VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 1 EFICIENCIA ENERGÉTICA EN TÚNELES Zaragoza,

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1 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 1 EFICIENCIA ENERGÉTICA EN TÚNELES Zaragoza, marzo de 2015 Vicente Vilanova Martínez-Falero

2 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 EFICIENCIA ENERGÉTICA EN TÚNELES 2 192 TÚNELES Longitud= 165.760 ml Longitud media = 863 mlSuperficie=1.509.669,33 m2 TOTAL LUMINARIAS 62.325 POTENCIA ILUMINACION20692,1Kw RATIO Nº LUMINARIAS POR TUNEL324,61lumin/túnel RATIO Nº LUMINARIAS POR ml0,38lumin/ml RATIO POT. ILUMIN POR TUNEL107,77Kw/túnel RATIO POT. ILUMIN POR ML124,83W/ml RATIO POT. ILUMIN POR M213,71W/m2 RATIO DE LOS TÚNELES ACTUALES TOTAL Kwh/año70.955.415,3247 Kwh/m2

3 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 MEJORA DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA 3 La mejora de la eficiencia energética en túneles podemos llevarla a cabo de dos formas: 1.Mediante una mejor gestión de la contratación de la energía 2.Mediante actuaciones que consigan un menor consumo energético

4 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 EFICIENCIA ENERGÉTICA EN TÚNELES 4 TIPOS DE ACTUACION EN LA CONTRATACIÓN PARA MEJORAR LA EFICIENCIA: 1.REDUCIR LA TARIFA DEL CONTRATO EN SU PARTE VARIABLE. LA FIJA ESTA REGULADA 2.REDUCIR POTENCIA CONTRATADA TARIFAS: 3.1 M.T.< 450 KW (3 periodos P1 a P3) Túneles <300 ml 6.1 M.T. > 450 KW ( 6 periodos P1 a P6) EN TODAS PARTE FIJA Y PARTE VARIABLE Algunas referencias de potencias: Somosierra : 630 KW (2 túneles x 620 mts) Bruc: 1.600 KW (2 túneles x 1.000 mts)

5 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 5 TARIFA P1P2P3P4P5P6 AHORRO PROMEDIO EN TARIFA VARIABLE % PARTE FIJA %PARTE VARIABLE % AHORRO EN FACTURACION 3.1A 10,860,63 36%50% 18,00% 8,36917,19745,2725 TERMINO FIJO 5760,00003552,0000814,0000 TARIFA ACTUAL 13,948412,04568,2477 AHORRO 40,00%40,25%36,07% 6.1A 10,850,880,820,790,66 35%50% 17,50% 8,30647,06047,30966,81126,56215,4822 TERMINO FIJO 3810,00001906,00001395,0000 636,0000 TARIFA ACTUAL 17,172113,829411,65699,34158,70937,0557 AHORRO 51,63%48,95%37,29%27,09%24,65%22,30% INFLUENCIA TARIFA MARCO MINISTERIO FOMENTO

6 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 EFICIENCIA ENERGÉTICA EN TÚNELES 6 EJEMPLO AHORROS POR REDUCCIÓN POTENCIA CONTRATADA EN TÚNEL DE SOMOSIERRA PERIODOTERMINO FIJO TERMINO VARIABLE POT. CONTRAT. 1POT. CONTRAT. 2POT. CONTRAT. 3 P1 3810 17,17630200 P2 1906 13,82630200 P3 1395 11,65630200 P4 1395 9,34630200 P5 1395 8,71630200 P6 636 7,05630200630 TERMINO FIJO 66.383 € 21.074 € 23.809 € AHORRO EN TERMINO FIJO 45.309 € 42.574 € 68,25%64,13%

7 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 EFICIENCIA ENERGÉTICA EN TÚNELES 7 EJEMPLO AHORROS POR REDUCCIÓN POTENCIA CONTRATADA EN TÚNEL DEL BRUC PERIODOTERMINO FIJO TERMINO VARIABLE POT. CONTRAT. 1POT. CONTRAT. 2POT. CONTRAT. 3 P1 3810 17,681600400 P2 1906 8,841600400500 P3 1395 6,471600500 P4 1395 6,471600800 P5 1395 6,471600800 P6 636 2,951600 TERMINO FIJO 168.592 € 62.335 € 64.241 € AHORRO EN TERMINO FIJO 106.257 € 104.351 € 63,03%61,90%

