04-potencial-de-renovables.pdf

8/18/2019 04-Potencial-de-renovables.pdf

1/34

POTENCIAL DE RENOVABLES

Boris Véliz Gómez. Arquitectura Véliz


2/34

INDICE DE CONTENIDOS

01_EDIFICIOS DE CONSUMO CASI NULOPrimeros apuntes.

02_GREEN BUILDING STUDIO. Flujo de trabajo, conceptos y prestaciones.03_ENERGÍAS RENOVABLES Y EDIFICACIÓN. Referencias y herramientas de trabajo.

Windlees_Trevor Lee and Clare Olsen _ Lagi Dubai 2010


3/34

1_EDIFICIOS DE CONSUMO CASI NULOPrimeros apuntes


4/34

NZEBEdificios de consumo casi nulo En términos prácticos

Video AutodeskEcoworkshop


5/34

NZEBEdificios de consumo casi nulo Uno de los principales desafíos de nuestros tiempos esreducir el fenómeno del calentamiento global, limitando la

emisión de gases de efecto invernadero.

Reducir el consumo de los edificios nuevos paraconseguir que sean de consumo casi nulo o “ Carbonneutral”.

Un edificio de carbono neutral es aquel que reduce el

consumo de energía por una cantidad igual a la porciónde la energía consumida que es proporcionada por loscombustibles fósiles de hidrocarburos.

Se puede conseguir mediante el uso de cualquiera de las

siguientes combinaciones:

Eficiencia energética y limitación de la demanda.Uso de energías renovables en el sitio.Uso de biocombustibles de bajo carbono.

¿Cuál es su definición exacta?

¿Cómo se consigue esta

reducción?

Dióxido de Carbono (CO2) Metano (CH4)


6/34

HUELLA DE CARBONOModelo energético regional

_Existe una gran variabilidad en lamezcla de combustibles en losmodelos energéticos de cada unade las regiones europeas.

_Distintas condiciones climáticas

Energías en Alemania 2011

Energías en España 2009


7/34

HUELLA DE CARBONOModelo energético regional La electricidad que se utiliza en un edificio, puede utilizar

mucha más energía de la corriente.1 kW de electricidad en la red requiere 3,3 kW de energía(en Estados Unidos ).


8/34

NZEB ENERGY =CARBON NEUTRAL

Generación

Consumo

Generación

Consumo

= Cero

= CeroHidroeléctrica


9/34

NZEBCoste óptimo _La energía renovable fotovoltaica es todavía

relativamente cara.

_La energía eólica para la electricidad es más baratacuando estén disponibles.

_La escala de la instalación es un factor importante enbiomasa, geotermia.

_La eficiencia es casi siempre menos costosa que lossistemas a instalar de energía renovable.

¿Podremos pagar un NZEB?

Coste óptimo,Mínimo coste de todo el ciclo de

vida.Este enfoque de coste óptimobusca la eficiencia energética de

las diferentes soluciones y loscostos asociados (tanto costes deinversión como de funcionamientoincluyendo el uso de energía)

S u

b v e n c

i ó n n e c e s a r i a

S e r v a n

d o

Á l v a r e z ,

I D E A 2 4 / 0 5 / 2 0 1 2


10/34

NZEB EN ESPAÑAContenido de los planes nacionalesa)La aplicación detallada en la práctica por el Estadomiembro de la definición de edificios de consumo deenergía casi nulo , que refleje sus condicionesnacionales, regionales o locales e incluya un indicadornumérico de uso de energía primaria expresado enkWh/m 2 al año .

Los factores de uso de energía primaria podrán basarseen valores medios anuales nacionales o regionales y teneren cuenta las normas europeas pertinentes.

Edificio con un nivel de eficiencia energética muy alto ,que se determinará de conformidad con el anexo I. Lacantidad casi nula o muy baja de energía requeridadebería estar cubierta, en muy amplia medida, porenergía procedente de fuentes renovables , incluidaenergía procedente de fuentes renovables producida insitu o en el entorno.

