Estudio técnico-económico basado en energías … · Jaime Martínez Gómez Andrés Sanz García...
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Jaime Martínez Gómez
Andrés Sanz García y Francisco Javier Martínez de Pisón Ascacíbar
Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial
Proyecto Fin de Carrera
Ingeniería Mecánica
2013-2014
Título
Director/es
Facultad
Titulación
Departamento
PROYECTO FIN DE CARRERA
Curso Académico
Estudio técnico-económico basado en energíasrenovables para hotel situado en el municipio de Logroño
(La Rioja)
Autor/es
© El autor© Universidad de La Rioja, Servicio de Publicaciones, 2014
publicaciones.unirioja.esE-mail: [email protected]
Estudio técnico-económico basado en energías renovables para hotel situado en el municipio de Logroño (La Rioja), proyecto fin de carrera
de Jaime Martínez Gómez, dirigido por Andrés Sanz García y Francisco Javier Martínez dePisón Ascacíbar (publicado por la Universidad de La Rioja), se difunde bajo una Licencia
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ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
TITULACIÓN: Ingeniería Industrial
TITULO DEL PROYECTO FIN DE CARRERA:
Estudio técnico-económico basado en energías renovables para hotel
situado en el municipio de Logroño (La Rioja).
DIRECTOR/ES DEL PROYECTO: Andrés Sanz García
Fco. Javier Martínez de Pisón Ascacíbar
DEPARTAMENTO: Ingeniería Mecánica
ALUMNO/S: Jaime Martínez Gómez
CURSO ACADÉMICO: 2013/2014
CONVOCATORIA: 12 de Septiembre de 2014
UNIVERSIDAD DE LA RIOJA
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR
INGENIERÍA INDUSTRIAL
Titulación:
INGENIERÍA INDUSTRIAL
Título del proyecto:
ESTUDIO TÉCNICO-ECONÓMICO BASADO EN ENERGÍAS
RENOVABLES PARA HOTEL SITUADO EN EL MUNICIPIO
DE LOGROÑO (LA RIOJA)
Directores: Dr. Andrés Sanz García
Dr. Francisco Javier Martínez de Pisón Ascacíbar
Alumno: D. Jaime Martínez Gómez
Logroño, 31 de Agosto de 2014
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PROYECTO FIN DE CARRERA
ESTUDIO TÉCNICO-ECONÓMICO BASADO EN
ENERGÍAS RENOVABLES PARA HOTEL SITUADO
EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
1 �DICE
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR INGENIERÍA INDUSTRIAL
Titulación: Ingeniería Industrial
Alumno: D. Jaime Martínez Gómez
ESTUDIO TÉCNICO-ECONÓMICO BASADO EN ENERGÍAS RENOVABLES
PARA HOTEL SITUADO EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
Jaime Martínez Gómez | Agosto 2014 Í�DICE 3 de 68
ÍNDICE DE CONTENIDO
1 ÍNDICE ..................................................................................................................... 2
2 MEMORIA................................................................................................................ 7
2.1 HOJA DE IDENTIFICACIÓN ................................................................................................ 8
2.2 INTRODUCCIÓN ................................................................................................................ 9
2.3 OBJETO ........................................................................................................................... 10
2.4 ALCANCE ......................................................................................................................... 10
2.5 ANTECEDENTES .............................................................................................................. 10
2.6 NORMAS Y REFERENCIAS ............................................................................................... 11
2.6.1 Normas aplicadas ................................................................................................ 11
2.6.2 Bibliografía .......................................................................................................... 11
2.6.3 Software utilizado. .............................................................................................. 11
2.7 DEFINICIONES Y ABREVIATURAS .................................................................................... 12
2.8 FUNDAMENTOS TEÓRICOS ............................................................................................ 13
2.9 INSTALACIONES EXISTENTES .......................................................................................... 15
2.9.1 Calefacción .......................................................................................................... 16
2.9.2 Refrigeración ....................................................................................................... 17
2.9.3 Agua caliente sanitaria (ACS) .............................................................................. 18
2.9.4 Electricidad .......................................................................................................... 19
2.10 FACTURA ENERGÉTICA ................................................................................................ 20
2.11 DEMANDA ENERGÉTICA .............................................................................................. 21
2.12 PROPUESTAS DE MEJORA ........................................................................................... 22
2.12.1 Instalación de Biomasa ........................................................................................ 23
2.12.2 Instalación Solar Térmica .................................................................................... 24
2.12.3 Instalación Solar Fotovoltaica ............................................................................. 24
2.13 ANÁLISIS ECONÓMICO DE LAS PROPUESTAS .............................................................. 26
2.13.1 Variables principales ........................................................................................... 26
2.13.2 Parámetros complementarios ............................................................................. 27
2.13.3 Método de cálculo .............................................................................................. 28
2.13.4 Resultados ........................................................................................................... 29
2.13.5 Discusión ............................................................................................................. 32
2.14 ANÁLISIS AMBIENTAL .................................................................................................. 33
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PARA HOTEL SITUADO EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
Jaime Martínez Gómez | Agosto 2014 Í�DICE 4 de 68
2.15 RESUMEN Y CONCLUSIONES ....................................................................................... 34
3 ANEXOS ................................................................................................................. 35
3.1 ANEXO A–CALIFICACIÓN ENERGÉTICA ACTUAL ............................................................. 36
3.2 ANEXO B–INSTALACIÓN DE BIOMASA ........................................................................... 37
3.2.1 Cargas térmicas de la instalación ........................................................................ 37
3.2.2 Demanda energértica y suministro ..................................................................... 42
3.2.3 Calificación Energética posterior......................................................................... 44
3.3 ANEXO C-INSTALACIÓN SOLAR TÉRMICA ....................................................................... 45
3.3.1 Demanda anual ACS ............................................................................................ 45
3.3.2 Caudal punta de ACS ........................................................................................... 46
3.3.3 Contribución solar mínima para ACS .................................................................. 48
3.3.4 Diseño y Dimensionamiento de la instalación .................................................... 49
3.3.5 Calificación Energética posterior......................................................................... 51
3.4 ANEXO D–INSTALACIÓN SOLAR FOTOVOLTAICA ........................................................... 52
3.4.1 Párámetros de instalación ................................................................................... 52
3.4.2 Producción de energía ........................................................................................ 53
3.4.3 Calificación Energética posterior......................................................................... 54
3.5 ANEXO E–JUSTIFICACIÓN DB-HE1 (LIDER) ..................................................................... 55
4 PLANOS ................................................................................................................. 57
4.1 LISTADO DE PLANOS....................................................................................................... 58
5 PLIEGO DE CONDICIONES ................................................................................ 59
5.1 REGLAMENTACIÓN Y NORMATIVA APLICABLES ............................................................ 60
6 MEDICIONES ........................................................................................................ 61
6.1 ESTADO DE MEDICIONES ............................................................................................... 62
6.1.1 Mediciones Propuesta 1 – Biomasa .................................................................... 62
6.1.2 Mediciones Propuesta 2 – Solar Térmica ............................................................ 63
6.1.3 Mediciones Propuesta 3 – Solar Fotovoltaica ..................................................... 63
7 PRESUPUESTO ..................................................................................................... 65
7.1 PRESUPUESTO ................................................................................................................ 66
7.1.1 Presupuesto Propuesta 1 - Biomasa ................................................................... 66
7.1.2 Presupuesto Propuesta 2 – Solar Térmica .......................................................... 67
7.1.3 Presupuesto Propuesta 3 – Solar Fotovoltaica ................................................... 68
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ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Esquema de Instalación de Calefacción actual ............................................ 16
Figura 2. Esquema de Instalación de Refrigeración actual.......................................... 17
Figura 3. Esquema de Instalación de ACS actual ........................................................ 18
Figura 4. Esquema de Instalación Eléctrica actual ...................................................... 19
Figura 5. Esquema Propuesta 1 – Biomasa ................................................................. 23
Figura 6. Esquema Propuesta 2 – Solar Térmica ......................................................... 24
Figura 7. Esquema Propuesta 3 – Solar Fotovoltaica .................................................. 25
Figura A.1. Calificación Energética Actual ............................................................. 36
Figura A.2. Demanda Energética Calefacción y Refrigeración ............................... 36
Figura A.3. Consumo de Energía Primaria .............................................................. 36
Figura B.1. Caldera de Biomasa con depósito de cenizas ........................................... 41
Figura B.2. Instalación de Biomasa ............................................................................. 41
Figura B.3. Calificación Energética posterior a la propuesta de Biomasa .................. 44
Figura C.1. Calificación Energética posterior a la propuesta de Solar Térmica .......... 51
Figura D.1. Gráfico para el cálculo de las pérdidas por orientación e inclinación .. 52
Figura D.2. Esquema de distancias entre filas de paneles solares............................ 53
Figura D.3. Calificación Energética posterior a propuesta Solar Fotovoltaica ........ 54
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PARA HOTEL SITUADO EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
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ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Datos Facturación Gasóleo........................................................................... 20
Tabla 2. Datos Facturación Electricidad .................................................................... 20
Tabla 3. Demanda Energética Instalaciones............................................................... 21
Tabla 4. Inversión de las Propuestas .......................................................................... 26
Tabla 5. Coste de los Suministros .............................................................................. 27
Tabla 6. Costes de Mantenimiento ............................................................................. 27
Tabla 7. Datos Análisis Económico Propuesta 1 ....................................................... 29
Tabla 8. Datos Análisis Económico Propuesta 2 ....................................................... 30
Tabla 9. Datos Análisis Económico Propuesta 3 ....................................................... 31
Tabla 10. Resultados Análisis Económico de las Propuestas ................................... 32
Tabla 11. Datos Análisis Ambiental Propuesta 1 ..................................................... 33
Tabla 12. Datos Análisis Ambiental Propuesta 2 ..................................................... 33
Tabla 13. Datos Análisis Ambiental Propuesta 3 ..................................................... 33
Tabla 14. Resultados Análisis Ambiental de las Propuestas .................................... 34
Tabla B.1. Cargas térmicas por transmisión (envolvente y huecos) .......................... 38
Tabla B.2. Caudal mínimo de aire en función de la calidad ambiental ...................... 39
Tabla C.1. Demanda Energética mensual de ACS ..................................................... 46
Tabla C.2. Consumos instantáneos de ACS ............................................................... 47
Tabla C.3. Porcentaje mínimo exigido de contribución solar para ACS ................... 48
Tabla C.4. Datos captación de energía por paneles solares térmicos ......................... 49
Tabla D.1. Datos captación de energía por paneles solares fotovoltaicos .................. 54
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PROYECTO FIN DE CARRERA
ESTUDIO TÉCNICO-ECONÓMICO BASADO EN
ENERGÍAS RENOVABLES PARA HOTEL SITUADO
EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
2 MEMORIA
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR INGENIERÍA INDUSTRIAL
Titulación: Ingeniería Industrial
Alumno: D. Jaime Martínez Gómez
ESTUDIO TÉCNICO-ECONÓMICO BASADO EN ENERGÍAS RENOVABLES
PARA HOTEL SITUADO EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
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2.1 HOJA DE IDE�TIFICACIÓ�
TÍTULO DEL PROYECTO:
“ESTUDIO TÉCNICO-ECONÓMICO BASADO EN ENERGÍAS RENOVABLES
PARA HOTEL SITUADO EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)”
E�CARGADO POR:
UNIVERSIDAD DE LA RIOJA
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
Edificio Politécnico
C/ Luis de Ulloa, 20. 26004 LOGROÑO (LA RIOJA)
Tfno. 941 299 220 -Fax: 941 29 92 23
AUTOR:
Nombre: Jaime Martínez Gómez
Estudiante de Ingeniería Industrial
N.I.F. 16609199-W
Tfno. 629187550
Correo electrónico: [email protected]
Logroño, 31 de Agosto de 2014
El estudiante de Ingeniería Industrial
Fdo.: Jaime Martínez Gómez
ESTUDIO TÉCNICO-ECONÓMICO BASADO EN ENERGÍAS RENOVABLES
PARA HOTEL SITUADO EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
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2.2 I�TRODUCCIÓ�
Dentro del campo de las energías renovables, hoy en día existen múltiples
soluciones para sustituir los suministros convencionales que dan servicio a las
instalaciones eléctricas y térmicas. Estos suministros convencionales generalmente
proceden de fuentes de energía no renovables, altamente contaminantes.
