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INFORME DE PROPUESTAS DE
MEJORA.
Polideportivo El Jaro.
Bº. UDIARRAGA, 81, Bajo.
48.490 – Ugao - Miraballes (Bizkaia)
AUDITORÍA ENERGÉTICA POLIDEPORTIVO EL JARO – UGAO - MIRABALLES UDALETXE
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Contenido
MEJORAS DETECTADAS EN LA AUDITORÍA ENERGÉTICA. ............................................................................................... 4
1. MEJORA 1: SUSTITUCIÓN DE CALDERA ACTUAL POR OTRA DE BIOMASA (PELLET). .......................................... 4
2. MEJORA 2. SUSTITUCIÓN DE CALDERA ACTUAL POR OTRA DE BIOMASA (ASTILLAS DE MADERA). ............. 21
3. MEJORA 3: CONTRATACIÓN ELÉCTRICA CON OTRA COMPAÑÍA DE MENOR COSTE. .................................. 25
4. MEJORA 4: CONTRATACIÓN DE GAS CON OTRA COMPAÑÍA DE MENOR COSTE. ........................................ 33
5. MEJORA 5: CUANTIFICACIÓN DE DISMINUCIÓN DE ENERGÍA EN TEMPERATURA DE AGUA DE LA PISCINA
SI SE DESCIENDE EL VALOR DE 27 A 25 ºC EN 2º C. ........................................................................................................ 36
6. MEJORA 6: CUANTIFICACIÓN DE DISMINUCIÓN DE ENERGÍA EN TEMPERATURA DEL AIRE DE LA PISCINA SI
SE DESCIENDE EL VALOR DE 31 A 27 ºC EN 4º C............................................................................................................. 39
7. MEJORA 7: INSTALAR UNA BATERÍA DE CONDENSADORES PARA ELIMINAR EL COSTE DE LA ENERGÍA
REACTIVA. .............................................................................................................................................................................. 44
8. MEJORA 8: INSTALAR MANTA TÉRMICA. REDUCCIÓN CONSUMO DE CALDERA Y EN CLIMATIZADORA DE
AIRE DE PISCINA. .................................................................................................................................................................. 52
9. MEJORA 9. CAMBIAR MOTORES A MOTOBOMBAS CALPEDA DE IMPULSIÓN DE CAUDAL DE AGUA DE LA
CALDERA. .............................................................................................................................................................................. 57
9.1. DETALLES SOBRE LOS MOTORES Y LAS BOMBAS DE LAS MOTOBOMBAS. ................................................ 59
9.2. AHORRO ECONÓMICO DE LOS MOTORES DE EFICIENCIA IE1 FRENTE A OTRO QUE TENGA IE2. ........ 62
9.3. CÁLCULO DEL RENDIMIENTO ACTUAL TRAS AVERÍAS. .................................................................................. 62
9.4. COMPARACIÓN ENTRE MOTORES DE EFICIENCIA ESTÁNDAR (IE1) CON OTROS DE ALTA EFICIENCIA.
63
9.5. CÁLCULO ESTIMATIVO DE AHORRO CON UN MOTOR DE ALTO RENDIMIENTO. MANERA FORMAL.... 63
10. MEJORA 10. DISMINUCIÓN DEL COSTE DE ENERGÍA Y AUMENTO DE LA EFICIENCIA LUMINOSA
MEDIANTE SUSTITUCIÓN DE TODAS LAS LÁMPARAS. ...................................................................................................... 67
11. MEJORA 11. DISMINUCIÓN DEL COSTE DE ENERGÍA Y AUMENTO DE LA EFICIENCIA LUMINOSA
MEDIANTE SUSTITUCIÓN DE ALGUNAS LÁMPARAS. ........................................................................................................ 72
12. CUADRO - RESUMEN DE LAS MEJORAS PROPUESTAS. ...................................................................................... 76
13. AHORRO EN COSTES ECONÓMICOS DESGLOSADOS. ..................................................................................... 77
14. AHORRO EN COSTES ENERGÉTICOS DESGLOSADOS. ....................................................................................... 77
15. INVERSIÓN TOTAL DESGLOSADA. ......................................................................................................................... 77
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16. EMISIONES DE CO2 NO EMITIDAS. ......................................................................................................................... 77
17. NOTA SOBRE EL IVA. ................................................................................................................................................ 77
18. RECOMENDACIONES FINALES. .............................................................................................................................. 78
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MEJORAS DETECTADAS EN LA AUDITORÍA ENERGÉTICA.
1. MEJORA 1: SUSTITUCIÓN DE CALDERA ACTUAL POR OTRA DE BIOMASA
(PELLET).
Se trata de sustituir la caldera actual por otra de biomasa.
La idea es sustituir el gas natural por un combustible como los pellets, que son pequeños taquitos de madera
cilíndricos de poco tamaño producto de la recogida de la masa forestal inerte que puede producir o
acrecentar los incendios en los bosques por su presencia. La caldera también puede funcionar con astillas
indiferentemente. Es por ello por lo que a las calderas de biomasa se les cataloga como de “emisión de CO2
nula”, pues la quema de esos materiales de los bosques en las calderas no supone una merma a la zona
boscosa donde están los árboles y los arbustos vivos, es decir, no se talan árboles para producir los pellets, ni
otros productos, como huesos de aceituna, astillas, etc.
Comparación de las ventajas y desventajas de usar pellet como combustible.
Ventajas.
Los pellets tienen varias ventajas respecto a la madera:
No se precisa talar árboles. Se usan desperdicios de talas, podas, o de carpinterías.
Al ser material reutilizado, es un combustible más barato.
Se puede dosificar. En las estufas de pellets es la propia caldera la que añade combustible según la
demanda de energía de forma automática de acuerdo a un control sobre la caldera.
Como no se regulan ahogándolas se produce mucho menos monóxido de carbono.
Como no hace falta meter troncos grandes, el tamaño de la caldera se puede reducir, pudiendo ser
en algunos casos portátiles y autónomas.
Es más fácil hacer las estufas programables para que se enciendan o apaguen automáticamente.
Al rellenar mejor el espacio y tener mayor densidad aparente, ocupan menos que los troncos o
ramas y caben en cualquier recipiente de cualquier forma.
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Generan una cantidad apreciable de cenizas de origen vegetal y no tóxicas que se pueden
aprovechar como abono o suplemento mineral de animales. Estas cenizas son ricas
en calcio y potasio.
Como ventajas añadidas suelen ser más baratos que los combustibles tradicionales como
el gasóleo y produce menos contaminantes (SOx y dioxinas).
Desventajas.
También ocupa más lugar que el gasoil, por lo que hace falta más sitio para almacenarlo o reponer
las existencias más veces. Existen distribuidores de pellets a nivel nacional (España) que pueden
asegurar el suministro de pellets por contrato. El espacio sí es un problema que hay que sopesar.
Como en toda combustión se crean residuos, lo cual implica una cierta cantidad apreciable de
ceniza, que según el tipo de pellets que se quemen varía en volumen.
Además de las cenizas, la combustión de los pellets también genera hollines, que se emiten a la
atmósfera en forma de micropartículas, ensuciando los humeros (hace falta deshollinarlos) y
aumentando la suciedad ambiental.
La producción de residuos de madera en la industria es limitada, por lo que un consumo extendido
puede dar como resultado que se empiecen a fabricar con árboles enteros para surtir el mercado.
De momento esto no está sucediendo.
Si los pellets pasan por varios sinfines de alimentación se deshacen un poco, lo que crea serrín que
obtura o dificulta a veces la alimentación de la caldera.
La combustión de los pellets requiere un mayor consumo de aire, por lo que se hace necesaria una
mayor ventilación de la sala de calderas de biomasa que una sala de calderas de gas, gasoil u otro
tipo de combustible, lo que no es un inconveniente importante.
Existen varios tipos de pellets, según su procedencia (de olivo, álamo, podas de árboles de ciudad,
etc.) y de la zona geográfica, lo que hace que el poder calorífico varíe y, en consecuencia, no sea
apropiada la misma regulación cuando cambia de un tipo de procedencia a otro.
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12 de noviembre de 2.014.
José Manuel Gómez Vega. ESETEK.
PARQUE EMPRESARIAL BOROA, Nº 19 PABELLÓN 3. 48.340 –AMOREBIETA –ETXANO.
Sr/a. Jose Manuel Gomez Vega,
Gracias por su solicitud de oferta. En España, somos fabricantes
de las calderas Froling que incluye diferentes modelos de
calderas de gasificación de leña, calderas policombustibles, de
astillas y de pellets.
La empresa también distribuye calderas de biomasa de vapor, aceite térmico, agua
sobrecalentada, así como generadores de aire caliente y otras tecnologías de alta eficiencia
energética para la industria.
Froling se dedica exclusivamente al diseño y la fabricación de calderas de biomasa desde el año
1961. Es, con diferencia, el fabricante europeo con mayor experiencia que cuenta con cientos de
miles de equipos instalados en todo el mundo.
La fábrica de Froling, situada en la población austríaca de Grieskirchen, dispone de las más
modernas tecnologías para fabricar las calderas con los más altos estándares de calidad. Equipos
robustos, fiables y que requieren mínimos costes de mantenimiento, ésa es la filosofía de Froling. Froling fabrica diferentes modelos tanto domésticos como industriales. Para su proyecto le recomendamos la Froling Turbomat ya que cuando se busca total automatismo y máxima fiabilidad el modelo Turbomat es imbatible. Ya son cientos de instalaciones de venta energética o auto gestionadas en toda Europa donde se ha elegido una Froling Turbomat. Las primeras calderas Turbomat se instalaron en el inicio de los años 90 y desde entonces hasta nuestros días, su evolución ha sido continua.
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¿Puedo financiar el equipo para evitar la inversión inicial?
Froling dispone de acuerdos con varias empresas de venta energética que estarán encantadas de estudiar su proyecto para hacerle una oferta de venta energética. Bajo dicha fórmula, usted no deberá hacer ningún desembolso inicial y sólo pagará por la energía que produzca la caldera. Al cabo de un período, que normalmente es de 10 años, los equipos pasarán a ser de su propiedad. Froling también le ofrece la financiación de su equipo por medio de renting. No dude en contactarnos si requiere de mayor información o para preguntarnos sobre diferentes opciones de financiación o renting para su equipo. Aprovecho para expresarle nuestra gratitud por su confianza. El equipo humano de Froling está a su entera disposición para aclarar cualquier duda y asegurar su satisfacción total.
Y en caso de no gustarle las condiciones de financiación por parte de Froling pueden
consultar con Esetek para buscarle fórmulas alternativas pues trabajamos con bancos y
fondos de inversión.
Cordialmente,
Eneko Aguado,
Responsable de distribución de Froling.
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OFERTA ECONÓMICA
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Ventajas de la recirculación de humos para la mejora de la eficiencia
de los equipos de combustión de biomasa.
Existen diferentes tecnologías para mejorar la combustión de la biomasa, parrillas móviles versus sistemas de floración,
cámaras de combustión de material refractario versus chapa metálica, intercambiador vertical versus horizontal, y un largo
etc. En este artículo vamos a analizar una de las tecnologías más desconocidas y, sin embargo, prácticamente imprescindibles
para conseguir la potencia nominal más elevada incluso con biomasas muy secas o muy húmedas: el sistema de
recirculación de humos. El constante aumento del coste de los combustibles fósiles de los últimos años ha motivado la
sustitución de calderas de gasoil o GLP por instalaciones de biomasa en toda España.
La tipología de biomasa utilizada como combustible tiene siempre un fuerte carácter local, ya que depende de la biomasa
existente en las diferentes zonas geográficas. Por ejemplo, en zonas montañosas con grandes extensiones forestales suelen
abundar las astillas, y en zonas donde los cultivos de olivos son abundantes, encontramos una gran oferta de hueso de
aceituna, un excelente combustible sólido.
La humedad del combustible en el silo también se ve afectada por la localización de la instalación, por ejemplo, el
mismo combustible almacenado en un silo en zonas secas con altas temperaturas o frías con humedad variará
considerablemente.
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Muchas de las calderas de alta gama provenientes de Austria y otros países de centro Europa vienen preparadas para
funcionar con astillas. En centro Europa, las astillas muy difícilmente llegarán a humedades por debajo del 20%. Sin
embargo, este no es caso de España, donde en verano las altas temperaturas y bajo nivel de humedad atmosférico hacen
que la humedad de las astillas en el silo llegue a niveles por debajo del 20%.
Las astillas con muy baja humedad son un buen combustible. No obstante, para el funcionamiento de las calderas, este
combustible muy seco conlleva dos tipos de problemas: al perder elasticidad la astilla, los sistemas de alimentación sufren
más. Es por este motivo que las buenas calderas de astillas tienen unos sistemas de alimentación que en ocasiones pueden
parecer sobredimensionados. Por ejemplo, por el grosor de los sinfines.
Además, biomasas muy secas pueden provocar una subida excesiva de la temperatura dentro de la cámara de combustión.
Este aumento de la temperatura provoca, por un lado, el aumento de la formación y emisión de NOx a la atmosfera y, por
otro, un mayor desgaste de los materiales de la cámara de combustión, como la parrilla, paredes, etc. Este fenómeno es aún
mayor en calderas que no disponen ladrillo refractario en la cámara de combustión.
A continuación vemos dos ejemplos reales en España donde disponer de calderas con recirculación de humos ha sido
imprescindible para la entrega de la potencia nominal requerida durante todo el año y la cómoda explotación de la instalación.
Una empresa de servicios energéticos dispone de varias calderas de biomasa en complejos hoteleros de las Islas Canarias.
El combustible que están utilizando es palet triturado. La naturaleza muy seca de este combustible junto con las muy altas
temperaturas de las islas da como resultado una astilla que, casi siempre, está por debajo del 20 % de humedad.
Por otro lado, otra empresa de servicios energético en Euskadi, dispone de uno de los sistemas de gestión de astilla más
avanzados en España que les permite servir al silo astilla siempre con una humedad muy cercana al 30 %. Sin embargo, en
algunas instalaciones situadas en lugares con humedad relativa del aire muy alta, se han encontrado que la humedad de la
astilla en los silos puede llegar a ser cercana al 50 % debido al efecto "esponja" de la biomasa que absorbe la humedad del
aire.
Los departamentos técnicos de las empresas de servicios energéticos optaron por instalar calderas Froling modelos
Turbomat o TX, ambos modelos equipados con sistemas de recirculación de humos para entregar la potencia requerida por
la instalación en todo momento.
Pero veamos a continuación cómo funcionan las calderas simples y las calderas equipadas con sistemas de recirculación de
humos.
¿Cómo funciona una caldera SIN recirculación de humos?
