1 Sistemas de Almacenamiento Térmico Estacional (STES) para planificación energética regional, local, etc. Dr Shane Colclough Mr Miguel Ramirez Prof Neil.

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1 1 Sistemas de Almacenamiento Térmico Estacional (STES) para planificación energética regional, local, etc. Dr Shane Colclough Mr Miguel Ramirez Prof Neil J Hewitt

2 Contenidos ¿Qué es un sistema de almacenamiento térmico estacional (STES)? ¿Por qué STES? ¿Cómo funciona? ¿Dónde es mejor utilizarlo? ¿Cúanto cuesta? Análisis de viabilidad de los STES Casos de estudio 2

3 Contenidos ¿Qué es un sistema de almacenamiento térmico estacional (STES)? ¿Por qué STES? ¿Cómo funciona? ¿Dónde es mejor utilizarlo? ¿Cúanto cuesta? Análisis de viabilidad de los STES Casos de estudio 3

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

5 Contenidos ¿Qué es un sistema de almacenamiento térmico estacional (STES)? ¿Por qué STES? ¿Cómo funciona? ¿Dónde es mejor utilizarlo? ¿Cúanto cuesta? Análisis de viabilidad de los STES Casos de estudio 5

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) Fuente: SoDa-is.com

7 Contenidos ¿Qué es un sistema de almacenamiento térmico estacional (STES)? ¿Por qué STES? ¿Cómo funciona? ¿Dónde es mejor utilizarlo? ¿Cúanto cuesta? Análisis de viabilidad de los STES Casos de estudio 7

8 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 8

9 Tanque de almacenamiento de agua caliente (HW) Almacenamiento de energía térmica Pit (PTES) Almacenamiento de energía térmica Borehole (BTES) Almacenamiento de energía térmica en acuífero (ATES) ~70 kWh/m³ 1) ~55 kWh/m³ 2) 15-30 kWh/m³ 30-40 kWh/m³ 1) max =90 °C, min =30 °C sin bomba de calor 2) max =80 °C, min =10 °C grava+agua TES con bomba de calor CUATRO SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO ESTACIONAL CON DIFERENTES CARACTERÍSTICAS

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

11 Carga 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. COMO FUNCIONA– Serie/Paralelo

12 Descarga directa 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) T STES > 50°C COMO FUNCIONA– Serie/Paralelo

13 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 < T STES < 50°C COMO FUNCIONA– Serie/Paralelo

14 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. T STES < 10°C COMO FUNCIONA– Serie/Paralelo

15 15 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. COMO FUNCIONA– Serie/Paralelo

16 Contenidos ¿Qué es un sistema de almacenamiento térmico estacional (STES)? ¿Por qué STES? ¿Cómo funciona? ¿Dónde es mejor utilizarlo? ¿Cúanto cuesta? Análisis de viabilidad de los STES Casos de estudio 16

17 ¿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 17 Source: Asko professionals

18 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) 18 ¿DONDE ES MEJOR UTILIZARLO? - consideraciones

19 ¿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. 19 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).

20 ¿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” 20

21 21 ¿DÓNDE ES MEJOR UTILIZARLO? – Análisis multifactorial del STES Se ha realizado un análisis multifactorial del potencial de la tecnología STES en Europa en base a los siguientes criterios: - datos climaticos (radiación solar y HDD), - datos de consumo de los edificios building data (demanda de calefacción y ACS), - disponibilidad de redes de calor de distrito (DH), No se han incluído los siguientes criterios: aspectos geológicos del terreno, propiedad, coste del dinero, subvenciones, etc.