En esta línea, hay que tener en cuenta que se deben adaptar los edificios existentes
(y sus instalaciones) al marco normativo actual, representado principalmente por el
Código Técnico de la Edificación (CTE) y el Reglamento de Instalaciones Térmicas en
Edificios (RITE), que requieren una eficiencia energética y una calidad ambiental muy
superiores a las exigidas en normativas anteriores.
En el estudio que a continuación se presenta, se estudiarán diferentes propuestas
basadas en energías renovables, que puedan sustituir a los actuales suministros (no
renovables) de las instalaciones existentes en un hotel ubicado en la localidad de
Logroño (La Rioja). El análisis de estas propuestas servirá posteriormente para que la
propiedad (propietario del hotel) decida sobre la conveniencia de acometer alguna de las
propuestas estudiadas.
Por otra parte, cabe citar que recientemente el edificio ha sido objeto de una
importante reforma arquitectónica en su envolvente externa. Este hecho ha propiciado la
obligatoriedad de comprobar que las demandas energéticas de calefacción y
refrigeración estén dentro de los parámetros marcados por el documento básico del CTE
“DB-HE1: Limitación de la Demanda Energética”. Esta comprobación es por tanto, el
punto de partida de este estudio.
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PARA HOTEL SITUADO EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
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2.3 OBJETO
El objeto preliminar de este estudio, es comprobar que actualmente el edificio
cumple con la limitación de demanda energética para calefacción y refrigeración
requerida por el documento básico DB-HE1 del CTE.
El objeto central, una vez comprobado lo anterior, es diseñar y analizar
económicamente diversas soluciones basadas en energías renovables, para el suministro
de las instalaciones térmicas y eléctrica del edificio (hotel) ubicado en Logroño (La
Rioja), conforme a la reglamentación vigente, y de forma que la propiedad tenga
información suficiente para valorar la viabilidad técnica y económico-financiera de las
soluciones planteadas.
El objeto final, es comprobar los parámetros energéticos medioambientales
contemplados por la calificación energética del edificio, de manera que se pueda
observar y valorar el impacto ambiental de las instalaciones existentes comparado con el
que resulte en cada una de las propuestas a analizar.
2.4 ALCA�CE
El alcance de este estudio abarca a las instalaciones (térmicas y eléctrica) del hotel
cuya eficiencia se propone aumentar. También abarca a la arquitectura del edificio,
únicamente en aquellos aspectos que deban proporcionar los parámetros energéticos
necesarios para diseñar y calcular las propuestas citadas.
2.5 A�TECEDE�TES
El presente estudio, nace de la necesidad (por parte de la propiedad) de alcanzar
un determinado ahorro económico, que contribuya a la competitividad del negocio que
se desarrolla en el edificio (hotel/restauración). Ese ahorro económico, entre otras
opciones, puede alcanzarse mediante el uso de fuentes de energía más baratas y menos
contaminantes, como las renovables.
No obstante, la eficiencia energética de un edificio tiene como punto de partida la
demanda energética de sus servicios principales, como calefacción y refrigeración.
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Dicha demanda viene determinada por las características térmicas de los elementos que
conforman su envolvente (elementos pasivos). De la composición de los elementos
pasivos dependerá la magnitud de la demanda y en consecuencia el consumo de energía
de las instalaciones (elementos activos) que deberán mantener los parámetros de confort
y bienestar exigidos por la normativa vigente.
2.6 �ORMAS Y REFERE�CIAS
2.6.1 �ormas aplicadas
• Real Decreto 314/2006, de 17 de mayo, por el que se aprueba el Código Técnico
de la Edificación (CTE) y sus documentos básicos (DB).
• Real Decreto 1027/2007, de 20 de julio, por el que se aprueba el Reglamento de
Instalaciones Térmicas en Edificios (RITE).
• Real Decreto 842/2002, de 2 de agosto, por el que se aprueba el Reglamento
Electrotécnico de Baja Tensión (REBT).
• Pliego de Condiciones Técnicas de Instalaciones de Baja Temperatura del IDAE
• Pliego de Condiciones Técnicas de Instalaciones Conectadas a Red del IDAE
2.6.2 Bibliografía
• Factores de emisión de CO2 y coeficientes de paso a energía primaria de
diferentes fuentes de energía final consumidas en el sector edificios en España.
IDAE (Marzo 2014).
• Manual de fundamentos técnicos de calificación energética de edificios
existentes CE3x. IDAE (Abril 2013).
2.6.3 Software utilizado.
• CE3x – Herramienta para la certificación de eficiencia energética de edificios
existentes, mediante método simplificado.
• LIDER – Herramienta para comprobación del cumplimiento de documento
básico del CTE “DB-HE1: Limitación de la demanda energética”
• CALENER – Herramienta para la calificación energética de edificios, y
determinación de la demanda energética en calefacción y refrigeración.
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2.7 DEFI�ICIO�ES Y ABREVIATURAS
- CTE Código Técnico de la Edificación.
- DB-HE Documento Básico Ahorro de Energía.
- RITE Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios.
- REBT Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión.
- IDAE Instituto para la Diversificación y el Ahorro de la Energía.
- ACS Agua Caliente Sanitaria.
- FV Fotovoltaica
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2.8 FU�DAME�TOS TEÓRICOS
Para hacer más comprensible el estudio que aquí se presenta, es necesario explicar
algunos de los conceptos más importantes que se van a manejar en los siguientes
apartados:
Fuente de energía renovable: es aquella que no se agota y cuya utilización no
supone un perjuicio para el medio ambiente.
Fuente de energía no renovable: es aquella que tiene una disponibilidad limitada y
cuya utilización supone un perjuicio para el medio ambiente (principalmente en forma
de emisiones gaseosas de CO2).
CO2: denominado como “dióxido de carbono”, es un gas inocuo y transparente, que
se produce principalmente en la combustión de materia orgánica. Su acumulación en las
capas altas de la atmósfera terrestre, impide la fuga del exceso de calor absorbido por el
planeta (efecto invernadero) provocando significativos trastornos climáticos que derivan
en graves consecuencias a largo plazo para el medio ambiente.
Energía final: es la energía refinada y apta para ser utilizada en el punto de
consumo. En una instalación eléctrica, correspondería a la energía que se registra en los
contadores.
Energía primaria: es la energía contenida en cualquier fuente de energía renovable
o no renovable, antes de pasar por cualquier proceso de generación y transformación.
Para una misma cantidad de energía final demandada, la energía primaria asociada a
ella, podrá ser diferente dependiendo del tipo de fuente de energía en origen.
Instalación térmica: es el conjunto de elementos que producen, distribuyen, y
consumen energía térmica (calor o frío) dentro del edificio. Satisface las demandas de
climatización (calefacción y refrigeración) y de agua caliente sanitaria (ACS).
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Instalación eléctrica: es el conjunto de elementos que producen, distribuyen, y
consumen energía eléctrica dentro del edificio. Satisface principalmente la demanda de
maquinaria de servicio, iluminación, equipos informáticos, mando y control, etc.
También puede dar servicio a la instalación térmica, según la tipología de esta.
Envolvente térmica del edificio: es el conjunto formado por elementos
constructivos (muros, cubierta y suelo) y por huecos (ventanas y puertas), que
conforman un volumen cerrado y aislado térmicamente de la intemperie (exterior). El
aislamiento térmico de la envolvente no es total, de modo que se producen
transferencias de energía entre el exterior y el interior del edificio. Las instalaciones
térmicas de climatización, son las encargadas de contrarrestar las transferencias
energéticas que fluyen por la envolvente.
Calificación energética: es un método de cálculo cuyo objetivo principal es valorar
cualitativamente los niveles de emisiones (kgCO2) y demanda de energía primaria
(kWh), dentro de una escala segmentada en 7 rangos, identificando estos con letras y
colores. La letra “A” corresponde al nivel más bajo de emisiones y demanda de energía
primaria, mientras que la letra “G” representa el nivel más alto.
Biomasa: es todo aquel combustible de origen vegetal. Puede ser de diversos tipos:
leña, astilla, pellets, etc. La combustión de la biomasa produce gases contaminantes
(CO2) pero, dado que a lo largo de su vida vegetal también ha absorbido gran cantidad
de CO2, se considera que el balance neto de emisiones es neutro.
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2.9 I�STALACIO�ES EXISTE�TES
El edificio objeto de este estudio, se encuentra ubicado en Avenida de Burgos, nº
113, en el municipio de Logroño (La Rioja). Este edificio fue construido en el año 1992,
y en noviembre del año 2013 fue vendido a su actual propietario. Desde su construcción
hasta la actualidad, el edificio ha sido utilizado como hotel y restauración.
En la actualidad, el edificio dispone de las siguientes instalaciones básicas:
- Calefacción
- Refrigeración
- Agua caliente sanitaria (ACS)
- Electricidad
Por otra parte, la envolvente del edificio ha sido reformada de manera que la
demanda energética de calefacción y refrigeración CUMPLE con la limitación exigida
en el Documento Básico DB-HE1. El procedimiento de comprobación de dicho
documento, se ha realizado con la herramienta informática LIDER (ver Anexo E).
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2.9.1 Calefacción
La instalación de calefacción existente en el edificio, es de tipo centralizado y está
dotada de una caldera estándar de gasóleo. Está ubicada en el cuarto de instalaciones, y
tiene las siguientes características:
- Modelo: VITOPLEX 120
- Potencia térmica: 120 kW
- EER: 3,05%
En el mismo cuarto de instalaciones se encuentra el depósito de gasóleo, con una
capacidad de 2.000 litros. El grupo de bombeo impulsa el agua caliente por los diversos
radiadores que están distribuidos por todas las habitaciones del hotel y por las zonas
comunes, exceptuando el cuarto de instalaciones y el almacén. También se dispone de
un depósito de inercia de 3.000 litros.
Figura 1. Esquema de Instalación de Calefacción actual
En los planos 7 y 8 se puede ver la distribución de los elementos de la
instalación.
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2.9.2 Refrigeración
La instalación de refrigeración existente en el edificio, es de tipo descentralizado,
de manera que hay diversas máquinas de aire acondicionado distribuidas por las
estancias del hotel. Existe una unidad interior en cada habitación y varias en las zonas
comunes, que se encarga de distribuir el aire acondicionado. Varias unidades interiores
son conectadas a una unidad exterior que se encarga de generar el frio, esto es, extraer el
calor existente dentro del volumen del edificio, para depositarlo en el exterior. Tanto las
máquinas interiores como las exteriores, son alimentadas a través de la instalación
eléctrica. Las características técnicas son las siguientes:
- Modelo: Mitsubishi
- P.Térmica conjnto: 36 kW
- COP: 3,05%
Figura 2. Esquema de Instalación de Refrigeración actual
Existen 14 máquinas para sendas habitaciones y 5 más para las zonas comunes y
de servicios. Se puede ver la distribución de las unidades en los planos 7 y 8.
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2.9.3 Agua caliente sanitaria (ACS)
La instalación de agua caliente sanitaria (ACS) está relacionada directamente con
la instalación de calefacción, puesto que utilizan la misma caldera de gasóleo como
productor de calor.
Para la instalación de ACS se dispone de un depósito acumulador de 600 litros de
capacidad, que se alimenta del agua procedente de la caldera a través del circuito
primario. Dentro de dicho acumulador existe una tubería de agua en forma de serpentín
(circuito secundario) que intercambia calor con el circuito primario. El circuito
secundario ya contiene el agua caliente sanitaria que da servicio a las habitaciones y
usos comunes.
