Las energías renovables en edificación, ventajas y viabilidad en eolica, solar y biomasaComo ya indiqué en mi artículo anterior uno de los tres pilares

básicos para mejorar la eficiencia energética de edificios consiste

en la implantación de las energías renovables, en este artículo

realizaré una descripción de estos sistemas o instalaciones que,

junto con la mejora de la envolvente pueden llevarnos a conseguir

la máxima eficiencia, el menor consumo y la reducción de

emisiones, sobre todo en aquellos edificios existentes que, durante

muchos años, se han construido sin ningún criterio de

sostenibilidad. Como ventajas de las renovables  armonizan

perfectamente de manera que se pueden integrar con otros

sistemas o instalaciones de máxima eficiencia energética. La

generación de electricidad solar y la eólica pueden implantarse

paralelamente al resto de instalaciones eficientes.

Además teniendo en cuenta el punto en que se encuentra el marco

normativo actual respecto a este tema, en el cual ya se ha

aprobado el Real Decreto que permite el autoconsumo de la

fotovoltaica, y a la espera de la aprobación del Real Decreto de

Certificación Energética de Edificación Existente, así como de que

también se apruebe el Plan Estatal de Vivienda 2013-2016, está

claro que el objetivo principal se orienta hacia la rehabilitación

energética y mejora de la eficiencia energética de estos edificios y

viviendas no eficientes energéticamente, por lo que se supone que

este será el principal motor capaz de generar empleo y reactivar el

sector en los próximos años.

En cada caso particular, la rentabilidad y la viabilidad de la

implantación de las energías renovables dependerá tanto de

factores climáticos del lugar como las horas de sol, velocidad y

dirección de vientos dominantes, la ubicación del edificio, el uso y

mantenimiento, etc,.. de manera que se requiere una valoración o

estudio de estos parámetros para valorar si dicha implantación será

viable, estudiando el coste de la instalación, que ahorros

energéticos y qué reducción de emisiones se consiguen y en qué

plazos se pueden amortizar.

Pero sin perder de vista que no sólo es un tema de ahorro

económico, el principal objetivo es, por una parte, la reducción de

las emisiones y del  impacto sobre el medio ambiente por la gran

cantidad de edificios o viviendas existentes con mala calificación

energética, y por otro lado la construcción de nuevos edificios de

consumo casi nulo que se diseñarían optimizando al máximo los

parámetros de diseño bioclimático con energías limpias. También

conseguiríamos así reducir la dependencia energética de nuestro

país puesto que podemos y disponemos de la tecnología necesaria

para funcionar con energías limpias. Algunas de las energías

renovables más extendidas para uso en edificación son las

siguientes:

1.-ENERGÍA EÓLICA.

España es uno de los mayores países a la cabeza como mayores

productores de energía eólica en todo el mundo, lo cual refleja el

enorme potencial de esta energía, y por lo tanto debe aplicarse

también a edificios y viviendas como sistemas de producción de

energía eléctrica, siempre y cuando las condiciones sean

favorables.

Una instalación de energía eólica está formada básicamente por un

molino o un rotor con varias aspas que al girar por la acción del

viento pone en marcha un generador eléctrico, el cual se suele

sujetar a un mástil. La principal ventaja de esta energía es que al

ser renovable es inagotable, no contamina y además su

construcción está subvencionada por el estado.

Se deberá tener en cuenta la gran importancia de la ubicación del

edificio y de las características del lugar que la rodean, de manera

que a rasgos generales será más viable cuanto mayor sea la

intensidad del viento, dependiendo de la altitud, ya que a mayor

altitud mayor velocidad, y también del terreno, con mayor

velocidad en llanuras o zonas próximas al mar. Por tanto se darán

mejores condiciones en edificaciones o construcciones aisladas,

que estén próximas al mar, en zonas altas y cuando no existan

gran cantidad de obstáculos en las proximidades que frenen al

viento.

