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SIV007 T e c n o l o g í a F o t o v o l t a i c a

Joan Romero Clausell Alberto Miró Tena Joaquín Castells Chiva

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INDICE • 1.- INTRODUCCIÓN • 2.- NORMATIVA • 3.- CTE-DB-HE 5. CONTRIBUCIÓN FOTOVOLTAICA MÍNIMA DE ENERGÍA ELÉCTRICA

• EJEMPLO DE CÁLCULO • 4.- INTEGRACIÓN ARQUITECTÓNICA

• CUBIERTAS • Plana • Inclinada

• FACHADAS • Fachada ventilada • Muro cortina

• VIDRIO SOLAR • PAVIMENTO SOLAR • SOLAR DECATHLON

• 5.- ESTUDIO DE VIABILIDAD • 6.- CONCLUSIONES 2


INTRODUCCIÓN • MODELO ENERGÉTICO ACTUAL:

• EMPLEO DE COMBUSTIBLES FÓSILES • 80 % ENERGIA CONSUMIDA • PROBLEMAS:

• Agotamiento de recursos • Desarrollos centralizados • Deterioro medioambiental

• NUEVO MODELO ENERGÉTICO • ENERGÍAS RENOVABLES • AHORRO ENERGÉTICO Y EFICIENCIA ENERGÉTICA • TECNOLOGIAS RESPETUOSAS CON EL M.A.

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2000 2050 2100 2150 2200 2250

PETRÓLEO

GAS NATURAL

URANIO

CARBÓN

DURACIÓN ESTIMADA DE LAS RESERVAS SEGÚN SU CONSUMO ACTUAL


NORMATIVA

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DIRECTIVAS EUROPEAS • DIRECTIVA 2002/91/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO

• Requisitos de uso de la energía en los edificios nuevos y existentes (que se renueven) • Certificados de eficiencia energética. • Inspecciones en sistemas de climatización (antigüedad superior a 15 años).

• DIRECTIVA 2010/32/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO

• Método de cálculo de eficiencia energética en edificios . • Edificios de consumo energético casi nulo. • Certificados de eficiencia energética: contenido, obligatorio y expuesto. • Trasposición CTE-DB-HE y R.I.T.E.

• DIRECTIVA 2012/27/ UE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO

• Creación de un marco común de medidas. • Asegurar el 20 % de ahorro energético. • Renovación del 3% de los espacios públicos.

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NORMATIVA ESTATAL • RD.314/2006. CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN

• Disposiciones de carácter general. • Documentos Básicos. • DB-HE 5. Contribución FV mínima.

• RD. 661/2007 • Inclusión en el Régimen especial. Prima económica. • Energía FV solución rentable.

• RD. 1578/2008 • Nuevo marco regulatoria de las primas. • -30% Tarifas peores condiciones.

• RD. 1565/2010 y RD 14/2010 • Excluyen algunas instalaciones Tipo I. • Menos % tarifa. • Limita el número de horas susceptibles de pago, con carácter retroactivo.

• RDL 1/2012 • Suspensión de incentivos económicos. • Sin carácter retroactivo.

• NORMATIVA AUTONÓMICA • DECRETO 177/2005

• Regula el procedimiento administrativo de instalaciones FV. • ORDEN DE 6 DE JUNIO 2008

• Procedimiento administrativo puesta en servicio y registro de instalaciones.

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CTE-DB-HE 5. CONTRIBUCIÓN FOTOVOLTAICA MÍNIMA DE ENERGÍA

ELÉCTRICA

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ÁMBITO DE APLICACIÓN

• Edificios nuevos y existentes que se reformen o si existe cambio de uso. • Ampliaciones de edificios existentes.