Figura 3. Esquema de Instalación de ACS actual
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2.9.4 Electricidad
La instalación eléctrica es alimentada mediante conexión con la Red Eléctrica de
Baja Tensión, con suministro trifásico a 400 V (entre fases) y 50 Hz. Alimenta todos los
receptores y máquinas eléctricas del edificio, entre los que se encuentran:
- Iluminación.
- Refrigeración (aire acondicionado).
- Cocina y bar (hornos, vitrocerámica, nevera, etc).
- Puestos de trabajo (equipos informáticos en recepción y oficina).
- Otros usos.
Figura 4. Esquema de Instalación Eléctrica actual
En los planos 5 y 6 se puede ver la distribución de los receptores eléctricos del
hotel.
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2.10 FACTURA E�ERGÉTICA
Las instalaciones existentes son alimentadas por los suministros de gasóleo y
electricidad. Dichos suministros tienen un coste anual que servirá para determinar el
precio de la energía en cada caso (€/kWh).
GASÓLEO
El suministro de gasóleo alimenta a la caldera estándar, que da servicio a las
instalaciones de calefacción y ACS. La facturación anual de gasóleo se resume en la
siguiente tabla:
Gasóleo (valores anuales) Consumo gasóleo 18.370 litros
Valor energético (PCI) 9,98 kWh/litro Energía equivalente 183.335 kWh
Precio medio 1,058 €/litro Importe total 19.435,75 €
Tabla 1. Datos Facturación Gasóleo
El precio del kWh de gasóleo es de 0,1060 €/kWh
ELECTRICIDAD
El suministro de electricidad alimenta a la instalación eléctrica y a la instalación de
refrigeración. La facturación anual de electricidad se resume en la siguiente tabla:
Electricidad (valores anuales) Consumo 79.699 kWh Importe total 11.954,85 €
Tabla 2. Datos Facturación Electricidad
El precio del kWh de electricidad es de 0,15 €/kWh
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2.11 DEMA�DA E�ERGÉTICA
Tras haber descrito las instalaciones básicas existentes, es preciso conocer la
demanda energética del edificio que se ha de satisfacer, para establecer posteriormente
el porcentaje de demanda satisfecho con las nuevas propuestas. Para conocer el
parámetro de demanda energética anual (kWh/año) en cada una de las instalaciones
básicas, existen varias fuentes de información:
- Factura energética de la compañía/empresa distribuidora.
- Certificado de eficiencia energético (ver Anexo A).
- Cálculo matemático en función del uso y las características técnicas.
Según esto, se establecen los siguientes valores de demanda energética para las
distintas instalaciones:
Instalación Demanda Energética
(kWh/año) Obtención
Calefacción 116.186 Certificado Eficiencia Refrigeración 7.381 Certificado Eficiencia ACS 11.432 Cálculo
Electricidad 72.318 Facturación
Tabla 3. Demanda Energética Instalaciones
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2.12 PROPUESTAS DE MEJORA
Con el fin de conseguir un ahorro económico significativo, se proponen 3
propuestas de mejora para los suministros, basadas en energías renovables:
1- Instalación de Biomasa.
2- Instalación Solar Térmica.
3- Instalación Solar Fotovoltaica.
Se considerarán por separado las propuestas citadas. No obstante, si la propiedad
lo considera, se podrán evaluar más de una propuesta conjuntamente, ya que son
compatibles entre sí.
A continuación se describen las características especiales de cada propuesta. Se
pueden conocer más detalles técnicos y económicos, en los correspondientes anexos B,
C y D. La rentabilidad se examina en el apartado “6 – Análisis Económico de las
Propuestas”.
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2.12.1 Instalación de Biomasa
Se propone sustituir la caldera actual de gasóleo, por una caldera de biomasa
modelo HERZ Firematic 130, o similar de 130 kW de potencia térmica, con un
rendimiento mínimo del 94 %.
El combustible a utilizar será astilla, aunque también se admitirá pellet y residuo
maderero de procesos industriales.
Se instalará un silo de 12,5 m3 de capacidad, suficiente para almacenar la biomasa
necesaria para hacer funcionar la caldera durante 14 días a plena carga (RITE). Así
mismo, se instalará un sistema para transportar la biomasa por tornillo sinfín, que
comunicará el silo (boca de descarga inferior) con la boca de carga de la caldera.
Se proveerá una chimenea de 6 m de altura y 18 cm de diámetro que evacuará los
gases de la combustión hacia el exterior. Será imprescindible acondicionar un
departamento en el cuarto de instalaciones, para conformar el silo de biomasa (pellets o
astillas).
Figura 5. Esquema Propuesta 1 – Biomasa
La conexión a sendos colectores de impulsión y retorno de la instalación
hidráulica, será semejante a la que existía con la anterior caldera, por lo que no habrá
que modificar el circuito ni el depósito de inercia térmica existente. En el plano nº 9 se
puede ver el esquema de la instalación.
La inversión total de la instalación nueva, asciende a 40.748 € (IVA incluido).
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2.12.2 Instalación Solar Térmica
Se propone instalar un grupo de captación solar térmica para ACS.
Dicho grupo estará compuesto por 5 placas solares térmicas en la cubierta del
edificio, que se encargarán de captar la energía solar para transportarla a través de un
circuito cerrado de agua (primario) hacia un intercambiador de calor. En el
intercambiador de calor (ubicado en el cuarto de instalaciones) el circuito primario
transfiere la energía (calor) al circuito secundario, que ya contiene agua potable apta
para el uso personal para abastecer el servicio de ACS. En el siguiente esquema se pue
de ver el funcionamiento de la instalación.
Figura 6. Esquema Propuesta 2 – Solar Térmica
La inversión total de la instalación nueva, asciende a 6.621 € (IVA incluido).
En el plano nº 10 se puede ver el esquema de la instalación propuesta.
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2.12.3 Instalación Solar Fotovoltaica
Se propone instalar un conjunto de paneles solares fotovoltaicos para generación
de energía eléctrica.
El conjunto estará compuesto por 43 paneles fotovoltaicos de 230 W cada uno
(9.890 W en total) que recogerán la energía solar y la transformarán en corriente
continua. El inversor de corriente transformará la corriente continua en corriente alterna
apta para dar suministro a los receptores instalados dentro del hotel. El inversor de
corriente, además se encargará de gestionar la conexión de los paneles con la red
eléctrica de baja tensión, para evitar que el sistema fotovoltaico funcione cuando la red
de baja tensión esté fuera de servicio (en isla).
La instalación solar fotovoltaica funcionará conectada en paralelo con la red de
baja tensión. La energía eléctrica generada es registrada por un contador bidireccional,
recibiendo el propietario una retribución a tal efecto. En el siguiente esquema se puede
ver el funcionamiento de la instalación.
Figura 7. Esquema Propuesta 3 – Solar Fotovoltaica
La distribución de los módulos fotovoltaicos se puede ver en el plano nº 11.
La inversión total de la instalación nueva, asciende a 19.340 € (IVA incluido).
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2.13 A�ÁLISIS ECO�ÓMICO DE LAS PROPUESTAS
El análisis económico, se fundamenta en la comparación de la factura energética
actual y la obtenida en el futuro, tras la propuesta de mejora planteada. La condición
necesaria para que este estudio tenga sentido, es que en todo caso la situación futura sea
siempre más ventajosa que la actual, generándose por tanto un ahorro económico. En
caso de que la propuesta no de cómo resultado un ahorro económico, será
automáticamente desechada o bien, sustituida por otra que arroje un resultado favorable.
Por otra parte, se tendrá en cuenta que la obtención de ahorro económico, es una
condición necesaria pero no suficiente. Esto significa que además, se debe cumplir que
la suma de ahorro económico (acumulado) a lo largo de sucesivos periodos (años), debe
amortizar en un tiempo razonable la inversión inicial efectuada y los gastos de
mantenimiento anuales. Dicho tiempo se denomina periodo de retorno y corresponde a
la propiedad considerarlo o desecharlo, según sus propios criterios.
2.13.1 Variables principales
Inversión: es el importe total en euros (€), que requiere el montaje y puesta en
marcha de la propuesta de mejora. Lleva incluidos el beneficio industrial del instalador
y el IVA.
Inversión Inicial 1 - Biomasa 40.747,88 € 2 - Solar térmica 6.220,93 € 3 - Solar fotovoltaica 19.339,54 €
Tabla 4. Inversión de las Propuestas
Ahorro económico: es la diferencia en euros (€) entre la factura energética de la
futura instalación, y la factura energética de la instalación actual. Se tendrán en cuenta
los costes de suministro y los costes de mantenimiento.
Coste de suministro: es el coste correspondiente al abastecimiento de materia
prima de la instalación (actual o futura).
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Coste Mantenimiento Precio Gasóil 1,058 €/litro
Precio Astilla Biomasa 0,1658 €/kg Precio Electricidad 0,15 €/kWh
Tabla 5. Coste de los Suministros
Costes de mantenimiento: es el coste anual necesario para mantener el correcto
funcionamiento de la instalación (actual o futura).
Coste Mantenimiento 1 - Biomasa 1.250 €/año 2 - Solar térmica 350 €/año 3 - Solar fotovoltaica 350 €/año
Tabla 6. Costes de Mantenimiento
2.13.2 Parámetros complementarios
Nivel de financiación: es el porcentaje de la inversión para el cual se solicitará
financiación bancaria. El resto de la inversión procederá efectivamente de los fondos
propios del propietario. Para las propuestas estudiadas, se estima un nivel de
financiación del 100%.
Interés de financiación: es el interés asociado al crédito bancario solicitado. Para
las propuestas estudiadas se estima en 4,5 %.
Plazo de financiación: es el tiempo establecido para la devolución del crédito
bancario. Para las propuestas estudiadas, se estima un plazo de 7 años.
Incremento anual coste suministro: es el aumento anual que se estima va a
experimentar el precio de compra del suministro. Se estima en un 3% para la biomasa y
el gasoil, y un 5% para la electricidad de la red de baja tensión.
Incremento anual coste mantenimiento: es el aumento anual que llevará asociado
el coste del servicio de mantenimiento. Se estima en un 2% para todos los casos.
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2.13.3 Método de cálculo
El procedimiento comienza por determinar el ahorro económico. Como ya se ha
indicado en anteriores apartados, es la diferencia entre la factura energética futura y la
actual (suministros y mantenimiento). Tomando como ejemplo la propuesta 1 –
Biomasa, resulta:
AÑO 1
���������_��€� = ��������_� �€ �����⁄ � · ����������������� + ���������������_�
����������_��€� = ���������_� �€ � ⁄ � · ������������ � + ����������������_�
!ℎ����#Ñ�_��€� = ���������_� �€� − ����������_��€�
AÑO X
����������_&�€� = ���������_� �€ � ⁄ � · '��()*�%�&,� · ������������ � + ����������������_& · '��*#-.�%�&,�
���������_&�€� = ��������_� �€ �����⁄ � · '��()*�%�&,� · ����������������� + ���������������_& · '��*#-.�%�&,�
!ℎ����#Ñ�_&�€� = ���������_& �€� − ����������_&�€�
Una vez se conoce el Ahorro anual (€) resultante de la factura energética, se
deben tener en cuenta los costes financieros, es decir, las cuotas del préstamo y los
intereses asociados a dichas cuotas. Se obtendrá así el resultado anual:
/������0�#Ñ�_&�€� = !ℎ����#Ñ�_& �€� − ������_1�é�����#Ñ�_&�€� − '��������#Ñ�_&�€�
Los sucesivos resultados anuales se irán acumulando, de manera que llega un
momento en el que el resultado acumulado amortizará el 100% de la inversión inicial.
El tiempo transcurrido desde la puesta en marcha hasta ese momento, se denomina
periodo de retorno de la inversión. Todos los ahorros conseguidos a partir de ese
momento, serán beneficios netos, dado que ya se han satisfecho todas las cuotas del
préstamo bancario.
/������0�#3)*)#4�_&�€� = 5 /������0�#Ñ�_6&
67�
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2.13.4 Resultados
Según el método expuesto en el anterior apartado, a continuación se muestran los
resultados para cada una de las propuestas.