Cuando se está combustionando una biomasa muy seca, la caldera sin recirculación de humos reducirá la entrada de
combustible para reducir las altas temperaturas de la cámara de combustión. Esto conllevara, en el caso de las calderas de
más calidad que controlan temperatura de humos en cámara de combustión, una reducción de la potencia nominal que se
traduce en una reducción de la potencia real del equipo de hasta un 30%. En otras palabras, un equipo de 500 kW puede
pasar a producir 350 kW. Igualmente, al reducir la alimentación de combustible tampoco se corrige del todo la generación de
NOx resultando en peores niveles de emisiones. Y un mayor desgaste de la caldera que se traduce en mayor coste de
mantenimiento y menor vida útil de la misma. Obviamente, este proceso de desgaste es aún mayor en las calderas que no
controlan temperatura de cámara de combustión, ya que trabajan con temperaturas más elevadas que las de diseño.
En el caso contrario, cuando la astilla tiene más humedad de lo recomendable, la caldera detecta que le falta potencia y
responde introduciendo más combustible. Esto, en muchos casos, acaba provocando sobrealimentación que resulta en
inquemados. La consecuencia es una reducción en potencia entregada, grandes emisiones de "humo blanco" (vapor), un
aumento importante de emisiones de CO y de hidrocarburos sin quemar, y un elevado coste del kWh producido además de
mayor trabajo de mantenimiento. En ocasiones, puede también originar condensación dentro del equipo que resulta en
corrosión. Si la cámara de combustión no tiene revestimiento refractario, resultará en la perforación de la chapa de acero de
la misma.
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¿Cómo actúa el sistema de recirculación de humos?
La medición de los datos de temperatura y nivel de oxígenos de los humos es estándar en calderas de alta gama para
mejorar la combustión. Normalmente, la temperatura en la salida de humos oscila entre 150 - 200 °C y, por otro, el
contenido en oxígeno entre el 8 - 12% que es bajo comparado con el valor de oxigeno del aire de un 21%.
En el caso de biomasas excesivamente secas, cuando la caldera detecta que la temperatura dentro de la cámara de
combustión aumenta, inyecta parte de los humos, sobre todo en la zona secundaria de combustión que se encuentra encima
de la parrilla. Como la temperatura es sensiblemente más baja que el valor de consigna, y no se modifica de forma
significativa el balance de oxígeno de la combustión, se consigue una regulación flexible y efectiva de la temperatura en la
cámara.
En el caso contrario, cuando la caldera se alimenta con biomasas con elevados porcentajes de humedad, el control detecta
una bajada de la temperatura de la combustión, debido a que, parte del calor producido se gasta para evaporar el agua de las
astillas. En estos casos, la recirculación de humos inyecta mayor cantidad de humos en la zona primaria de combustión, por
debajo de la parrilla a la entrada de la biomasa a la cámara de combustión, consiguiendo secar la biomasa antes de su
combustión y, preservando los materiales de la parrilla, ya que no avivan el fuego gracias al bajo contenido de oxígeno de los
humos.
Como conclusión, vemos que para poder entregar la potencia nominal de una caldera cuando se combustionan biomasa muy
secas es imprescindible instalar un sistema de recirculación de humos. Igualmente, con biomasas muy húmedas, el sistema
de recirculación ayuda al reducir la humedad de la astilla antes de ser combustionada. En ambos casos conseguimos
entregar siempre la potencia requerida por el sistema, optimizando el consumo de combustible, mejorando los niveles de
emisiones (Nox, CO y CxHx varios), reduciendo la emisión de "humo blanco" (vapor) y consiguiendo una mayor eficiencia,
menor coste de mantenimiento y sobre todo mayor vida útil de la caldera.
El sistema de recirculación de humos es altamente recomendado para el uso de astillas y de combustibles de alta densidad
energética. Estudios realizados por la oficina técnica de Froling demuestran que el pequeño sobrecoste de los equipos que
disponen de dichos sistemas es más que compensado, en la mayoría de la ocasiones, por el ahorro en combustible del primer
año.
Departamento Técnico de Froling.
Fig. 1. A la izda. Sistema de recirculación de humos de la caldera Froling Turbomat en el que se aprecian los dos servomotores que controlan la inyección en los niveles de combustión primaria y terciaria.
Fig. 2. A la dcha. Cámara de combustión y parrilla móvil de la Froling Turbomat donde se aprecia la entrada de los humos en el nivel primario, por debajo de la parrilla móvil.
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Fig. 3. Precios pellet. Nos interesan los precios a granel volquete. Fuente: Avebiom.
Nos fijamos en los precios hasta septiembre de 2.014. Están en €/t. Para hacer la conversión sabemos que el
PCI del pellet es de 4,9 kWh/kg. El transporte está incluido (200 km), así como el IVA. Por tanto, debemos
hallar primero el precio sin IVA para homogeneizar resultados y luego traducir el precio a €/kWh.
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Obsérvese que en los últimos trimestres la tendencia ha sido una bajada de precios, aunque la subida
registrada se refiere a la media de 2.013.
Por lo tanto:
En la figura anterior viene el incremento de los precios medios entre 2013 y 2014, que es del 3,1 % para los
pellet a granel, pero si observamos la relación entre el precio de diciembre de 2.013 y el que existe en
septiembre de 2.014 apreciamos que ha existido una continua bajada de precios.
En este caso el precio se ha reducido:
Sin embargo esto no siempre será así en el futuro, para calcular el período de amortización de la inversión
mediante VAN. Por lo tanto, vamos a fijar el valor siguiente:
que es bastante superior al IPC actual pero puede que compense las subidas de años de este indicador en
años posteriores.
A continuación vamos a analizar los precios de diciembre de 2.013 y septiembre de 2.014 de gas para
armonizarlos. No tenemos precios hasta septiembre, los últimos de facturas son de julio.
Precios del gas
Período Coste (€) Consumo energía (kWh) Precio (€/kWh)
25-12-2013 al 28-01-2014 6.332,28 122.255 0,051796
27-06-2014 al 24-07-2014 1.534,06 28.723 0,053409
Tabla 1. Precios del gas.
Con estos datos obtenemos, el incremento de precios:
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Igualmente se observa que los precios de gas han subido bastante en el pasado y aunque a corto plazo se
vean influenciados por los costes del barril del petróleo internacional a la baja, esto no siempre será así y se
predice un repunte importante a medio plazo.
Por lo tanto podemos poner, como ya se acusó en el pasado reciente, el incremento de precios de gas:
SITUACIÓN ACTUAL
Caldera gas ROCA a gas natural, modelo NG 400/425 de 550 kW nominales
Consumo energía caldera real 2.014 según facturas (kWh/año) a 550 kW nominales 840.899,00
Precio gas (medio 2.014) (€/kWh) 0,052607943
Coste energía caldera (€) 44.237,97
Emisiones de CO2 (t/año) 241,34
CAMBIO PROPUESTO
Caldera biomasa Froiling 500 kW con pellet
Consumo energía caldera 2.014 según nueva potencia (kWh/año) a 500 kW nominales 764.453,64
Precio biomasa pellet (medio 2.014) (€/kWh) 0,0534
Coste energía caldera (€) 40.821,82
Emisiones de CO2 (t/año) 0,00
INVERSIÓN
Cambiar caldera (€) 109.505
Transporte 3.100
Montaje y puesta en marcha 6.200
TOTAL INVERSIÓN (€) 118.805
IVA (%) 21,00%
TOTAL INVERSIÓN CON IVA (€) 143.754,05
GASTOS Y AMORTIZACIONES POR DEPRECIACIÓN
Mantenimiento anual (€) (igual al precio actual) 0
Amortización anual lineal (€) 4.752,20
Vida útil (años) 25
AHORRO
AHORRO ECONÓMICO/AÑO (€) 3.416,14
AHORRO PORCENTUAL (%) 7,72%
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh) 76.445
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) 6,57
PERIODO DE RETORNO (años), según VAN 7,15
AHORRO DE CO2 (t/año) 241,34
PLAZO ESTIMADO IMPLANTACIÓN MEDIDA < 6 meses
Tabla 2. Ahorro mediante la medida propuesta de caldera de biomasa con pellet.
Definimos los siguientes valores para las ecuaciones de obtención de valor de retorno de la inversión, todas
en tanto por uno:
: tipo de interés de referencia del mercado. Consideramos:
: tipo de incremento de la inflación. Tomamos:
k : tipo de interés real que se obtiene de promediar los dos tipos anteriores, t y g.
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: tipo de interés resultante de promediar a un año el desfase entre el incremento del precio del gas natural
y el del pellet, siendo,
Posteriormente se calculará , que se acaba de expresar.
Cálculo del período de retorno:
a. Valor de retorno de la inversión VRI o PAYBACK.
El mantenimiento no se cuenta pues ya se paga con la caldera actual y de hecho sale parecido de precio.
En esta ocasión el planteamiento del VRI no es válido pues no tiene en cuenta los tipos de interés y el
desfase entre gasóleo y pellet que es muy grande pues da un tipo de interés muy elevado que hace que
este cálculo sea en esta ocasión muy inexacto.
b. Valor de retorno que hace VAN = 0.
Despejando, se obtiene:
Para calcular la tasa de incremento de precios entre gas y pellet se ha procedido de la
siguiente forma:
Coste energía caldera antigua (€) año 1: 44.237,97· 1,06 46.892,25
Coste energía caldera nueva (€) año 1: 40.821,82· 1,02 41.638,26
Ahorro económico año 1 (€): 46.892,25 – 41.638,26 5.253,99
Ahorro económico año 0 (€): 44.237,97 - 40.821,82 3.416,15
Incremento porcentual año 1 (%)
53,80
Tabla 3. Obtención del incremento porcentual al de un año según la diferencia de costes de ambas calderas.
El VAN sí tiene en cuenta el incremento mayor de gas frente al pellet, que ha descendido. De ahí el
resultado dispar con respecto al VRI que en esta ocasión no puede ser tenido en cuenta.
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2. MEJORA 2. SUSTITUCIÓN DE CALDERA ACTUAL POR OTRA DE BIOMASA
(ASTILLAS DE MADERA).
La caldera propuesta puede funcionar con pellets o con astillas. En esta propuesta de mejora vamos a
valorar como combustible la astilla.
Diferencias entre pellets y astillas.
Pellets.
Existen más ventajas que desventajas en uno de los productos estrella de la biomasa: los pellets.
Los pellets son ecológicos por cuanto se obtienen de restos de serrerías y madereras... se trata de serrín muy
compactado.
Su tono satinado o brillante no se debe a ningún producto químico, sino que es distintivo del propio proceso
de prensado de las maderas. Otra de sus ventajas es su facilidad de uso y su rendimiento respecto a leña o
astillas. Ocupa menos espacio que la leña y su utilización es más fácil, al tener las calderas de
pellets programados todos los parámetros para ahorrar combustible sin menoscabo de la efectividad en la
calefacción.
Una de las desventajas es el mayor precio.
Astillas de madera.
Las astillas de madera son trozos pequeños de entre 5 y 100 mm de longitud cuya calidad depende
fundamentalmente de la materia prima de la que proceden, su recogida y de la tecnología de astillado.
Como ventaja tiene que, al ser un combustible que tiene un pretratamiento relativamente sencillo (astillado
y, en su caso, secado), tienen un coste inferior a biomasas producidas industrialmente. Se pueden producir
localmente y pueden ser un combustible de alta calidad para calderas de cualquier tamaño, aunque
precisan de mayor espacio de almacenamiento que los pellets.
El precio de la astilla de madera como combustible lo podemos encontrar en la siguiente figura.
Podemos tomar este precio cómo válido, aunque es el de una empresa suministradora, pues no existe
precios armonizados por ninguna asociación como para el pellet, o al menos que sepamos nosotros.
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Fig. 4. Precio diferentes combustibles de biomasa comparados con el gasóleo. Precios con transporte e IVA incluido.
Según la figura, el incremento de precios de la astilla y del pellet es similar, salvo en el último trimestre que ha
tenido un repunte. La previsión lógica es que los precios de la astilla tengan incrementos menores a los del
pellet, pues éste sufre un proceso de elaboración de compactación y puede ser de mayor demanda,
puesto que las calderas domésticas tienen problemas con las astillas (obturaciones en el quemador,
mayores mantenimientos).
Es por ello que creemos que el incremento a futuro de la astilla será ligeramente inferior al pellet, por lo que
consideraremos 0,25 % menos que en el pellet, como exponemos a continuación.
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SITUACIÓN ACTUAL
Caldera gas ROCA a gas natural, modelo NG 400/425 de 550 kW nominales
Consumo energía caldera real 2.014 según facturas (kWh/año) a 550 kW nominales 840.899,00
Precio gas natural (medio 2.014) (€/kWh) 0,052607943
Coste energía caldera (€) 44.237,97
Emisiones de CO2 (t/año) 241,34
CAMBIO PROPUESTO
Caldera biomasa Froiling 500 kW con pellet
Consumo energía caldera 2.014 según nueva potencia (kWh/año) a 500 kW
nominales 764.453,64
Precio biomasa astilla (medio 2.014) (€/kWh) 0,0273
Coste energía caldera (€) 20.869,58
Emisiones de CO2 (t/año) 0,00
INVERSIÓN
Cambiar caldera (€) 109.505
Transporte (€) 3.100
Montaje y puesta en marcha (€) 6.200
TOTAL INVERSIÓN (€) 118.805
IVA (%) 21,00%
TOTAL INVERSIÓN CON IVA (€) 143.754,05
GASTOS Y AMORTIZACIONES POR DEPRECIACIÓN
Mantenimiento anual (€) (igual al precio actual) 0
Amortización anual lineal (€) 4.752,20
Vida útil (años) 25
AHORRO
AHORRO ECONÓMICO/AÑO (€) 23.368,38
AHORRO PORCENTUAL (%) 52,82%
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh) 76.445
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) 6,57
PERIODO DE RETORNO (años), según VAN 2,57
AHORRO DE CO2 (t/año) 241,34
PLAZO ESTIMADO IMPLANTACIÓN MEDIDA < 6 meses
Tabla 4. Ahorro mediante la medida propuesta de caldera de biomasa con astillas.
Definimos los siguientes valores para las ecuaciones de obtención de valor de retorno de la inversión, todas
en tanto por uno:
: tipo de interés de referencia del mercado. Consideramos:
: tipo de incremento de la inflación. Tomamos:
k : tipo de interés real que se obtiene de promediar los dos tipos anteriores, t y g.
: tipo de interés resultante de promediar a un año el desfase entre el incremento del precio del gas y el de
la astilla, siendo,
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Posteriormente se calculará , que se acaba de expresar.
Cálculo del período de retorno:
a. Valor de retorno de la inversión VRI o PAYBACK.
