Soluciones para el sector residencial y terciario con microcogeneración Rafael Areso Delegado Soluciones Asociación de Empresas de Energía de La Rioja. TERMIAS RIOJA Logroño, 21 de febrero de 2013

Introducción

Tecnología de la Microcogeneración 30% Energía eléctrica 100% Gas natural Concepto Ventajas Tipos de mchp 70% Energía térmica (condensación)

Rendimiento global = (70 + 30) / (75 +95) = 58% Principios de la Microcogeneración Gas Natural Calor Gas Natural Caldera Edificio 75 70 Elect. Red Eléctrica Red Eléctrica 30 95 Si ens interessa aportar Energia Térmica i El.léctrica en un edifici i ho mirem com a que aquesta energia se li proporciona per separat, (sistemes convencionals), tenim aquest panorama: Rendimiento global = (70 + 30) / (75 +95) = 58%

Ahorro Energía Primaria > 30% Ahorro Emisiones CO2 > 35% Principios de la Microcogeneración Micro cogeneración Calor Edificio Gas Natural Calor 100 70 Elect. Elect. 30 30 Rendimiento global = (70 + 30) / (100) = 100% Ahorro Energía Primaria > 30% Ahorro Emisiones CO2 > 35%

Beneficios de la Microcogeneración La micro-cogeneración es parte de la solución a los problemas energéticos de la UE: Reduce la producción de emisiones y el uso de energía primaria Generando electricidad en el punto de consumo Utilizando el combustible gas de un modo más eficiente Suministra una solución de bajas emisiones de calor y electricidad Alivia la presión sobre el envejecimiento de la red eléctrica  Permite una mayor participación activa de los consumidores en la gestión de su consumo de energía para cumplir los objetivos de la UE - la generación y exportación de electricidad

La unidad de micro-cogeneración más vendida en Europa Equipo de microcogeneración Dachs La unidad de micro-cogeneración más vendida en Europa (28.000 unidades) Entrem més concretament en la tecnologia més extesa a nivell Europeu i sobretot al mercat Espanyol, que és la microcogeneració mitjançant un motor de combustió interna. DACHS

Dachs: partes principales Intercambiador de calor para el conducto de humos Controlador MSR2 Motor monocilíndrico, de cuatro tiempos Alternador asíncrono refrigerado por agua

Datos técnicos Dachs Dachs G/F 5.5 Consumo combustible 20,5 kW Potencia eléctrica 5,5 kW Potencia térmica 12,5 kW Rendimiento total 88 % Potencia térmica (con kit condens) 15,5 kW Rendimiento total (con kit condens) 102 % Ancho 720 mm Largo 1.070 mm Alto 1.000 mm Peso 520 kg Intervalo de mantenimiento 3.500 h REE 83,2% Nivel de ruido 52 – 56 dBA

Diseño y dimensionado

Criterios de dimensionado básico Necesidades para la instalación Conexión combustible gas natural/GLP Demanda térmica base Espacio en sala calderas Salida de humos Conexión eléctrica Según el Código Técnico de Edificación, la exigencia de contribución solar mínima en el aporte energético de agua caliente sanitaria de toda nueva vivienda puede ser sustituida por otros sistemas que usen fuentes renovables o procesos de cogeneración. De este modo, en cada situación las características energéticas, físicas y operativas determinará la viabilidad de la instalación de equipos de microcogeneración ó de sistemas de captación solar

Demanda térmica anual (ACS + Calef.) Criterios de dimensionado básico Demanda térmica base Demanda térmica anual (ACS + Calef.) Potencia (kW) Según el Código Técnico de Edificación, la exigencia de contribución solar mínima en el aporte energético de agua caliente sanitaria de toda nueva vivienda puede ser sustituida por otros sistemas que usen fuentes renovables o procesos de cogeneración. De este modo, en cada situación las características energéticas, físicas y operativas determinará la viabilidad de la instalación de equipos de microcogeneración ó de sistemas de captación solar