1 – BIOMASA
Año Factura energética
Actual (€) Factura energética
Futura (€) Ahorro anual
(€) Resultado anual (€)
Resultado acumulado(€)
0 - 40.747,88 €
1 20.185,75 € 7.933,36 € 12.252,39 € 5.337,41 € - 35.410,47 €
2 20.783,82 € 8.158,86 € 12.624,96 € 5.709,99 € - 29.700,48 €
3 21.399,68 € 8.390,87 € 13.008,81 € 6.093,83 € - 23.606,65 €
4 22.033,87 € 8.629,59 € 13.404,28 € 6.489,30 € - 17.117,35 €
5 22.686,93 € 8.875,22 € 13.811,71 € 6.896,73 € - 10.220,61 €
6 23.359,42 € 9.127,94 € 14.231,47 € 7.316,50 € - 2.904,12 €
7 24.051,92 € 9.387,98 € 14.663,94 € 7.748,96 € 4.844,85 €
8 24.765,03 € 9.655,54 € 15.109,49 € 15.109,49 € 19.954,33 €
9 25.499,37 € 9.930,85 € 15.568,51 € 15.568,51 € 35.522,85 €
10 26.255,56 € 10.214,13 € 16.041,43 € 16.041,43 € 51.564,28 €
11 27.034,26 € 10.505,62 € 16.528,65 € 16.528,65 € 68.092,92 €
12 27.836,15 € 10.805,55 € 17.030,60 € 17.030,60 € 85.123,53 €
13 28.661,91 € 11.114,17 € 17.547,74 € 17.547,74 € 102.671,26 €
14 29.512,25 € 11.431,74 € 18.080,51 € 18.080,51 € 120.751,77 €
15 30.387,92 € 11.758,53 € 18.629,39 € 18.629,39 € 139.381,16 €
16 31.289,66 € 12.094,79 € 19.194,87 € 19.194,87 € 158.576,04 €
17 32.218,26 € 12.440,81 € 19.777,45 € 19.777,45 € 178.353,48 €
18 33.174,51 € 12.796,87 € 20.377,63 € 20.377,63 € 198.731,12 €
19 34.159,24 € 13.163,28 € 20.995,97 € 20.995,97 € 219.727,08 €
20 35.173,31 € 13.540,32 € 21.632,99 € 21.632,99 € 241.360,07 €
21 36.217,58 € 13.928,32 € 22.289,26 € 22.289,26 € 263.649,33 €
22 37.292,96 € 14.327,60 € 22.965,37 € 22.965,37 € 286.614,70 €
23 38.400,38 € 14.738,48 € 23.661,91 € 23.661,91 € 310.276,60 €
24 39.540,80 € 15.161,31 € 24.379,49 € 24.379,49 € 334.656,09 €
25 40.715,20 € 15.596,43 € 25.118,76 € 25.118,76 € 359.774,86 €
Tabla 7. Datos Análisis Económico Propuesta 1
El periodo de retorno de la inversión, es de 6,37 años.
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2 – SOLAR TÉRMICA
Año Factura energética
Actual (€) Factura energética
Futura (€) Ahorro anual
(€) Resultado anual (€)
Resultado acumulado(€)
0 - 6.220,93 €
1 1.974,88 € 1.000,00 € 974,88 € - 80,83 € - 6.301,76 €
2 2.026,62 € 1.020,00 € 1.006,62 € - 49,08 € - 6.350,84 €
3 2.079,77 € 1.040,40 € 1.039,37 € - 16,33 € - 6.367,17 €
4 2.134,36 € 1.061,21 € 1.073,15 € 17,45 € - 6.349,72 €
5 2.190,43 € 1.082,43 € 1.108,00 € 52,30 € - 6.297,42 €
6 2.248,03 € 1.104,08 € 1.143,95 € 88,25 € - 6.209,17 €
7 2.307,19 € 1.126,16 € 1.181,02 € 125,32 € - 6.083,85 €
8 2.367,96 € 1.148,69 € 1.219,27 € 1.219,27 € - 4.864,58 €
9 2.430,38 € 1.171,66 € 1.258,72 € 1.258,72 € - 3.605,86 €
10 2.494,50 € 1.195,09 € 1.299,41 € 1.299,41 € - 2.306,44 €
11 2.560,38 € 1.218,99 € 1.341,38 € 1.341,38 € - 965,06 €
12 2.628,04 € 1.243,37 € 1.384,67 € 1.384,67 € 419,61 €
13 2.697,56 € 1.268,24 € 1.429,32 € 1.429,32 € 1.848,93 €
14 2.768,98 € 1.293,61 € 1.475,37 € 1.475,37 € 3.324,30 €
15 2.842,34 € 1.319,48 € 1.522,86 € 1.522,86 € 4.847,16 €
16 2.917,72 € 1.345,87 € 1.571,85 € 1.571,85 € 6.419,01 €
17 2.995,15 € 1.372,79 € 1.622,37 € 1.622,37 € 8.041,38 €
18 3.074,71 € 1.400,24 € 1.674,47 € 1.674,47 € 9.715,85 €
19 3.156,45 € 1.428,25 € 1.728,21 € 1.728,21 € 11.444,06 €
20 3.240,43 € 1.456,81 € 1.783,62 € 1.783,62 € 13.227,68 €
21 3.326,72 € 1.485,95 € 1.840,77 € 1.840,77 € 15.068,45 €
22 3.415,38 € 1.515,67 € 1.899,71 € 1.899,71 € 16.968,17 €
23 3.506,47 € 1.545,98 € 1.960,49 € 1.960,49 € 18.928,66 €
24 3.600,07 € 1.576,90 € 2.023,17 € 2.023,17 € 20.951,83 €
25 3.696,25 € 1.608,44 € 2.087,81 € 2.087,81 € 23.039,64 €
Tabla 8. Datos Análisis Económico Propuesta 2
El periodo de retorno de la inversión, es de 11,70 años.
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3 – SOLAR FOTOVOLTAICA
Año Factura energética
Actual (€) Factura energética
Futura (€) Ahorro anual
(€) Resultado anual (€)
Resultado acumulado(€)
0 -19.339,54 €
1 1.924,71 € 16,38 € 1.908,33 € -1.373,62 € -20.713,17 €
2 2.020,95 € 23,38 € 1.997,56 € -1.284,39 € -21.997,55 €
3 2.121,99 € 30,52 € 2.091,47 € -1.190,48 € -23.188,03 €
4 2.228,09 € 37,81 € 2.190,29 € -1.091,66 € -24.279,69 €
5 2.339,50 € 45,23 € 2.294,26 € -987,69 € -25.267,38 €
6 2.456,47 € 52,81 € 2.403,66 € -878,29 € -26.145,67 €
7 2.579,30 € 60,54 € 2.518,76 € -763,19 € -26.908,86 €
8 2.708,26 € 68,42 € 2.639,84 € 2.639,84 € -24.269,02 €
9 2.843,67 € 76,46 € 2.767,21 € 2.767,21 € -21.501,81 €
10 2.985,86 € 84,67 € 2.901,19 € 2.901,19 € -18.600,62 €
11 3.135,15 € 93,03 € 3.042,12 € 3.042,12 € -15.558,50 €
12 3.291,91 € 101,56 € 3.190,34 € 3.190,34 € -12.368,16 €
13 3.456,50 € 110,27 € 3.346,24 € 3.346,24 € -9.021,93 €
14 3.629,33 € 119,15 € 3.510,18 € 3.510,18 € -5.511,74 €
15 3.810,79 € 128,20 € 3.682,59 € 3.682,59 € -1.829,15 €
16 4.001,33 € 137,44 € 3.863,90 € 3.863,90 € 2.034,75 €
17 4.201,40 € 146,86 € 4.054,54 € 4.054,54 € 6.089,29 €
18 4.411,47 € 156,47 € 4.255,00 € 4.255,00 € 10.344,29 €
19 4.632,05 € 166,27 € 4.465,78 € 4.465,78 € 14.810,07 €
20 4.863,65 € 176,27 € 4.687,38 € 4.687,38 € 19.497,45 €
21 5.106,83 € 186,47 € 4.920,36 € 4.920,36 € 24.417,81 €
22 5.362,17 € 196,87 € 5.165,30 € 5.165,30 € 29.583,12 €
23 5.630,28 € 207,48 € 5.422,80 € 5.422,80 € 35.005,92 €
24 5.911,79 € 218,30 € 5.693,50 € 5.693,50 € 40.699,42 €
25 6.207,38 € 229,34 € 5.978,05 € 5.978,05 € 46.677,46 €
Tabla 9. Datos Análisis Económico Propuesta 3
El periodo de retorno de la inversión, es de 15,47 años.
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2.13.5 Discusión
A continuación se muestran los resultados del análisis económico para las 3
propuestas:
Propuesta Inversión Demanda cubierta Periodo de retorno 1 - Biomasa 40.747,88 € Calefacción y ACS (100 %) 6,37 2 - Solar Térmica 6.220,93 € ACS (100 %) 11,70 3 - Solar FV 19.339,54 € Electricidad o Refrigeración (16 %) 15,47
Tabla 10. Resultados Análisis Económico de las Propuestas
Se puede ver en la tabla que la propuesta 1 (Biomasa) es la que tiene una
amortización más rápida, aunque requiere una inversión fuerte. Se ha de tener en cuenta
que cubre al 100 % las demandas de ACS y Calefacción. Es posible variar el precio de
compra de la materia prima, de modo que se puede conseguir residuo maderero de
procesos industriales cercanos, a menor precio que la astilla, aunque la humedad puede
ser mayor.
La propuesta 3 (Fotovoltaica) tiene una amortización muy lenta. Además, cabe
citar que la incertidumbre jurídica y reglamentaria que actualmente existe sobre la
generación fotovoltaica, puede producir cambios inminentes en el precio de venta del
kWh, parámetro crucial para el análisis que se presenta, por lo que la amortización
puede variar de manera significativa.
Aunque se ha realizado el análisis económico de las 3 propuestas por separado, es
posible realizar análisis conjuntos, ya que las propuestas son compatibles entre sí.
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2.14 A�ÁLISIS AMBIE�TAL
La energía consumida en las diferentes instalaciones, tiene un impacto variable
según la procedencia de la fuente de energía. Según esto, se debe diferenciar la energía
final como la energía disponible en el punto de consumo, y la energía primaria como la
energía contenida en la fuente de energía de origen antes de ser transformada.
En este sentido, a nivel ambiental, es muy importante recordar que toda energía no
renovable, lleva asociada consigo una cierta cantidad de emisiones de CO2. Esta
circunstancia, es lógica, ya que las fuentes de energía no renovables, emiten gran
cantidad de CO2 en las combustiones. Es por esto que a nivel ambiental, es preferente el
uso de energías renovables.
A continuación se presenta para cada propuesta estudiada, la energía final y
primaria anual, además de las emisiones de CO2:
Propuesta 1
E.final (kWh)
Conversión (E pri/E final)
E.primaria (kWh)
Conversión (kgCO2/kWh·año)
Emisiones contaminantes (kgCO2/año)
Gasóil 183.335 1,179 216.152 0,287 62.036 Biomasa 165.782 1,003 166.279 0 0
Tabla 11. Datos Análisis Ambiental Propuesta 1
Propuesta 2
E.final (kWh)
Conversión (E pri/E final)
E.primaria (kWh)
Conversión (kgCO2/kWh·año)
Emisiones contaminantes (kgCO2/año)
Gasóil 11.554 1,179 13.622 0,287 3.910 Solar 9.821 1,003 9.850 0 0
Tabla 12. Datos Análisis Ambiental Propuesta 2
Propuesta 3
E.final (kWh)
Conversión (E pri/E final)
E.primaria (kWh)
Conversión (kgCO2/kWh·año)
Emisiones contaminantes (kgCO2/año)
Red Elec. 12.831 2,461 31.577 0,649 20.494 Solar 12.831 1,003 12.869 0 0
Tabla 13. Datos Análisis Ambiental Propuesta 3
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PARA HOTEL SITUADO EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
Jaime Martínez Gómez | Agosto 2014 MEMORIA 34 de 68
RESUMEN
Ahorro Energía Primaria (kWh/año)
Emisiones evitadas (kgCO2/año)
1 - Biomasa 49.873 62.036 2 - Solar Térmica 3.772 3.910 3 - Solar FV 18.708 20.494
Tabla 14. Resultados Análisis Ambiental de las Propuestas
Como se puede ver en la tabla resumen, las 3 propuestas de energías renovables
producen un ahorro significativo de energía primaria y evitan gran cantidad de
emisiones de CO2 al año, respecto al consumo actual con energías no renovables.