22 22 ¿DÓNDE ES MEJOR UTILIZARLO? – Análisis multifactorial del STES Norte de Europa: elevada disponibilidad de DH larga estación invernal radicación solar moderada → bajo potencial para STES (salvo excepciones) Europa Central: mediana disponibilidad de DH relativamente larga estación invernal radicación solar media → potencial de STES razonable Europa Oeste mediana disponibilidad de DH relativamente media estación invernal radicación solar moderada → potencial de STES razonablemente elevado  Sur de Europa: baja disponibilidad de DH, corta estación invernal, elevada radiación solar → moderado potencial para STES, elevado potencial para para pequeño almacenamiento de energía solar

23 ¿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”.“Design guidelines for STES systems in Europe” 23 Para más información sobre el diseño y instalación de las plantas del proyecto Einstein hacer click aquí.

24 ¿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 24

25 25 ¿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 (€)

26 26 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 HERRAMIENTA DE EVALUACIÓN

27 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. 27 ¿DÓNDE ES MEJOR UTILIZARLO? – Herramienta de diseño

28 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: 28 HERRAMIENTA ¿DÓNDE ES MEJOR UTILIZARLO? – Herramienta de diseñp

29 Contenidos ¿Qué es un sistema de almacenamiento térmico estacional (STES)? ¿Por qué STES? ¿Cómo funciona? ¿Dónde es mejor utilizarlo? ¿Cúanto cuesta? Análisis de viabilidad de los STES Casos de estudio 29

30 ¿CUANTO CUESTA? 30 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.

31 ¿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. 31 Demo Tamaño STES {m 3 } Coste {€} Coste/m 3 {€} Suecia2316225705.4 Polonia800 España180 Source: Solites

32 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. 32 Source: Colclough & Griffiths, Applied Energy Journal 2016 ¿CUANTO CUESTA? – Coste del calor Ejemplo de una instalación STES individual Los costes representados incluyen costes de operación y de combustible y están ajustados con la inflación

33 33 DescripciónMultiunit development Número de unidades 10 (4 commercial, 6 residential) Total superficie {m 2 }381 plus 390 = 781 Total Colectores solares {m 2 }50 Almacenamiento diurno {m 3 } 3.3 STES tamaño {m 3 }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% Edificio rehabilitado con estándares de “Passive House” Calefacción con energía solar y STES Periodo de retorno es de 17 años ¿CUANTO CUESTA? Ejemplo de una instalación STES de pequeño tamaño 10 apartametnos con ACS y calefacción solar con STES en Lysekil, Suecia

34 34 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) ¿CUENTA CUESTA? Ejemplo de una instalación STES de pequeño tamaño 10 apartametnos con ACS y calefacción solar con STES en Lysekil, Suecia

35 35 EINSTEIN PILOT PLANT - Zabki EINSTEIN: Planta Demostración Polaca Sistema de almacenamiento TipoTTES Volumen800 m 3 Angulo de inclinación 40° OrientaciónSur Fluido térmcioGlicol Sistema de calefacción de distrito Longitud total150m Tuberías2x Dext 65mm flexible, polibutileno preaislado, en HDPE Edificio Area útil794 m 2 Pico de demanda solar 75kW Rango de calefacción Alta temperatura Más detalles disponibles en los sig. informes: Diseño e instalación Monitorización Evaluación de impactos Informe global

36 36 DEMO POLACA EINSTEIN - COSTES DE INVERSIÓN Costes de inversión: Sistema EINSTEIN ComponenteCoste unitarioCantidadCoste Tanque STES 105.000 €1 Colectores solares 400 €/m 2 150 m 2 60.000 € Cambiador de calor 750 € 2 1.500 € Bomba de calor25.000 €1 Bombas de agua300 €5 1.500 € Depósito buffer1.000 €1 Coste total212.820 €

37 37 DEMO POLACA – COSTES DE OPERACIÓN Sistema convencionalSistema STES EINSTEIN Coste anual gas natural8.000 €/a4.000 €/a Coste anual electricidad300 €/a900 €/a Total8.300 €/a4.900 €/a Ahorros2.400 €/a €/a

