaban nieve para mantener fríos los alimentos y vino en días calurosos Cámaras frigoríficas del pasado En el siglo se utilizaba el agua de los ríos para mantener la temperatura baja dentro de estas estructuras para la conservación de alimentos (Middleton, England – Glen River, Northern Ireland) Source: awesci.com Source: Griffiths & Colclough

9 HISTORIA STES – Almacenamiento de calor
Alemania en la posguerra Los primeros estudios de viabilidad se hicieron en 1920 debido a los recursos limitados del páis USA La casa de “vidrio” de Keck en 1933 y la de MIT en 1939, ambos construidos con vidrio y materiales de elevada capacidad térmica para almacenamiento térmico Dinamarca, Suecia Durante los 70, la crisis del petróleo forzó a los goviernos estudiar alternativas al petróleo. Varios sistemas de almacenamiento térmico fueron construidos conectados a redes de calefacción urbanas

10 ¿Qué es un sistema de almacenamiento térmico estacional (STES)?
Contenidos ¿Qué es un sistema de almacenamiento térmico estacional (STES)? ¿Por qué STES? Historia del STES ¿Cómo funciona? Tipos de almacenamiento térmico ¿Cuánta energía se puede almacenar? ¿Dónde es mejor utilizarlo? ¿Cúanto cuesta? Casos de estudio

11 CÓMO FUNCIONA - COMPONENTES
Fuente de calor Solar Biomasa Calor residual industrial... Almacenamiento térmico Elevada capacidad térmica Volumenes grandes Pérdidas de calor reducidas Sistema de distribución & auxiliar Caldera, bomba de calor Red térmica de calor

12 Paralelo En Serie Serie/Paralelo CÓMO FUNCIONA - CONFIGURACIONES
La bomba de calor, los colectores solares y el STES funcionan independientemente para satisfacer la demanda de calor En Serie Los colectores solares o el STES actúan como fuente de calor de la bomba de calor Serie/Paralelo La bomba de calor o los colectores producen el calor necesario, dependiente o independientemente Source: Solites

13 Paralelo CÓMO FUNCIONA - CONFIGURACIONES
Los colectores solares están conectados directamente con el tanque de almacenamiento y éste se va cargando con el calor generado durante lor periodos de elevada radiación solar. Las demandas de agua caliente sanitaria (ACS) y calefacción se cubren desde el STES durante los meses de invierno. Cuando la temperatura en el STES está por debajo que la temperatura requerida, la bomba de calor produce el calor necesario para ACS y calefacción. La fuente de calor de la bomba de calor es externa y puede ser el ambiente, el terreno o calor residual industrial. Colectores solares ACS Bomba de calor (Ambiente/Terreno ) DEMANDA STES

14 Serie CÓMO FUNCIONA - CONFIGURACIONES
Los colectores solares, el STES y la bomba de calor están conectados en serie. El calor es almacenado durante los periodos de radiación solar elevada. Los colectores solares pueden funcionar como la fuente de calor de la bomba de calor o enviar el calor directamente al tanque. La bomba de calor tiene que ser de tipo agua-agua y puede satisfacer las demandas de ACS y calefacción. La temperatura en el sistema de almacenamiento puede ser inferior gracias al efecto de la bomba de calor, lo cual hace reducir las pérdidas de calor. Bomba de calor Colectores solares ACS STES DEMANDA

15 Serie/Paralelo CÓMO FUNCIONA - CONFIGURACIONES
El STES se carga con el calor proveniente de los colectores solares y satisface las demandas de ACS y calefacción. Cuando la temperatura en el STES está por debajo del mínimo requerido por la demanda, la bomba de calor entra en funcionamiento. La bomba de calor extrae el calor remanente en el STES y satisface las demandas de ACS y calefacción. En los tres casos la bomba de calor puede funcionar cuando el precio de la electricidad es reducido para producir calor con menor coste posible. Además, hace falta un sistema auxiliar (por ej. La caldera de gas) para cubrir la demanda que no se cubre con el resto del sistema. Colectores solares ACS Bomba de calor DEMANDA STES

16 EJEMPLO DEL FUNCIONAMIENTO EN SERIE/PARALELO (CASOS DEL PROYECTO EINSTEIN)

17 Carga COMO FUNCIONA– Serie/Paralelo
La carga del sistema STES comienza cuando la energía solar térmica desde la fuente (solar) está disponible. La energía solar térmica puede ser capatada los meses de verano y almacenada en el STES para su posterior uso. También es posible almacenar y entregar energía térmica simultaneamente cuando el sistema de almacenamiento dispone de circuitos independientes de carga y descarga.