2.15 RESUME� Y CO�CLUSIO�ES
Con todo lo que antecede, se considera suficientemente detallado el estudio
técnico en cuanto a información, documentación y justificación técnica, quedando el
técnico dispuesto para aclarar cuantas dudas pudieran surgir al respecto.
Logroño, 31 de Agosto de 2014
El estudiante de Ingeniería Industrial
Fdo.: Jaime Martínez Gómez
35 de 68
PROYECTO FIN DE CARRERA
ESTUDIO TÉCNICO-ECONÓMICO BASADO EN
ENERGÍAS RENOVABLES PARA HOTEL SITUADO
EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
3 A�EXOS
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR INGENIERÍA INDUSTRIAL
Titulación: Ingeniería Industrial
Alumno: D. Jaime Martínez Gómez
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3.1 A�EXO A–CALIFICACIÓ� E�ERGÉTICA ACTUAL
El edificio analizado en este estudio, ha sido objeto recientemente de una
operación de compraventa (Noviembre 2013). Esta circunstancia obligó a su anterior
propietario a emitir un certificado de eficiencia energética, cuyos parámetros más
importantes se muestran a continuación.
Calificación Energética del Edificio Existente
Figura A.1. Calificación Energética Actual
Demanda Energética de Calefacción y Refrigeración
Figura A.2. Demanda Energética Calefacción y Refrigeración
Consumo de Energía Primaria
Figura A.3. Consumo de Energía Primaria
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3.2 A�EXO B–I�STALACIÓ� DE BIOMASA
Se instalará una caldera de biomasa en el cuarto de instalaciones, sustituyendo a la
caldera de gasóleo existente en la actualidad, para dar servicio a la instalación de
calefacción y a la instalación de agua caliente sanitaria (ACS).
3.2.1 Cargas térmicas de la instalación
Es preciso conocer las cargas térmicas del edificio, para poder seleccionar la caldera
adecuada que suministre calor a la calefacción. Se deberán tener en cuenta las
siguientes.
- Cargas térmicas por transmisión.
- Cargas térmicas por ventilación.
- Cargas térmicas por ACS.
CARGAS TÉRMICAS POR TRANSIMISIÓN
Las cargas térmicas por transmisión, hacen referencia principalmente a los flujos de
energía (pérdida de calor) a través de los cerramientos que conforman la envolvente del
edificio, como consecuencia de un salto térmico entre el interior y el exterior.
A continuación se determinarán las cargas térmicas de la situación más desfavorable
(cargas térmicas extremas), para poder así conocer cuál es la potencia máxima (kW) que
deberá suministrar la caldera, manteniendo la temperatura de confort en el interior.
8. = 9 · : · �;6<= − ;>?=�. A
Q carga térmica por transmisión (W)
S superficie del cerramiento o hueco (m2)
U transmitancia térmica del cerramiento o hueco (W/m2·Cº)
Tint temperatura interna de confort en invierno. 21 ºC
Text temperatura exterior mínima. -0,6 ºC
f factor solar según orientación del cerramiento o hueco
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�ombre Tipo S (m2) U (W/m2·C) Orientación Coef. Solar Q (W)
Cubierta_PB Cubierta 68,67 0,48 S 1 711,97 Cubierta_P1 Cubierta 515,19 0,48 S 1 5.341,49
Muro_01 Fachada 52,80 0,82 NO 1,15 1.075,47 Muro_02 Fachada 13,50 0,82 SO 1,05 251,07 Muro_03 Fachada 18,00 0,82 NO 1,15 366,64 Muro_04 Fachada 37,80 0,82 NO 1,15 769,94 Muro_05 Fachada 23,10 0,82 SO 1,05 429,60 Muro_06 Fachada 14,40 0,82 SO 1,05 267,81 Muro_07 Fachada 63,60 0,82 O 1,1 1.239,13 Muro_08 Fachada 103,20 0,82 S 1 1.827,88 Muro_09 Fachada 48,60 0,82 E 1,1 946,88 Muro_10 Fachada 16,20 0,82 SE 1,05 301,28 Muro_11 Fachada 13,80 0,82 SO 1,05 256,65 Muro_12 Fachada 55,80 0,82 SE 1,05 1.037,75 Muro_13 Fachada 103,20 0,82 NE 1,15 2.102,06 Muro_14 Fachada 55,80 0,82 NO 1,15 1.136,58 Muro_15 Fachada 10,80 0,82 SO 1,05 200,85 Muro_16 Fachada 11,40 0,82 NO 1,15 232,20 Muro_17 Fachada 43,80 0,82 NE 1,15 892,15
Suelo Suelo 606,50 0,61 S 1 7.991,24
Ventana_1 Hueco 5,76 3,38 NO 1,15 483,60 Puerta_1 Hueco 3,60 3,38 NO 1,15 302,25
Ventana_2 Hueco 1,44 3,38 SO 1,05 110,39 Ventana_4 Hueco 2,88 3,38 NO 1,15 241,80 Puerta_4 Hueco 3,60 2,26 NO 1,15 202,10
Ventana_5 Hueco 1,44 3,38 SO 1,05 110,39 Ventana_6 Hueco 1,44 3,38 SO 1,05 110,39 Ventana_7 Hueco 4,32 3,38 O 1,1 346,93 Puerta_7 Hueco 1,80 2,26 O 1,1 96,66
Ventana_8 Hueco 11,52 3,38 S 1 841,05 Puerta_8_Mad Hueco 3,60 2,26 S 1 175,74 Puerta_8_Met Hueco 10,80 3,38 S 1 788,49
Ventana_9 Hueco 5,76 3,38 E 1,1 462,58 Ventana_13 Hueco 11,52 3,38 NE 1,15 967,21 Puerta_13 Hueco 14,40 3,38 NE 1,15 1.209,01
Ventana_12 Hueco 1,44 3,38 SE 1,05 110,39 Ventana_14 Hueco 1,44 3,38 NO 1,15 120,90 Puerta_16 Hueco 1,80 2,26 NO 1,15 101,05
Ventana_17 Hueco 1,44 3,38 NE 1,15 120,90 Puerta_17 Hueco 1,80 2,26 NE 1,15 101,05
Tabla B.1. Cargas térmicas por transmisión (envolvente y huecos)
La carga térmica total por transmisión), es de 34,38 kW.
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CARGA TÉRMICA POR VENTILACIÓN
Las cargas térmicas por ventilación, son las que se producen en el circuito de
ventilación de aire primario, como consecuencia del calor que absorbe dicho aire en su
camino de extracción hacia el exterior.
Según el Reglamento de Instalaciones Técnicas en Edificio (RITE), en su
instrucción IT.1.1 “Exigencia de Bienestar e Higiene”, se establecen categorías de
calidad del aire interior en función del uso de los edificios. Para el caso que nos ocupa:
IDA 2 (aire de buena calidad): locales comunes en hoteles.
IDA 3 (aire de calidad media): habitaciones de hoteles.
El caudal mínimo de aire exterior de ventilación, se calcula por el método
indirecto (método A), según el cual se establece un caudal de aire por persona en
función de la calidad del aire antes mencionada:
Tabla B.2. Caudal mínimo de aire en función de la calidad ambiental
El caudal mínimo que corresponde en este caso, es de 12,5 dm3/s.
El número de personas que puede ocupar el edificio en la situación más
desfavorable, se estima en 60 puesto que, aunque la ocupación máxima de habitaciones
es de 26 personas, hay que tener en cuenta al personal de servicios y a los clientes que
pueda haber en el bar/cafetería.
� = �B>CDE<F · G��1���ó� = 12,5 0�M/� · 1�� · 60 1�� = 7500�M/� = 2.700 �M/ℎ
Una vez que se conoce el caudal mínimo de aire, podemos calcular el flujo de
calor que evacúa hacia el exterior (carga térmica):
8R = � · �>DB · �;6<= − ;>?=� · 4,186/3.600
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Q carga térmica por ventilación (kW)
C caudal mínimo de aire exterior de ventilación (m3/h)
U calor específico del aire, 0,29 kcal/m3·Cº
Tint temperatura interna de confort en invierno. 21 ºC
Text temperatura exterior mínima. -0,6 ºC
La carga térmica por ventilación resultante, es de 19,67 kW.
CARGA TÉRMICA POR ACS
La instalación de ACS, en el caso más desfavorable (mes de Enero), tendrá una
demanda energética diaria de 72,16 kWh (ver apartado 3.3.1. del Anexo C). La carga
térmica de ACS, dependerá por tanto del tiempo en el que se desee suministrar la citada
demanda. Conviene estimar un tiempo bajo, ya que tratándose del mes de Enero se
prevé que pueda haber un alto número de clientes demandando agua caliente de manera
simultánea. Se estima el tiempo en 1,5 horas. Por lo tanto, se tiene:
8#3(��V� = W����0�#3(��Vℎ���ℎ�
Resultando una carga térmica de 48,11 kW (perdidas de acumulación incluidas).
CARGA TÉRMICA TOTAL
La carga térmica total, es la suma de las 3 cargas calculadas: 8.�.# = 8. + 8R + 8#3( = 34,38 + 19,67 + 48,11 = YZ[, Y\ ]^
La caldera seleccionada es el modelo HERZ FIREMATIC 130, con una
potencia térmica de 130 kW, rendimiento superior al 94% y capacidad para quemar
pellet o astilla.
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Figura B.1. Caldera de Biomasa con depósito de cenizas
Figura B.2. Instalación de Biomasa
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3.2.2 Demanda energértica y suministro
Para determinar la demanda energética que deberá satisfacer la caldera de biomasa,
se deberán tener en cuenta las cargas que deberá alimentar:
- Demanda anual de calefacción.
- Demanda anual de ACS.
- Demanda anual de calefacción por pérdidas en la ventilación.
DEMANDA DE CALEFACCIÓN
La demanda anual de calefacción se ha calculado mediante el software LIDER-
CALENER. Proporcionando los datos de la envolvente y los huecos correspondientes,
da como resultado la demanda energética de calefacción, que resulta 47.229 kWh.
DEMANDA DE ACS
La demanda anual de ACS es calculada en el Anexo C de este documento, y resulta
23.675 kWh.
DEMANDA DE VENTILACIÓN (pérdidas de calefacción)
Las pérdidas de calefacción por ventilación, se han contemplado anteriormente en
este capítulo, para calcular la carga térmica. En aquel caso se tenía en cuenta una
situación límite con una ocupación teórica de 60 personas. Para conocer la demanda
anual no interesa conocer la ocupación límite, puesto que se va a dar en casos puntuales
con relativa frecuencia. Para la demanda energética, se tomara por tanto una ocupación
media anual, que se estima en 30 personas (clientes+personal) a lo largo de todo el año.
Para esta ocupación media teórica anual, resulta un caudal de aire por persona de
1.350 m3/h. Utilizando la misma fórmula que en el apartado, la carga térmica para este
caudal de aire, será de 9,83 kW. La demanda anual corresponde al producto de la carga
térmica calculada por las horas del año, 8,640. El resultado es 84931 kWh.