8 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 EFICIENCIA ENERGÉTICA EN TÚNELES 8 RESUMEN AHORROS POTENCIA CONTRATADA EN TÚNELES EL SUMINISTRO ES EN MEDIA TENSION. TARIFA 3.1A O 6.1 A ( 450 KW) LA POTENCIA EN ILUMINACIÓN Y SERVICIOS BÁSICOS ES MUCHO MENOR QUE LA TOTAL INSTALADA (20%) LA POTENCIA DEMANDADA SE CONTROLA CON MAXÍMETROS Y EXISTE UN CONTADOR PARA CADA PERIODO (3 ó 6) INTERESA DEJAR EN EL ÚLTIMO PERIODO (P3 o P6) LA POTENCIA MÁXIMA QUE SE VA A EMPLEAR PARA GARANTIZAR EL SUMINISTRO SIEMPRE Y REDUCIR LA CONTRATACIÓN EN EL RESTO DE PERIODOS (AHORRO DE 93 € EN 3.1-A Y DE 99 € EN 6.1-A POR CADA KW NO CONTRATADO) LOS AHORROS SUPERAN EL 60% DE LA FACTURACIÓN POR TÉRMINO FIJO

9 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 9 PENALIDADES POR EXCESOS DE POTENCIA DEMANDADA TARIFA 3.1 A. POT< 450 KW PERIODO AHORRO TERMINO FIJO 1 KW AÑO PENALIZACION 1 KW EXCESO POTENCIA AL MES PERIODO COMPENSATORIO MESES P1 57,60 € 9,60 € 9,7 P2 35,52 € 5,92 € 15,7 P3 TOTAL 93,12 € TARIFA 6.1 A POT> 450 KW PERIODO AHORRO TERMINO FIJO 1 KW AÑO PENALIDAD 1 KW EXCESO 6 HORAS EN 1 MES PERIODO COMPENSATORIO MESES P1 38,10 € 6,89 € 14,4 P2 19,06 € 3,44 € 28,7 P3 13,95 € 2,55 € 38,8 P4 13,95 € 2,55 € 38,8 P5 13,95 € 2,55 € 38,8 P6 TOTAL 99,01 € CONCLUSIÓN: COMPENSA SOBRADAMENTE EL AHORRO

10 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 10 CONCLUSIONES CONTRATACIÓN ENERGÍA 1.En túneles contratar en cada periodo la potencia que normalmente se emplea en explotación normal. En los recibos aparece el dato del maxímetro que nos puede orientar sobre el histórico de cada periodo de facturación. En túneles de montaña normalmente bastará contratar la iluminación y servicios. En el periodo P3 (si es 3.1 A) o P6 (si es 6.1 A) hay que dejar la potencia máxima que pensemos que se va a demandar (nunca será la suma de los dos túneles) 2.En tarifa 3.1 tener en cuenta lo siguiente: Las pruebas de ventiladores hacerlas siempre en periodo P3. La penalización no depende de la duración sino de la potencia máxima excedida en el MES Y EN EL PERIODO. No encender todos los ventiladores a la vez Hacer pruebas solo una vez al año o bien todas dentro del mismo mes Las pruebas en periodos P1 y P2 mejor hacerlas con el suministro de los grupos electrógenos (además sirve para probar el funcionamiento de los grupos)

11 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 11 CONCLUSIONES CONTRATACIÓN ENERGÍA (2) 3. En tarifa 6.1 tener en cuenta lo siguiente: Las pruebas de ventiladores hacerlas en periodo P6 (noche). La penalización sí depende de la duración (raíz cuadrada) y de la potencia máxima (x 2). Penaliza mas el exceso de potencia que la duración No encender todos los ventiladores a la vez Las pruebas en periodos P1 a P5 hay que hacerlas con el suministro de los grupos electrógenos (aprovechamos para probarlos) 4. Instalar analizadores de redes para controlar excesos y consumos 5.En los SCADAS de los túneles se incluirá la gestión energética de forma que se conozca en todo momento la potencia instantánea y el consumo. También se incluirán alarmas para avisar del exceso de consumos y se integrará la gestión de la iluminación 6.Si un incidente se prevé que va a durar un tiempo elevado (> 2 horas) y en un periodo distinto al P6 puede ser aconsejable suministrar energía con el grupo electrógeno (exige un acoplamiento automático EN SINCRONISMO) para evitar la penalización. LOS GRUPOS ELECTRÓGENOS DEBEN SER ENTENDIDOS COMO UNA FUENTE ACTIVA DE SUMINSITRO ENERGÉTICO Y NO COMO RESERVA