18 Descarga directa COMO FUNCIONA– Serie/Paralelo
La descarga del STES comienza en los meses de demanda de calefacción. El tanque entraga calor directamente a los edificios mediante una red de distrito o un tubo directo. La temperatura de la salida de agua está regulada en función de la curva de la demanda de calor. La temperatura máxima de salida normalmente suele ser de 80ºC (con tanques presurizados puede ser >100ºC) TSTES > 50°C

19 Funcionamiento de la bomba de calor
COMO FUNCIONA– Serie/Paralelo Funcionamiento de la bomba de calor La bomba de calor funciona cuando la temperatura del STES es inferior a la temperatura requerida para cubrir toda la demanda. El algua caliente del STES calienta el ciclo del evaporador de la bomba de calor; el ciclo del condensador es el que suminstra la demanda de calor a la temperatura requerida. 10°C < TSTES < 50°C

20 Sistema auxiliar – Caldera
COMO FUNCIONA– Serie/Paralelo Sistema auxiliar – Caldera Cuando la temperatura del STES se dismiuye por debajo del rango de funcionamiento eficiente de la bomba de calor (10ºC) el sistema auxiliar comienza a funcionar. La energía térmica almacenada en el STES ha sido completamente consumida y el suministro depende completamente del sitema auxiliar. TSTES < 10°C

21 Sistema auxiliar– caldera/bomba de calor
COMO FUNCIONA– Serie/Paralelo Sistema auxiliar– caldera/bomba de calor Un generador térmico auxiliar es esencial para cubrir la demanda pico y los periodos donde el tanque de almacenamiento está descargado. Las bombas de calor generalmente son entre tres y cuatro veces más eficientes que los calentadores convencionales para la misma cantidad de calor. Las bombas de calor agua-agua tienen una temperatura reducida en la parte de generación. Esta diferencia de temperatura hace que la estratificación del tanque se mejore en el sistema de almacenamiento. Una menor temperatura en la parte baja del depósito de almacenamiento hace que la eficiencia de los colectores sea mayor y que las perdidas térmicas sean inferiores.

22 ¿Que es el almacenamiento térmico estacional(STES)?
Contents ¿Que es el almacenamiento térmico estacional(STES)? ¿Porqué utilizar STES? Historia del STES ¿Cómo funciona? Diferentes formas de almacenar energía térmica de forma estacional ¿Cuanta energía se puede almacenar? ¿Dónde se emplea de una mejor manera? ¿Cuanto cuesta? Casos estudiados

23 Calor latente Calor termoquímico Calor sensible
DIFERENTES FORMAS DE ALMACENAR ENERGÍA TÉRMICA DE FORMA ESTACIONAL Calor latente Calor termoquímico Calor sensible

24 Almacenamiento de calor latente
DIFERENTES FORMAS DE ALMACENAR ENERGÍA TÉRMICA DE FORMA ESTACIONAL Almacenamiento de calor latente El material más común empleado para el almacenamiento de calor latente son los materiales de cambio de fase sólido líquido (PCM). La energía térmica puede ser absorbida por los materiales de cambio de fase en ambos estados solido y líquido. En cualquier caso son capaces de almacenar grandes cantidades de calor durante el cambio de fase de líquido a solido. Los materiales PCM pueden almacenar entre 5 y 14 veces más energía en el mismo volumen en comparación con otro materiales como el agua o la roca. Cuando la energía térmica es absorbida desde el PCM esta pasa de estado líquido a gaseoso entregando el calor almacenado.

25 Almacenamiento termoquímico
DIFERENTES FORMAS DE ALMACENAR ENERGÍA TÉRMICA DE FORMA ESTACIONAL Almacenamiento termoquímico Sistemas de almacenamiento químicos y absortivos (termoquímicos), es una tecnología o sistemas que promete mucho, con beneficios considerable en comparación con ambos sistemas de almacenamiento, sensible-latente. Las densidades de almacenamiento puede llegar a ser hasta 10 veces las del agua, reduciendo el volumen de almacenamiento necesario. Debido a la naturaleza de sus procesos y de las bajas temperaturas del material almacenado se pueden eliminar prácticamente la perdidas térmicas. La combinación de las dos ventajas facilita el almacenamiento en el tiempo y su transporte.