Criterios de dimensionado básico Demanda térmica base Caldera demanda punta Equipo base Equipo base 2 Según el Código Técnico de Edificación, la exigencia de contribución solar mínima en el aporte energético de agua caliente sanitaria de toda nueva vivienda puede ser sustituida por otros sistemas que usen fuentes renovables o procesos de cogeneración. De este modo, en cada situación las características energéticas, físicas y operativas determinará la viabilidad de la instalación de equipos de microcogeneración ó de sistemas de captación solar Equipo base 1

Criterios de dimensionado básico Demanda térmica base Requisitos: Número elevado de horas de funcionamiento anual Demanda de energía térmica lo más uniforme posible ACS Calefacción, refrigeración (trigeneración) o climatización de piscinas Demanda ideal Alternativa Según el Código Técnico de Edificación, la exigencia de contribución solar mínima en el aporte energético de agua caliente sanitaria de toda nueva vivienda puede ser sustituida por otros sistemas que usen fuentes renovables o procesos de cogeneración. De este modo, en cada situación las características energéticas, físicas y operativas determinará la viabilidad de la instalación de equipos de microcogeneración ó de sistemas de captación solar

Criterios de dimensionado básico Espacio en sala de calderas Nota: Cotas en mm.

Unidad de micro- cogeneración DACHS Criterios de dimensionado básico Espacio en sala de calderas Unidad de micro- cogeneración DACHS Depósito de inercia SE 750 600 2970 950 100 720 500 1065 350 1915 Condensador 2000 Nota: Cotas en mm.

Criterios de dimensionado básico Salida de humos sobrepresión tiro natural

Ejemplo de instalación Criterios de dimensionado básico Salida de humos Ejemplo de instalación

Criterios de dimensionado básico Conexión eléctrica: repaso situación normativa RD 1699/2011, de 18 de noviembre: Simplificación de los trámites administrativos, económicos y técnicos Procedimiento abreviado para ≤ 10 kWe RD Ley 1/2012, de 27 de enero: Suspensión temporal de la venta a red mediante Régimen Especial Proyecto RD Balance Neto: Pendiente de publicación Si prod. eléctrica > demanda → exportación a red del excedente Si demanda > prod. eléctrica → importación desde red → 2x Dachs G5.0 19

Queda definido, y totalmente legalizado, el autoconsumo Criterios de dimensionado básico Conexión eléctrica: repaso situación normativa RD Ley 13/2012, de 30 de marzo: Modificación del artículo 9 de la Ley 54/1997, del Sector Eléctrico Antes: Ahora: Queda definido, y totalmente legalizado, el autoconsumo 20

Criterios de dimensionado básico Conexión eléctrica en autoconsumo Salida de humos hacia el exterior Electricidad a los circuitos del edificio Circuito primario calef Circuito primario calef Suministro gas Cuadro distrib elect Magnetotérmico tetrapolar 20 A tipo C/K Electricidad exportada Suministro red 3 fases Electricidad generada Arranque motor 21

Qué hace falta? Marco legal estable (RD661/2007) Ley Autoconsumo – balance neto Criterio unificado en los coeficientes de paso de emisiones y energía primaria

Ejemplos de Soluciones

Estudios de resultados obtenidos Oportunidades de la mejora de la eficiencia energética: Ahorro económico de combustible Amortización razonable Gestión energética adecuada En primer lugar, la rehabilitación del parque de edificios existentes es uno de los pilares del aumento de la eficiencia energética en nuestro pais. No sólo por la saturación de las nuevas instalaciones, sino también porque el parque existente de edificios son los responsables de casi el 50% del consumo de energía en sus formas de climatización y producción de agua caliente sanitaria. También, consecuentemente son responsables de gran parte de las emisiones de CO2. Tenemos una oportunidad vía la reforma de instalaciones, de reducir el consumo de energía primaria, pasando a utilizar combustibles de bajas emisiones como el gas natural, con equipos de muy altos rendimientos como las calderas de condensación y los equipos de microcogeneración. A modo de ejemplo, la transformación de una sala de calderas de gasoil a gas natural, por una caldera de condensación y un equipo de microcogeneración de 5 kW, que produce la electricidad que precisa la propia sala, se puede amortizar en menos de 4 años.