Directiva EU, Apartado 3

DefiniciónServando Álvarez

Universidad de SevillaMadrid IDEA (05/2012)


11/34

PROCESO DE DISEÑO

Recomendado para conseguirun edificio de bajo carbonorealmente efectivo

1-Establecer losobjetivos de

ahorro

2-Optimiza laforma del

edificio y laenvolvente

3-Estrategiaspasivas y

minimizar lasperdidas

4-Instalacionestérmicaseficientes

5-Energíasrenovables del

lugar6-Puesta en

marcha

7-Compraenergía verde


12/34

1_GREEN BUILD STUDIOFlujo de trabajo, conceptos y prestaciones


13/34

LA HERRAMIENTARecoge fundamentalmente la siguiente información:

_Un modelo de masa volumétrico sencillo de Ecotect,Sketchup, etc, formato GBXML.

_De Revit ®, toda la geometría del edificio incluyendo elnúmero de habitaciones, superficies, y elementos.

_Si está utilizando Revit MEP también puede especificarlos tipos de espacio, las cargas interiores, construccionesy equipos de climatización.

_Sus respuestas a algunas preguntas básicas. El uso deledificio o contexto, la ubicación geográfica del proyecto.También puede seleccionar una estación meteorológicapara el proyecto.

Con estos datos extrae información adicional acerca delas condiciones climáticas locales, la construcción y losmateriales, completa los datos que no hemos introducidoy nos devuelve un análisis propositivo, de gran utilidad enlas primeras etapas de proyecto.

_Es un servicio web queproporciona análisis energéticos y

de emisiones de carbono, y depotencialidades de ahorro pasivoy activo a su proyecto de unamanera sencilla y ágil.

_Interactúa directamente conRevit Architecture y Revit MEP.


14/34

1_OBJETIVOS DE AHORRO Green Building Studio

Análisis inicial sobre un modelo de masas

_Información precisa y fácil deentender, sobre el consumo deenergía, el uso de recursos en laconstrucción y las emisiones decarbono, para cada uno de lossupuesto de simulación, así comolas métricas de rendimiento y loscostes.

Los resultados pueden serutilizados para comparar loscostos de energía de múltiplesescenarios de proyecto en la fasede diseño conceptual


15/34

CONCEPTOSCostes de energía y carbono Las primeras decisiones de proyecto se pueden hacer

sobre el coste de energía anual y la información deconsumo.GBS calcula los gastos utilizando una base de datosglobal actualizada. (se pueden introducir ratiospersonalizados de coste)

El coste total anual de la electricidad y el combustibleutilizado por un proyecto para los equipamientos

El costo total estimado de electricidad y combustibleutilizado por un proyecto durante un período de 30 años.

La cantidad de electricidad y combustible que un proyectopuede utilizar durante un típico período de un año.

(kW). El estimado más alto uso de electricidad durantecualquier hora del año.

La cantidad aproximada de electricidad y combustible desu proyecto puede utilizar durante un período de 30 años.

Coste de energía Anual

Coste de energía durante elciclo de vida, 30 años

El consumo de energía anual

Pico de demanda eléctrica

Consumo de energía durantetodo el ciclo de vida


16/34

Se basan en el uso de combustible en el lugar y lasfuentes de combustible para la electricidad en la región.Por ejemplo:

_Centrales eléctricas con carbón. _Zonas con hidroeléctricas.

GBS tiene registros históricos de todo el combustible y las

emisiones de plantas de energía en todo el mundo. Eneste apartado se resumen las fuentes de combustible parala electricidad generada en la región concreta del proyectopor porcentajes.

Suma las emisiones anuales de CO2 de proyecto

(eléctricos y de combustible en el lugar). Representa lastoneladas de CO2 emitidas antes de la aplicación dealternativas pasivas de diseño, o energía renovables,factores que podrían compensar las emisiones de CO2.

Las emisiones anualesde CO2

Fuentes de energía eléctrica en la

región del proyecto

Potencial de carbono neutral

CONCEPTOSEdificio de carbono neutral


17/34

2_OPTIMIZAR ENVOLVENTEElementos superficiales y envolvente

Vidrios

_Plantillas de proyectos concaracterísticas predefinidas deproyectos anteriores similares o

_Plantillas bases por tipo deproyectos.

Evaluar y simular elcomportamiento global y loscostes energéticos dediferentes opciones de diseño,incluyendo las característicasde la envolvente .