12 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 EFICIENCIA ENERGÉTICA EN TÚNELES 12

13 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 EFICIENCIA ENERGÉTICA EN TÚNELES 13

14 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 EFICIENCIA ENERGÉTICA EN TÚNELES 14 Hasta ahora hemos visto el ahorro en facturación gracias a una menor contratación o una menor tarifa. El siguiente paso es estudiar el AHORRO EN CONSUMO

15 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 EFICIENCIA ENERGÉTICA EN TÚNELES 15 Hemos visto que los ratios actuales de los túneles de la red son: Los ratios promedios deseables para iluminación y servicios son los siguientes: Consumo : 25-35 Kwh/m2 y año Facturación 4-6 €/m2 y año (con tarifa marco) En túneles muy eficientes con leds la previsión es poder llegar a 25 kwh/m2 y año y 4,50 €/m2 y año Afecta mucho la latitud y la orientación

16 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 EFICIENCIA ENERGÉTICA EN TÚNELES 16 AHORROS EN CONSUMOS Para conseguir estos ahorros estudiaremos a continuación las siguientes actuaciones: Actuaciones inmediatas Actuaciones de bajo coste Actuaciones de coste elevado

17 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 EFICIENCIA ENERGÉTICA EN TÚNELES 17 AHORRO EN CONSUMO (actuaciones inmediatas I): Para reducir el consumo sin incurrir en inversiones importantes es necesario revisar o actuar de la manera siguiente: 1.Medir los niveles lumínicos actuales (soleado, nublado, crepuscular y nocturno) y comprobar que son los adecuados según las nuevas recomendaciones basadas en la UNE 14380 2.Comprobar que los niveles lumínicos se producen en los momentos adecuados (comprobar los luxómetros y/o luminancímetros) 3.Si se observa que los niveles son altos se pueden sustituir lámparas por otras de menor potencia o bien apagar luminarias. 4.La iluminación de la zona umbral (que además es la de mayor potencia) se distribuye en una distancia igual a la distancia de parada. Esta distancia por normativa debe calcularse para pavimento húmedo lo que produce unas distancias de parada elevadas. Podemos modificar la velocidad del túnel para reducir la distancia de parada, y por consiguiente la zona umbral y el consumo.

18 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 AHORRO EN CONSUMO (actuaciones inmediatas II) : Variación de la velocidad de forma temporal Podemos variar la velocidad permitida en los accesos al túnel de forma que en caso de lluvia se reduzca hasta una velocidad cuya distancia de parada sea equivalente a la del pavimento seco. La variación puede realizarse mediante señalización variable. VELOCIDADf (seco)f (húmedo) DIST. PARADA SECOHUMEDO 600,670,375472 650,660,366182 700,650,356994 750,630,3477107 80 0,620,3385 121 850,610,3294136 900,590,31104153 950,580,31114167 100 0,570,30 125187 NOTA: DISTANCIAS DE PARADA PARA s=0% (pendiente) Así por ejemplo, un túnel con velocidad “en seco” de 100 km/h podría ver reducida su velocidad a 80 km/h en caso de lluvia (“pavimento mojado”) lo que evitaría tener que establecer una distancia de parada de 187 metros

19 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 19 AHORRO EN CONSUMO (actuaciones de bajo coste I) : El siguiente paso una vez se han tomado las medidas iniciales de ajustar los niveles lumínicos y comprobar que estos se establecen en los momentos adecuados es ejecutar determinadas actuaciones de bajo coste que no implican ni el cambio de luminarias ni el establecimiento de nuevas redes de distribución eléctrica. El objeto de estas medidas es ajustarnos lo máximo posible a la curva de adaptación que establece la CIE 88.

20 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 20 AHORRO EN CONSUMO (actuaciones de bajo coste II) : REGULACION PROGRESIVA vs REGULACIÓN POR ESCALONES Para conseguir esta regulación progresiva de las luminarias el sistema a emplear es el siguiente: 1.Instalación de balastos electrónicos regulables en luminarias 2.Instalación de luminancímetros en bocas en sustitución de los luxómetros 3.Instalación de un sistema de gestión de la iluminación. La instalación de los balastos puede suponer 200€ por luminaria y el resto, dependiendo de la instalación, unos 10.000 euros. Es conveniente además disponer de un regulador de flujo en cabecera que permita establecer un nivel nocturno reducido (< 1 cd/m2) en los periodos de muy poco tráfico. En este caso es conveniente disponer además de un balizamiento de bajo consumo en hastiales que sirva de guía.

