Colectores de Placas Vidriadas Planas, Ontario, Canadá Análisis de Proyectos de Calentamiento Solar de Agua Curso de Análisis de Proyectos de Energía Limpia Colectores de Placas Vidriadas Planas, Ontario, Canadá Crédito Fotográfico: NRCan © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

Objetivos Revisar los fundamentos de los sistemas de Calentamiento Solar de Agua Ilustrar las consideraciones clave para el análisis de proyectos de Calentamiento Solar de Agua Introducir el Modelo de Proyecto de Calentamiento Solar de Agua RETScreen®

¿Qué ofrecen los sistemas de Calentamiento Solar de Agua? Centro de Conferencias, Bethel, Lesotho Agua Caliente Doméstica Calor para Procesos Calentamiento para Piscinas de Natación …pero también… Incrementa el almacenamiento de agua caliente Extiende la temporada de natación (calentamiento de piscinas) Crédito Fotográfico: Vadim Belotserkovsky Unidad Vecinal, Kungsbacka, Suecia Crédito Fotográfico: Alpo Winberg/ Solar Energy Association of Sweden

Componentes de los Sistemas de Calentamiento Solar de Agua Esquema de Sistema de Calentamiento Solar de Agua Panel Fotovoltaico Colectores Solares Agua Caliente a la Casa Circuito de Calentamiento de Agua de Sifón Térmico Caja de Empalme Suministro y Retorno de Tuberías de Glicol Tanque Precalentado Almacena el Agua Calentada por el Sol Agua Calentada por el Sol Tanque Estándar Bomba de Glicol Suminsitro de Agua Fría Intercambiador de Calor Drenaje de Sedimento Crédito Fotográfico: NRCan

Colectores Solares No Vidriados Colector Solar No Vidriado Bajo Costo Baja Temperatura Robusto Liviano Calentamiento estacional de piscinas Ranuras de Medición de Flujo Canal de Ingreso Los Canales de Flujo Originan Flujos Uniformes a Través de los Tubos 2º Tubo Colector Baja presión Pobre desempeño en climas fríos o con viento Flujo Desde la Piscina Crédito Fotográfico: NRCan

Colectores Solares de Placas Vidriadas Planas Vidriado Costos moderados Operación a más alta temperatura Puede operar a la presión de agua del suministro principal de agua Más pesado y más frágil Recipiente Placa Absorbente Tubos Elevadores Colectores Asilamiento Crédito Fotográfico: NRCan

Colectores de Tubo Evacuado Costos más altos Sin pérdidas de convección Alta temperatura Climas cálidos Frágil La instalación puede ser más complicada La nieve ya no es problema Vapor y Líquido Condensado dentro del Tubo de Calor Placa Absorbente Tubo de Calor Crédito Fotográfico : NRCan Tubo Desarrollado y Fabricado en China Crédito Fotográfico: Nautilus

Calentamiento Solar de Agua en Diferentes Climas Para cada sistema de calentamiento solar de agua con 6 m2 de colector vidriado, una demanda de 300 l/día de agua caliente a 60ºC y 300 l de almacenamiento, la fracción solar es: 21% en Tromsø, Noruega (70ºN) 40% en Yellowknife, Canadá (62ºN) 32% en Varsovia, Polonia (52ºN) 51% en Harbin, China (46ºN) 67% en Sacramento, USA (39ºN) 39% en Tokio, Japón (36ºN) 78% en Marrakech, Marruecos(32ºN) 75% en Be’er-Sheva, Israel (31ºN) 81% en Matam, Senegal (16ºN) 59% en Puerto Limón, Costa Rica (10ºN) 59% en Yakarta, Indonesia (6ºS) 86% en Huancayo, Perú (12ºS) 69% en Harare, Zimbabwe (18ºS) 65% en Sydney, Australia (34ºS) 39% en Punta Arenas, Chile (53ºS)

Ejemplos de Sistemas de Calentamiento Solar de Agua - Costos y Beneficios Sistema vidriado para todo el año (con almacenamiento) La Paz, Bolivia 2,2 GJ/m2 400 $/m2 Sistema de tubo evacuado para todo el año (con almacenamiento) Copenhague, Dinamarca 1,8 GJ/m2 1.000 $/m2 Gas @ 0.15 $/m3 Gas @ 0.50 $/m3 Electricidad @ 0.05 $/kWh Electricidad @ 0.15 $/kWh Ahorros Anuales ($/m2) Costo de la Energía ($/GJ) Sistema No Vidriado para Piscina de natación solo para verano Montreal, Canadá 1,5 GJ/m2 150 $/m2

Consideraciones para un Proyecto de Calentamiento Solar de Agua Factores para proyectos exitosos: Gran demanda de agua caliente para reducir la importancia de los costos fijos Altos costos de energía (como en lugares donde no se dispone de gas natural) Suministro de energía convencional no confiable Fuerte Interés en el medio ambiente del propietario / operador de la edificación Cargas diurnas de agua caliente requieren menos almacenamiento Sistemas estacionales de bajo costo pueden ser financieramente preferibles a sistemas de mayor costo para todo el año El mantenimiento es similar al de cualquier sistema de cañerías, pero el operador debe estar comprometido a realizar a tiempo las reparaciones y los mantenimientos