18/34

HERRAMIENTA

La pestaña 3D VRML Vista

Permite comprobar el modelo:

_Revisar los datos de geometríagbXML en 3D, y girarlo pararevisar la colocación de paredes,ventanas, suelos y otros espacios.


19/34

3_ESTRATEGÍAS PASIVAS

Acreditación LEEDIluminación natural“El nivel de iluminancia es el flujoluminoso recibido en el plano detrabajo por unidad de superficie”. La puntuación debe ser más del 75%para calificar para puntos LEED

La acreditación de Iluminación natural LEED, es elporcentaje de superficie de suelo ocupada regularmenteque tiene un nivel de iluminancia mayor que 0,02.

Evaluar y simular distintas superficies de acristalamientoen diferentes posiciones:

_Ventana lateral con luz y visibilidad. (entre 0,76 y 2,29m) _Repisas de luz ( por encima de 2,29m) _Lucernario con vidrio en diente de sierra. _Lucernario con vidrio vertical. _Claraboyas.


20/34


Acreditación LEEDHidro-eficienciaSe presenta un resumen del usoestimado de agua en el edificio enfunción del número de personas y eltipo de edificio. Se diferencia entre:

_Consumo interior (L y € / año)

_Consumo exterior (L y € / año)

Nos permite medir el impacto en el coste y la eficienciaactuando sobre los siguientes factores:

_Espacios exteriores(Superficie de riego, rociadores temporizados, piscinas)

_ Eficiencia del equipamientos interior(Inodoros, urinales, duchas, sumideros, lavadoras,

secadoras)

_ Medidas Net Zero.(Captación de agua de lluvia, uso de vegetación

autóctona, reutilización de aguas grises, uso de aguapotable de origen local)

Los precios por defectos son en base a estadísticas deconsumo en USA, pero se pueden introducir preciosmanualmente.


21/34


Potencial de ventilaciónNatural

Potencial de la ventilación natural a partir de losdatos climáticos elegidos.

Se calcula el potencial de ahorro mediante ladeterminación del número anual de horas en que lastemperaturas del aire exterior son suficientes paraenfriar el espacio y se necesita refrigeración.

El potencial de ahorro de energía asociados con laparalización de los sistemas mecánicos derefrigeración y de ventilación durante este período.

Y por último, se estiman las horas netas que serequiere refrigeración, incluso con ventilación natural.

El cálculo asume que la forma del edificio y lasaberturas será diseñado para permitir la ventilacióncruzada que dará como resultado 20 renovacionesde aire por hora. Los cálculos no tienen en cuenta lasubicaciones reales de aperturas.


22/34

4_INSTALACIÓN TÉRMICA

Gráfica de uso de energía final _Desgloses adicionales de usoestimado de energía eléctrica ygas, (iluminación, calefacción,ventilación y aire acondicionado)

Detalle del modelo y variablesconsideradas en los cálculos

_Nos permite tener una primera evaluación aproximadade los requisitos de los equipos para orientar el trabajoproyectual.

_Evaluar modelos prestablecidos en diferentescondiciones climáticas o geométricas.


23/34

DEMANDAS Y PERDIDASDemanda energética, perdidas.

Carga de calefacción mensual

Carga de refrigeración mensual

Ganancia de calor quecompensa cargas de calefacción.

Perdidas de calorque deben compensarse para

conservar el confort térmico

Ganancia de calor

que debe ser eliminada paraconservar el confort térmico

Perdidas de calor compensanlas cargas de refrigeración

G. Int.

GyP. Ext.ConducciónConvecciónRadiaciónEnvolvente


24/34

5_POTENCIAL RENOVABLES

Potencial Fotovoltaico

Nos permite evaluar el impactode las siguientes variables

Análisis de superficies

Resultados que aporta

Se analiza automáticamente todas las superficiesexteriores del edificio, incluyendo techos, paredes y

ventanas, por su potencial estimado para generarelectricidad a partir de energía fotovoltaica.

Hay que considerar que en este análisis se supone quelos PV se puede instalar en superficies verticales, asícomo horizontales, siempre y cuando la superficie generacantidades significativas de energía fotovoltaica.