La instalación eólica típica para edificios y viviendas se procederá a

la instalación de sistemas mediante instalaciones micro-eólicas,

con generadores eólicos compactos capaces de generar una

potencia eléctrica inferior a 100 Kw, bien aisladas o bien en sistema

híbrido junto con la instalación solar fotovoltaica. En este tipo de

instalación se deberá elegir un lugar idóneo por lo que se precisa la

realización de un estudio de la velocidad del viento, también se

estudiará su viabilidad económica, analizando costes y beneficios

generados, pero hay que tener en cuenta que la mejora y el avance

tecnológico permite disponer de instalaciones más eficientes y más

baratas.

2.-ENERGÍA SOLAR.

2.1.-SOLAR TÉRMICA.

La energía solar térmica tiene como aplicación principal la

producción de agua caliente sanitaria en uso doméstico o

industrial, calentamiento de agua en piscinas, calefacción a baja

temperatura con suelo radiante, y también para refrigeración

mediante uso de equipos de absorción.

La energía solar térmica es obligatoria en España desde la entrada

en vigor del código Técnico, exigiéndose que al menos un

porcentaje de la demanda total de agua caliente sanitara se

produzca mediante este sistema, dicho porcentaje según el DB HE-

4 y en función de la zona climática, varia entre el 30 y el 70% en el

caso general y entre el  50 y el 70% cuando la fuente energética de

apoyo sea mediante electricidad.

 

COMPONENTES DE UNA INSTALACIÓN SOLAR      TÉRMICA

PARA UNA VIVIENDA UNIFAMIALIAR:

1. CAPTADOR.

2. ACUMULADOR.

3. CALDERA DE APOYO.

4. ESTACIÓN SOLAR.

5. PUNTO DE CONSUMO.

El funcionamiento se basa en aprovechar la energía del sol para

calentar agua  u otro fluido caloportador que circula en el interior

del captador, desde ese captador el agua caliente se transporta por

un circuito primario, de manera que el calor se intercambia o se

acumula en un depósito para su posterior aprovechamiento desde

la instalación interior de agua caliente hacia los puntos de

consumo. La demanda de agua caliente que no consigamos

producir mediante el captador en días nublados, se va a generar

mediante un calentador o caldera de apoyo.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS:

1. Es una energía renovable, inagotable y limpia.

2. Presenta un alto rendimiento de la instalación debido a que en

nuestras latitudes disponemos de un elevado número de horas

de radiación solar anual.

3. Si el sistema de apoyo se basa en energías renovables, como

por ejemplo una caldera de biomasa, se podría generar el agua

caliente sanitaria y la calefacción de la manera más eficiente,

sin emisiones y con una reducción del consumo de energía

primaria que podría alcanzar hasta el 80%.

4. Si la instalación se ha diseñado, calculado, construido y

mantenido de manera adecuada, será una instalación que

funcionará correctamente y con una larga vida útil, y teniendo

en cuenta que su coste no es muy elevado queda más que

garantizada su viabilidad.

5. Como desventaja la fuente de energía del sol es variable de

manera que puede bajar su rendimiento.

6. Requiere un mantenimiento continuo, el cual es vital para el

correcto funcionamiento de la instalación, un mal

mantenimiento reduce el rendimiento de los paneles,  siendo

recomendable limpiarlos al menos una vez cada 6 meses, así

como la revisión periódica de los elementos y valvulería de la

instalación.

DURABILIADAD Y AMORTIZACIÓN DE LA INSTALACIÓN:

Según lo comentado anteriormente, y teniendo en cuenta que cada

caso particular es diferente, pero suponiendo una instalación bien

ejecutada y con un correcto mantenimiento debería tener una larga

durabilidad no inferior a 20 años. De manera que el plazo de

amortización sería bastante corto, pudiendo variar entre 5 a 10

años.

2.2.-SOLAR FOTOVOLTAICA.