El mantenimiento no se cuenta pues ya se paga con la caldera actual y de hecho sale parecido de precio.
En esta ocasión el planteamiento del VRI no es válido pues no tiene en cuenta los tipos de interés y el
desfase entre gasóleo y pellet que es muy grande pues da un tipo de interés muy elevado que hace que
este cálculo sea en esta ocasión muy inexacto.
b. Valor de retorno que hace VAN = 0.
Despejando, se obtiene:
Para calcular la tasa de incremento de precios entre gasóleo y pellet se ha procedido de la
siguiente forma:
Coste energía caldera antigua (€) año 1: 44.237,97· 1,06 46.892,25
Coste energía caldera nueva (€) año 1: 40.821,82· 1,015 41.434,15
Ahorro económico año 1 (€): 46.892,25 – 41.434,15 5.458,10
Ahorro económico año 0 (€): 44.237,97 - 40.821,82 3.416,15
Incremento porcentual año 1 (%)
59,77
El VAN sí tiene en cuenta el incremento mayor de gas frente al pellet, que ha descendido. De ahí el
resultado dispar con respecto al VRI que en esta ocasión no puede ser tenido en cuenta.
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3. MEJORA 3: CONTRATACIÓN ELÉCTRICA CON OTRA COMPAÑÍA DE MENOR
COSTE.
Se va a hacer un estudio de mejora de la contratación eléctrica dado que ya se ha procedido a realizar
hace unos meses la optimización de potencia.
Antes que nada vamos a aclarar conceptos sobre la contratación en el sector eléctrico.
España antiguamente tenía 5 distribuidoras que poseían el monopolio de la comercialización en sus zonas
de distribución: Iberdrola, Endesa, Gas Natural Fenosa, Viesgo (hoy E - On) y HC Energía – Naturgás o Grupo
EDP.
El mercado se liberalizó para parte de los precios de la energía pero no para la potencia. Las distribuidoras
siguen cobrando todo el coste de la potencia y la parte de energía regulada por los Accesos de Terceros a
la Red o costes de peajes en que incurren las comercializadoras. En definitiva, la ganancia de la
comercializadora en el precio es en la parte que no está regulada por el gobierno en el concepto de la
energía. En definitiva, una factura eléctrica consta de los siguientes conceptos:
Términos de una factura Término de potencia y excesos de potencia Término regulado por el gobierno y que cobran solo las 5 distribuidoras.
Término de energía (activa)
Consta de dos partes: TE = X + Y. La parte X es la parte regulada por el gobierno para cada tarifa y
la cobra las 5 distribuidoras. La parte Y es la parte del precio libre de cada comercializadora.
Obsérvese que una distribuidora puede ser, a su vez, comercializadora. Normalmente las
distribuidoras en su zona de influencia suelen tener precios peores pues el cliente está más arraigado
a su comercializadora de toda la vida. El término TE no separa X e Y para que el cliente lo sepa.
Habría que acudir al BOE más reciente para saber cuál es la parte correspondiente a la
reglamentación gubernamental para saberlo que se queda la comercializadora.
Término de energía reactiva
Coste que se paga si existen bobinas en las instalaciones (motores, transformadores, componentes
de balastros electromagnéticos en fluorescentes, etc.) Este precio es regulado por el gobierno y
cobrado por las 5 distribuidoras que son las que sufren los efectos en sus redes.
Alquiler de contador (si no es propio) Precio pagado a las 5 distribuidoras que son las propietarias
Impuesto eléctrico
Regulado por el gobierno y cobrado por las distribuidoras. El mayor peso del mismo es la moratoria
nuclear, es decir, la decisión que tuvieron gobiernos anteriores de paralizar proyectos de ejecución
casi terminados de plantas nucleares. Esa decisión de primero construir y luego no acabar la
pagamos todos, pues las inversiones de la época casi alcanzaron los 730.000 millones de ptas.
Otros servicios Cobrados por la comercializadora.
Tabla 5. Términos de una factura eléctrica.
Como se ha visto en la tabla anterior el mercado liberalizado no es real, pues el gobierno de turno maneja
casi todos los conceptos excepto parte del término de energía.
Aparte de ese concepto previo se debe recalcar que actualmente existen dos mercados donde se realizan
las compras de la energía:
el mercado a futuros, donde se suele comprar energía a plazos generalmente a un año, en los
mercados OTC u OMIP que son de derivados y donde las compras se realizan con un sobrecoste
mayormente por la incertidumbre de comprar paquetes de energía a un plazo largo con los
consiguientes altos cargos por tasas de interés ante la incertidumbre financiera.
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el mercado indexado al pool u OMIE, donde la energía cambia cada hora de precio según el
mercado. En consumidores con telemedida, el coste es exactamente el de la hora. Para
consumidores con otro tipo de contadores tradicionales, el precio se obtiene a través del valor
medio del período considerado a través del indicador OMIE o índice del pool.
Como expertos en el mercado eléctrico podemos afirmar con rotundidad, y esto puede leerse en cualquier
medio acreditado de calidad, que el precio del mercado indexado es en términos porcentuales entre un 8
y un 30 % más barato que la mejor oferta que puedan hacer con productos basados en el mercado a
futuros con precio fijo cerrado, donde puede variar la parte regulada si existen subidas por parte del
gobierno que afectarían de igual forma a los dos tipos de contratos basados en los mercados explicados.
Podemos extraer la siguiente conclusión del mercado OMIE: los precios en 2.011 fueron más caros que en
2.012 y estos a su vez más caros que en 2.013 y 2.014 se ha cerrado con índices aún menores que el año
anterior, lo que nos lleva a decir que ha existido una bajada de precios entre los años 2.011 al 2.014 en
términos anuales del precio de los contratos indexados al pool o mercado OMIE.
Estos datos se pueden ver en la siguiente tabla y todos los datos se pueden extraer de www.omie.es.
Ninguna compañía de las grandes que antes fueron exclusivamente distribuidoras y hemos mencionado
anteriormente, ofrecen contratos de electricidad indexados al pool. La razón es obvia: pierden dinero con
estos contratos. Algunas incluso ofrecen productos medio engañosos, como Gas Natural Fenosa, que oferta
un producto indexado, no al pool (OMIE) sino al mercado a futuros (OMIP u OTC), es decir, con precios fijos
en la parte de la comercializadora pero revisables cada 3 meses que es cuando se suele hacer los acopios
de compras para cada año. Puede ser una opción, pero no es la mejor.
Nosotros tenemos contacto directo con múltiples compañías y conocemos sus precios, y podíamos ofrecer
las dos mejores compañías en precio de las analizadas en este momento que son Nortedison y Audax
Energía. Descartamos Enérgya VM por tener una factura poco transparente y otras como Axpo, Ame,
Unieléctrica, etc.
PRECIOS DEL POOL (MERCADO ELECTRICO OMIE.ES) EN €/MWh
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEPT OCT NOV DIC media AÑO
29,06 27,68 19,63 27,42 37,28 40,12 42,91 42,94 46,44 42,67 40,94 46,35 36,95 2010
41,19 48,03 46,67 45,45 48,90 50,00 50,82 53,53 58,47 57,46 48,38 50,07 49,91 2011
51,06 53,48 47,56 41,21 43,58 53,50 50,29 49,34 47,59 45,68 42,07 41,73 47,26 2012
50,50 45,04 25,88 18,17 43,45 40,87 51,16 48,09 50,20 51,50 41,81 63,64 44,19 2013
33,62 17,12 26,67 26,44 42,41 50,95 48,21 49,91 58,89 55,12 46,80 --- 2014
Media
interanual 33,62 17,12 26,67 26,44 42,41 50,95 48,21 49,91 58,89 55,12 46,80 47,47 41,97 MEDIA
ene-14 feb-14 mar-14 abr-14 may-14 jun-14 jul-14 ago-14 sep-14 oct-14 nov-14 nov-14
Comparación precios OMEL - OMIE desde 2010
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Tabla 6. Datos y gráfico de la evolución del índice OMIE desde 2.010.
El siguiente es un presupuesto de Audax Energía donde se ve el ahorro que se conseguiría contratando con
esta compañía. Si piensan realizar un contrato con Audax Energía nosotros nos encargaremos de hacerle el
seguimiento de tal forma que cualquier duda nos la puede transmitir a nosotros y seremos sus asesores ante
la compañía. Además, realizaríamos las gestiones por parte de la compañía y no tendrían que preocuparse
de nada.
33,62
17,12
26,67
26,44
42,41
50,95
48,21 49,91
58,89
55,12
46,80 47,47
50,50
45,04
25,88
18,17
43,45 40,87
51,16 48,09
50,20 51,50
41,81
63,64
51,06 53,48
47,56
41,21
43,58
53,50
50,29
49,34 47,59
45,68 42,07
41,73 41,19
48,03 46,67
45,45
48,90 50,00
50,82 53,53
58,47 57,46
48,38 50,07
29,06 27,68
19,63
27,42
37,28 40,12
42,91 42,94 46,44 42,67 40,94
46,35
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Año 2014
Año 2013
Año 2012
Año 2011
Año 2010
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SITUACIÓN ACTUAL
Contrato eléctrico con Iberdrola
Consumo energía real julio 2013 – julio 2014 según facturas (kWh/año) 180.965,01
Precio punta P1 (PP) (medio) (€/kWh) 0,148251
Precio llano P2 (PLL) (medio) (€/kWh) 0,118849
Precio valle P3 (PV) (medio) (€/kWh) 0,082536
Emisiones de CO2 (t/año) 117,45
CAMBIO PROPUESTO
Contrato eléctrico con Audax Energía
Consumo energía real julio 2013 – julio 2014 según facturas (kWh/año) 180.965,01
Precio punta P1 (PP) (medio calculado) (€/kWh) 0,115738
Precio llano P2 (PLL) (medio calculado) (€/kWh) 0,090612
Precio valle P3 (PV) (medio calculado) (€/kWh) 0,058754
Emisiones de CO2 (t/año) 117,45
INVERSIÓN
Cambiar contrato (€) 0,00
TOTAL INVERSIÓN (€) 0,00
IVA (%) 21,00%
TOTAL INVERSIÓN CON IVA (€) 0,00
AHORRO
AHORRO ECONÓMICO/AÑO (€) 4.773,72
AHORRO PORCENTUAL (%) 22,80%
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh) 0
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) 0
PERÍODO DE RETORNO (años), según VRI Inmediato
PERÍODO DE RETORNO (años), según VAN Inmediato
AHORRO DE CO2 (t/año) 0
PLAZO ESTIMADO IMPLANTACIÓN MEDIDA Inmediato
Fig. 5. Ahorro mediante la propuesta de cambio de compañía eléctrica.
CÁLCULOS
P1 P2 P3 TOTAL
COSTE ANTERIOR 5.609,83 12.148,87 3.153,59 20.912,29
COSTE AUDAX 4.464,12 9.409,46 2.264,98 16.138,57
AHORRO 4.773,72 22,80% Fig. 6. El ahorro se refiere únicamente a la parte correspondiente a la energía.
No hay inversiones y el período de retorno es inmediato, obviamente.
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4. MEJORA 4: CONTRATACIÓN DE GAS CON OTRA COMPAÑÍA DE MENOR COSTE.
Según los datos de facturas, los precios y consumo del gas natural son los siguientes:
CONTRATO NATURGÁS
Térm.
energía 1
Consumo
(kWh)
Térm.
energía
2
Consumo
(kWh)
Precio T.
energía
Dto.
consumo Térm. fijo 1
Días
1 Térm. fijo 2
Días
2
Precio T.
fijo Impuesto
Precio sin
impuestos Período
0,05227 3.840 0,05088 22.272 1.333,92 -40,02 2,64933333 5 2,56387097 29 87,60 61,10 1.442,60 26-06-2013 al
29-07-2013
0,05088 12.950
658,90 -19,77 2,56387097 29
74,35 30,30 743,78 30-07-2013 al
27-08-2013
0,05088 60.688
3.087,81 -92,63 2,63754542 29
76,49 142,01 3.213,67 28-08-2013 al
25-09-2013
0,05088 10.427 0,05088 58.388 3.501,31 -105,04 2,64933333 5 2,56387097 28 85,04 161,03 3.642,33 26-09-2013 al
28-10-2013
0,05088 83.578
4.252,45 -127,57 2,6404924 29
76,57 190,53 4.391,98 29-10-2013 al
26-11-2013
0,05088 29.879 0,05000 92.376 6.139,04 -184,17 2,56387057 8 2,62258064 27 91,32 286,08 6.332,27 25-12-2013 al
28-01-2014
0,05 97.033
4.851,65 -145,55 2,87346527 28
80,46 227,06 5.013,62 29-01-2014 al
25-02-2014
0,05 98.632
4.931,60 -147,95 2,65164865 29
76,90 230,80 5.091,35 26-02-2014 al
26-03-2014
0,05 14.417 0,05000 69.203 4.181,00 -125,43 2,62258064 5 2,71 24 78,15 195,67 4.329,39 27-03-2014 al 24-
04-2014
0,05 94.613
4.730,65 -141,92 2,63847507 33
87,07 221,39 4.897,19 25-04-2014 al
27-05-2014
0,05 63.880
3.194,00 -95,82 2,69834409 30
80,95 149,48 3.328,61 28-05-2014 al
26-06-2014
0,05 4.103 0,05000 24.620 1.436,15 -43,08 2,71 4 2,62258064 24 73,78 67,21 1.534,06 27-06-2014 al
24-07-2014
TOTAL 43.960,85
Tabla 7. Datos del contrato con Naturgás.
Se busca otra comercializadora con precios más baratos, en este caso, Gas Natural Fenosa.
Se debe observar que en el caso de Naturgás existen períodos en los que se solapan dos precios distintos.
Como la aplicación en Gas Natural Fenosa no coincide, hemos intentado ajustarnos al máximo sin incluir
los cambios en las fechas que se procedían pues no concuerdan con las de la otra compañía.
De acuerdo al estudio de todos los anexos de precios de las campañas de Gas Natural Fenosa durante los
trimestres del período estudiado se ha rellenado la siguiente tabla.
Diferencias entre los dos contratos.
Precio del término variable, que es el de más peso, ha estado siempre más bajo en Gas Natural
Fenosa.
Precio del término fijo. Tiene un peso mucho menor y ha sido bastante variable en Naturgás –
Grupo EDP. En Gas Natural Fenosa ha sido más estable.
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Descuentos. En Naturgás se ofrece un 3 % de descuento sobre el precio de la energía, mientras que
Gas Natural Fenosa aplica un 8 %.