DEMANDA TOTAL
La demanda total de energía que deberá satisfacer la caldera de biomasa, es la suma
de las 3 demandas anteriores: 155.835 kWh
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Para conocer la demanda de energía primaria proveniente de la biomasa (astilla o
pellet) necesaria para satisfacer la energía útil (final) recién calculada, se deberá tener en
cuenta el rendimiento de la caldera:
_��� í����*#(# = _��� í� ú���b3Fcd>CF_�6EeFDF = 155.835 �Vℎ
94 % = 165.782 �Vℎ
Se va a estimar que la astilla almacenada mantenga una humedad media del 20%.
Con esta cantidad de humedad, la astilla para biomasa posee un poder calorífico (PCI)
de 4,1127 kWh/kg. Según esto la cantidad de biomasa (astilla) necesaria es:
f������#D=6ccF = _�� í����*#(#��' = 165.782 �Vℎ4,1127 �Vℎ � ⁄ = 40.310 �
SILO ALMACENAJE
El Reglamento de instalaciones térmicas en edificios (RITE) obliga a proveer un
espacio de almacenaje para la biomasa, equivalente a 14 días de suministro.
Sabiendo que el consumo anual de biomasa es de 40.310 kg, y considerando que la
caldera funcionará un periodo equivalente a 180 días por año, el consumo diario
resultante es de 223,9 kg de biomasa. El equivalente a 14 días, resulta 3.135 kg.
Considerando una densidad de biomasa aproximada (astilla) de 300 kg/m3, el
volumen mínimo requerido será 10,45 m3. El silo necesitará un espacio libre para que la
biomasa pueda moverse sin apelmazarse, por lo que se aumentará en un 20% el
volumen calculado, resultando un volumen final para el silo de 12,54 m3.
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3.2.3 Calificación Energética posterior
Tras la instalación de biomasa, la calificación energética obtenida es la
siguiente:
Figura B.3. Calificación Energética posterior a la propuesta de Biomasa
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3.3 A�EXO C-I�STALACIÓ� SOLAR TÉRMICA
Se instalará un conjunto de 5 paneles solares térmicos en la cubierta plana del
edificio, para captar energía solar térmica y satisfacer la demanda de ACS.
3.3.1 Demanda anual ACS
Para el cálculo de la demanda, a efectos de dimensionamiento de la instalación solar
térmica, principalmente se tendrá en cuenta el procedimiento descrito en el apartado 4
del documento básico DB-HE4 del CTE.
Según esto, la demanda anual depende del criterio de demanda (uso) actual del
edificio, que es Hotel ***. El valor correspondiente es de 41 litros/p·dia.
En los planos 1 y 2, donde se muestra la distribución y uso de las instancias del
hotel, se observan un total de 13 habitaciones de tipo doble (2 p/hab). Por lo tanto,
tendremos una ocupación teórica de 26 personas. La demanda diaria de ACS:
W4�# = 26 1 · 41 ������ 1 · 0��⁄ = 1.066 ������ 0��⁄ = 1,066 �M 0��⁄ Para determinar la demanda energética anual para ACS, se debe tener en cuenta que
la temperatura del agua fría que calentará la instalación, será diferente dependiendo de
la época del año. Es por ello que se establece una temperatura media diaria para cada
mes del año (Anexo B – DB-HE4). Por tanto se calcula la demanda energética mensual
según la siguiente relación:
8*g( = h · iW4�# · j · � · k;C>l − ;#mn3600 + ���0�0��o
QMES Demanda energética mensual para ACS (kWh/mes)
N Número de días del mes
DDIA Demanda diaria de ACS (m3/dia)
C Calor específico del agua, 4,18 kJ/kg·Cº
ρ Densidad del agua, 1000 kg/m3
Tref Temperatura de referencia, 60 ºC
TAF Temperatura media mensual de agua fría, según zona.
Pérdidas Energía pérdida por distribución y acumulación, 10%
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Mes Tª agua fría (ºC) dias Q (kWh/dia) Q (kWh/mes) Enero 7 31 72,16 2.236,98 Febrero 8 28 70,80 1.982,37 Marzo 10 31 68,08 2.110,35 Abril 11 30 66,71 2.001,43 Mayo 13 31 63,99 1.983,73 Junio 16 30 59,91 1.797,20 Julio 18 31 57,18 1.772,70 Agosto 18 31 57,18 1.772,70 Septiembre 16 30 59,91 1.797,20 Octubre 13 31 63,99 1.983,73 Noviembre 10 30 68,08 2.042,28 Diciembre 8 31 70,80 2.194,77
Tabla C.1. Demanda Energética mensual de ACS
La demanda energética anual para ACS, es de 23.675 kWh/año
3.3.2 Caudal punta de ACS
Es necesario prever una demanda máxima instantánea de ACS. Para resolverlo se
debe calcular el caudal instantáneo en todos los puntos de consumo y sumarlos,
aplicando coeficientes de simultaneidad.
Según el documento básico DB-HS4 “Instalaciones de salubridad: Suministro de
agua” del CTE, se determinan los caudales instantáneos de ACS para cada tipo de
aparato. Para el hotel se tienen los siguientes:
- Bañera 0,2
- Lavabo 0,065
- Bidé 0,065
- Ducha 0,1
- Fregadero no doméstico 0,2
- Lavavajillas industrial 0,2
- Lavadora industrial 0,4
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La guía técnica de ACS del IDAE, proporciona un método de cálculo refrendado a
su vez por la norma UNE 149.201/07, según la cual el caudal instantáneo (punta) viene
dado por la siguiente fórmula:
83 = ! · �8.�� + �
QC Caudal simultáneo de cálculo (l/s)
A,B,C Coeficientes según tipo de edificio, caudal total y caudal máximo
QT Cauda total de los puntos de consumo
Tipo C.unitario
(l/s) unidades
C.total (l/s)
Bañera 0,2 26 5,2 Lavabo 0,065 26 1,69 Bidé 0,065 26 1,69 Ducha (personal servicio) 0,1 2 0,2 Fregadero no doméstico 0,2 1 0,2 Lavavajillas industrial 0,2 1 0,2 Lavadora industrial 0,4 1 0,4
Tabla C.2. Consumos instantáneos de ACS
Se tendrá entonces un cauda total QT de 9,58 l/s
El caudal máximo unitario QU es de 0,4 l/s, y corresponde a la lavadora industrial. Por
tanto, los coeficientes que corresponden son:
A = 0,682 // B = 0,450 // C = -0,140
83 = 0,682 · �9,58�p,qrp − 0,140 = 1,745 �/�
En la situación más desfavorable, se tendrá un caudal punta de 1,745 l/s.
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3.3.3 Contribución solar mínima para ACS
El documento básico DB-HE4 del CTE “Contribución solar mínima de ACS”, exige
que la instalación solar térmica deba aportar un porcentaje mínimo de la demanda
energética anual para ACS. Dicho porcentaje mínimo viene dado por la zona climática
en la que se encuentra el edificio y por la demanda diaria de ACS, según la siguiente
tabla:
Tabla C.3. Porcentaje mínimo exigido de contribución solar para ACS
La zona climática se indica en el documento de apoyo DA DB-HE1 del CTE
“Zonificación climática en función de la radiación solar global media diaria anual”.
Logroño se encuentra en la Zona III.
La demanda diaria de ACS se ha calculado en el anterior apartado, y es de 1.066
litros/día.
Por lo tanto, el porcentaje mínimo de contribución solar, es del 40% de la
demanda energética anual para ACS. La demanda energética anual ha sido calculada en
el apartado anterior y es de 23.675 kWh/año, resulta una contribución mínima de:
������s���ó� ���#3( = W����0� #-)# · % = 23.675 · 40% = 9.470 �Vℎ/�ñ�
La instalación solar térmica, deberá generar entonces una energía mínima anual de
9.470 kWh/año.
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3.3.4 Diseño y Dimensionamiento de la instalación
El diseño de la instalación solar fotovoltaica, comienza por calcular la superficie
de captación que genere la energía necesaria para satisfacer la contribución solar
mínima requerida. Según esto, se tiene:
_u = /p · � · A · h
Ep energía mensual generada (kWh/m2)
R0 radiación solar media diaria sobre superficie horizontal (kWh/m2·día)
i factor de producción por inclinación de los paneles a 35º (CENSOLAR)
f factor de pérdidas y rendimiento del módulo solar, (0,94 · 74,6%)
N número de días del mes
MES R(0) [kWh/m2] i f (%) � Ea (kWh/m2·mes) Enero 1,77 1,39 0,70 31 53 Febrero 2,66 1,30 0,70 28 68 Marzo 4,07 1,19 0,70 31 105 Abril 4,98 1,08 0,70 30 113 Mayo 5,85 1,00 0,70 31 127 Junio 6,80 0,97 0,70 30 139 Julio 7,05 1,00 0,70 31 153 Agosto 6,13 1,09 0,70 31 145 Septiembre 4,76 1,23 0,70 30 123 Octubre 3,07 1,40 0,70 31 93 �oviembre 1,97 1,51 0,70 30 63 Diciembre 1,54 1,48 0,70 31 50
Tabla C.4. Datos captación de energía por paneles solares térmicos
La energía anual generada por superficie, es de 1.233 kWh/m2·año
Los datos de Radiación solar media diaria, han sido extraídos del “Atlas de
Radiación Solar en España utilizando datos del SAF de Clima de EUMETSAT” tal y
como se recomienda en el apartado 4.2 del documento básico DB-HE4.
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La radiación solar diaria media anual para, es de 4,22 kWh/m2, por lo que se
cumple el criterio de radiación mínima según zona climática:
Una vez que se conoce la energía producida por metro cuadrado de superficie de
captación, se puede averiguar la superficie necesaria para satisfacer la contribución solar
mínima:
93#u.#3�Ó- = ������s���ó� ���#3(_u = 9.470 �Vℎ/�ñ�1.233 �Vℎ/�w · �ñ� = 7,68 �w
La superficie de captación efectiva del módulo solar, es de 1,77 m2. La cantidad de
módulos solares viene dada por: �º �ó0���� = 93#u.#3�Ó-9*�4)� = 7,68 �w
1,77 �w/�ó0��� = 4,34 �ó0���� ≈ 5 �ó0����
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La energía generada por los 5 módulos solares será:
_u_.�.# = 5 �ó0���� · 1,77 �w�ó0��� · 1.233 �Vℎ
�w · �ñ� = 10.912 �Vℎ/�ñ�
En el apartado 3.4.1. del Anexo D, se indican las pérdidas en paneles solares por
orientación e inclinación. Para 35ª se obtendrán unas pérdidas máximas del 10%. Por
otra parte, se observa que los edificios colindantes que están situados en la orientación
Sur del edificio, son de la misma altura que este, por lo que no arrojan sombras
apreciables. Los módulos solares tampoco arrojan sombras sobre sí mismos, ya que
todos serán colocados en una única fila. En definitiva, se obtienen unas pérdidas
máximas del 10%, resultando una energía útil de 9.821 kWh/año.
3.3.5 Calificación Energética posterior
Tras la instalación solar térmica, la calificación energética obtenida es la
siguiente:
Figura C.1. Calificación Energética posterior a la propuesta de Solar Térmica
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PARA HOTEL SITUADO EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
Jaime Martínez Gómez | Agosto 2014 A�EXOS 52 de 68
3.4 A�EXO D–I�STALACIÓ� SOLAR FOTOVOLTAICA
Se instalará un conjunto de paneles solares fotovoltaicos en la cubierta plana del
edificio, con una pequeña estructura metálica que los mantenga inclinados un ángulo
óptimo para maximizar la captación de radiación solar.
La distribución de los paneles sobre la cubierta, se puede ver en el plano nº2.
3.4.1 Párámetros de instalación
ORIENTACIÓN E INCLINACIÓN ÓPTIMA
Se instalarán los paneles en la cubierta orientados hacia el sur (azimut = 0º) y con
una inclinación óptima. La inclinación óptima, se determina según el siguiente gráfico
(IDAE), en el que conocido el ángulo de azimut, se pueden determinar los ángulos de
inclinación (β) máximos y mínimos para mantener las pérdidas de captación dentro de
un rango determinado:
Figura D.1. Gráfico para el cálculo de las pérdidas por orientación e inclinación
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PARA HOTEL SITUADO EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
Jaime Martínez Gómez | Agosto 2014 A�EXOS 53 de 68
En el gráfico se puede observar que para un ángulo de azimut de 0º, La inclinación
óptima se es 35º. En esta franja, las pérdidas máximas por orientación e inclinación, son
del 10%.