21 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 21 AHORRO EN CONSUMO (actuaciones de bajo coste III) : Para un túnel como el de Somosierra (2 túneles de 620 metros y 3 carriles) tendríamos la siguiente inversión: Balastos electrónicos regulables : 402Ud x 200€ = 80.400 € Luminancímetros y gestión = 14.000€ Reguladores de flujo nocturno = 8.000€ Total inversión: 102.400€ x 1,21 = 123.904 € El ahorro que se podría obtener sería del 25% sobre el consumo actual lo que daría un ahorro anual de: 700.000 kwh x 0,25 x 0,1 = 17.500 € La inversión se amortiza en 7 años

22 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 EFICIENCIA ENERGÉTICA EN TÚNELES 22 AHORRO EN CONSUMO (actuaciones de alto coste I) Las inversiones de alto coste pueden ser del siguiente tipo: Sustitución de luminarias por otras de mayor rendimiento y con una situación mejor.: LED en alumbrado permanente con regulación 0-100% En las zonas de umbral y transición (refuerzo) deben emplearse luminarias de VSAP ya que los leds de momento no tienen la suficiente potencia para conseguir los niveles lumínicos necesarios. Estas luminarias de VSAP deben contar con balastos electrónicos regulables tal y como hemos comentado antes. EN LA ACTUALIDAD YA SE ESTAN ENSAYANDO LUMINARIAS LED DE 400 W EN ZONA UMBRAL Incluir la gestión de la iluminación en los SCADAS de gestión centralizada Incluir un balizamiento de leds regulable en hastiales (permite reducir el nivel nocturno a 0,5 cd/m 2 ) Estudiar la construcción de un apantallamiento en los tramos de acceso a las bocas del túnel (estudio apantallamientos de la Demarcación de Murcia)

23 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 EFICIENCIA ENERGÉTICA EN TÚNELES 23 COMPARATIVA RENOVACIÓN ALUMBRADO TRAMO UMBRAL TÚNEL DE SOMOSIERRA ACTUAL NORTE PROYECTO NORTEACTUAL SUR PROYECTO SUR Em ( lux )1341333313412254 Ug ( min/med )0,610,410,610,41 Uo ( min / max )0,50,540,50,54 Lm. ( cad/m2 )35,417135,4116 U. min/med0,360,530,360,52 Ul ( longitu. )0,96 0,93 LOS NIVELES LUMÍNICOS SE TRIPLICAN O CUADRIPLICAN MIENTRAS QUE SE DISMINUYE LA POTENCIA INSTALADA EN 17 KW (11,2 %). EL CONSUMO SE REDUCE UN 37%

24 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 EFICIENCIA ENERGÉTICA EN TÚNELES 24 AHORROS EN SOMOSIERRA E INVERSIONES El ahorro en Somosierra es de 266.000 kwh y año (37% de ahorro) ascendiendo a unos 23.000 euros, a los que hay que sumar los ahorros del término fijo que ascienden a 42.000 euros, lo que da un ahorro total de 65.000 euros/año. En ratios se ha pasado de 43,4 kwh/m2 a 25 kwh/m2 y de 6,85 €/m2 a 4,25 €/m2 La inversión en la parte de iluminación ha ascendido a 500.000 euros (incluyendo el SCADA de control)

25 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 25 SEGUIMIENTO CONSUMOS (I)

26 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 26 OTRAS HERRAMIENTAS DE CONTROL VIA WEB CON DATOS OBTENIDOS DE LOS ANALIZADORES DE REDES

27 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 GESTION ENERGÉTICA 27

28 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 28

29 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 29

30 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 30

31 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 31 TOTAL CONSUMOS 9/2012 A 9/2013 : 501.000 KWh

32 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 32 LUMINARIAS DE LEDS 10 CD/M2. ZONA DE TRANSICIÓN

33 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 33 ALUMBRADO PERMANENTE LEDS 5-6 Cd/M2

34 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 34 ALUMBRADO ZONA UMBRAL LEDS 400 W 250 Cd/m2

35 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 35

36 VI SIMPOSIO DE TÚNELES DE CARRETERA EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE DE TÚNELES Zaragoza, 11, 12 y 13 de marzo de 2015 F I N EFICIENCIA ENERGÉTICA EN TÚNELES