38 38 DEMO POLACA – COSTES DE MANTENIMIENTO ComponenteInspecciones anualesCoste de inspecciónCoste total Caldera gas natural 1100 € Bomba de calor 1250 € Colectores solares 1100 € Sistema de control 2500 €1.000 € Componente Duración del equipo (años) Nº de reemplazo de componentes Coste del equipo Coste total Caldera gas natural 15315.000 € 45.000 € Bomba de calor 20225.000 € 50.000 € Colectores solares 20260.000 € 120.000 € Sistema de control 50020.000 € 0 €

39 DEMO POLACA - COSTES - RESULTADOS Estimaciones de: PP (Período de retorno o payback) NPV (Valor Actual Neto) TIR (Tasa Interna de retorno) Están disponibles aquí, considerando: Grado de optimización de los subsistemas Reducción del coste de la bomba de calor Financiación europea y subvenciones nacionales. 39

40 DEMO POLACA – CÁLCULO DE EMISIONES 40

41 DEMO POLACA - CÁLCULO DE EMISIONES 41 EmisionLignitoAntracitaPetróleoGas natural CO 2 (g/GJ)94 600101 00077 40056 100 SO 2 (g/GJ)765136113500.68 NO x (g/GJ)29218319593.3 CO (g/GJ)89.1 15.714.5 Partículas (g/GJ)12033254160.1 Volumen total de emisiones (m³/GJ) 360444279272 Densidad de energía (MJ/kg) 21.51646.353.6

42 Contenidos ¿Qué es un sistema de almacenamiento térmico estacional (STES)? ¿Por qué STES? ¿Cómo funciona? ¿Dónde es mejor utilizarlo? ¿Cúanto cuesta? Análisis de viabilidad de los STES Casos de estudio 42

43 ESCENARIO Introducción Objectivo y alcance Sistema STES y estrategias de explotación Factores más importantes que afectan a la viabilidad de un sistema STES Análisis de viabilidad económica Necesidad de un marco político-energético apropiado Conclusiones 43 Estudio de viabilidad técnica, económica y financiera de un sistema STES para rehabilitación de edificios.

44 Introducción. Objectivo y alcance Estimar la viabilidad económica de un sistema STES en Amsterdam, Madrid, Estocolmo y Varsovia. Los datos obtenidos serán únicamente válidos para cada caso específico y cada instalación precisa de un estudio completo y un trabajo de simulación empleando la herramienta TRNSYS. Las estimaciones se han realizado teniendo en cuenta los parámetros específicos de cada ciudad: radiación solar, temperatura ambiente externa, demanda de calor y coste del gas natural y electricidad. Se han considerado dos escenearios de financiación externa (0 y 50%) y dos fracciones solares (50 y 75%). Los cálculos se han realizado en entorno excel. Se ha considerado únicamente la opción de tanque de agua caliente exterior (TTES). Todas las estimaciones se han basado en resultados preliminares obtenidos en el proyecto EINSTEIN. Los costes de inversión para los casos estudiados (empleando la herramienta online SDH), ofrecen valores similares a los obtenidos con la Decision Support Tool desarrollada en el proyecto Einstein.Decision Support Tool Sistemas STES y estrategias de explotación consideradas Promoción privada a través de una ESE (Empresa de Servicios Energéticos ): TIR > 10%, payback >10 años Promoción pública ublic o cooperativa de usuarios finales payback < tiempo de vida del sistema STES 44 Estudio de viabilidad técnica, económica y financiera de un sistema STES para rehabilitación de edificios.

45 Parámetros que más afectan a la viabilidad de un sistema STES, parámetros seleccionados para la realización del estudio: Ubicación: radiación solar, demanda de calefacción, presencia de redes de calefacción de distrito Tamaño del STES: no inferior a 10,000MWh. Porcentaje de la demanda suministrado por energía solar: 50, 75% Temperatura de operación de la red de distrito: 75-85C/ 45-50C Coste del gas natural y electricidad, aumentos considerados: 0, 12, 25, 50% Precio de venta del calor suministrado por el STES, aumento del 0, 12, 25, 50% sobre el precio del calor producido empleando gas natural. Financiación externa, 0%, 50% Reducción del coste de inversión de la instalación bien por abaratamiento de equipos o por subvención: 0, 15, 30, 50% Coste de las emisiones de CO 2 : 7€/t (actual), 50€/t o mayor. Disponibilidad de otras fuentes de calor externo (calor residual de industrias, geotermia, etc). 45 Estudio de viabilidad técnica, económica y financiera de un sistema STES para rehabilitación de edificios.