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Tabla 1.1. Ámbito de aplicación Tipos de uso Aplicación

Cambio de uso Ampliación Hipermercado

> 5000 m2 construidos

> 5000 m2 construidos

Multi-tienda y centros de ocio Nave de almacenamiento y distribución Instalaciones deportivas cubiertas Hospitales, clínicas y residencias asistidas Pabellones de recintos feriales


EJEMPLO DE CÁLCULO

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Tipo Superficie Ubicación Latitud(ɸ) Orientación (α)

Inclinación (β)

Altura edificio

Caso

Nueva construccion. Oficinas

2000 m2 Castellón 39,59° -15 ° (este)

90 ° 15 m Integración


DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA A INSTALAR

P = C x (0,002 x S - 5) = 1,3 x (0,002 x 2000 -5)= 5,19 KW P.PICO MINIMA GENERADOR ≥ P.NOMINAL DEL INVERSOR MAXIMA OBLIGATORIA A INSTALAR 100 KW.

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Determinación de la Potencia a instalar P = C x (0,002 x S - 5)

P Potencia nominal a instalar (KW) C Coeficiente definido en la tabla 2.1. en función de la zona climática establecida en el

apartado 4.1. S Superficie construida del edificio (m2)

Tabla 2.1. Coeficiente climático Zona climatica C

I 1 II 1,1 III 1,2 IV 1,3 V 1,4


COMPROBACIÓN DE PÉRDIDAS POR ORIENTACIÓN E INCLINACIÓN

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Tabla 2.3 Perdidas límite Caso Orientación e inclinación Sombras Total General 10 % 10 % 15 % Superposición 20 % 15 % 30 % Integracion arquitectónica 40 % 20 % 50 %

Calculo de máxima y mínima inclinación Máxima inclinación βmáximaɸ=41° – (41° -ɸlugar) Minima inclinación βmínimaɸ=41° – (41° - ɸlugar)

Para 15° < 𝛃𝛃 ≤90° Perdidas (%) = 100 x [1,2x10−4x (β −ɸ + 10)2 + 3,5 x 10−5 x α2] Para 𝛃𝛃 ≤ 15° Perdidas (%) = 100 x [1,2x10−4x (β −ɸ + 10)2]

Para nuestra latitud, ɸ = 39,59°: βmax = 90°- (41°-39,59°)= 88,59 ° βmin = 27 °- (41°-39,59°)= 25,59 ° Perdidas(%)=100 x [1,2x10−4x (90 −39,59+ 10)2 + 3,5 x 10−5 x (−15)2]= 20,39 % < 40 %


COMPROBACIÓN DE LAS PÉRDIDAS POR SOMBRAS

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Tabla 2.3 Perdidas límite Caso Orientación

e inclinación Sombras Total

General 10 % 10 % 15 % Superposición 20 % 15 % 30 % Integración 40 % 20 % 50 %



Angulo de elevación (°) y = arctg (H1-H / D1)

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Punto α (acimut)

y (elevación)

1 36° 23,06° 2 -30° 24,34° 3 -55° 35,88° 4 -120° 37,39°



BANDAS AFECTADAS D13, D11, D9, D7, C13, C11, C9, C7, C5, B11, B9, B7, B5, A11, A9, A7, A6, A3.

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Punto α (acimut)

y (elevación)

1 36° 23,06° 2 -30° 24,34° 3 -55° 35,88° 4 -120° 37,39°



BANDAS AFECTADAS D13, D11, D9, D7, C13, C11, C9, C7, C5, B11, B9, B7, B5, A11, A9, A7, A6, A3.

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Porciones % Ocupada Coeficiente % Pérdidas D13 100 0,24 0,24 D11 100 1,28 1.28 D9 100 2,30 2,30 D7 25 3,15 0,79 C13 100 0,00 0,00 C11 100 0,60 0,60 C9 100 1,38 1,38 C7 75 1,98 1,49 C5 25 2,24 0,56 B11 100 0,05 0,05 B9 100 1,17 1,17 B7 75 1,82 1,37 B5 25 2,24 0,56 A11 100 0,00 0,00 A9 100 0,43 0,43 A7 25 2,42 0,61 A6 25 1,24 0,31 A3 25 4,12 1,03