La energía solar fotovoltaica tiene como aplicación principal la

generación de energía eléctrica a partir de la energía del sol

empleando para ello unos paneles con elementos semiconductores,

normalmente células de silicio, esta instalación se compone de un

captador, un regulador, unas baterías de almacenamiento de

energía así como de un inversor. Existes dos tipos de instalaciones

las aisladas  que almacenan la energía en baterías para

autoconsumo y los sistemas conectados a la red en la que la

energía se suministra a la red eléctrica. El montaje de los paneles

se puede realizar integrándolos con la pendiente de los faldones de

tejados o en fachadas orientados siempre al sur.

COMPONENTES Y ESQUEMAS DE UNA INSTALACIÓN SOLAR

FOTOVOLTAICA AISLADA PARA UNA VIVIENDA:

1.-PANEL FOTOVOLTAICO: Se compone de un conjunto de células

de silicio, las más eficientes sueles ser las de silicio monocristalino,

conectadas eléctricamente, encapsuladas (para protegerlas de la

intemperie) y montadas sobre una estructura de soporte o marcos.

Proporcionan en su salida de conexión una tensión continua, y se

diseña para valores concretos de tensión que definirán la tensión a

la que va a trabajar el sistema fotovoltaico.

2.-REGULADOR: Tiene como objetivo evitar que se sobre cargue la

batería. En la fase de carga durante el día su misión es garantizar

una carga adecuada en el acumulador, mientras que en la fase de

descarga durante las horas sin luz, es permitir el suministro

adecuado hacia los puntos de consumo sin que se descarguen las

baterías.

3.-BATERIAS: Acumulan la energía eléctrica generada por las placas

durante el día para su posterior utilización cuando no haya sol. Se

pueden diferenciar según el electrolito utilizado varios tipos. Plomo-

ácido, Niquel-cadmio Ni-Cd, Níquel-metal hidruro Ni-Mh o Ión litio Li

ion. También por su tecnología que puede ser tubular estacionaria,

de arranque, solar o gel.

4.-INVERSOR: Se encarga de convertir la corriente continua que

generan las placas solares en corriente alterna para que pueda ser

utilizada en la red eléctrica de la vivienda (220 V  y una frecuencia

de 50 Hz).

VENTAJAS Y DESVENTAJAS PARA UNA INSTALACIÓN AISLADA

DE RED DE AUTOCONSUMO:

1. Es una energía renovable, inagotable y limpia.

2. El rendimiento de la instalación en nuestras latitudes es muy

bueno, pudiéndose alcanzar una potencia de hasta 1.000 W por

m2 en un día despejado a la hora del mediodía, sin obstáculos

con sombras.

3. Al igual que en la solar térmica, si la instalación se ha diseñado,

calculado, construido y mantenido de manera adecuada, será

una instalación que funcionará correctamente y con una larga

vida útil.

4. El coste de la instalación disminuye conforme se desarrolla la

tecnología, mientras que el coste del combustible va

aumentando porque las reservas tienden a agotarse.

5. Montaje rápido de la instalación, requiriendo un mantenimiento

mínimo, aunque también se precisa una revisión periódica para

comprobar el correcto estado de la instalación y limpieza de la

cara de los paneles expuesta al sol.

6. Incuso en los días nublados, aunque con menor rendimiento, los

paneles generan electricidad.

7. Con el nuevo Real Decreto Ley 13/2012 se favorecen las

condiciones para el autoconsumo, siendo una opción

interesante, puesto que se exime al autoconsumidor de la

obligación de constituirse como empresa; si bien se permite que

el autoconsumidor pueda ser también productor.

8. Se evita toda la burocracia y autorizaciones que se requieren en

la conexión a red.

9. Como inconveniente se requiere de una inversión inicial elevada

para realizar la instalación.

10. También habrá que prever de espacio suficiente en la

vivienda para el emplazamiento de las baterías.