46 Análisis de la viabilidad económica: Estudio del efecto de los principales parámetros : Ubicación:Tamaño del STES: 46 Estudio de viabilidad técnica, económica y financiera de un sistema STES para rehabilitación de edificios.

47 Análisis de la viabilidad económica: Madrid Estudio del efecto de los principales parámetros : 47 Estudio de viabilidad técnica, económica y financiera de un sistema STES para rehabilitación de edificios.

48 Análisis de la viabilidad económica: Estocolmo Estudio del efecto de los principales parámetros : : 48 Estudio de viabilidad técnica, económica y financiera de un sistema STES para rehabilitación de edificios.

49 Análisis de la viabilidad económica : Amsterdam Estudio del efecto de los principales parámetros : 49 Estudio de viabilidad técnica, económica y financiera de un sistema STES para rehabilitación de edificios.

50 Análisis de la viabilidad económica Estudio del efecto de los principales parámetros : Efecto del porcentaje de la demanda suministrado por energía solar: 50 Estudio de viabilidad técnica, económica y financiera de un sistema STES para rehabilitación de edificios.

51 Análisis de resultados de viabilidad económica Para el caso concreto de una instalación STES en la zona climática de Madrid,  Demanda anual de 10,000 MWh,  Fracción solar del75% (en Madrid una fracción solar del 50% precisa mucha menor inversión ya que el tanque necesario es de un tamaño muy inferior pero no supone almacenamiento estacional),  Financiación externa del 50% del total de la inversión,  Sin subvenciones y para los costes actuales de los colectores solares y STES (que se esperan vayan disminuyendo),  para los precios actuales de gas natural y electricidad de Madrid,  Suponiendo que los costes de emisiones de CO 2 han de ser pagados por las instalaciones que emplean combustibles fósiles,  Asumiendo un precio de venta del calor suministrado por el STES igual al que ofrecen actualmente los sistemas basados en calderas de gas natural,  Inversión total de 5,8 M€ para 1,000 viviendas (<6k€/vivienda), La instalación STES ofrecería una TIR del 11% y un período de retorno o payback de unos 13 años para Madrid, condiciones que se consideran de interés para empresas de servicios energéticos para los precios actuales (no está incluído el coste de la red de calafacción de distrito). 51 Estudio de viabilidad técnica, económica y financiera de un sistema STES para rehabilitación de edificios.

52 Análisis de resultados de viabilidad económica Una instalación STES para la zona climática de Estocolmo precisaría para alcanzar una TIR del 10% y un payback de 13 años y para un 50% de la demanda energética a cubrir por energía solar una inversión de 7.8M€ con un 50% de financiación externa y además: 52 Estudio de viabilidad técnica, económica y financiera de un sistema STES para rehabilitación de edificios.

53 Necesidad de un marco político y energético apropiado: Políticas de precios de emisiones de CO 2 que impulsen las energías renovables y permitan alcanzar los objetivos de la Unión Europea en reducción de emisiones de CO 2. Los precios de los combustibles fósiles están directamente afectados por las políticas estatales de precios. La apuesta danesa por un sistema de energía baja en carbono. 53 Estudio de viabilidad técnica, económica y financiera de un sistema STES para rehabilitación de edificios.