CONTRATO GAS NATURAL FENOSA
Térm. energía 1 Consumo
(kWh)
Precio
térm.
energía
Dto.
consumo Térm. fijo 1 Días 1
Precio
térm.
fijo
Impuesto Precio sin
impuestos Período
0,050197 26.112 1.310,74 -104,86 2,602191781 34 88,47 61,10 1.355,46 26-06-2013 al 29-07-2013
0,049847 12.950 645,52 -51,64 2,602191781 29 75,46 30,30 699,64 30-07-2013 al 27-08-2013
0,049847 60.688 3.025,11 -242,01 2,602191781 29 75,46 142,01 3.000,58 28-08-2013 al 25-09-2013
0,049847 68.815 3.430,22 -274,42 2,602191781 33 85,87 161,03 3.402,71 26-09-2013 al 28-10-2013
0,048853 83.578 4.083,04 -326,64 2,602191781 29 75,46 190,53 4.022,39 29-10-2013 al 26-11-2013
0,048853 122.255 5.972,52 -477,80 2,602191781 35 91,08 286,08 5.871,88 25-12-2013 al 28-01-2014
0,049616 97.033 4.814,39 -385,15 2,662027397 28 74,54 227,06 4.730,83 29-01-2014 al 25-02-2014
0,049616 98.632 4.893,73 -391,50 2,662027397 29 77,20 230,80 4.810,23 26-02-2014 al 26-03-2014
0,049616 83.620 4.148,89 -331,91 2,662027397 29 77,20 195,67 4.089,85 27-03-2014 al 24-04-2014
0,04952 94.613 4.685,24 -374,82 2,662027397 33 87,85 221,39 4.619,65 25-04-2014 al 27-05-2014
0,04952 63.880 3.163,34 -253,07 2,662027397 30 79,86 149,48 3.139,61 28-05-2014 al 26-06-2014
0,04952 28.723 1.422,36 -113,79 2,662027397 28 74,54 67,21 1.450,32 27-06-2014 al 24-07-2014
TOTAL 41.193,14
Tabla 8. Datos de un hipotético contrato con Gas Natural Fenosa.
En resumen, nos ahorramos en términos económicos:
A continuación la tabla resumen del estudio.
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SITUACIÓN ACTUAL
Contrato gas con Naturgás
Consumo energía real junio 2013 – julio 2013 según facturas (kWh/año) 840.899,00
Precio pagado anual 43.960,85
Emisiones de CO2 (t/año) 169,53
CAMBIO PROPUESTO
Contrato gas con Gas Natural Fenosa
Consumo energía real junio 2013 – julio 2013 según facturas (kWh/año) 840.899,00
Precio pagado anual 41.193,14
Emisiones de CO2 (t/año) 169,53
INVERSIÓN
Cambiar contrato (€) 0,00
TOTAL INVERSIÓN (€) 0,00
IVA (%) 21,00%
TOTAL INVERSIÓN CON IVA (€) 0,00
AHORRO
AHORRO ECONÓMICO/AÑO (€) 2.767,71
AHORRO PORCENTUAL (%) 6,30%
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh) 0
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) 0
PERÍODO DE RETORNO (años), según VRI Inmediato
PERÍODO DE RETORNO (años), según VAN Inmediato
AHORRO DE CO2 (t/año) 0
PLAZO ESTIMADO IMPLANTACIÓN MEDIDA Inmediato
Fig. 7. Ahorro mediante la propuesta de cambio de compañía de gas.
No hay inversiones y el período de retorno es inmediato, obviamente.
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5. MEJORA 5: CUANTIFICACIÓN DE DISMINUCIÓN DE ENERGÍA EN TEMPERATURA
DE AGUA DE LA PISCINA SI SE DESCIENDE EL VALOR DE 27 A 25 ºC EN 2º C.
Tal y como se reflejó en el apartado correspondiente de la situación actual del polideportivo, las
temperaturas reales de agua y aire ambiente del entorno de la piscina y las ideales propuestas eran:
Comparación condiciones higrotérmicas entre objetivo y uso del polideportivo
Temperatura agua (ºC) Temperatura aire (ºC) Humedad (%)
Objetivo de ahorro 25 27 65
Datos de sep. y oct. 2014
(medios) 27 31 66
Disminución valores
respecto a objetivo 2 4 1
Datos de abril 2014
(medios) 27 28 Desconocido
Disminución valores
respecto a objetivo 2 1 Desconocido
Tabla 9. Objetivo de uso control higrotérmico en piscina frente a los usos comprobados mediante registros.
por lo que últimamente se está observando un desajuste de 2º C en la temperatura del agua que
depende de la caldera Roca NG 400/425 y 4 ºC en la temperatura del aire proveniente de la bomba de
calor – climatizadora Roca - York.
Comencemos recordando que las pérdidas que se producen en el vaso (la piscina) son muy parecidas
independientemente de la situación higrotérmica (la ideal y la real), como se procedió a estudiar:
PÉRDIDAS PRODUCIDAS EN LA PISCINA
PÉRDIDAS
Tag = 25 ºC /
Ta = 27 ºC /
H = 65 %
% PÉRDIDAS Tag = 31 ºC /
Ta = 27 ºC /
H = 66 %
% PÉRDIDAS
Evaporación del agua del vaso 32.752,14 W 59,96% 20.961,37 W 38,74%
Radiación del calor de las piscinas 3.527,94 W 6,46% 3.746,10 W 6,92%
Convección de calor -491,84 W -0,90% -1.239,36 W -2,29%
Transmisión 2.785,23 W 5,10% 6.764,13 W 12,50%
Renovación del agua del vaso 16.051,50 W 29,38% 23.881,50 W 44,13%
TOTAL PÉRDIDAS 54.624,97 W 100,00% 54.113,74 W 100,00%
Tabla 10. Pérdidas producidas según las condiciones ideales mencionadas y las condiciones extremas anómalas que hemos venido observando en los últimos datos aportados.
Por lo tanto, las pérdidas serán idénticas aunque no procedentes de las mismas razones como quedan
especificadas en la tabla anterior.
Comencemos estudiando la repercusión del decremento de 2º C en la temperatura del agua de la piscina
y comprobemos el ahorro.
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Necesitamos saber el salto térmico que se produce en el agua de impulsión y retorno de la caldera; sin
embargo, ese dato no lo conocemos. Tomaremos un valor típico:
Las horas para piscina (se cierra dos meses al año) y la potencia demandada respecto a la total de la
caldera era:
Horas (h)
3.389 248,13
Ahora necesitamos conocer el flujo másico de agua a la potencia media exclusiva para la piscina:
donde se ha tomado la media del calor específico del agua a presión constante entre los valores de
temperatura de impulsión y retorno.
Para calcular qué ocurre si disminuye 2 ºC la temperatura en el agua, tomemos una temperatura 4 º C
inferior a la de impulsión arriba expuesta, pues para que baje dicha temperatura en la piscina nos
debemos asegurar que llega una vez contadas las pérdidas de fricción por las tuberías y pérdidas de
aislamiento de tal forma que:
La diferencia de potencia entre ambas cifras es:
Ahora calculamos la energía reducida multiplicando al valor de la potencia calculada por el nº de horas
de uso de la piscina:
El cálculo anterior determinaría el ahorro anual si durante todo el período se hubiera considerado las
temperaturas elevadas de los últimos tiempos con respecto a la temperatura ideal propuesta. Se hará así
en la propuesta de mejora pues no existe otra forma de cuantificarlo.
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SITUACIÓN ACTUAL
Temperatura del agua de la piscina está a 27 ºC
Consumo energía térmica según facturas 2.014 (kWh/año) 840.899,00
Precio gas natural (medio 2.014) (€/kWh) 0,052608
Coste energía calentamiento piscina (€) 44.237,97
Emisiones de CO2 (t/año) 169,53
CAMBIO PROPUESTO
Temperatura del agua de la piscina está a 25 ºC
Consumo energía térmica según facturas 2.014 (kWh/año)
menos la cantidad que se ha ahorrado (84.081,09 kWh/año) 756.817,91
Precio gas natural (medio 2.014) (€/kWh) 0,052608
Coste energía calentamiento piscina (€) 39.814,63
Emisiones de CO2 (t/año) 152,57
INVERSIÓN
Manipulación en mandos de control 0,00
Mano de obra (incluido en mantenimiento) 0,00
TOTAL INVERSIÓN (€) 0,00
IVA (%) 21,00%
TOTAL INVERSIÓN CON IVA (€) 0,00
AHORRO
AHORRO ECONÓMICO/AÑO (€) 4.423,33
AHORRO PORCENTUAL (%) 10,00%
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh) 84.081
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) 7,23
PERÍODO DE RETORNO (años), según VRI Inmediato
PERÍODO DE RETORNO (años), según VAN Inmediato
AHORRO DE CO2 (t/año) 16,95
PLAZO ESTIMADO IMPLANTACIÓN MEDIDA < 1 mes
Tabla 11. Mejora por reducir la temperatura del agua de la piscina.
Nota: no se precisan hacer cálculos sobre valores de retorno de la inversión pues como se ve fácilmente
son inmediatos.
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6. MEJORA 6: CUANTIFICACIÓN DE DISMINUCIÓN DE ENERGÍA EN TEMPERATURA
DEL AIRE DE LA PISCINA SI SE DESCIENDE EL VALOR DE 31 A 27 ºC EN 4º C.
Para realizar el cálculo, consideramos que en el climatizador – bomba de calor Roca - York tenemos un
precalentador, después un humidificador y luego un calentador y que el humidificador será isentálpico, es
decir, la diferencia de entalpías a la entrada y salida del humidificador será nula.
Para hacer un estudio riguroso se debería hacer:
donde:
: potencia del precalentador.
temp. después del precalentador.
temp. exterior.
donde:
: potencia del humidificador.
temp. rocío.
: diferencia entalpías entrada y salida deshumidificador, mezcla gas - líquido. Al considerar
isentálpico el trasiego de aire por el humidificador,
diferencia entalpías líquido. Por ser proceso isentálpico,
donde:
: potencia del precalentador.
temp. en difusores.
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Finalmente la potencia final sería el agregado de las 3:
El problema de este cálculo es que desconocemos las diferentes temperaturas en cada período. No nos
quedaría más remedio que suponerlas. Por lo tanto, lo que vamos a realizar es una aproximación.
Vemos que el flujo másico se mantiene constante en las 3 ecuaciones (todo el aire que entra, sale, ley
de continuidad) y que en ese rango de temperaturas, también lo es. Entonces:
Por lo tanto, solo es necesario, en la suposición isoentálpica, conocer los valores de la temperatura exterior
y la de los difusores, pues las otras temperaturas de acuerdo a la ecuación anterior, se anulan.
Suponemos las condiciones ideales para 27 º C de temperatura de aire interior, es decir, 10 ºC más en
difusores:
Obsérvese que la temperatura exterior no es la mínima en invierno - otoño sino la promediada para el
cálculo para esa época. Tampoco la temperatura de verano es la máxima, sino la promediada.
Los datos de la climatizadora eran:
Denominación Nº Potencia
frío (kW) EER
Potencia
calor
(kW)
COP
Potencia
eléctr. nominal
(kW)
Factor de
potencia
Potencia
eléctr. real
(kW)
Presión
máxima
(bar)
Caudal
de aire
(m3/s)
Bomba de calor
Roca York BCP-80 –
38/C
(piscina y resto
dependencias pl.
baja)
1 83,7 kW 2,77 104,6 3,46 30,2 0,90 33,56 31 3,47
Tabla 12. Climatizadora – bomba de calor piscina y resto planta baja.
Se usa la bomba de calor 1.647,5 h/año.
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Para hallar la parte de potencia de cada una de las 2 particiones del año que hemos hecho, se procede
como sigue:
Dividiendo la potencia de invierno entre la total:
Por lo tanto, considerando las medias de los calores específicos del aire entre 20 y 37 º para invierno:
Calculamos el flujo másico:
Ahora lo hacemos para verano. Es lógico que salga lo mismo por el proceso de cálculo anterior.
Calores específicos del aire entre 20 y 37 ºC para verano:
La ligera diferencia en los dos flujos másicos es debida al haber tomado solo dos decimales para la
potencia y al haber considerado medias para el calor específico. Se tomará para cálculos posteriores:
Entonces la energía consumida sería la siguiente:
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donde 1.647,5 h son las anuales, donde hay que fraccionar por semestres y recordando que hay dos meses
donde se cierran las piscinas, luego no hay climatización en ese período.
Ahora calcularemos qué sucede cuando la temperatura del aire está 4º C por encima, es decir, a 31 ºC,
tanto en verano como en invierno y obtendremos la reducción en consumo y el ahorro económico.
Al aumentar 4 ºC la temperatura ambiente también aumentaremos la temperatura en difusores en esa
cifra, con un salto de 10 ºC como antes. Por lo tanto habrá:
Entonces:
Ahora la energía consumida sería la siguiente:
La diferencia entre ambos consumos energéticos es:
Analicemos el ahorro de la medida.
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SITUACIÓN ACTUAL
Temperatura del aire de la piscina está a 31 ºC
Consumo energía térmica según cálculo 2.014 (kWh/año) 87.979,25
Precio electricidad (medio 2.014) (€/kWh) 0,158603
Coste energía calentamiento piscina (€) 13.953,78
Emisiones de CO2 (t/año) 57,10
CAMBIO PROPUESTO
Temperatura del aire de la piscina está a 27 ºC
Consumo energía térmica según facturas 2.014 (kWh/año) menos la
cantidad que se ha ahorrado (12.202,49 kWh/año) 75.776,76
Precio electricidad (medio 2.014) (€/kWh) 0,158603
Coste energía calentamiento piscina (€) 12.018,43
Emisiones de CO2 (t/año) 49,18
INVERSIÓN
Manipulación en mandos de control 0,00
Mano de obra (incluido en mantenimiento) 0,00
TOTAL INVERSIÓN (€) 0,00
IVA (%) 21,00%
TOTAL INVERSIÓN CON IVA (€) 0,00
AHORRO
AHORRO ECONÓMICO/AÑO (€) 1.935,35
AHORRO PORCENTUAL (%) 13,87%
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh) 12.202
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) 1,05
PERÍODO DE RETORNO (años), según VRI Inmediato
PERÍODO DE RETORNO (años), según VAN Inmediato
AHORRO DE CO2 (t/año) 7,92
PLAZO ESTIMADO IMPLANTACIÓN MEDIDA < 1 mes
Tabla 13. Mejora por reducir la temperatura del aire de la piscina.
Nota: no se precisan hacer cálculos sobre valores de retorno de la inversión pues como se ve fácilmente
son inmediatos.
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7. MEJORA 7: INSTALAR UNA BATERÍA DE CONDENSADORES PARA ELIMINAR EL
COSTE DE LA ENERGÍA REACTIVA.