DURABILIADAD Y AMORTIZACIÓN DE LA INSTALACIÓN:

Como norma general una instalación fotovoltaica para

autoconsumo suele tener una vida útil de un mínimo de 25 a 30

años, siempre claro suponiendo un buen uso y mantenimiento;

respecto a su amortización existen varios parámetros que la

determinan como son la calidad de los componentes de la

instalación, la adecuada instalación, un cálculo según las

necesidades de consumo, el uso al que se destina la instalación e

incluso las subvenciones que se pueden obtener, pero como dato

orientativo se puede decir que a partir de los 7 a 10 años ya puede

quedar amortizada la instalación para autoconsumo, plazos más

que razonables si se tiene en cuenta su duración.

3.-ENERGÍA DE LA BIOMASA.

La energía de la biomasa utiliza como materia prima los pellets, los

restos de la poda, huesos de oliva, las cáscaras de almendras,

(generalmente residuos de actividades agrícolas y forestales o 

subproductos de la transformación de la madera) para generar

energía térmica para agua caliente sanitaria y calefacción. Existen

también otros tipos de biomasa húmeda procedente de la

fabricación de aceites vegetales entre la que se encuentra los

biocombustibles como el biodiesel o etanol, que sobre todo son

eficientes para calderas de cogeneración con tecnologías tipo

Stirling, pero en este caso me remitiré a la biomasa sólida.

En el caso de viviendas unifamiliares o edificios de viviendas, se

consigue obtener un elevado ahorro energético y gran eficiencia

con la implantación de calderas de biomasa, para generar calor

para agua caliente sanitaria y calefacción.

   

COMPONENTES Y ESQUEMA DE UNA INSTALACION DE

CALDERA DE BIOMASA PARA ACS Y CALEFACCIÓN  PARA

UNA VIVIENDA:

1. ACUMULADOR.

2. CALDERA DE PELLETS.

Se compone de la cámara de combustión, zona de intercambio,

cenicero y caja de humos.

1. TRANSPORTE AUTOMATICO DE PELLETS.

Sistema de alimentación mediante un tornillo sin fin.

1. ENTRADA DE PELLETS.

2. ALMACEN DE PELLETS

VENTAJAS Y DESVENTAJAS:

1. La tecnología es análoga a la de calderas de combustible fósil y

los equipos no son excesivamente caros.

2. Se considera que tiene una emisión nula de dióxido de carbono.

3. Los pellets resultan mucho más rentables que otros

combustibles como el gasóleo o el propano, esta relación

determina su amortización.

4. La biomasa tiene un poder calorífico inferior al de los

combustibles fósiles, por lo que, se necesita mayor cantidad

para obtener la misma energía.

5. En algunos tipos de caldera se necesita combustible procesado,

por ello es necesario comprar el combustible a un tercero

especializado, ya que es posible que biomasa sin procesar no

sea aceptada por el mecanismo alimentador.

6. No se integra fácilmente en el conjunto arquitectónico de la

vivienda y ha de situarse en un local especialmente habilitado

para ella.

DURABILIADAD Y AMORTIZACIÓN DE LA INSTALACIÓN:

Dando por sentado el correcto mantenimiento de la instalación, su

durabilidad mínima debería de ser entre 20 a 25 años. La

amortización depende de varios factores, cada caso es diferente,

pero por ejemplo en el caso de una vivienda unifamiliar aislada de

aproximadamente 100 m2 con biomasa para agua caliente y

calefacción, se puede amortizar en un periodo aproximado de entre

5 y 8 años.

Una solución para realizar un proyecto de máxima eficiencia y con

un alto ahorro de energía sería instalar la caldera de biomasa con

una bomba de calor geotérmica para calefacción y climatización.

Tanto para el caso de edificios de viviendas de obra nueva como

para edificios existentes, así como para viviendas unifamiliares se

puede obtener la máxima eficiencia instalando estas calderas, pues

reducen las emisiones a casi el 100%, y proporcionan importantes

ahorros energéticos, alcanzándose la máxima calificación

energética.