Estudios de resultados obtenidos Caso 1: Terciario Residencia tercera edad en Les Fonts, sin gestión energética (Terrassa) Caso 2: Multifamiliar Comunidad de Propietarios con gestor energético de la sala (Lleida) En primer lugar, la rehabilitación del parque de edificios existentes es uno de los pilares del aumento de la eficiencia energética en nuestro pais. No sólo por la saturación de las nuevas instalaciones, sino también porque el parque existente de edificios son los responsables de casi el 50% del consumo de energía en sus formas de climatización y producción de agua caliente sanitaria. También, consecuentemente son responsables de gran parte de las emisiones de CO2. Tenemos una oportunidad vía la reforma de instalaciones, de reducir el consumo de energía primaria, pasando a utilizar combustibles de bajas emisiones como el gas natural, con equipos de muy altos rendimientos como las calderas de condensación y los equipos de microcogeneración. A modo de ejemplo, la transformación de una sala de calderas de gasoil a gas natural, por una caldera de condensación y un equipo de microcogeneración de 5 kW, que produce la electricidad que precisa la propia sala, se puede amortizar en menos de 4 años.

Residencia Les Fonts (Terrassa)

Residencia Les Fonts (Terrassa)

Residencia Les Fonts (Terrassa) Análisis costes de explotación anuales sobre demanda ACS: Reducción costes explotación vs situación anterior -7.933 € % ahorro económico -69,3% Valoración económica con equipo anterior (Gasóleo): Valoración económica con micro + caldera condensación (Gas):

Residencia Les Fonts (Terrassa) Análisis reducción de emisiones de CO2:

Residencia Les Fonts (Terrassa) Retorno de la inversión Inversión: 38.000 € Payback estimado: 4 años Datos reales a Dic-12 26/08/11: Puesta en Marcha instalación 09/03/12: 1º Mant. Preventivo (3.500 horas func.) ≡ 6.500 horas/año 22/08/12: 2º Mant. Preventivo (7.000 horas func.) ≡ 7.080 horas/año Funcionamiento teórico previsto: 7.540 horas/año

Para dar servicio a 75 viviendas Viviendas Comunidad Maragall (Lleida) Instalación antigua - Caldera de 700 kW para calefacción - Caldera de 140 kW para ACS - 2 depósitos de 1.500 L c/u Datos de consumo Gas: 929.695 kWh/año Gas sólo para ACS: 198.000 kWh/año Electricidad ≥ 82.000 kWh/año Para dar servicio a 75 viviendas Consumo ACS

Viviendas Comunitat Maragall (Lleida) Instalación nueva Dachs conectado a la recirculación de ACS Datos a 02-01-13 PEM Dachs: 17-10-12 Caldera de ACS parada Producción eléctrica: 9.544 kWhe Reducción cons. eléctrico Oct’12 vs. Oct’11: 53% Consumo gas Dachs: 42.932 kWh Horas de func: 1.763 h ≡ 23,2 h/día Reducción mensual factura energética -501 € % ahorro económico (vs. gasto anterior ACS) 55%

Conclusiones Casos presentados Aspectos destacados: Facilidad de integración de los nuevos equipos en la sala de calderas existente Aprovechamiento íntegro de la cubierta del edificio para fines lúdico-terapéuticos de los residentes (Residencia Les Fonts) Cobertura total de la demanda de ACS mediante el equipo de microcogeneración Dachs Importante reducción de la factura eléctrica gracias a la generación de energía eléctrica del Dachs Máxima Eficiencia Energética mediante el uso combinado de dos tecnologías de máximo rendimiento empleando gas como combustible Importante reducción de emisiones globales de CO2 respecto a la instalación existente