La energía eléctrica tiene dos componentes: la energía activa, que es aquella que impulsa las máquinas,
ofrece luz y calor, formada únicamente por receptores basados en resistencias y la energía reactiva, que
tiene dos formas antagónicas de presentarse, la capacitiva (formada por condensadores) y la inductiva
(formada por bobinados). Normalmente en cualquier instalación existe algún tipo de energía reactiva
inductiva, pues en los motores, transformadores hay bobinas e incluso en el aparataje de las lámparas
fluorescentes de balastro electromagnético, en concreto, en la reactancia.
En la figura siguiente se muestra la potencia activa y la potencia reactiva como catetos de un triángulo
donde la hipotenusa es la potencia aparente. Cabe decir que poner potencia en la figura o poner
energía es equivalente pues añadir el tiempo a la potencia es transformarla en energía, y las dimensiones
de los lados del triángulo serían invariantes pues el tiempo sería igual para los 3.
Fig. 8. Triángulo de potencias (o energías) eléctricas.
Obsérvese en la figura anterior que se define el factor de potencia (fdp) como la relación entre la
potencia (energía) activa entre la potencia (energía) aparente y el triángulo no necesariamente tiene que
estar contenido en un plano por los desacoples que existen en las componentes fasoriales que no son
perfectos de acuerdo a la interacción de tensión e intensidad. Estas desviaciones del plano para el fdp se
aprecian mejor al ver la corriente trifásica en un diagrama sinusoidal real donde existen numerosos motivos
para la distorsión de dicha onda. También se le suele denominar al fdp como coseno de phi ( ).
Cuando se denomina así se considera que el triángulo sí está contenido en el plano.
Si nosotros en lugar de proyectar la potencia aparente respecto a la activa, haríamos bajar dicha
potencia aparente, prolongándola sobre la potencia activa, veríamos que su longitud es mayor,
obviamente. Esa longitud de potencia aparente restada a la potencia activa es la fracción que no es
aprovechable en las instalaciones.
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Para saber porqué se penaliza la energía reactiva por parte de la compañía distribuidora según regulación
gubernamental vamos a dar unas razones físicas simples. Según la ley de la mecánica para el trabajo:
En la figura de arriba si la hipotenusa fuese una cuerda y tirásemos de un objeto para arrastrarlo y
desarrollar un trabajo físico de acuerdo a la formulación, cuanto más cerca de la horizontal estuviese la
cuerda, el trabajo sería mayor, y también se observa que, si tiramos de la cuerda en la posición totalmente
vertical (cuerda reactiva), no hay trabajo de desplazamiento, desarrollando el máximo trabajo cuando la
cuerda es paralela a la horizontal (cuerda activa).
Esta idea intuitiva sobre la mecánica sucede en el transporte de la energía a través de la distribución por
cables de alta tensión. Si los clientes tienen exceso de bobinados en sus máquinas y aparatos, el ángulo
phi se abre hacia arriba lo que conlleva que para hacer llegar la energía por parte de la compañía se
debería recorrer más distancia, o dicho de otra forma, se requeriría mayor energía que falta, pues parte no
es aprovechable. Es por ello por lo que las distribuidoras penalizan a sus clientes si alcanzan cierto nivel de
reactiva, que para cosenos de phi inferiores a 0,95 sería equivalente a que la energía reactiva supere un
tercio de la energía activa (resultaría haciendo cuentas un ). ¿Por qué les viene mal a
las distribuidoras? Pues porque con factores de potencia bajos, la corriente a suministrar deberá ser mayor
para compensar la menor energía suministrada y además incurrirán en mayores pérdidas pues a mayor
paso de corriente, mayor será la caída en el suministro y deben tener equipos mayores de transformación y
reparto.
Una batería de condensadores es un artefacto compuesto por capacitores que hacen bajar el ángulo phi
y aumentar dicho coseno. Las distribuidoras penalizan en la actualidad a partir de un coseno de phi menor
a 0,95 según la relación anteriormente descrita en la figura.
En el plano fasorial de la corriente eléctrica trifásica, el fasor de la energía reactiva capacitiva está
orientado verticalmente hacia abajo (270 º desde la horizontal con giro antihorario), mientras que el fasor
de la energía reactiva inductiva está orientado verticalmente hacia arriba (90 º desde la horizontal con
giro antihorario), es decir, ambas energías reactivas están en oposición de fase. Es por ello que la energía
capacitiva tiende a disminuir el ángulo phi y aumentar su coseno, lo que hace aumentar la potencia y
energía transmitidas y hace disminuir el coste innecesario en facturas.
Existen más motivos para erradicar la energía reactiva inductiva en una instalación, no solo por el coste de
las facturas. Los factores fundamentales son:
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Pérdida de la potencia compensada con un aumento de la intensidad circulante. Esto se debe a
que al disminuirse el coseno de phi, se debe hacer más trabajo a los motores y máquinas para
llegar al objetivo de potencia, pues si tenemos que la potencia eléctrica trifásica es:
Evidentemente, al tener la tensión más o menos constante y bajar dicho coseno, la intensidad
necesita aumentar para compensar P.
Un aumento de la intensidad circulante hace que se sobrecarguen las máquinas, se calienten y
sean más propensos a fallos o averías.
Puede originar fluctuaciones de la tensión.
Sobrecalentamiento de transformadores con el peligro que conlleva.
Calentamiento de conductores en toda la instalación por llevar sobrecarga de intensidad.
El ahorro medio anual con Impuesto Eléctrico incluido es de:
Podemos definir otro ahorro referente a la previsión de no tener problemas de averías mecánicas y
eléctricas en las instalaciones (motores, transformadores, luminarias) y podríamos cuantificarlo de la
siguiente forma:
Consideramos que un 36,4 % del importe de las facturas se debería añadir a dichos costes ocultos que
acabamos de citar. Por lo tanto:
Entonces el ahorro total sería:
El pago de la batería de condensadores se efectúa en 3 veces (30, 60, 90 días). Existe otro presupuesto
financiado a 12 meses pero es más caro. Hemos optado por la primera opción en el informe de auditoría.
El fabricante ofrece una garantía de 4 años en piezas y mano de obra.
El cálculo de la batería de condensadores se efectuará en el período en el cual se ha gastado más en
energía reactiva, que como recordamos es el señalado en azul:
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Energía reactiva
Período Gasto sin IE (€)
21/08/2013 - 20/09/2013 199,24
20/09/2013 - 21/10/2013 195,50
21/10/2013 - 21/11/2013 209,47
21/11/2013 - 18/12/2013 112,15
18/12/2013 - 20/01/2014 198,36
20/01/2014 - 18/02/2014 172,68
18/02/2014 - 19/03/2014 185,32
19/03/2014 - 02/04/2014 90,12
02/04/2014 - 24/04/2014 141,69
24/04/2014 - 19/05/2014 154,84
19/05/2014 - 18/06/2014 191,62
18/06/2014 - 16/07/2014 124,20
16/07/2014 - 20/08/2014 0,00
Tabla 14. Coste de energía reactiva sin impuesto eléctrico.
El hecho de calcularla en el período de más gasto implica que la batería en ese período tiene el pico
máximo de consumo de energía reactiva. No se puede calcular una batería de condensadores en un
período de menor consumo de reactiva porque habría meses que el objetivo de cumplir que:
para que no exista penalización pudiera no cumplirse y entonces habría pequeños gastos de energía
reactiva. Tampoco se puede sobredimensionar pues entonces pagamos más por la batería en un
principio.
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Tabla 15. Cálculo batería de condensadores necesaria para el polideportivo.
Se hace hincapié en que las normativas regulatorias sobre el coste de reactiva suelen incrementarlas los
gobiernos cada cierto tiempo. Debe saberse que el coste por energía reactiva es algo regulado por lo que
cualquier comercializadora deberá cobrar exactamente la misma cantidad. Arriba se compara la
situación hasta 2.009 y la penalización que comenzó después. Simplemente es también para comentar
que el gobierno puede en un futuro más o menos próximo acogerse a nuevas subidas por esta
penalización y es algo que no se introduce como coste extra futuro en el estudio.
Compañía / Company:
Calculo introduciendo los consumos totales de energia reactiva (kvarh) en contador/factura.
Cliente: 28/11/2013
Tarifa/
NºPeriodos:3
Consumo
kWh
Consumo
kvarhP Cos j
Exceso
kvar
Penalización
2009
Penalización
2015
P1 4034 2401 46 0,86 1069,78 18,21 € 44,45 €
P2 9933 7249 48 0,81 3971,11 135,16 € 165,02 €
P3 3883 3255 27 0,77 1973,61 - -
- - - - -
- - - - -
- - - - -
153,37 € 209,47 €
La columna P puede ser el valor en kW de la potencia contratada o preferib lemente la potencia de maxímetro
PCos j
objetivo
Batería
necesaria (*)
48 1 33,60
(*) Potencia mínima batería para coseno de phi ob jetivo seleccionado.
Bateria de condensadores
440 V
1.2.2.
50 Hz
Cálculo de reactiva tarifas eléctricas 2015 (según BOE 316 del 29/12/2010)
TOTAL
Tel. Fecha / Date 12/12/2014 0:00
Ayuntamiento Ugao - Miraballes Ref. Calculo
Para/To: Polideportivo El Jaro
Fax. Páginas / Pages
Q real ponderada
33,5
Cos j Ponderado
0,82
BAT-37,5-440
De / From: José Manuel Gómez Vega
Polideportivo El Jaro Fecha factura:
Modelo
BATERÍA - POLID. UGAO
37,5 kvar
31,25 kvar
Composición
Tensión nominal
Potencia a tensión nominal
Frecuencia
Regulación
Potencia a 400 V
7,5+2x15
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La subida en esta factura es del 36,58 % respecto a 2.009 frente a 2.015, aunque la subida fue inmediata en
su tiempo. De esta forma tenemos el siguiente cuadro:
SITUACIÓN ACTUAL
Existe energía reactiva con coste en la facturación eléctrica
Coste energía reactiva por facturación (€) 2.076,18
Coste energía reactiva por averías posibles (€) 755,82
Coste energía reactiva total sin IVA(€) 2.832,00
IVA 21 % 594,72
Coste energía reactiva total con IVA(€) 3.426,72
Emisiones de CO2 (t/año) 0,00
CAMBIO PROPUESTO
Se anula el coste de la energía reactiva en la facturación eléctrica
Coste energía reactiva por facturación (€) 0,00
Coste energía reactiva por averías posibles (€) 0
Coste energía reactiva total sin IVA(€) 0,00
IVA 21 % 0,00
Coste energía reactiva total con IVA(€) 0,00
Emisiones de CO2 (t/año) 0,00
INVERSIÓN
Batería de condensadores 1.519,00
Mano de obra (incluida) 0,00
TOTAL INVERSIÓN (€) 1.519,00
IVA (%) 21,00%
TOTAL INVERSIÓN CON IVA (€) 1.837,99
GASTOS Y AMORTIZACIONES POR DEPRECIACIÓN
Mantenimiento anual (€) 0
Amortización anual lineal (€) 75,95
Vida útil (años) 20
AHORRO
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh) 0,00
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) 0,00
AHORRO ECONÓMICO/AÑO (€) 3.426,72
AHORRO PORCENTUAL (%) 100,00%
PERÍODO DE RETORNO (años), según VRI 0,47
PERÍODO DE RETORNO (años), según VAN 0,46
AHORRO DE CO2 (t/año) 0,00
PLAZO ESTIMADO IMPLANTACIÓN MEDIDA < 1 mes
Tabla 16. Mejora por incorporar baterías de condensadores para eliminar la energía reactiva.
Definimos los siguientes valores para las ecuaciones de obtención de valor de retorno de la inversión, todas
en tanto por uno:
: tipo de interés de referencia del mercado. Consideramos:
: tipo de incremento de la inflación. Tomamos:
k : tipo de interés real que se obtiene de promediar los dos tipos anteriores, t y g.
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: tipo aplicado por incremento de precios de la regulación de la energía reactiva, tomando:
Cálculo del período de retorno:
a. Valor de retorno de la inversión VRI o PAYBACK.
b. Valor de retorno que hace VAN = 0.
Despejando, se obtiene:
En este caso coinciden prácticamente el cálculo por el VAN y el VRI. La razón es que los tipos de interés y
son similares.
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8. MEJORA 8: INSTALAR MANTA TÉRMICA. REDUCCIÓN CONSUMO DE CALDERA Y
EN CLIMATIZADORA DE AIRE DE PISCINA.
Instalar una manta térmica tiene una serie de ventajas. Estos son los principales beneficios del uso de una
manta térmica:
- Evita la evaporación, entre un 70 y un 98 %.
- Conserva la temperatura del agua.
- Aunque no es su función, retiene la suciedad sobre el cobertor.
- Ahorra agua y productos de tratamiento químico.
- Ahorra hasta entre el 50 - 70 % de la factura de climatización.
- Imprescindible en climatizaciones con energía solar, que no es el caso.
- Muy aconsejable como soporte a la bomba de calor.
- Reduce el consumo de químicos en la piscina entre un 35 % – 60 %.
Dado que se puede ahorrar en la cantidad de agua evaporada, en un porcentaje muy elevado y al
mismo tiempo sobre el aire de la climatización, tengamos en cuenta lo siguiente:
Consideraremos un porcentaje reductor de la evaporación del 75 % para el agua del vaso, que
depende de la caldera Roca NG 400/425.
Tomaremos un 60 % de reducción de la energía consumida en la climatizadora – bomba de calor
Roca – York.
Las horas que se calcularon para el calentamiento del agua de la piscina eran 2.606,7. Sin
embargo estas horas son las de uso normal de la piscina tal y como se determinó en el régimen de
actividad del documento “situación actual del polideportivo”. Ahora se trata de calcular el tiempo
de colocación de la manta térmica para evitar la evaporación y ahorrar energía.
Horas de uso de manta térmica en vaso de piscina. Día semana Horario Tiempo Días/año Horas/año
De Lunes a Viernes 22:15 a 8:45 h 10,5 h 209 2.194,5
Sábados 20:15 a 8:45 h 12,5 h 42 525
Domingos 13:45 a 8:45 h 18,5 h 42 777
Total 3.496,5
Tabla 17. Horas año para la manta térmica (agua piscina).
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En el documento de la situación actual del polideportivo tuvimos en cuenta el cálculo de las pérdidas por
evaporación, considerando los dos escenarios: situación actual y situación ideal.