26 Almacenamiento de calor sensible
DIFERENTES FORMAS DE ALMACENAR ENERGÍA TÉRMICA DE FORMA ESTACIONAL Almacenamiento de calor sensible El almacenamiento de calor sensible se lleva a cabo mediante transferencia de calor a un elemento que lo almacena sin cambiar de estado. Es el sistema mas común y directo de almacenamiento de energía térmica, el mayor de los inconvenientes el gran tamaño requerido y las pérdidas de calor cuando el medio que rodea al depósito se encuentra a una temperatura inferior. El uso de depósitos de almacenamiento de agua es una tecnología conocida, soluciones innovadoras pueden hacer que estas pérdidas se minimicen optimizando la estratificación del depósito o empleando aislamientos térmicos de alta eficiencia.

27 ¿Que es el almacenamiento térmico estacional(STES)?
Contenidos ¿Que es el almacenamiento térmico estacional(STES)? ¿Porqué utilizar STES? Historia del STES ¿Cómo funciona? Diferentes formas de almacenar energía térmica de forma estacional ¿Cuanta energía se puede almacenar? ¿Dónde se emplea de una mejor manera? ¿Cuanto cuesta? Casos estudiados

28 CUANTA ENERGÍA SE PUEDE ALMACENAR
Q= m.cp.ΔΤ Q: Energía térmica almacenada m: masa de la sustancia empleada para el almacenamiento de calor. cp: capacidad calorifica del material empleado. ΔT: diferencia de temperature del medio antes y después de la carga.

29 CUANTA ENERGÍA SE PUEDE ALMACENAR
Ejemplo: Colectores solares térmicos, 100 m3 de agua desde 25ºC a 50°C, los cuales son almacenados en un depósito de almacenamiento aislado. Cuanta energía está almacenada en el agua? Q = m.cp.ΔΤ m = ρ.V = 1000kg/m3 x100m3 = kg cp = 4.18 kJ/kg.K) ΔΤ= 25°K Q= x 4.18 x 25 = MJ = 2.9 MWh

30 CUANTA ENERGÍA SE PUEDE ALMACENAR
Almacenamiento térmico en tanque (HW) Almacenamiento térmico en pozo (PTES) ~70 kWh/m³ 1) ~55 kWh/m³ 2) Crailsheim DT=30 K * 2500 KJ/(m³ K) => 21 KWh/m³ Almacenamiento térmico en terreno (BTES) Almacenamiento térmico en acuífero (ATES) 15-30 kWh/m³ 30-40 kWh/m³ 1) Jmax=90 °C, Jmin=30 °C sin bomba de calor 2) Jmax=80 °C, Jmin=10 °C agua -grabilla TES con bomb de calor

31 PERDIDAS EN EL ALMACENAMIENTO
Las perdidas del STES pueden ser grandes Curva de enfriamiento de un depósito de agua caliente de 10 m3 (forma cilíndrica: Ø 2 m, altura 3,18 m). Temperatura de inicio 80 °C, temperatura ambiente 5 °C Cuanto menor sea la superficie en comparación con el volumen menores son las perdidas. Los grandes tanques se enfrían más despacio y por tanto son más favorables. Es por ello que interesante enfocar el STES en combinación con una red de distrito. Time in days A: material aislamiento convencional: λ = 0,05 W/(m·K), espesor aislamiento s = 0,2 m B: material aislamiento convencional : λ = 0,05 W/(m·K), espesor aislamiento s = 2 m C: aislamiento en vacio: λ = 0,005 W/(m·K), espesor aislamiento s = 0,2 m

32 ¿Qué es un sistema de almacenamiento térmico estacional (STES)?
Contenidos ¿Qué es un sistema de almacenamiento térmico estacional (STES)? ¿Por qué STES? Historia del STES ¿Cómo funciona? Tipos de almacenamiento térmico ¿Cuánta energía se puede almacenar? ¿Dónde es mejor utilizarlo? ¿Cúanto cuesta? Casos de estudio

33 ¿DONDE ES MEJOR UTILIZARLO?
Tipo de edificio Edificio unifamiliar Bloques de viviendas Nueva edificación (preferible) Edificios existentes Condiciones climáticas Elevada radiación solar & demanda de calor moderada en invierno es lo más favorable Tipo de calefacción District heating Baja temperatura Source: Asko professionals