ΣTOTAL 14,15


COMPROBACIÓN DE PÉRDIDAS TOTALES

• P.TOTALES = P.ORIENTACION + P.SOMBRAS • P.TOTALES = 20,39 % + 14,15 % =34,54 % < 50 %CUMPLE

• EXIGENCIAS CTE-DB-HE 5. • POTENCIA NOMINAL A INSTALAR = 5,19 KW

• ÓPTIMA

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TABLA RESUMEN INTEGRACIÓN ARQUITECTÓNICA

PÉRDIDAS LÍMITE ORIENTACIÓN E INCLINACIÓN

SOMBRAS TOTAL

TEORÍA 40 % 20% 50% CÁLCULO 20,39 % 14,15 % 34,54 %

CUMPLE CUMPLE CUMPLE

ÓPTIMA ORIENTACIÓN INCLINACIÓN

GENERAL SUR 25° LATITUD LOCAL

INVIERNO SUR 25° +10-15° LAT.LOCAL

VERANO SUR 25° -10-15°LAT.LOCAL


INTEGRACIÓN ARQUITECTÓNICA

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CUBIERTAS • Es la solución más habitual de integración arquitectónica. • Se trata de la zona menos utilizada de los edificios . • Zona de mayor capacidad de aprovechamiento solar. • Se puede buscar la inclinación y orientación óptima.

Dos tipos de sistemas: • Cubierta plana • Cubierta inclinada

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CUBIERTA PLANA • APROVECHANDO LA MISMA PENDIENTE DE LA CUBIERTA.

• Sistema de montaje de perfiles anclados a la estructura portante. • Diseño en proyecto.

• Mala orientación e inclinación • Menor rendimiento

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CUBIERTA PLANA APOYOS SOBRE ESTRUCTURA • Sistema de montaje de perfiles sobre pesos. • Colocación posterior a la construcción.

• Orientación e inclinación • Rendimiento óptimo • Sobrecarga de peso en cubierta • Generación de sombras

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CUBIERTA INCLINADA • És el método mas antiguo para la evacuación de aguas. • Mayor provecho a las aguas orientadas al sur. • Rendimiento condicionado por orientación e inclinación. • Malas condiciones de mantenimiento y limpieza. • Sistemas de colocación:

• Anclados sobre tejas. • Fijados en base resistente.

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CUBIERTA INCLINADA ANCLADA SOBRE TEJAS

• Colocación posterior a la

construcción • Problemas de estanqueidad

a largo tiempo • Problemas de

mantenimiento, difícil acceso a módulos solares

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CUBIERTA INCLINADA FIJADOS SOBRE BASE RESISTENTE • Diseño previsto desde proyecto • Impermeabilización debajo garantiza la estanqueidad • Tienen la función de evacuar el agua

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CUBIERTA INCLINADA TEJAS SOLARES • Gran integración arquitectónica. • No alteran estética ni sistema de construcción. • Rendimiento teórico 17%

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FACHADAS FACHADA VENTILADA • Sistema compuesto por:

• Muro/soporte • Aislante térmico • Estructura de anclaje • Placas solares

• Se aprovecha el hueco de ventilación para colocar el cableado de la instalación Fotovoltaica.

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FACHADAS FACHADA VENTILADA • - Baja temperatura de trabajo • - Baja Contaminación acústica (10- 20%) • - Mismo sistema constructivo • - Elimina puentes térmicos. • Menor rendimiento frente a sistemas horizontales. • Necesidad de integración estética

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FACHADAS MURO CORTINA • Sistema de fachada autoportante. • Doble acristalamiento • Cámara de aire. • Los cables de la instalación se colocan en el interior de la perfilería.

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FACHADAS MURO CORTINA • Gran superficie de instalación. • Posibilidad de aprovechamiento de la luz solar • Mayor eficiencia orientación sur.

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VIDRIO SOLAR • Consiste en disponer las células fotovoltaicas en una de las caras del vidrio. • Puede ser opaco o semi–transparente

• Aislante o laminado

• La ubicación de acristalamientos fotovoltaicos en cubierta proporciona grandes superficies libres de obstáculos y, por tanto, se evitan sombras y se aumenta la radiación solar incidente.