PÉRDIDAS PRODUCIDAS EN LA PISCINA
PÉRDIDAS
Situación ideal
% PÉRDIDAS
Situación real
% PÉRDIDAS Tag = 25 ºC /
Ta = 27 ºC /
H = 65 %
Tag = 31 ºC /
Ta = 27 ºC /
H = 66 %
Evaporación del agua del vaso 32.752,14 W 59,96% 20.961,37 W 38,74%
Consideraremos la situación ideal pues se supone que es la que se va a tener en cuenta de aquí en
adelante. Entonces tenemos:
Podemos calcular también el ahorro económico:
Llegamos a una conclusión fácilmente deducible y es que en el horario de cierre de la piscina la
climatizadora se supone que no funcionará, luego su ahorro es casi nulo. Consideraremos no obstante, que
la climatizadora se enciende 1 hora antes de la apertura al público y hay que tener en cuenta también
que un cuarto de hora antes se quita la manta, por lo que serán 45 minutos los que se mantendrá la
climatizadora encendida con la manta.
Horas de uso de manta térmica en vaso de piscina. Día semana Horario Tiempo Días/año Horas/año
De Lunes a Viernes 8:00 a 8:45 h 0,75 h 209 156,75
Sábados 8:00 a 8:45 h 0,75 h 42 31,50
Domingos 8:00 a 8:45 h 0,75 h 42 31,50
Total 219,75
Tabla 18. Horas año para la manta térmica (aire piscina).
Denominación Nº Potencia
(kW)
Factor
reductor
Área
(m2) Planta
Horas /
año
Consumo
anual
(kWh)
Climatizador bomba de calor ROCA-YORK mod.
BCP-80 1 30,2 0,6 713,11
Piscina y
pl. baja 219,75 3.981,87
Tabla 19. Datos de consumo energético de la climatizadora.
El ahorro económico entonces sería:
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Resumamos esto en una tabla:
SITUACIÓN ACTUAL
Piscina con evaporación al descubierto
Ahorro energía térmica por evaporación agua (kWh/año) 0,00
Precio gas natural (medio 2.014) (€/kWh) 0,052608
Ahorro energía eléctrica por climatización aire (kWh/año) 0,00
Precio electricidad (medio 2.014) (€/kWh) 0,158603
Coste energía calentamiento piscina (€) 0,00
Emisiones de CO2 (t/año) 0,00
CAMBIO PROPUESTO
Piscina con evaporación de aire con manta térmica puesta en períodos de no uso
Ahorro energía térmica por evaporación agua (kWh/año) 85.882,78
Precio gas natural (medio 2.014) (€/kWh) 0,052608
Ahorro económico en agua no evaporada (€) 4.518,12
Ahorro energía eléctrica por climatización aire (kWh/año) 3.981,87
Precio electricidad (medio 2.014) (€/kWh) 0,158603
Ahorro económico en aire de la climatizadora (€) 631,54
Emisiones de CO2 (t/año) 19,90
INVERSIÓN
Manta térmica, enrollador y gastos de envío 2.200,83
Mano de obra (incluido en mantenimiento) 0,00
TOTAL INVERSIÓN (€) 2.200,83
IVA (%) 21,00%
TOTAL INVERSIÓN CON IVA (€) 2.663,00
GASTOS Y AMORTIZACIONES POR DEPRECIACIÓN
Mantenimiento anual (€) 0
Amortización anual lineal (€) 220,08
Vida útil (años) 10
AHORRO
AHORRO ECONÓMICO/AÑO (€) 5.149,66
AHORRO PORCENTUAL (%) 100,00%
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh) 89.865
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) 7,73
PERÍODO DE RETORNO (años), según VRI 0,45
PERÍODO DE RETORNO (años), según VAN 0,45
AHORRO DE CO2 (t/año) 19,90
PLAZO ESTIMADO IMPLANTACIÓN MEDIDA < 1 mes
Fig. 9. Mejora por reducir evaporación de agua y gasto de aire de climatización mediante manta térmica.
Se ha puesto el porcentaje de ahorro económico el 100 %, porque partimos de la situación en la que no se
ahorra nada.
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Tabla 20. Presupuesto a través de internet. Hemos consultado 3 presupuestos y por otras mantas térmicas cobraban más de 15.000 €.
El precio de la manta con el enrollador telescópico más gastos de envío supone:
Como debemos introducir el precio sin IVA, se obtiene:
que es el precio que hemos escrito anteriormente.
Obsérvese que, de acuerdo al RITE, es preceptivo instalar mantas térmicas: IT 1.2.4.5.5. Ahorro de energía
en piscinas. La lámina de agua de las piscinas climatizadas deberá estar protegida con barreras (mantas)
térmicas contra las pérdidas de calor del agua por evaporación durante el tiempo en que estén fuera de
servicio.
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Definimos los siguientes valores para las ecuaciones de obtención de valor de retorno de la inversión, todas
en tanto por uno:
: tipo de interés de referencia del mercado. Consideramos:
: tipo de incremento de la inflación. Tomamos:
k : tipo de interés real que se obtiene de promediar los dos tipos anteriores, t y g.
: tipo aplicado por incremento de precios de la energía eléctrica, tomando:
Cálculo del período de retorno:
a. Valor de retorno de la inversión VRI o PAYBACK.
b. Valor de retorno que hace VAN = 0.
Despejando, se obtiene:
En este caso coinciden el cálculo por el VAN y el VRI. La razón es que los tipos de interés y son similares y
el tiempo de retorno de la inversión muy corto.
Nota importante: para calcular el VAN por la forma expresada arriba es indiferente que tanto la inversión
como el ahorro estén o no con IVA, pues el resultado es idéntico. Puede demostrarse matemáticamente,
es decir, para obtener el retorno cualquiera de las dos expresiones siguientes dan lo mismo:
Preferimos hacer el tratamiento siempre sin IVA, pero la inversión siempre va indicada con este impuesto.
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9. MEJORA 9. CAMBIAR MOTORES A MOTOBOMBAS CALPEDA DE IMPULSIÓN DE
CAUDAL DE AGUA DE LA CALDERA.
Vamos a determinar el ahorro económico que supone el cambio de un motor. El gasto eléctrico estimado
en el sector industrial ronda el 60 – 70 % por lo que es un apartado muy a tener en cuenta. Vemos que en
el sector terciario también es muy importante pues todas las climatizadoras (mediante bombas de calor)
tienen la parte del motor en el compresor – evaporador. Y las motobombas tienen motores de 5,5 kW cada
una, por ejemplo.
Esta recomendación hubiera podido cuantificarse de haber conocido el rendimiento nominal de cada
uno de los dos motores de las motobombas (el de servicio y el de socorro). Haremos el estudio suponiendo
un rendimiento eléctrico nominal de fábrica. Para ello nos basamos en la siguiente hipótesis: en los
catálogos actuales de Calpeda solo tienen clase de eficiencia IE2 los motores trifásicos de 0,75 kW y por lo
que hemos leído los motores de la instalación son a 2 polos. Entonces queda claro que nuestros motores
son de un grado de eficiencia inferior, por lo que serán el equivalente a IE1.
Tabla 21. Comparación entre normativas IE y EFF. Obsérvese que EFF3 no figura, por lo que tener un motor de este tipo, es una ruina energética hoy en día.
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Tabla 22. Normativas de eficiencia de motores tendientes a desaparecer según nomenclatura EFF (1, 2 y 3)
Tabla 23. Rendimientos mínimos y máximos según potencia y normas europeas IE (1,2 y 3).
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9.1. DETALLES SOBRE LOS MOTORES Y LAS BOMBAS DE LAS MOTOBOMBAS.
Suponemos que el motor nº 1 es el que normalmente está operativo y el nº 2 se sustituye en caso de avería.
Una recomendación para mantenimiento es alternar cada uno de los motores cada 6 meses si no existen
averías en las paradas que se hagan. De esta forma la vida útil de cada motor es semejante pues en caso
contrario llegará algún día que un motor estará muy deteriorado y al sustituirlo por el más nuevo averiado
en ese momento puede dar algún disgusto a la instalación al ser sustituido por el otro mucho más usado,
pudiéndose quedar la instalación sin motor para la motobomba, si se gasta uno y el otro se usa solo como
reemplazo. Entendemos que no se ha seguido esa práctica pero, por si acaso, se avisa de una buena
práctica en el área del mantenimiento racional.
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Fig. 10. Curvas características de las dos bombas que forman las motobombas. Obsérvese que los rendimientos son hidráulicos, no eléctricos.
En la figura anterior se han relacionado el caudal (Q) frente a altura manométrica (H), la potencia
hidráulica (P) y la NPSH (altura neta positiva en la aspiración, valor importante para que las bombas no den
indeseables efectos de cavitación o circunstancias devastadores de corrosión en el metal de las bombas
por el agua convertida en gas a velocidades sónicas produciendo cavidades).
Observamos características distintivas entre ambas bombas.
La bomba tipo NM 50/16 tiene tan solo dos posibilidades de conductos hidráulicos, mientras que la
NM 65/16 tiene cinco.
La bomba NM 65/16 alcanza mayor potencia hidráulica y se observa en el tubo de mayor diámetro
claramente.
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9.2. AHORRO ECONÓMICO DE LOS MOTORES DE EFICIENCIA IE1 FRENTE A OTRO QUE
TENGA IE2.
De acuerdo a las tablas anteriores podemos suponer que los dos motores de la instalación a 5,5 kW y a 2
polos, tienen la calificación IE1. Entonces su rendimiento nominal sería:
A continuación vamos a calcular con el ahorro que supondría comprar un motor de clase de eficiencia IE2
frente a los actuales IE1, con características similares a las actuales. Este estudio es doble: por una parte
cuantifica el tiempo en que se recupera la inversión (retorno o payback) ante la compra por sustitución y
por otra muestra que, similares características de un motor, dan resultados económicos anuales bien
diferentes.
9.3. CÁLCULO DEL RENDIMIENTO ACTUAL TRAS AVERÍAS.
Consideraremos el rendimiento que se obtiene tras averías y rebobinados. Se considera una avería a razón
de 0,5 % de caída de rendimiento y un bobinado a 0,6 %. Si la avería incluye bobinado se sumarán y darán
1,1 %.
Entonces como cada uno de los motores ha sufrido una avería con bobinado de arrollamiento de cobre
por haberse quemado, tendremos el siguiente rendimiento actual para cada uno de los motores de la
instalación:
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9.4. COMPARACIÓN ENTRE MOTORES DE EFICIENCIA ESTÁNDAR (IE1) CON OTROS DE
ALTA EFICIENCIA.
Consideramos que un motor IE2 cuesta un 25 % más que otro IE1. Los datos del motor se refieren al
NM 65/16E/A de hierro, pues el de bronce cuesta bastante más.
Tipo Motobomba 5,5 kW nueva Motobomba 5,5 kW actual
Clase eficiencia IEC 60034-30 IE2 IE1
Rendimiento [%] 87,0 83,6
Potencia eje [kW] 5,5 5,5
Potencia Red [kW] 6,322 6,579
Ahorro energía por hora [kWh] E = P · t = (6,579 – 6,322) · 1 = 0,257 --
Precio energía [€/kWh] p = 0,157611 0,157611
Precio motor [€] 2.202,50 1.762
Diferencia precio
motor [€] 440,50 (25 % más caro) --
Ahorro por hora [€/h] Ah = E · p = (6,579 – 6,322) · 1 · 0,157611 =
0,040506027 --
Ahorro económico
anual [€/año] Aec = 0,040506027 · 24 · 365 354,83
Ahorro energético [€/kWh por
año] Aen = 0,257 · 24 · 365 2.251,32
Payback diferencia
precio horas [h]
(2.202,50 – 1.762) € / 0,040506027 €/h =
10.874,9 h
(453,1 días)
--
Payback motor IE2 [h] 2.202,5 / 0,040506027 = 54.374,6
(6,21 años = 6 años y 2,5 meses)
Hipótesis: trabajo continuo las 24 horas
del día durante 365 días al año
Tabla 24. Ejemplo de ahorro entre 2 motobombas, uno de alta eficiencia IE2 y otro de eficiencia estándar IE1.
9.5. CÁLCULO ESTIMATIVO DE AHORRO CON UN MOTOR DE ALTO RENDIMIENTO.
MANERA FORMAL.
La tabla anterior puede realizarse siguiendo el esquema allí mostrado o bien puede usarse una ecuación
directa para tomar una elección rápida sobre el ahorro anual de un motor respecto al otro.
Se puede comparar un motor estándar con uno de alto rendimiento, mediante la ecuación para obtener
el ahorro anual en €/año:
donde:
o = tiempo de utilización anual en horas.
o = potencia del motor en kW.
o = fracción de plena carga a la que trabaja el motor en tanto por ciento.
o = coste de la electricidad en €/kWh.
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o = eficiencia de un motor estándar en tanto por ciento.
o = eficiencia de un motor de alta eficiencia en tanto por ciento.
Y el tiempo de retorno simple de la inversión (payback o VRI):
donde sabemos que:
o = tiempo de retorno de la inversión en años decimales.
o = valor de compra en € de nuevo.
o = ahorro anual en €/año.
Aplicando los datos de la tabla referida se obtiene:
Las diferencias se deben a decimales.
Se trata del mismo resultado que obtenido antes, pero más directamente.
Como se ha visto por cada avería y/o bobinado cae el rendimiento nominal del motor un pequeño
porcentaje. Es evidente que si un motor ha sufrido muchas averías su rendimiento será con total seguridad,
pésimo. Por lo tanto, se aconseja se lleve un control de las reparaciones y de los bobinados de los motores
para tener registro de los rendimientos estimados reales de cada uno para proceder a su sustitución (en
caso de que no se haya ya tenido en cuenta), siempre que se encuentre que sale rentable. En ese caso,
en la ecuación anterior deberá ponerse no el rendimiento nominal del motor antiguo sino el estimado en
base a bobinados y reparaciones sucesivas. En la visita no obtuvimos el rendimiento eléctrico real escrito
en la placa de características de los motores y no hemos podido conocerlo, por lo que no se plantea esta
medida de mejora como real sino que debe ser usada de forma informativa. No obstante la hemos
formulado cuantitativamente con la salvedad que incurrimos en 2 hipótesis: el precio de la motobomba
nueva y el rendimiento de las dos, la vieja y la nueva.
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A continuación resumimos en una tabla todos los cálculos teniendo en cuenta que se ha supuesto el motor
en base a la información de uno nuevo de la misma marca y modelo en hierro más un 25 % de incremento
de ese precio.