DISTANCIA MÍNIMA ENTRE MÓDULOS
La sombra puede crearse bien por obstáculos, bien por otros paneles contiguos.
En este caso, no existen sombras apreciables sobre la cubierta, puesto que las
edificaciones del entorno más próximo, tienen la misma altura. En cambio, sí van a
existir sombras provocadas por otros paneles próximos, lo que propiciará una
separación determinada entre filas.
Figura D.2. Esquema de distancias entre filas de paneles solares
La distancia d, medida sobre la horizontal, entre unas filas de módulos obstáculo, de
altura h, que pueda producir sombras sobre la instalación deberá garantizar un mínimo
de 4 horas de sol en torno al mediodía del solsticio de invierno (21 de diciembre). Esta
distancia d será superior al valor obtenido por la expresión:
d = h / tan (61° – latitud) = 0,994 / tan (61 º - 42 º) = 2,886 m
3.4.2 Producción de energía
Para la estimación de la producción energética obtenida se tiene en cuenta la
siguiente expresión recomendada por el IDAE:
_u = zde�{, |� · �eB · �/z3g*
Ep energía entregada por el generador en kWh/dia
Pmp potencia pico del generador, 43 x 0,230 = 9,89 kW
GCEM radiación obtenida en condiciones estándar de medida, 1 kW/m2
PR performance ratio, valor medio 0,8.
Gdm(α,β) es la radiación captada por el generador inclinado. Ver tablas pliego IDAE.
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Jaime Martínez Gómez | Agosto 2014 A�EXOS 54 de 68
MES Gdm(0) [kWh] Gdm(α,β) [kWh] Ep (kWh/dia) Ep (kWh/mes) Enero 1,56 2,16 17,11 530
Febrero 2,44 3,18 25,14 704
Marzo 3,81 4,53 35,83 1.111
Abril 4,61 4,98 39,40 1.182
Mayo 5,33 5,33 42,20 1.308
Junio 5,94 5,77 45,62 1.369
Julio 6,47 6,47 51,21 1.587
Agosto 5,78 6,30 49,83 1.545
Septiembre 4,50 5,54 43,79 1.314
Octubre 2,97 4,16 32,92 1.021
�oviembre 1,89 2,85 22,57 677
Diciembre 1,33 1,97 15,61 484
Promedio 3,89 4,44 35,10
Tabla D.1. Datos captación de energía por paneles solares fotovoltaicos
La energía total captada (Ep), resulta 12.832 kWh/año
Con la energía eléctrica generada, se ha cubierto el 16,1% de la demanda anual, que
según facturación, es de 79.699 kWh.
3.4.3 Calificación Energética posterior
Tras la instalación fotovoltaica, la calificación energética obtenida es la
siguiente:
Figura D.3. Calificación Energética posterior a propuesta Solar Fotovoltaica
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PARA HOTEL SITUADO EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
Jaime Martínez Gómez | Agosto 2014 A�EXOS 55 de 68
3.5 A�EXO E–JUSTIFICACIÓ� DB-HE1 (LIDER)
HE-1
Opción
General
ProyectoHotel_1
LocalidadLogroño
ComunidadLa Rioja
Fecha: 03/09/2014 Ref: 3CA7B112816D39C Página: 1
1. DATOS GENERALES
Nombre del Proyecto
Localidad Comunidad Autónoma
Dirección del Proyecto
Autor del Proyecto
Autor de la Calificación
E-mail de contacto Teléfono de contacto
Tipo de edificio
Hotel_1
Logroño La Rioja
Av. de Burgos, 113
Jaime Martínez Gómez
UR
[email protected] 629187550
Terciario
2. CONFORMIDAD CON LA REGLAMENTACIÓN
El edificio descrito en este informe CUMPLE con la reglamentación establecida por el códigotécnico de la edificación, en su documento básico HE1.
RefrigeraciónCalefacción
% de la demanda de Referencia 95,299,9
Proporción relativa calefacción refrigeración 27,672,4
En el caso de edificios de viviendas el cumplimiento indicado anteriormente no incluye la comprobación de la transmitancialímite de 1,2 W/m²K establecida para las particiones interiores que separan las unidades de uso con sistema de calefacción previsto en el proyecto, con las zonas comunes del edificio no calefactadas.
HE-1
Opción
General
ProyectoHotel_1
LocalidadLogroño
ComunidadLa Rioja
Fecha: 03/09/2014 Ref: 3CA7B112816D39C Página: 2
3. DESCRIPCIÓN GEOMÉTRICA Y CONSTRUCTIVA
3.1. Espacios
Altura(m)
Área(m²)
Clasehigrometria
UsoPlantaNombre
P01_E01 P01 Intensidad Media - 24h 3 630,75 3,00
P02_E02 P02 Intensidad Media - 24h 3 529,67 3,00
3.2. Cerramientos opacos
3.2.1 Materiales
Just.Z
(m²sPa/kg)R
(m²K/W)Cp
(J/kgK)e
(kg/m³)K
(W/mK)Nombre
Asfalto 0,700 2100,00 1000,00 - 50000 --
FR Entrevigado de EPS moldeado enrasado 1,073 1380,00 1000,00 - 60 --
Mortero de cemento o cal para albañilería y 0,800 1525,00 1000,00 - 10 --
EPS Poliestireno Expandido [ 0.037 W/[mK]] 0,038 30,00 1000,00 - 20 SI
Enlucido de yeso aislante 500 < d < 600 0,180 550,00 1000,00 - 6 --
1 pie LP métrico o catalán 60 mm< G < 80 m 0,567 1150,00 1000,00 - 10 --
MW Lana mineral [0.04 W/[mK]] 0,041 40,00 1000,00 - 1 SI
Arena y grava [1700 < d < 2200] 2,000 1450,00 1050,00 - 50 --
FU Entrevigado de hormigón aligerado -Cant 1,128 1090,00 1000,00 - 7 --
Gres calcáreo 2000 < d < 2700 1,900 2350,00 1000,00 - 20 --
3.2.2 Composición de Cerramientos
Espesor(m)
MaterialU
(W/m²K)Nombre
HE-1
Opción
General
ProyectoHotel_1
LocalidadLogroño
ComunidadLa Rioja
Fecha: 03/09/2014 Ref: 3CA7B112816D39C Página: 3
Espesor(m)
MaterialU
(W/m²K)Nombre
Cubierta 0,48 Asfalto 0,040
FR Entrevigado de EPS moldeado enrasado -Ca 0,400
Mortero de cemento o cal para albañilería y para 0,020
EPS Poliestireno Expandido [ 0.037 W/[mK]] 0,050
Enlucido de yeso aislante 500 < d < 600 0,025
Muro 0,82 Mortero de cemento o cal para albañilería y para 0,020
1 pie LP métrico o catalán 60 mm< G < 80 mm 0,240
MW Lana mineral [0.04 W/[mK]] 0,020
Enlucido de yeso aislante 500 < d < 600 0,020
Suelo 0,61 Arena y grava [1700 < d < 2200] 0,600
Asfalto 0,100
FU Entrevigado de hormigón aligerado -Canto 30 0,300
MW Lana mineral [0.04 W/[mK]] 0,030
Gres calcáreo 2000 < d < 2700 0,020
3.3. Cerramientos semitransparentes
3.3.1 Vidrios
Just.Factor solarU
(W/m²K)Nombre
VER_DC_4-12-4 2,80 0,75 SI
3.3.2 Marcos
Just.U
(W/m²K)Nombre
HE-1
Opción
General
ProyectoHotel_1
LocalidadLogroño
ComunidadLa Rioja
Fecha: 03/09/2014 Ref: 3CA7B112816D39C Página: 4
Just.U
(W/m²K)Nombre
VER_Normal sin rotura de puente térmico 5,70 --
VER_Madera de densidad media alta 2,20 --
3.3.3 Huecos
Nombre Ventana_1
Acristalamiento VER_DC_4-12-4
Marco VER_Normal sin rotura de puente térmico
% Hueco 20,00
Permeabilidad m³/hm² a 100Pa 25,00
U (W/m²K) 3,38
Factor solar 0,63
Justificación SI
Nombre Puerta_1
Acristalamiento VER_DC_4-12-4
Marco VER_Normal sin rotura de puente térmico
% Hueco 20,00
Permeabilidad m³/hm² a 100Pa 60,00
U (W/m²K) 3,38
Factor solar 0,63
Justificación SI
Nombre Puerta_2
HE-1
Opción
General
ProyectoHotel_1
LocalidadLogroño
ComunidadLa Rioja
Fecha: 03/09/2014 Ref: 3CA7B112816D39C Página: 5
Acristalamiento VER_DC_4-12-4
Marco VER_Madera de densidad media alta
% Hueco 90,00
Permeabilidad m³/hm² a 100Pa 60,00
U (W/m²K) 2,26
Factor solar 0,13
Justificación SI
3.4. Puentes Térmicos
En el cálculo de la demanda energética, se han utilizado los siguientes valores de transmitanciastérmicas lineales y factores de temperatura superficial de los puentes térmicos.
Y W/(mK) FRSI
Encuentro forjado-fachada 0,41 0,76
Encuentro suelo exterior-fachada 0,46 0,74
Encuentro cubierta-fachada 0,46 0,74
Esquina saliente 0,16 0,81
Hueco ventana 0,27 0,64
Esquina entrante -0,13 0,84
Pilar 0,77 0,64
Unión solera pared exterior 0,13 0,75
HE-1
Opción
General
ProyectoHotel_1
LocalidadLogroño
ComunidadLa Rioja
Fecha: 03/09/2014 Ref: 3CA7B112816D39C Página: 6
4. Resultados
4.1. Resultados por espacios
Refrigeración% de ref
Refrigeración% de max
Calefacción% de ref
Calefacción% de max
Nº espaciosiguales
Área(m²)
Espacios
P01_E01 630,7 1 100,0 99,6 100,0 118,3
P02_E02 529,7 1 89,5 100,2 80,9 74,0
HE-1
Opción
General
ProyectoHotel_1
LocalidadLogroño
ComunidadLa Rioja
Fecha: 03/09/2014 Ref: 3CA7B112816D39C Página: 7
5. Lista de comprobación
Los parámetros característicos de los siguientes elementos del edificio deben acreditarse en el proyecto
NombreTipo
Material EPS Poliestireno Expandido [ 0.037 W/[mK]]
MW Lana mineral [0.04 W/[mK]]
Acristalamiento VER_DC_4-12-4
ESTUDIO TÉCNICO-ECONÓMICO BASADO EN ENERGÍAS RENOVABLES
PARA HOTEL SITUADO EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
Jaime Martínez Gómez | Agosto 2014 A�EXOS 56 de 68
Logroño, 31 de Agosto de 2014
El estudiante de Ingeniería Industrial
Fdo.: Jaime Martínez Gómez
57 de 68
PROYECTO FIN DE CARRERA
ESTUDIO TÉCNICO-ECONÓMICO BASADO EN
ENERGÍAS RENOVABLES PARA HOTEL SITUADO
EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
4 PLA�OS
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR INGENIERÍA INDUSTRIAL
Titulación: Ingeniería Industrial
Alumno: D. Jaime Martínez Gómez
ESTUDIO TÉCNICO-ECONÓMICO BASADO EN ENERGÍAS RENOVABLES
PARA HOTEL SITUADO EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
Jaime Martínez Gómez | Agosto 2014 PLA�OS 58 de 68
4.1 LISTADO DE PLA�OS
En el presente documento, se presenta el listado que forman los planos utilizados
en este proyecto. El orden de los planos es el siguiente:
01 Situación
02 Emplazamiento.
03 Distribución de estancias en Planta Baja
04 Distribución de estancias en Planta Primera
05 Electricidad – Planta Baja
06 Electricidad – Planta Primera
07 Instalaciones térmicas – Planta Baja
08 Instalaciones térmicas – Planta Primera
09 Esquema Instalación Biomasa
10 Esquema Instalación Solar Térmica
11 Distribución Paneles Solares Fotovoltaicos
Logroño, 31 de Agosto de 2014
El estudiante de Ingeniería Industrial
Fdo.: Jaime Martínez Gómez
59 de 68
PROYECTO FIN DE CARRERA
ESTUDIO TÉCNICO-ECONÓMICO BASADO EN
ENERGÍAS RENOVABLES PARA HOTEL SITUADO
EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
5 PLIEGO DE
CO�DICIO�ES
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR INGENIERÍA INDUSTRIAL
Titulación: Ingeniería Industrial
Alumno: D. Jaime Martínez Gómez
60 de 68
5.1 REGLAME�TACIÓ� Y �ORMATIVA APLICABLES
A continuación se citan las normas y reglamentos contemplados en la realización
de este estudio:
• Real Decreto 314/2006, de 17 de mayo, por el que se aprueba el Código Técnico
de la Edificación (CTE) y sus documentos básicos (DB).