34 Condiciones del terreno
¿DONDE ES MEJOR UTILIZARLO? - consideraciones Condiciones del terreno Estructura geológica Disponibilidad de terreno para el almacenamiento Características hidrogeológicas (acuíferos) Fuente de energía térmica Suficiente superficie para colectores solares (suelo, cubierta) Fuentes de calor residual industriales (rango de temperatura, distancia al punto de demanda y disponibilidad) Disponibilidad de la red térmica de distribución Tipo de aplicación Una única demanda de calor (operación estable) Uso independiente de las viviendas (sistema de control complejo)

35 ¿DÓNDE ES MEJOR UTILIZARLO? - Einstein
Ubicación La demanda de calor en Europa varía significativamente de un país a otro. El factor principal depende del parque edificatorio, la densidad edificatoria y las condiciones climáticas locales. Las características con mayor potencial para la aplicación de sistemas STES en Europa se remarcan en el informe: “Classification of EU building stock according to energy demand requirements.” Demanda de energía en edificios residenciales vs. Temperatura de ambiente media (ACC4: Bulgaria, Romania, Turkey, Croatia; EFTA3: Iceland, Norway and Switzerland; NMS 10: new ten member states since May 2004. (Fuente: ECPHEATCOOL).

36 ¿DÓNDE ES MEJOR UTILIZARLO? - Einstein
Integración del STES Acorde a las más recientes directivas europea sobre eficiencia energética, se espera que la demanda de los edificios en el futuro será inferior. En ese caso es posible utilizar temperaturas de operación más bajas para calefacción, reduciendo así las pérdidas de calor. Las condiciones de contorno serán por tanto más favorables para los sistemas STES. La integración de sistemas STES con diferentes sistemas de generación de calor, tales como calderas, bombas de calor, CHP y sistemas de distribución se explica en el siguiente documento: “Technology assessment HVAC and DHW systems in existing buildings throughout the EU”

37 ¿DÓNDE ES MEJOR UTILIZARLO? - Einstein
Diseño de sistemas STES y plantas del proyecto Einstein Numerosos pasos tienen que darse para el diseño de un sistema STES. Consisten básicamente en retos técnicos y decisiones tales como el tamaño del sistema de almacenamiento, ubicación, area de colectores y rehabilitación del sistema de calefacción, se tienen que analizar. Las simulaciones dinámicas con las que se pueden considerar las variaciones del sistema, hace posible diseñar estos sistemas. Guías para el diseño de los sistemas STES se pueden encontrar aquí: “Design guidelines for STES systems in Europe”. Para más información sobre el diseño y instalación de las plantas del proyecto Einstein hacer click aquí.

38 ¿DÓNDE ES MEJOR UTILIZARLO? – Herramienta de diseño
Herramienta para toma de decisiones Para analizar el mejor planteamiento para el diseño preliminar y estimación de la inversión de sistemas STES en edificios existentes, se ha desarrollado una herramienta en el proyecto Einstein. La herramienta ayuda a los usuarios identificar la tecnología de almacenamiento más apropiada para el caso estudiado y proporciona resultados sobre su funcionamiento acorde a las condiciones específicas impuestas por el usuario: Condiciones climáticas Requisitos de espacio Equipamiento y requisitos de integración (Colectores solares, STES, red térmica de distribución, bomba de calor y sistema auxiliar) Usuarios Los usuarios de la herramienta son Ingenierías y empresas de construcción con conocimientos básicos sobre instalaciones térmicas que no tienen experiencia en instalaciones STES Para más información en la herramienta, hacer click aquí.

39 ¿DÓNDE ES MEJOR UTILIZARLO? – Herramienta de diseñp
Descripción de la herramienta La herramienta consiste principalmente por 3 partes: Selección de datos de entrada Sección de cálculos Sección de resutados Casos de diseño Además de una herramienta de evaluación, también permite a los usuarios analizar y comparar diferentes escenarios. Sistemas centralizados así como configuraciones descentralizadas pueden ser estudiadas para cada ubicación y demanda de calor para ambos, edificios nuevos y existentes. Para acceder a la herramienta: HERRAMIENTA