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VIDRIO SOLAR LUCERNARIOS/CLARABOYAS/CUBIERTAS • Precisa de limpieza frecuente de los módulos, si tienen poca

inclinación. • Presenta dificultad de acceso • Poseen bajo rendimiento

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PAVIMENTO SOLAR • Gran gama de colores • Se integra en la estética del entorno • Cumple la normativa

• Antideslizamiento • Cargas puntuales de 400Kg

• Retroiluminados con LED

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SOLAR DECATHLON Solar Decathlon es una competición internacional en la que compiten universidades e instituciones de educación superior de todo el mundo en la elaboración de un proyecto y construcción de una vivienda alimentada únicamente con energía solar.

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SOLAR DECATHLON Los objetivos fundamentales son: • 1. CONSUMO: disminuir el consumo energético empleando tecnologías que

reduzcan la demanda energética de los edificios. • 2. EFICIENCIA: las necesidades de iluminación, frío o calor se pueden cubrir

más eficientemente empleando determinadas tecnologías. • 3. ENERGÍAS RENOVABLES: la energía necesaria para la vivienda se puede

cubrir con fuentes renovables, como la radiación solar. • 4. APLICACIÓN PRÁCTICA: implementar estas técnicas de modo que sean

asequibles y se integren en arquitectura de calidad.

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SOLAR DECATHLON La Universitat Jaume I, que junto a la VIA University College de Dinamarca forma el "VIA-UJI équipe", ha iniciado la segunda fase de la competición Solar Decathlon Europe 2014 con la presentación oficial de su proyecto éBRICKhouse en París.

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Ejemplo estudio de viabilidad

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-Con baterías y sin baterias - 64 y 68 placas fotovoltaicas de 255 Wp • Sin baterias (68 placas)

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MENSUAL KWh

MES CONSUMIDA GENERADA DIFERENCIA variable lo que se da porcentaje pedido pedido PLACA 2 PLACA 2 G-(C-P) Cx%

ENERO 3.066,00 1896,17235 1.169,83 56,57 0,40 1226,4 FEBRERO 2.698,00 2297,71473 400,29 499,05 0,33 899,3333333 MARZO 1.952,00 2623,410216 -671,41 1.322,08 0,33 650,6666667 ABRIL 1.636,00 2917,874628 -1.281,87 1.827,21 0,33 545,3333333 MAYO 1.504,00 2944,64412 -1.440,64 1.941,98 0,33 501,3333333 JUNIO 1.554,00 3123,1074 -1.569,11 2.087,11 0,33 518 JULIO 2.530,00 3203,415876 -673,42 1.516,75 0,33 843,3333333 AGOSTO 775,00 3078,49158 -2.303,49 2.458,49 0,20 155 SEPTIEMBRE 1.271,00 2766,18084 -1.495,18 1.834,11 0,27 338,9333333 OCTUBRE 1.477,00 2378,023206 -901,02 1.393,36 0,33 492,3333333 NOVIEMBRE 1.488,00 1994,327154 -506,33 1.002,33 0,33 496 DICIEMBRE 3.254,00 1833,710202 1.420,29 44,01 0,45 1464,3

precio €/año energía cogida de la red 8130,96667 variable

energía dada a la red KWh 15983,039 0,05 799,1519484


-Con baterías y sin baterias - 64 y 68 placas fotovoltaicas de 255 Wp • Con baterias (64 placas)