SITUACIÓN ACTUAL
Motor motobombas tipo IE1, eficiencia estándar
Potencia eje (kW) 5,50
Potencia red (kW) 6,579
Precio electricidad (medio 2.014) (€/kWh) 0,158603
Horas/año (24 · 365( (h) 8.760,00
Energía consumida (kWh) 57.632,04
Emisiones de CO2 (t/año) 16,54
CAMBIO PROPUESTO
Motor motobombas tipo IE2, eficiencia medio-alta
Potencia eje (kW) 5,50
Potencia red (kW) 6,322
Precio electricidad (medio 2.014) (€/kWh) 0,158603
Horas/año (24 · 365( (h) 8.760,00
Energía consumida (kWh) 55.380,72
Emisiones de CO2 (t/año) 15,89
INVERSIÓN
Precio motobomba (estimado en un 25 % más caro) (€) 2.202,50
Mano de obra (incluido en mantenimiento) 0,00
TOTAL INVERSIÓN (€) 2.202,50
IVA (%) 21,00%
TOTAL INVERSIÓN CON IVA (€) 2.665,03
GASTOS Y AMORTIZACIONES POR DEPRECIACIÓN
Mantenimiento anual (€) 0
Amortización anual lineal (€) 110,12
Vida útil (años) 20
AHORRO
AHORRO ECONÓMICO/AÑO (€) 354,83
AHORRO PORCENTUAL (%) 0,62%
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh) 2.251
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) 0,19
PERÍODO DE RETORNO (años), según VRI 9,00
PERÍODO DE RETORNO (años), según VAN 8,67
AHORRO DE CO2 (t/año) 0,65
PLAZO ESTIMADO IMPLANTACIÓN MEDIDA < 3 mes
Tabla 25. Propuesta de mejora con cambio de motor a uno de eficiencia medio-alta.
Definimos los siguientes valores para las ecuaciones de obtención de valor de retorno de la inversión, todas
en tanto por uno:
: tipo de interés de referencia del mercado. Consideramos:
: tipo de incremento de la inflación. Tomamos:
k : tipo de interés real que se obtiene de promediar los dos tipos anteriores, t y g.
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: tipo aplicado por incremento de precios del suministro de la electricidad, tomando:
Cálculo del período de retorno:
a. Valor de retorno de la inversión VRI o PAYBACK.
b. Valor de retorno que hace VAN = 0.
Despejando, se obtiene:
En este caso no coinciden en el cálculo el método seguido por el VAN respecto al del VRI. La razón es que
los tipos de interés y aún siendo similares se dilatan en el tiempo y comienzan a divergir. Por lo tanto se
usa el valor obtenido del VAN.
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10. MEJORA 10. DISMINUCIÓN DEL COSTE DE ENERGÍA Y AUMENTO DE LA
EFICIENCIA LUMINOSA MEDIANTE SUSTITUCIÓN DE TODAS LAS LÁMPARAS.
Se realiza una propuesta de sustitución para todos los puntos de luz instalados en el edificio, para calcular
la rentabilidad de cambiar todas las luces del polideportivo. No obstante, a la hora de realizar una
sustitución, siempre se puede realizar una selección de aquellos puntos de mayor interés, en principio,
aquellos que supongan el mayor consumo anual.
En primer lugar teníamos en iluminación el siguiente cálculo que aparece en el documento de la auditoría
de “situación actual”:
Denominación Nº
Potencia
unitaria
(W)
Potencia
total (W)
Área
(m2) Planta
Horas /
año
Factor
reductor
%
Consumo
anual
(kWh)
Consumo
anual
(tep)
Fluorescentes 1x2 ø26 mm 1,5 m
58 + 4 W 16 58 + 4 992 156,59
Baja
(Vestuar.) 3.295 60 1.961 0,17
Fluorescentes 1x2 y 1x1 ø16 mm,
1,2 m 36 + 3 W 49 36 + 3 1.911 500,67 Baja 3.295 60 3.778 0,32
Incandescentes 60 W 13 60 780 51,76 Baja 3.295 60 1.542 0,13
Fluorescentes 1x4 ø16mm 0,6 m
18 + 2 W 176 18 + 2 3.520 330,01 1ª Pl. 3.295 50 5.799 0,50
Fluorescentes 1x2 ø16 mm 0,6 m
18 + 2 W 6 18 + 2 120 27,28 1ª Pl. 3.295 50 198 0,02
Fluorescentes 1x2 ø16 mm 1,2 m
36 + 3 W 18 36 + 3 702 199,39 1ª Pl. 3.295 50 1.157 0,10
Proyector VHM de 400 + 30 W 10 400 + 30 4.300 713,11 Baja 3.295 10 1.417 0,12
Proyector VHM de 400 + 30 W
campo fútbol y alrededores 20 400 + 30 8.600 -- Ext 3.295 10 2.834 0,24
Proyector VHM de 400 + 30 W
campo pádel 8 400 + 30 3.440 -- Ext 3.295 10 1.133 0,10
Fluorescentes 1x1 ø16 mm , 0,6
m 60 W 33 60 + 4 2.112 -- Varias 3.295 60 4.175 0,36
Alumbrado público 70 W de
VSAP. No conectado al cuadro 24 70 + 6 0 -- Ext 3.295 10 0 0,00
373 Total 26,48 KW
Total
23.994,19 KWh
2,06 tep
Tabla 26. Potencias y consumo de la instalación actual.
Se han considerado para el polideportivo a razón de 293 días laborables, es decir unas
.
Hemos aplicado un factor reductor % diferente para cada uno de los usos. En el caso de la iluminación de
zonas como vestuarios y salas de gimnasio el factor de utilización es más alto. El uso de la iluminación en
zonas tales como la piscina, o los espacios exteriores es menor, por lo que el factor de reducción aplicado
es mayor.
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Ahora vamos a detallar las nuevas potencias y consumos con las lámparas propuestas. El ahorro
energético resultante en la tabla siguiente será la diferencia entre el consumo anual de la tabla anterior
menos el consumo energético de la propuesta.
Denominación Planta
Propuesta con
tecnología más
eficiente
Nº
unid.
prop.
Potencia
unitaria
prop. (W)
Potencia
total
prop. (W)
Consumo
anual
actual
(kWh)
Consumo
anual
prop.
(kWh)
Ahorro
energético
(kWh/año)
Precio
unitario
(€)
Inversión
total (€)
Consumo
anual
propuesta
(tep)
Fluorescentes 1x2
ø26 mm 1,5 m 58
+ 4 W
Baja
(Vest.) Tubo Led 22W 16 24 384 1.961 759 1.202 47,4 758,40 0,07
Fluorescentes 1x2
y 1x1 ø16 mm, 1,2
m 36 + 3 W
Baja Tubo Led 18W 49 20 980 3.778 1.937 1.841 38 1.862 0,17
Incandescentes
60 W Baja Lámpara LED 20W 13 20 260 1.542 514 1.028 28 364 0,04
Fluorescentes 1x4
ø16mm 0,6 m 18 +
2 W
1ª Pl. Placas LED 60x60 36 W 44 40 1.760 5.799 2.900 2.900 130 5.720 0,25
Fluorescentes 1x2
ø16 mm 0,6 m 18
+ 2 W
1ª Pl. Tubo LED 8W 6 10 60 198 99 99 19 114 0,01
Fluorescentes 1x2
ø16 mm 1,2 m 36
+ 3 W
1ª Pl. Tubo Led 18W 18 20 360 1.157 593 563 38 684 0,05
Proyector VHM
de 400 + 30 W Baja Proyector LED 200 W * 10 220 2.200 1.417 725 692 654,3 6.543 0,06
Proyector VHM
de 400 + 30 W
campo fútbol y
alrededores
Ext Proyector LED 200 W * 20 220 4.400 2.834 1.44450 1.384 654,3 13.086 0,12
Proyector VHM
de 400 + 30 W
campo pádel
Ext Proyector LED 200 W * 8 220 1.760 1.133 580 554 654,3 5.234,40 0,05
Fluorescentes 1x1
ø16 mm , 0,6 m 60
W
Varias Tubo LED 8W 33 10 330 4.175 652 3.523 19 627 0,06
Alumbrado
público 70 W de
VSAP. No
conectado a
contador
Ext - - - - - - - - - -
TOTAL 217
12.494 23.994,19 10.209 13.785
34.992,80 0,88
Tabla 27. Potencias y consumo de la propuesta de iluminación más eficiente y de menor consumo.
(*)Tal y como se ha indicado, se da una propuesta de sustitución para todos los puntos de luz del edificio;
no obstante, en estos casos, la inversión es muy elevada para el ahorro que aportan.
Actualmente existe un total de 373 puntos de luz (lámparas). Este número se ve reducido puesto que para
las lámparas tipo fluorescentes 1x4 ø16mm 0,6 m, se propone la instalación de placas de LED de 60x60. Se
pueden visualizar en la siguiente imagen. Una placa sustituye a 4 lámparas fluorescentes.
Como todas las lámparas están encendidas, según hemos calculado, 3.295 h, la vida útil es:
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Tabla 28. Placa led 60x60.
A continuación, veremos el resultado obtenido de la medida propuesta donde se sustituyen todas las
lámparas. El periodo de amortización de la sustitución de la totalidad de las luminarias es elevado, puesto
que hay puntos cuya inversión es alta en comparación con el ahorro. No obstante, en caso de realizar una
selección de aquellos puntos más interesantes, el periodo de amortización se vería notablemente
reducido. Es por ello que realizaremos el cálculo con todas las lámparas en la presente propuesta y
daremos otra sin esas lámparas anteriormente señaladas con los asteriscos.
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SITUACIÓN ACTUAL
Iluminación tradicional
Potencia 373 lámparas de diversos tipos 26.480
Precio electricidad (medio 2.014) (€/kWh) 0,158603
Horas encendido día (h/día) Varios
Días / año (días/año) 293
Horas / año (h/año) Varios
Factor reductor de consumo Varios
Consumo (kWh) 23.994,19
Coste consumo electricidad (€) 3.805,55
Emisiones de CO2 (t/año) 15,57
CAMBIO PROPUESTO
Cambiar toda la iluminación por lámparas más eficientes y menos costosas
Potencia 217 lámparas led de diversos tipos más eficientes 12494
Precio electricidad (medio 2.014) (€/kWh) 0,158603
Horas encendido día (h/día) (20 % de ahorro) Varios
Días / año (días/año) 293
Horas / año (h/año) Varios
Factor reductor de consumo Varios
Consumo (kWh) 10.209,00
Coste consumo electricidad (€) 1.619,18
Emisiones de CO2 (t/año) 6,63
INVERSIÓN
Compra de 217 lámparas 34.992,80 €
Mano de obra instalación (se supone hace personal del ayuntamiento) 0,00
TOTAL INVERSIÓN (€) 34.992,80 €
IVA (%) 21,00%
TOTAL INVERSIÓN CON IVA (€) 42.341,29
GASTOS Y AMORTIZACIONES POR DEPRECIACIÓN
Mantenimiento anual (€), se incluye en el mantenimiento actual 0,00
Amortización anual lineal (€) 2.306,71
Vida útil (años) 15,17
AHORRO
AHORRO ECONÓMICO/AÑO (€) 2.186,37
AHORRO PORCENTUAL (%) 57,45%
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh) 13.785,19
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) 1,19
PERÍODO DE RETORNO (años), según VRI Inviable: -290,78
PERÍODO DE RETORNO (años), según VAN Inviable: 38,34
AHORRO DE CO2 (t/año) 8,95
PLAZO ESTIMADO IMPLANTACIÓN MEDIDA < 1 mes
Tabla 29. Situación de mejora propuesta iluminación más eficiente y con menor consumo.
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Definimos los siguientes valores para las ecuaciones de obtención de valor de retorno de la inversión, todas
en tanto por uno:
: tipo de interés de referencia del mercado. Consideramos:
: tipo de incremento de la inflación. Tomamos:
k : tipo de interés real que se obtiene de promediar los dos tipos anteriores, t y g.
: tipo aplicado por incremento de precios del suministro de la electricidad, tomando:
Cálculo del período de retorno:
c. Valor de retorno de la inversión VRI o PAYBACK.
d. Valor de retorno que hace VAN = 0.
Despejando, se obtiene:
En este caso no coinciden en el cálculo el método seguido por el VAN respecto al del VRI. La razón es que
los tipos de interés y aún siendo similares se dilatan en el tiempo y comienzan a divergir profundamente.
Por lo tanto se usa el valor obtenido del VAN.
Se ve claramente que el valor del VAN es menor que cero pues el retorno de la inversión supera el valor útil
de los productos. Matemáticamente:
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11. MEJORA 11. DISMINUCIÓN DEL COSTE DE ENERGÍA Y AUMENTO DE LA
EFICIENCIA LUMINOSA MEDIANTE SUSTITUCIÓN DE ALGUNAS LÁMPARAS.
Dado que la propuesta de sustitución de todas las lámparas es inviable, a continuación se realizará el
estudio de algunas de ellas, en concreto se suprimirán aquellas que se marcaron con asterisco en la
medida anterior. En primer lugar teníamos en iluminación el siguiente cálculo que aparece en el
documento de la auditoría de “situación actual”, donde remarcamos de rojo las lámparas que no se van
a sustituir en la presente propuesta de mejora:
Denominación Nº
Potencia
unitaria
(W)
Potencia
total (W)
Área
(m2) Planta
Horas /
año
Factor
reductor
%
Consumo
anual
(kWh)
Consumo
anual
(tep)
Fluorescentes 1x2 ø26 mm 1,5 m
58 + 4 W 16 58 + 4 992 156,59
Baja
(Vestuar.) 3.295 60 1.961 0,17
Fluorescentes 1x2 y 1x1 ø16 mm,
1,2 m 36 + 3 W 49 36 + 3 1.911 500,67 Baja 3.295 60 3.778 0,32
Incandescentes 60 W 13 60 780 51,76 Baja 3.295 60 1.542 0,13
Fluorescentes 1x4 ø16mm 0,6 m
18 + 2 W 176 18 + 2 3.520 330,01 1ª Pl. 3.295 50 5.799 0,50
Fluorescentes 1x2 ø16 mm 0,6 m
18 + 2 W 6 18 + 2 120 27,28 1ª Pl. 3.295 50 198 0,02
Fluorescentes 1x2 ø16 mm 1,2 m
36 + 3 W 18 36 + 3 702 199,39 1ª Pl. 3.295 50 1.157 0,10
Proyector VHM de 400 + 30 W 10 400 + 30 4.300 713,11 Baja 3.295 10 1.417 0,12
Proyector VHM de 400 + 30 W
campo fútbol y alrededores 20 400 + 30 8.600 -- Ext 3.295 10 2.834 0,24
Proyector VHM de 400 + 30 W
campo pádel 8 400 + 30 3.440 -- Ext 3.295 10 1.133 0,10
Fluorescentes 1x1 ø16 mm , 0,6
m 60 W 33 60 + 4 2.112 -- Varias 3.295 60 4.175 0,36
Alumbrado público 70 W de
VSAP. No conectado al cuadro 24 70 + 6 0 -- Ext 3.295 10 0 0,00
373 Total 26,48 KW
Total
23.994,19 KWh
2,06 tep
Tabla 30. Potencias y consumo de la instalación actual.