40 Estrategia energética
¿DÓNDE ES MEJOR UTILIZARLO? – Combinación de eficiencia energética y uso de renovables Estrategia energética Para que los sistemas STES sean más económicas, necesitan ser parte de una estrategia energética global. Esto incluye: Reducir la demanda de energía del edificio existente mediante medidas de rehabilitación energética Integrar las energías renovables Integrar soluciones específicas incluyendo STES Estas decisiones necesitan ser optimizadas considerando las variables específicas en cada caso, tales como: Condiciones climáticas Coste Tipo de edificios Una herramienta de evaluación ha sido desarrollada para determinar la combinación de medidas de rehabilitación más apropiada en cada caso

41 ¿DÓNDE ES MEJOR UTILIZARLO? – Herramienta de evaluación
* 16/07/96 ¿DÓNDE ES MEJOR UTILIZARLO? – Herramienta de evaluación Configuración de la herramienta de evaluación 1.Definición del edificio Selección del área climática Selección del tipo de edificio Superficie del edificio 2. Reducción del consumo deseada Seleccionar ratio de ahorros energéticos deseado 3. Calcular la solución más apropiada Acceso a la base de datos de resultados - Buscar el caso óptimo que cumple los ahorros energéticos indicados - Identificar la combinación de medidas activas y pasivas más económicas (incluyendo STES) 4. Resultados La combinación más apropiada Ahorros de energía primaria (-kWh/year) Inversión requerida (€) *

42 HERRAMIENTA DE EVALUACIÓN – La solución más económica
* 16/07/96 HERRAMIENTA DE EVALUACIÓN – La solución más económica Modelo para analizar el comportamiento de los edificios existentes Estrategias de rehabilitación pasivas Contriución del STES Herramienta de evaluación para la selección del escenario más econóimco en rehabilitación Herramienta de toma de decisoines para el diseño y evaluación de sistemas STES OBJETIVO PRINCIPAL “Desarrolar una herramienta de evaluación para la selección del escenario más económio en rehabilitacíón de edificios” HERRAMIENTA DE EVALUACIÓN *

43 ¿DÓNDE ES MEJOR UTILIZARLO? – Edificio unifamiliar de referencia
* 16/07/96 ¿DÓNDE ES MEJOR UTILIZARLO? – Edificio unifamiliar de referencia SFH: Edificio unifamiliar SFH 84,5 m2 *

44 ¿DÓNDE ES MEJOR UTILIZARLO? – Bloque de viviendas de referencia
* 16/07/96 ¿DÓNDE ES MEJOR UTILIZARLO? – Bloque de viviendas de referencia MFH: Bloque de viviendas MFH 676 m2 *

45 ¿DÓNDE ES MEJOR UTILIZARLO? – resultados
* 16/07/96 Curvas de los mejores ratios (distribución de Pareto) *

46 ¿Qué es un sistema de almacenamiento térmico estacional (STES)?
Contents ¿Qué es un sistema de almacenamiento térmico estacional (STES)? ¿Por qué STES? Historia del STES ¿Cómo funciona? Tipos de almacenamiento térmico ¿Cuánta energía se puede almacenar? ¿Dónde es mejor utilizarlo? ¿Cúanto cuesta? Casos de estudio

47 Las variables incluyen:
¿CUANTO CUESTA? Los costes y beneficios financieros del almacenamiento estacional varían ampliamente. Las variables incluyen: Tamaño Clima (radiación solar, temperatura ambiente) Demanda de calor Tipo de STES Integracíon con la red térmica de distribución Variables financieras incluyendo la inflación, incremento de precios, tasa de retorno esperada, etc.

48 ¿CUANTO CUESTA? – El tanque de almacenamiento
Ejemplos de costes de STES Hay diferentes maneras de analizar el comportamiento financiero de instalaciones STES. El diagrama muestra el coste de varios sistemas de almacenamiento de diverso tamaño. El coste de la inversión es inversamente proporcional al tamaño. El coste de los sistemas de almacenamiento estacional realizados en Einstein se presenta en la tabla. Source: Solites Demo Tamaño STES {m3} Coste {€} Coste/m3 {€} Suecia 23 16225 705.4 Polonia 800 España 180

49 ¿CUANTO CUESTA? – Coste del calor
Ejemplo de una instalación STES individual Vivienda de bajo consumo energético con ACS solar y calefacción con almacenamiento estacional El menor payback es para ACS y calefacción con energía solar sin STES (la opción con menor coste al año 16 & de nuevo al año 24 después de la renovación) Cuando a la solar se le añade el STES, es la opción de menor coste al año 33 Hay que tener en cuenta que el STES es un elemento a integrar en el sistema para evitar problemas técnicos de estancamiento. Source: Colclough & Griffiths, Applied Energy Journal 2016 Los costes representados incluyen costes de operación y de combustible y están ajustados con la inflación