• Real Decreto 1027/2007, de 20 de julio, por el que se aprueba el Reglamento de
Instalaciones Térmicas en Edificios (RITE).
• Real Decreto 842/2002, de 2 de agosto, por el que se aprueba el Reglamento
Electrotécnico de Baja Tensión (REBT).
• Pliego de Condiciones Técnicas de Instalaciones de Baja Temperatura del IDAE
• Pliego de Condiciones Técnicas de Instalaciones Conectadas a Red del IDAE
Logroño, 31 de Agosto de 2014
El estudiante de Ingeniería Industrial
Fdo.: Jaime Martínez Gómez
61 de 68
PROYECTO FIN DE CARRERA
ESTUDIO TÉCNICO-ECONÓMICO BASADO EN
ENERGÍAS RENOVABLES PARA HOTEL SITUADO
EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
6 MEDICIO�ES
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR INGENIERÍA INDUSTRIAL
Titulación: Ingeniería Industrial
Alumno: D. Jaime Martínez Gómez
ESTUDIO TÉCNICO-ECONÓMICO BASADO EN ENERGÍAS RENOVABLES
PARA HOTEL SITUADO EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
Jaime Martínez Gómez | Agosto 2014 MEDICIO�ES 62 de 68
6.1 ESTADO DE MEDICIO�ES
6.1.1 Mediciones Propuesta 1 – Biomasa
Instalación Biomasa
Orden Descripción Unidades Medición Parcial
Medición Total
1.1
CALDERA BIOMASA
1 1 1
Caldera de Biomasa, modelo HERZ FIREMATIC 130. Potencia térmica de 130 kW. Rendimiento superior al 94%. Capacidad para combustión de pellets o astillas. Vaso de expansión. Depósito de cenizas.
1.2
SILO ALMACE�AJE
1 1 1
Silo para almacenaje de biomasa (astillas). Construcción de compartimento dentro de cuarto de instalaciones. Dimensiones 2,5x2,5 de base. Acondicionamiento de paredes ignífugas.
1.3 TRA�SPORTE SI�F�
1 1 1 Transporte de biomasa mediante tornillo sinfín. Motor de impulsión. Carcasa protectora.
1.4
CHIME�EA SALIDA HUMOS
1 1 1 Chimenea para evacuación de humos de la caldera, fabricada en acero inoxidable. Diámetro 180 mm. Altura 6m.
1.5
I�STALACIÓ� FO�TA�ERÍA
1 1 1 Conjunto de tuberías de conexión al depósito de inercia y a los colectores de impulsión y retorno, fabricadas en acero inoxidable, y recubiertas de aislante térmico.
1.6 MA�O DE OBRA
1 1 1 Montaje de la instalación y puesta en marcha
ESTUDIO TÉCNICO-ECONÓMICO BASADO EN ENERGÍAS RENOVABLES
PARA HOTEL SITUADO EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
Jaime Martínez Gómez | Agosto 2014 MEDICIO�ES 63 de 68
6.1.2 Mediciones Propuesta 2 – Solar Térmica
Instalación Solar Térmica
Orden Descripción Unidades Medición Parcial
Medición Total
2.1
MODULOS SOLARES TÉRMICOS
5 5 5 Modulo solar térmico modelo ECO18. 1,77 m2 de superficie de captación. Dimensiones: 1860x1056x73 mm. Rendimiento de 74,6%.
2.2 I�TERCAMBIADOR DE CALOR
1 1 1 Intercambiador de calor de placas, para instalaciones solares térmicas de ACS.
2.3 I�STALACIÓ� FO�TA�ERÍA
1 1 1 Incluye tuberías de circuito primario, montaje y acoplamiento a módulos solares.
2.4 ESTRUCTURA SOPORTE
7 7 7 Perfiles de aluminio extruido para el acoplado de los módulos. Tornillería y abrazaderas.
2.5 MA�O DE OBRA
1 1 1 Montaje de la instalación y puesta en marcha
6.1.3 Mediciones Propuesta 3 – Solar Fotovoltaica
Instalación Solar Fotovoltaica
Orden Descripción Unidades Medición Parcial
Medición Total
3.1
I�VERSOR
1 1 1 Inversor Trifásico de Conexión a Red marca KOSTAL modelo PIKO 10.1 de 10.000 Wp nominales. Dataloger integrado.
3.2
MODULOS FOTOVOLTAICOS
43 43 43 Modulo solar modelo A-230P. Potencia 230W. Policristalina celula policristalina. Dimensiones 1645x990x40
3.3 CABLEADO ELECTRICO Y PROTECCIO�ES
1 1 1 Incluye cableado de la instalación, conexiones, cuadro y protecciones.
3.4 ESTRUCTURA SOPORTE
43 43 43 Perfiles de aluminio extruido para el acoplado de los módulos aprovehando. Tornilleria y abrazaderas.
3.5 MA�O DE OBRA
1 1 1 Montaje de la instalacón y puesta en marcha
ESTUDIO TÉCNICO-ECONÓMICO BASADO EN ENERGÍAS RENOVABLES
PARA HOTEL SITUADO EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
Jaime Martínez Gómez | Agosto 2014 MEDICIO�ES 64 de 68
Logroño, 31 de Agosto de 2014
El estudiante de Ingeniería Industrial
Fdo.: Jaime Martínez Gómez
65 de 68
PROYECTO FIN DE CARRERA
ESTUDIO TÉCNICO-ECONÓMICO BASADO EN
ENERGÍAS RENOVABLES PARA HOTEL SITUADO
EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
7 PRESUPUESTO
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR INGENIERÍA INDUSTRIAL
Titulación: Ingeniería Industrial
Alumno: D. Jaime Martínez Gómez
ESTUDIO TÉCNICO-ECONÓMICO BASADO EN ENERGÍAS RENOVABLES
PARA HOTEL SITUADO EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
Jaime Martínez Gómez | Agosto 2014 PRESUPUESTO 66 de 68
7.1 PRESUPUESTO
7.1.1 Presupuesto Propuesta 1 - Biomasa
Instalación Biomasa Orden Descripción Medición Precio Importe
1.1
CALDERA BIOMASA
1 14.657,50 € 14.657,50 €
Caldera de Biomasa, modelo HERZ FIREMATIC 130. Potencia térmica de 130 kW. Rendimiento superior al 94%. Capacidad para combustión de pellets o astillas. Vaso de expansión. Depósito de cenizas.
1.2
SILO ALMACE�AJE
1 3.450,00 € 3.450,00 € Silo para almacenaje de biomasa (astillas). Construcción de compartimento dentro de cuarto de instalaciones. Dimensiones 2,5x2,5 de base. Acondicionamiento de paredes ignífugas.
1.3 TRA�SPORTE SI�F�
1 7.325,50 € 7.325,50 € Transporte de biomasa mediante tornillo sinfín. Motor de impulsión. Carcasa protectora.
1.4
CHIME�EA SALIDA HUMOS
1 1.356,75 € 1.356,75 € Chimenea para evacuación de humos de la caldera, fabricada en acero inoxidable. Diámetro 180 mm. Altura 6m.
1.5
I�STALACIÓ� FO�TA�ERÍA
1 2.335,00 € 2.335,00 € Conjunto de tuberías de conexión al depósito de inercia y a los colectores de impulsión y retorno, fabricadas en acero inoxidable, y recubiertas de aislante térmico.
1.6 MA�O DE OBRA
1 2.645,00 € 2.645,00 € Montaje de la instalación y puesta en marcha
Total Ejecución: 31.769,75 €
Beneficio Industrial (6%): 1.906,19 €
IVA (21%): 7.071,95 €
TOTAL: 40.747,88 €
ESTUDIO TÉCNICO-ECONÓMICO BASADO EN ENERGÍAS RENOVABLES
PARA HOTEL SITUADO EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
Jaime Martínez Gómez | Agosto 2014 PRESUPUESTO 67 de 68
7.1.2 Presupuesto Propuesta 2 – Solar Térmica
Instalación Solar Térmica
Orden Descripción Medición Precio Importe
2.1
MODULOS SOLARES TÉRMICOS
5 323,55 € 1.617,75 € Modulo solar térmico modelo ECO18. 1,77 m2 de superficie de captación. Dimensiones: 1860x1056x73 mm. Rendimiento de 74,6%.
2.2 I�TERCAMBIADOR DE CALOR
1 575,00 € 575,00 € Intercambiador de calor de placas, para instalaciones solares térmicas de ACS.
2.3 I�STALACIÓ� FO�TA�ERÍA
1 1.936,75 € 1.936,75 € Incluye tuberías de circuito primario, montaje y acoplamiento a módulos solares.
2.4 ESTRUCTURA SOPORTE
7 37,50 € 262,50 € Perfiles de aluminio extruido para el acoplado de los módulos. Tornillería y abrazaderas.
2.5 MA�O DE OBRA
1 458,25 € 458,25 € Montaje de la instalación y puesta en marcha
Total Ejecución: 4.850,25 €
Beneficio Industrial (6%): 291,02 €
IVA (21%): 1.079,67 €
TOTAL: 6.220,93 €
ESTUDIO TÉCNICO-ECONÓMICO BASADO EN ENERGÍAS RENOVABLES
PARA HOTEL SITUADO EN EL MUNICIPIO DE LOGROÑO (LA RIOJA)
Jaime Martínez Gómez | Agosto 2014 PRESUPUESTO 68 de 68
7.1.3 Presupuesto Propuesta 3 – Solar Fotovoltaica
Instalación Solar Fotovoltaica
Orden Descripción Medición Precio Importe
1
I�VERSOR
1 2.394,00 € 2.394,00 €
Inversor Trifásico de Conexión a Red marca KOSTAL modelo PIKO 10.1 de 10.000 Wp nominales. Dataloger integrado.
2
MODULOS FOTOVOLTAICOS
43 205,24 € 8.825,32 €
Modulo solar modelo A-230P. Potencia 230W. Policristalina celula policristalina. Dimensiones 1645x990x40
3 CABLEADO ELECTRICO Y PROTECCIO�ES
1 1.936,75 € 1.936,75 € Incluye cableado de la instalación, conexiones, cuadro y protecciones.
4 ESTRUCTURA SOPORTE
43 37,50 € 1.612,50 € Perfiles de aluminio extruido para el acoplado de los módulos aprovehando. Tornilleria y abrazaderas.
5 MA�O DE OBRA
1 309,82 € 309,82 € Montaje de la instalacón y puesta en marcha
Total Ejecución: 15.078,39 €
Beneficio Industrial (6%): 904,70 €
IVA (21%): 3.356,45 €
TOTAL: 19.339,54 €
Logroño, 31 de Agosto de 2014
El estudiante de Ingeniería Industrial
Fdo.: Jaime Martínez Gómez