Ahora vamos a detallar las nuevas potencias y consumos con las lámparas propuestas, que serán todas
excepto las marcadas en rojo. El ahorro energético resultante en la tabla siguiente será la diferencia entre
el consumo anual de la tabla anterior menos el consumo energético de la propuesta.
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Denominación Planta
Propuesta con
tecnología más
eficiente
Nº
unid.
prop.
Potencia
unitaria
prop. (W)
Potencia
total
prop.
(W)
Consumo
anual
actual
(kWh)
Consumo
anual
prop.
(kWh)
Ahorro
energético
(kWh/año)
Precio
unitario
(€)
Inversión
total (€)
Consumo
anual
propuesta
(tep)
Fluorescentes 1x2
ø26 mm 1,5 m 58
+ 4 W
Baja
(Vest.) Tubo Led 22W 16 24 384 1.961 759 1.202 47,4 758,40 0,07
Fluorescentes 1x2
y 1x1 ø16 mm,
1,2 m 36 + 3 W
Baja Tubo Led 18W 49 20 980 3.778 1.937 1.841 38 1.862 0,17
Incandescentes
60 W Baja Lámpara LED 20W 13 20 260 1.542 514 1.028 28 364 0,04
Fluorescentes 1x4
ø16mm 0,6 m 18
+ 2 W
1ª Pl. Placas LED 60x60 36 W 44 40 1760 5.799 2.900 2.900 130 5.720 0,25
Fluorescentes 1x2
ø16 mm 0,6 m 18
+ 2 W
1ª Pl. Tubo LED 8W 6 10 60 198 99 99 19 114 0,01
Fluorescentes 1x2
ø16 mm 1,2 m 36
+ 3 W
1ª Pl. Tubo Led 18W 18 20 360 1.157 593 563 38 684 0,05
Proyector VHM
de 400 + 30 W Baja No hay propuesta * 10 400 + 30 4.300 1.417 1.417 0 0 0 0,12
Proyector VHM
de 400 + 30 W
campo fútbol y
alrededores
Ext No hay propuesta * 20 400 + 30 8.600 2.834 2.834 0 0 0 0,24
Proyector VHM
de 400 + 30 W
campo pádel
Ext No hay propuesta * 8 400 + 30 3.440 1.133 1.133 0 0 0 0,10
Fluorescentes 1x1
ø16 mm , 0,6 m
60 W
Varias Tubo LED 8W 33 10 330 4.175 652 3.523 19 627 0,06
Alumbrado
público 70 W de
VSAP. No
conectado a
contador
Ext - - - - - - - - - -
TOTAL 217
20.474 23.994,00 12.839 11.156
10.129,40 1,11
Tabla 31. Potencias y consumo de la propuesta de iluminación más eficiente y de menor consumo.
(*)Estas lámparas no van a ser sustituidas.
Actualmente existe un total de 373 puntos de luz (lámparas), 38 de los cuales son proyectores y no se van a
cambiar. En total se van a instalar 179 lámparas, pero como 38 van a seguir, se deben poner y agregar
aunque no generen ahorro.
A continuación, veremos el resultado obtenido de la medida propuesta donde se sustituyen las lámparas
que no son de tipo proyector y comprobemos si es una medida factible.
Recordemos que la vida útil anual de las lámparas sigue siendo:
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SITUACIÓN ACTUAL
Iluminación tradicional
Potencia 373 lámparas de diversos tipos 26.480,00
Precio electricidad (medio 2.014) (€/kWh) 0,158603
Horas encendido día (h/día) Varios
Días / año (días/año) 293
Horas / año (h/año) Varios
Factor reductor de consumo Varios
Consumo (kWh) 23.994,19
Coste consumo electricidad (€) 3.805,55
Emisiones de CO2 (t/año) 15,57
CAMBIO PROPUESTO
Cambiar toda la iluminación por lámparas más eficientes y menos costosas
Potencia 179 lámparas led de diversos tipos más eficientes + 38 que no se
sustituyen 20.474,00
Precio electricidad (medio 2.014) (€/kWh) 0,158603
Horas encendido día (h/día) (20 % de ahorro) Varios
Días / año (días/año) 293
Horas / año (h/año) Varios
Factor reductor de consumo Varios
Consumo (kWh) 12.838,61
Coste consumo electricidad (€) 2.036,24
Emisiones de CO2 (t/año) 8,33
INVERSIÓN
Compra de 179 lámparas 10.129,40
Mano de obra instalación (se supone hace personal del ayuntamiento) 0,00
TOTAL INVERSIÓN (€) 10.129,40
IVA (%) 21,00%
TOTAL INVERSIÓN CON IVA (€) 12.256,57
GASTOS Y AMORTIZACIONES POR DEPRECIACIÓN
Mantenimiento anual (€), se incluye en el mantenimiento actual 0,00
Amortización anual lineal (€) 667,73
15,17 Vida útil (años) 15,17
AHORRO
AHORRO ECONÓMICO/AÑO (€) 1.769,31
AHORRO PORCENTUAL (%) 46,49%
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh) 11.155,58
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) 0,96
PERÍODO DE RETORNO (años), según VRI 9,19
PERÍODO DE RETORNO (años), según VAN 8,61
AHORRO DE CO2 (t/año) 7,24
PLAZO ESTIMADO IMPLANTACIÓN MEDIDA < 1 mes
Tabla 32. Situación de mejora propuesta iluminación más eficiente y con menor consumo para algunas lámparas.
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Definimos los siguientes valores para las ecuaciones de obtención de valor de retorno de la inversión, todas
en tanto por uno:
: tipo de interés de referencia del mercado. Consideramos:
: tipo de incremento de la inflación. Tomamos:
k : tipo de interés real que se obtiene de promediar los dos tipos anteriores, t y g.
: tipo aplicado por incremento de precios del suministro de la electricidad, tomando:
Cálculo del período de retorno:
e. Valor de retorno de la inversión VRI o PAYBACK.
f. Valor de retorno que hace VAN = 0.
Despejando, se obtiene:
En este caso guardan parecido en el cálculo el método seguido por el VAN respecto al del VRI. La razón es
que los tipos de interés y aún siendo similares se han dilatado algo en el tiempo y comienzan levemente
a divergir. Por lo tanto se usa el valor obtenido del VAN que es más preciso.
Se ve claramente que el valor del VAN es mayor que cero pues el retorno de la inversión no supera el valor
útil de los productos. Matemáticamente:
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12. CUADRO - RESUMEN DE LAS MEJORAS PROPUESTAS.
Mejora Descripción Inversión (€) Payback
(años)
Ahorro
energético
(kWh/año)
Ahorro
económico
(€/año)
Emisiones CO2
no emitidas
(t/año)
1 SUSTITUCIÓN DE CALDERA ACTUAL POR OTRA DE BIOMASA (PELLET) 118.805,00 7,15 76.445,00 3.416,14 241,34
2 SUSTITUCIÓN DE CALDERA ACTUAL POR OTRA DE BIOMASA (ASTILLAS
DE MADERA) 118.805,00 2,57 76.445,00 23.368,38 241,34
3 CONTRATACIÓN ELÉCTRICA CON OTRA COMPAÑÍA DE MENOR COSTE 0,00 0,00 0,00 4.773,72 0,00
4 CONTRATACIÓN DE GAS CON OTRA COMPAÑÍA DE MENOR COSTE 0,00 0,00 0,00 2.767,71 0,00
5 CUANTIFICACIÓN DE DISMINUCIÓN DE ENERGÍA EN TEMPERATURA DE
AGUA DE LA PISCINA SI SE DESCIENDE EL VALOR DE 27 A 25 ºC EN 2º C 0,00 0,00 84.081,00 4.423,33 16,95
6 CUANTIFICACIÓN DE DISMINUCIÓN DE ENERGÍA EN TEMPERATURA DEL
AIRE DE LA PISCINA SI SE DESCIENDE EL VALOR DE 31 A 27 ºC EN 4º C 0,00 0,00 12.202,00 1.935,35 7,92
7 INSTALAR UNA BATERÍA DE CONDENSADORES PARA ELIMINAR EL COSTE
DE LA ENERGÍA REACTIVA 1.519,00 0,46 0,00 3.426,72 0,00
8 INSTALAR MANTA TÉRMICA. REDUCCIÓN CONSUMO DE CALDERA Y EN
CLIMATIZADORA DE AIRE DE PISCINA 2.200,83 0,45 89.865,00 5.149,66 19,90
9 CAMBIAR MOTORES A MOTOBOMBAS CALPEDA DE IMPULSIÓN DE
CAUDAL DE AGUA DE LA CALDERA 2.202,50 6,21 2.251,00 354,83 0,65
10 DISMINUCIÓN DEL COSTE DE ENERGÍA Y AUMENTO DE LA EFICIENCIA
LUMINOSA MEDIANTE SUSTITUCIÓN DE TODAS LAS LÁMPARAS 34.992,80 38,34 13.785,19 2.186,37 8,95
11 DISMINUCIÓN DEL COSTE DE ENERGÍA Y AUMENTO DE LA EFICIENCIA
LUMINOSA MEDIANTE SUSTITUCIÓN DE ALGUNAS LÁMPARAS 10.129,40 8,61 11.155,58 1.769,31 7,24
TOTAL 134.856,73 -- 275.999,58 47.969,01 294,00
PROMEDIO 14.984,08 1,94 30.666,62 5.329,89 32,67
NOTA No se ha incluido medida 10 (imposible)
ni medida 1, por ser el mismo producto con otro combustible
Medidas imposibles o repetidas con otra variante
Medidas entre 0 y 2 años
Medidas entre 2 y 5 años
Medidas de más de 5 años
Tabla 33. Cuadro-resumen de las medidas de mejora propuestas, con las leyendas del significado en colores de cada mejora de acuerdo a su retorno temporal.
Seis de las medidas propuestas se recuperan de forma inmediata o antes de medio año, una se recupera
entre 2 y 3 años y dos se recuperan entre 6 y 7 años. Dos propuestas se han descartado: la 10 porque no se
recupera la inversión y la 1 porque es una variante de la 2, con otro combustible para la caldera.
En los totales y promedios no se incluyen ni la medida 1 ni la 10.
En el 66,67 % de las propuestas posibles presentadas se recupera su inversión en un período igual o inferior
a un año.
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13. AHORRO EN COSTES ECONÓMICOS DESGLOSADOS.
Ahorro económico energía eléctrica/año (€/año) 10.324,58 21,52 %
Ahorro económico energía térmica/año (€/año) 37.644,43 78,48 % Fig. 11. Desglose ahorro económico.
14. AHORRO EN COSTES ENERGÉTICOS DESGLOSADOS.
Ahorro energía eléctrica/año (kWh/año) 13.406,58 4,86 %
Ahorro energía térmica/año (kWh/año) 262.593,00 95,14 % Fig. 12. Desglose ahorro energético.
15. INVERSIÓN TOTAL DESGLOSADA.
La inversión total desglosada para todas las medidas excepto la 7 es la siguiente:
Inversión en energía eléctrica/año (€/año) 13.850,90 10,27 %
Inversión en energía térmica/año (€/año) 121.005,83 89,73 % Fig. 13. Desglose inversión.
16. EMISIONES DE CO2 NO EMITIDAS.
Las emisiones de CO2 evitadas son:
Emisiones de CO2 por energía eléctrica ahorrada (t/año) 7,89 2,68 %
Emisiones de CO2 por energía térmica ahorrada (t/año) 286,11 97,32 % Fig. 14. Desglose de emisiones de CO2.
17. NOTA SOBRE EL IVA.
En todas las propuestas se ha incluido el IVA de la inversión. Sin embargo en los cálculos del retorno de la
inversión tanto por el VRI como por el VAN se ha omitido para los valores de inversión, ahorro, amortización
y mantenimiento. El motivo es que todos los ratios calculados de electricidad (€/kWh), de combustible
gasóleo C (€/kWh), consumo de agua (€/m3) se han calculado sin IVA, que es como suele siempre darse
en auditorías. El cálculo del retorno de la inversión es indiferente si se efectúa con o sin IVA pues si todos los
factores se multiplican uniformemente por ese valor, el resultado es el mismo.
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18. RECOMENDACIONES FINALES.
Espero que las mejoras encontradas para el polideportivo El Jaro signifiquen un mayor aprovechamiento
energético y que redunden en una disminución de costes. Consideramos que no todas las medidas tienen
buen retorno por lo que creemos que las medidas marcadas en la tabla anterior en azul claro y azul más
oscuro son las más interesantes.
Existen dos tipos de mejora que no se han podido llevar a la práctica por falta de datos:
1. Instalar variadores de velocidad o de frecuencia a las motobombas. De esta forma se ahorraría
en electricidad en los arranques y durante el proceso dado que un variador es un mecanismo
que permite el ahorro en el consumo de motores y evita averías por llevar un gráfico de potencia
eléctrica absorbida con líneas quebradas que fuerzan los mecanismos y consumen mayor
electricidad. El problema es que no sabíamos bien cómo se comportaba n dichas motobombas
cara a tener una ligera idea de su curva de funcionamiento a nivel eléctrico.
2. Instalar un intercambiador de placas para aprovechar el agua residual que diariamente sale del
vaso de la piscina (en torno al 5 % del volumen) para calefactar el agua que entra en la caldera
y así disminuir la energía de generación. Se necesitaba conocer la temperatura y caudal del
conducto primario (el que va hacia la caldera) y del secundario (el que va a la piscina). Sin esos
datos no podemos proponer un ahorro, si bien, existe a través de un informe del EVE anterior una
referencia cuantificada sobre dicha mejora pero nosotros no podemos certificarlo.
Nota aclaratoria: el procedimiento de cálculo de la motobomba de mayor eficiencia no es tampoco del
todo real. Hemos supuesto un motor de mayor eficiencia un 25 % superior en precio respecto al actual del
mercado, según catálogo, pero dado que es una motobomba muy especial (debe encajar en
dimensiones a la instalación) tan solo hemos querido valorar cómo calcular el ahorro y eficiencia de un
equipo de mejores características. De todas formas nos hemos ido a la eficiencia energética IE2, cuando
existe una de mayor eficiencia, la IE3 y en otras reglamentaciones ya existe una IE3* (plus) equivalente,
aunque no bajo la norma europea, que ni siquiera se ha mencionado en las tablas.
Barakaldo, 3 de enero de 2.015.
El ingeniero industrial,
José Manuel GÓMEZ VEGA,
colegiado 6.026 por el Col. Of. de Ing. Industriales de Bizkaia.