Ejemplos: Australia, Botswana y Suecia Sistemas Domésticos de Agua Caliente Conectado a la red, requiere un propietario que se encuentre comprometido Puede tener largos períodos de retorno de la inversión cuando los precios de la energía son bajos El sistema provee el 20 al 80% de agua caliente Sin conexión a la red donde el suministro de energía sea poco confiable Sistema de Sifón Térmico, Australia Crédito Fotográfico: The Australian Greenhouse Office Casas, Malmö, Suecia Casa para el Personal Médico en Área Rural, Botswana Crédito Fotográfico: Marie Andrén, Solar Energy Association of Sweden Crédito Fotográfico: Vadim Belotserkovsky

Ejemplo: Estados Unidos y Canadá Sistemas de Piscinas de Natación Colectores No Vidriados de bajo costo Piscinas para verano en climas fríos Extiende la temporada en climas cálidos Para uso en verano en piscinas para todo el año en climas fríos Puede tener períodos de retorno de la inversión de 1 a 5 años Colectores vidriados para calor durante todo el año Los sistemas de filtración sirven como bomba Sistema para Piscina, USA Sistema para Piscina Comunal, Ontario, Canadá Crédito Fotográfico: Aquatherm Industries/ NREL Pix Crédito Fotográfico: NRCan

Hoteles/moteles, departamentos y edificios de oficinas Ejemplos: Grecia y Canadá Sistemas Comerciales/Industriales de Agua Caliente Hoteles/moteles, departamentos y edificios de oficinas Centros de salud y hospitales Lavado de carros, lavanderías, restaurantes Instalaciones deportivas, escuelas, instalaciones de duchas Acuacultura, otras pequeñas industrias Hotel, Agio Nikolaos, Creta Operación de Acuacultura, Columbia Británica, Canadá Crédito Fotográfico: Regional Energy Agency of Crete/ISES Crédito Fotográfico: NRCan

Modelo de Proyecto de Calentamiento Solar de Agua RETScreen® Análisis de producción de energía de todo el mundo, de costos de ciclo de vida y de reducciones de emisiones de gases de efecto invernadero Vidriados, no vidriados, y tubo evacuado Piscinas de natación en interiores o exteriores (con o sin cubierta) Sistemas de agua caliente de servicio (con o sin almacenamiento) Solo 12 puntos de datos para RETScreen® vs. 8.760 para modelos de simulación horaria Actualmente no cubiertos: Cambios en cargas diarias de agua caliente de servicio Agua caliente de servicio autónomos Sistemas sin almacenamiento tienen altas fracciones solares Concentrador y Colectores solares integrados con rastreo del sol

RETScreen® Cálculo de Energía de Calentamiento Solar de Agua Calcula las variables ambientales, incluyendo radiación solar en el plano del colector Calcula la energía solar que puede ser colectada Agua caliente de Servicio con almacenamiento Agua caliente de Servicio sin almacenamiento Piscinas de Natación Evaluar requerimientos de energía de la piscina Método “F-Chart” Método de Utilizabilidad Calcular la energía renovable entregada y requerimientos de calentamiento auxiliar Ver el e-Libro Análisis de Proyectos de Energía Limpia: RETScreen® Ingeniería y Casos Capítulo de Análisis de Proyectos de calentamiento Solar de Agua Otros cálculos: área de colector sugerida, requerimientos de bombeo, etc.

Ejemplo de Validación del Modelo de Proyecto de Calentamiento Solar de Agua RETScreen® RETScreen® comparado con: WATSUN para sistemas domésticos de agua caliente en Toronto, Canadá: RETScreen WATSUN Dif. Radiación incidente (GJ) 24,34 24,79 -1,8% Carga (GJ) 19,64 19,73 -0,5% Energía Entregada (GJ) 8,02 8,01 0,1% Tiempo de operación de la bomba (h) 1,874 1.800 4,1% ENERPOOL para piscina de verano de 48 m2 in Montreal, Canadá Energía requerida dentro del 2% Datos monitoreados de una piscina de verano de 1.200 m2 en Möhringen, Alemania Energía requerida dentro del 3% y producción de energía solar dentro del 14% RETScreen vs. Datos monitoreados de 10 sistemas domésticos de agua caliente en Guelph, Canadá

Conclusiones Colectores no vidriados, vidriados y de tubo evacuado provén agua caliente para muchos usos y cualquier clima La demanda significativa de agua caliente, altos costos de energía, y un fuerte compromiso de parte del propietario/operador son factores importantes de éxito RETScreen® calcula: La carga de agua caliente de servicio y la carga de piscina de natación El Desempeño de los sistemas solares de piscina de natación y agua caliente de servicio con y sin almacenamiento RETScreen® es un análisis anual con cálculo de recursos mensuales que pueden lograr precisión comparable a modelos de simulación horaria RETScreen® puede brindar significativos ahorros de costos en estudios de factibilidad preliminares

¿Preguntas? www.retscreen.net Módulo de Análisis de Proyectos de Calentamiento Solar de Agua RETScreen® International Curso de Análisis de Proyectos de Energía Limpia Para mayor información por favor visite el sitio web RETScreen® en www.retscreen.net