_Tipo de panel (Monocristalino 13,8% , Policristalino12,3%, película delgada-7,5% eficiencia)

_Coste de Instalación y tarifa eléctrica aplicada. _Período máximo de retorno por superficie y años.

_Orientación, exposición solar y obstrucción por sombras.

_Coste total de paneles, superficie, producción anual deenergía, ahorro económico anual, y periodo total deretorno de la inversión.


25/34

5_POTENCIAL RENOVABLES

Potencial de Energía EólicaSe valora el importe anual estimado de energía eléctricaque se puede generar a partir de una turbina de viento de15 metros de diámetro de diseño convencional, con cortea los vientos de 6 mph y 45 mph, respectivamente,ubicado en las coordenadas de los datos meteorológicosdel emplazamiento elegido.


26/34

CONCLUSIONES Información que obtenemos

_ Coste de energía Anual, Coste de energía durante elciclo de vida 30 años, consumo de energía anual, picode demanda eléctrica y consumo de energía durantetodo el ciclo de vida.

_ Potencial para un edificio de carbono neutral, sobrelos datos de las fuentes de energía eléctrica en laregión del proyecto y las emisiones anuales de CO2.

_ Evaluar y simular el comportamiento global y loscoste energéticos de diferentes opciones de diseño dela envolvente sobre plantillas predefinidas.

_ Acreditación LEED Iluminancia, Hidro-eficiencia, ypotencial de refrigeración por ventilación natural.

_ Resumen gráficos de consumo y potencia de ahorro,con sistemas eficientes.

_ Potencial de energía solar fotovoltaica, y eólica convariables de simulación, rentabilidad y ahorro.

Costes de energía y carbono

Edificio de carbono neutral

Optimizar envolvente

Estrategias pasivas

Instalaciones térmicas

Potencial renovables


27/34

03_ENERGÍAS RENOVABLES Y EDIFICACIÓNReferencias y herramientas de trabajo.


28/34

COGENERACIÓN,ESCALA URBANA

Frankfurt Stadt _Producción combinada de calory electricidad utilizando el calorexcedente.

_4 redes descentralizadas, 10 decalor con cerca de 200 plantas decogeneración y cinco centraleseléctricas, incluyendo dos plantasde biogás y una planta de leña.

_Producen más del 50 por cientode la energía con alta eficiencia y

proporcionan una gran parte delcalor a través de redes urbanas“district heating ”

Westhausen


29/34

COGENERACIÓNESCALA URBANA

_Con el uso de la biomasa, la

ciudad de Frankfurt no sólo se hacentrado en el uso de energía decompostaje.

_Aquí se utilizan los residuos demadera y residuos orgánicos deparques urbanos, la centralproduce electricidad para unos20.000 hogares y se suministracon el exceso de calor al sectorcomercial e industrial.

SOLAR DECATHLON EUROPA 2012 SMART GRID


30/34

SOLAR DECATHLON EUROPA 2012, SMART GRID


31/34

ENERGÍAS RENOVABLES Y EDIFICACIÓN,

Energía Movilidad

Integración arquitectónica Calidad de vida

Innovación en la gestión, ABG Nova la empresa municipalde viviendas de Frankfurt fuecapaz de construir variossistemas fotovoltaicos con laparticipación del público. Ofrece asus inquilinos una participación en

los activos: _Retorno sobre el dinero invertidodesde un 4% durante toda laduración de un mínimo de cinco yun máximo de 20 años.

_La inversión mínima desde 500 yhasta 20.000 euros.


32/34

ENERGÍAS RENOVABLES Y EDIFICACIÓN

Innovación en la Tecnología _Naked energy. Agua calientesolar y refrigeración de las célulasfotovoltaicas, que se mantienenen una temperatura optima deoperación.

_Una producción eléctrica

significativamente mayor que lospaneles fotovoltaicos,convencionales.

_Se optimiza tanto la producciónde energía térmica como deelectricidad, se reduce el espacionecesario y el coste de lainstalación.

_Electricidad _Agua caliente y calefacción. _Energía térmica para accionarenfriadoras. Frío solar.


33/34

ENERGÍAS RENOVABLES Y EDIFICACIÓN

Innovación en la aplicaciónLagi , Land art generatorinitiative, competitions FreshSkill Park, New York, 2012.“Las renovables pueden serbellas”.