50 Ejemplo de una instalación STES de pequeño tamaño
¿CUANTO CUESTA? Ejemplo de una instalación STES de pequeño tamaño 10 apartametnos con ACS y calefacción solar con STES en Lysekil, Suecia Edificio rehabilitado con estándares de “Passive House” Calefacción con energía solar y STES Periodo de retorno es de 17 años Descripción Multiunit development Número de unidades 10 (4 commercial, 6 residential) Total superficie {m2} 381 plus 390 = 781 Total Colectores solares {m2} 50 Almacenamiento diurno {m3} 3.3 STES tamaño {m3} 23 Demanda de calefacción {kWh} 53,422 Demanda de ACS {kWh} 7,417 VAN después de 40 años {€} 405,415 Periodo de retorno {Years} 17 Ahorros respecto a no tener solar-STES 27%

51 Ejemplo de una instalación STES de pequeño tamaño
¿CUENTA CUESTA? Ejemplo de una instalación STES de pequeño tamaño 10 apartametnos con ACS y calefacción solar con STES en Lysekil, Suecia En la figura se muestra el coste total de suministrar ACS y calefacción. Los costes incluyen costes de operación y combustible y están ajustados con la inflación. Los costes de calefacción con District Heating (€514,492) son mayores que los costes de la calefaccón con solar y STES con DH como auxiliar (€405,415), considerando 40 años de periodo Más información del estudio realizado (insert link to Del 7.5)

52 ¿Qué es un sistema de almacenamiento térmico estacional (STES)?
Contenidos ¿Qué es un sistema de almacenamiento térmico estacional (STES)? ¿Por qué STES? Historia del STES ¿Cómo funciona? Tipos de almacenamiento térmico ¿Cuánta energía se puede almacenar? ¿Dónde es mejor utilizarlo? ¿Cúanto cuesta? Casos de estudio

53 Planta de generación de calor Collectores solares
CASOS DE ESTUDIO Planta de generación de calor Collectores solares Almacenamiento térmico estacional Circuito de solar Red térmica de distribución Subestación térmica 53

54 Tanques de STES debajo de las viviendas
CASOS DE ESTUDIO Tanques de STES debajo de las viviendas La primera vivienda Europea 100% solar Oberburg, Suiza En operación desde Enero 1990 Source: Jenni Energietechnik

55 Oberburger Sonnenhaus
CASOS DE ESTUDIO Oberburger Sonnenhaus El primer edificio de viviendas calentado con energía solar térmica Oberburg, Suiza 276m² de colectores solares 205m³ tanque de almacenamiento Source: Jenni Energietechnik

56 CASOS DE ESTUDIO Hamburg (1996) Friedrichshafen (1996)
Source: USTUTT CASOS DE ESTUDIO Hamburg (1996) Friedrichshafen (1996) 3.000 m² Col. planos 4500 m³ Tnaque de agua 4.050 m² Col. planos Tanque de agua Neckarsulm (1997) Steinfurt (1998) 5.900 m² Col. planos BTES 510 m² Col. planos 1.500 m³ Pit TES (Gravel/Water) Rostock (2000) Hannover (2000) 1.000 m² Cubierta solar ATES 1.350 m² Col. planos 2.750 m³ Tanque de agua

57 CASE STUDIES Chemnitz, 1. phase (2000) Attenkirchen (2002)
Source: USTUTT CASE STUDIES Chemnitz, 1. phase (2000) Attenkirchen (2002) 540 m² Vacuum tubes 8.000 m³ Pit TES (Gravel/Water) 800 m² Solar-Roof 9.850 m³ Water tank & Boreholes Munich (2007) Crailsheim (2007) 2.900 m² Flat plate coll. 5.700 m³ Water tank 7.500 m² Flat plate coll. BTES Eggenstein (2008) 1.600 m² Flat plate coll. 4.500 m³ Pit TES (Gravel/Water)

58 * 16/07/96 Sistemas de Almacenamiento Térmico Estacional (STES, Seasonal thermal energy storage) para DOCENTES (Personal académico, Educación superior, Administraciones públicas , etc.) Miguel Ramirez Dr Shane Colclough Prof Neil J Hewitt *


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