54 Conclusiones De acuerdo con los estudios de viabilidad económica y financiera realizados para instalaciones STES, éstas serían en la actualidad rentables para ubiaciones del Sur de Europa como Madrid (suponiendo que hay una red de calefacción de distrito disponible). Sin embargo, Amsterdam, Estocolmo y Varsovia muestran en la actualidad peores resultados económicos y precisarían un aumento del precio de venta del calor suministrado por el STES, un aumento del coste de emisión del CO 2, una reducción del coste de la inversión, etc. Los parámetros que más afectan a la viabilidad económica de una instalación STES son ubicación, tamaño del STES, precio de venta del calor, % de financiación externa, precios de gas natural, electricidad, coste de emisión de CO 2 … Los resultados obtenidos son válidos únicamente para los casos concretos estudiados y toda instalación requiere de un profundo estudio y trabajo de simulación en TRNSYS. 54 Estudio de viabilidad técnica, económica y financiera de un sistema STES para rehabilitación de edificios.

55 Contenidos ¿Qué es un sistema de almacenamiento térmico estacional (STES)? ¿Por qué STES? ¿Cómo funciona? ¿Dónde es mejor utilizarlo? ¿Cúanto cuesta? Análisis de viabilidad de los STES Casos de estudio 55

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

57 57 DEMO EINSTEIN - Bilbao EINSTEIN: Planta Demonstración de Bilbao Instalación Bilbao Tipo de colectores Colector plano Area colectores62m 2 Angulo inclin.40° OrientaciónSur Fluido térmicoGlicol Vol. buffer2m32m3 Vol. STES180m 3 Edificio Superficie a calentar1050m 2 Demanda térmica83MWh/a Rango TemperaturaBaja Temp. Más detalles técnicos en los siguientes informes: Design and installation Monitoring Impact Assessment Overall report

58 58 DEMO EINSTEIN - Zabki, Varsovia EINSTEIN Planta Demonstración de Varsovia Instalación Varsovia Tipo STESTTES Volumen800 m 3 Angulo inclin.40° OrientaciónSur Fluido térmicoGlicol Red de calefacción de distrito Longitud150m Tuberías2x Dext 65 flexible, polibutileno preaislado, carcasa de HDPE Edificio Superficie a calentar 794 m 2 Demanda térmica pico 75kW Rango de temperatura Alta Temperatura Más detalles técnicos en los siguientes informes: Design and installation Monitoring Impact Assessment Overall report

59 Tanques de STES debajo de las viviendas La primera vivienda Europea 100% solar Oberburg, Suiza En operación desde Enero 1990 59 CASOS DE ESTUDIO Source: Jenni Energietechnik

60 Oberburger Sonnenhaus El primer edificio de viviendas calentado con energía solar térmica Oberburg, Suiza 276m² de colectores solares 205m³ tanque de almacenamiento 60 CASOS DE ESTUDIO Source: Jenni Energietechnik

61  3.000 m²  Col. planos  4500 m³  Tanque de agua Hamburg (1996) Friedrichshafen (1996) Neckarsulm (1997) Steinfurt (1998) Rostock (2000) Hannover (2000)  5.900 m²  Col. planos  63.300 m³  BTES  1.000 m²  Cubierta solar  20.000 m³  ATES  4.050 m²  Col. planos  12.000 m³  Tanque de agua  510 m²  Col. planos  1.500 m³  Pit TES (Gravel/Water)  1.350 m²  Col. planos  2.750 m³  Tanque de agua Source: USTUTT CASOS DE ESTUDIO

62 Chemnitz, fase 1 (2000) Munich (2007) Eggenstein (2008) Attenkirchen (2002) Crailsheim (2007)  540 m²  Tubos vacío  8.000 m³  Pit TES (Gravilla/agua)  2.900 m²  Col. planos  5.700 m³  Tanque de agua  1.600 m²  Col. planos  4.500 m³  Pit TES (Gravilla/agua)  800 m²  Techo Solar  9.850 m³  Tanque de agua y Boreholes  7.500 m²  Col. planos  37.500 m³  BTES Source: USTUTT CASE STUDIES

63 63 Sistemas de Almacenamiento Térmico Estacional (STES) para planificación energética regional, local, etc. Dr Shane Colclough Mr Miguel Ramirez Prof Neil J Hewitt