Centro del Agua en Toledo Según el Código Técnico de Edificación, la exigencia de contribución solar mínima en el aporte energético de agua caliente sanitaria de toda nueva vivienda puede ser sustituida por otros sistemas que usen fuentes renovables o procesos de cogeneración. De este modo, en cada situación las características energéticas, físicas y operativas determinará la viabilidad de la instalación de equipos de microcogeneración ó de sistemas de captación solar

Hotel en Astorga (León) Según el Código Técnico de Edificación, la exigencia de contribución solar mínima en el aporte energético de agua caliente sanitaria de toda nueva vivienda puede ser sustituida por otros sistemas que usen fuentes renovables o procesos de cogeneración. De este modo, en cada situación las características energéticas, físicas y operativas determinará la viabilidad de la instalación de equipos de microcogeneración ó de sistemas de captación solar

Nuevas Consejerías en Mérida (Badajoz) Según el Código Técnico de Edificación, la exigencia de contribución solar mínima en el aporte energético de agua caliente sanitaria de toda nueva vivienda puede ser sustituida por otros sistemas que usen fuentes renovables o procesos de cogeneración. De este modo, en cada situación las características energéticas, físicas y operativas determinará la viabilidad de la instalación de equipos de microcogeneración ó de sistemas de captación solar

Fundación Metal en Avilés (Asturias) Según el Código Técnico de Edificación, la exigencia de contribución solar mínima en el aporte energético de agua caliente sanitaria de toda nueva vivienda puede ser sustituida por otros sistemas que usen fuentes renovables o procesos de cogeneración. De este modo, en cada situación las características energéticas, físicas y operativas determinará la viabilidad de la instalación de equipos de microcogeneración ó de sistemas de captación solar

Padel Indoor en Granollers

Edificio de 75 apartamentos en Alcañiz (Teruel) Según el Código Técnico de Edificación, la exigencia de contribución solar mínima en el aporte energético de agua caliente sanitaria de toda nueva vivienda puede ser sustituida por otros sistemas que usen fuentes renovables o procesos de cogeneración. De este modo, en cada situación las características energéticas, físicas y operativas determinará la viabilidad de la instalación de equipos de microcogeneración ó de sistemas de captación solar

Centro de Salud La Guindalera Bodegas Arandinos en Entrena Y en La Rioja? 40 Viviendas en Lardero 78 Viviendas en Lardero 47 Viviendas en Logroño 134 Viviendas en Logroño Centro de Salud La Guindalera Bodegas Arandinos en Entrena Residencia Hekaina … Según el Código Técnico de Edificación, la exigencia de contribución solar mínima en el aporte energético de agua caliente sanitaria de toda nueva vivienda puede ser sustituida por otros sistemas que usen fuentes renovables o procesos de cogeneración. De este modo, en cada situación las características energéticas, físicas y operativas determinará la viabilidad de la instalación de equipos de microcogeneración ó de sistemas de captación solar

Muchas gracias por su atención En el caso que nos ocupa, así es, existen potentes documentos para el sector energético que lo articulan, lo documentan y en la mayoría de los casos dan respuesta a las directivas europeas o a los compromisos contraídos en ese marco. Y, todo ese cimiento de nuestro sector energético, es válido aún en el caso de discrepancia en ciertos puntos o en sus planteamientos generales, ya que al menos los datos objetivos que en esto de la energía son muchos, como en los compromisos europeos son inalterables. Por lo tanto, documentos como: PANER 2011-2020 PER 2011-2020 PAEE 2011-2020 PLANIFICACION INDICATIVA LEY ECONOMIA SOSTENIBLE INFORME DE LA SUBCOMISION DE LA ENERGIA INFORMES CNE Y OTROS DOCUMENTOS EUROPEOS 41