_Sensor de escena/cruce delos flujos sociales y ecológicosInteracción de energíashumanas y ecológicas.

_Dos planos compuestos poruna rejilla donde unos paneles

de malla metálica reflectanteentretejidos con cablespiezoeléctricos se mueve libresal viento, al tiempo queproducen electricidad.

James Murray, Shota Vashakmadze, Atlanta USA


34/34

Green Building Studio, Autodesk wikihelphttp://wikihelp.autodesk.com/Green_Building_Studio/enu/Help/Help

Videoconferencia, debate y conferencia magistral,IDAE, “Edificios de consumo casi nulo” 2012 http://www.idae.es/index.php/id.198/mod.noticias/mem.detalle

Guía de incorporación de energías renovables en laedificación, IVEhttp://www.five.es/component/content/article/620-guia-eerr-en-edificacion.html

Guía de ahorro de agua en la edificación, IVEhttp://www.five.es/component/content/article/610-guia-ahorro-de-agua.html

Land art generator Initiative, Lagi Nyc 2012Guía de campo de energías renovables:http://landartgenerator.org/LAGI-FieldGuideRenewableEnergy-ed1.pdf

Propuestas presentadas competición 2012http://landartgenerator.org/LAGI-2012/AP347043/

BIBLIOGRAFÍA Y RECURSOS
http://wikihelp.autodesk.com/Green_Building_Studio/enu/Help/Helphttp://www.idae.es/index.php/id.198/mod.noticias/mem.detallehttp://www.five.es/component/content/article/620-guia-eerr-en-edificacion.htmlhttp://www.five.es/component/content/article/620-guia-eerr-en-edificacion.htmlhttp://www.five.es/component/content/article/610-guia-ahorro-de-agua.htmlhttp://www.five.es/component/content/article/610-guia-ahorro-de-agua.htmlhttp://landartgenerator.org/LAGI-2012/AP347043/http://www.five.es/component/content/article/610-guia-ahorro-de-agua.htmlhttp://www.five.es/component/content/article/610-guia-ahorro-de-agua.htmlhttp://www.five.es/component/content/article/610-guia-ahorro-de-agua.htmlhttp://www.five.es/component/content/article/610-guia-ahorro-de-agua.htmlhttp://www.five.es/component/content/article/610-guia-ahorro-de-agua.htmlhttp://www.five.es/component/content/article/610-guia-ahorro-de-agua.htmlhttp://www.five.es/component/content/article/610-guia-ahorro-de-agua.htmlhttp://www.five.es/component/content/article/610-guia-ahorro-de-agua.htmlhttp://www.five.es/component/content/article/610-guia-ahorro-de-agua.htmlhttp://www.five.es/component/content/article/610-guia-ahorro-de-agua.htmlhttp://www.five.es/component/content/article/620-guia-eerr-en-edificacion.htmlhttp://www.five.es/component/content/article/620-guia-eerr-en-edificacion.htmlhttp://www.five.es/component/content/article/620-guia-eerr-en-edificacion.htmlhttp://www.five.es/component/content/article/620-guia-eerr-en-edificacion.htmlhttp://www.five.es/component/content/article/620-guia-eerr-en-edificacion.htmlhttp://www.five.es/component/content/article/620-guia-eerr-en-edificacion.htmlhttp://www.five.es/component/content/article/620-guia-eerr-en-edificacion.htmlhttp://www.five.es/component/content/article/620-guia-eerr-en-edificacion.htmlhttp://www.five.es/component/content/article/620-guia-eerr-en-edificacion.htmlhttp://www.five.es/component/content/article/620-guia-eerr-en-edificacion.htmlhttp://www.five.es/component/content/article/620-guia-eerr-en-edificacion.htmlhttp://www.idae.es/index.php/id.198/mod.noticias/mem.detallehttp://www.idae.es/index.php/id.198/mod.noticias/mem.detallehttp://wikihelp.autodesk.com/Green_Building_Studio/enu/Help/Helphttp://wikihelp.autodesk.com/Green_Building_Studio/enu/Help/Help

04-potencial-de-renovables.pdf

Documents