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MENSUAL KWh

MES CONSUMIDA

GENERADA DIFERENCIA variable max baterias

ENERO 3.066,00 1632,95437 1.433,05 1092,04563 1.433,05

FEBRERO 2.698,00 1978,756472 719,24 378,243528 719,24

MARZO 1.952,00 2259,240399 -307,24 -648,240399 -307,24

ABRIL 1.636,00 2512,828607 -876,83 -1217,82861 -876,83

MAYO 1.504,00 2535,882081 -1.031,88 -1372,88208 -1.031,88

JUNIO 1.554,00 2689,571904 -1.135,57 -1476,5719 -1.135,57

JULIO 2.530,00 2758,732324 -228,73 -569,732324 -228,73

AGOSTO 775,00 2651,149448 -1.876,15 -2217,14945 -1.876,15

SEPTIEMBRE 1.271,00 2382,192258 -1.111,19 -1452,19226 -1.111,19

OCTUBRE 1.477,00 2047,916893 -570,92 -911,916893 -570,92

NOVIEMBRE 1.488,00 1717,483773 -229,48 -570,483773 -229,48

DICIEMBRE 3.254,00 1579,162932 1.674,84 1333,83707 1.674,84

precio €/año

energía cogida de la red 3827,12623 variable

energía dada a la red KWh 7367,99769 0,05 368,399884


38

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

0 5 10 15 20

enero

WW2consumo


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Precio KWh (Euros)

Sin Placas Con placa 2367,92 147,17323,76 107,92234,24 78,08196,32 65,44180,48 60,16186,48 62,16303,6 101,20

93 18,60152,52 40,67177,24 59,08178,56 59,52390,48 175,722784,6 975,72

SIN ACUMULACIÓN

Costes Factura Eléctrica Precio KWh (Euros)

Sin Placas Con placa 2367,92 171,97323,76 86,31234,24 0,00196,32 0,00180,48 0,00186,48 0,00303,6 0,00

93 0,00152,52 0,00177,24 0,00178,56 0,00390,48 200,982784,6 459,26

CON ACUMULACIÓN

Costes Factura Eléctrica


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COSTE DE NUESTRA INSTALACIÓN SIN BATERIAS Cantidad Precio Total (€)

Placas tipo M2 SCHOTT MONO 255Wp 64 243,00 15.552,00 Regulador Flexmax FM60 (4.500Wp) 4 505,00 2.020,00 Inversor Stecagrid 4.200 Wp 4 1.669,00 6.676,00 Estructura 64 62,00 3.968,00 Montaje y cableado 64 140,00 8.960,00 Varios 25 1.500,00 12.500,00 49.676,00 Euros

Financiación de nuestra Instalación Capital (€) 49.676,00 Interes 7,00% Plazo de Amortización (años) 10 Cuotas a pagar (€/mes) 560 Valor final pagado (€) 67200

Periodo de Retorno con financiación (Años) 13,5

Periodo de Retorno sin financiación (Años) 10,5


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COSTE DE NUESTRA INSTALACIÓN CON BATERIAS Cantidad Precio Placas tipo M2 SCHOTT MONO 255Wp 64 243,00 15.552,00 Regulador Flexmax FM60 (4.500Wp) 4 505,00 2.020,00 Inversor Stecagrid 4.200 Wp 4 1.669,00 6.676,00 Estructura 64 62,00 3.968,00 Montaje y cableado 64 140,00 8.960,00 baterias 11 217,00 4.774,00 Varios 25 500,00 12.500,00 54.450,00 Euros

Financiación de nuestra Instalación Capital 54.450,00 Euros Interes 7,00% Plazo de Amortización (años) 10 Años Cuotas a pagar 632 Euros

Valor final pagado 75840 Euros

Periodo de Retorno con financiación 18,5 Años

Periodo de Retorno sin financiación 14,5 Años


43 [7]


CONCLUSIONES

44


Hándicaps:

- Sociales - Económicos - Políticos

45 [8]


Desventajas:

•Económicas •Almacenamiento •Mantenimiento •Rendimientos

46


Ventajas:

•Medioambientales •Autonomía •Desobediencia

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VIDEO

48

https://www.youtube.com/watch?v=MVBdfl5aSZ4


Bibliografía: • [1] http://jumanjisolar.com • [2] http://eur-lex.europa.eu/ • [3] http://www.codigotecnico.org/web/ • [4] http://www.onyxsolar.com/ • [5] http://www.sdeurope.org/ • [6] www.uji.es • [7] http://www.gsmspain.com • [8] http://www.todoensolar.com/

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http://jumanjisolar.com/

http://eur-lex.europa.eu/

http://www.codigotecnico.org/web/

http://www.onyxsolar.com/

http://www.sdeurope.org/

http://www.uji.es/

http://www.gsmspain.com/

http://www.todoensolar.com/


GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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