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PANEL DE EXPERTOS

21 DE OCTUBRE 2015

Proyecto OPERE

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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía

Contexto Histórico

SITUACIÓN EN LOS AÑOS 90

Energía eléctrica

Existencia de muchos contratos individuales.

Pago de una tarifa cara.

Potencia contratada no optimizada y sobredimensionada.

Falta de supervisión de la calidad del suministro.

Falta de información sobre el consumo de los edificios.

Energía Térmica

Se utiliza control temporal de encendido.

No hay aprovechamiento de calor residual.

No suele haber control térmico por zonas.

No se suele aprovechar la inercia térmica.

No existe escenario de Gestión Integral

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Contexto Histórico

POE: Plan de Optimización Energética de la USC

Plan de Gestión de los sistemas de control y suministro energético de la

USC

Motivación

Ahorro energético y económico.

Respeto al medioambiente.

Enfoque

Uso de los recursos y conocimientos propios.

Gestión centralizada de los recursos.

Uso de motores de cogeneración.

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Contexto histórico: El POE

Utilización de las plantas de cogeneración distribuidas.

Implantación de redes propias de distribución de energía.

Minimiza el impacto medioambiental.

Utilización de gas natural como combustible.

Optimiza el uso del combustible (eléctrico y térmico)

Enfoque Eléctrico: GLOBAL

Enfoque Térmico: LOCAL

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PROYECTO OPERE

OPERE: Gestión Eficiente de Redes Energéticas

Proyecto Demostrativo

Convocatoria LIFE + 2012

Presupuesto total: 1.190.479

Duración: 42 meses

Julio 2013-Diciembre 2016

Socios:

USC (lider)

EnergyLab

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PROYECTO OPERE

OBJETIVOS

Optimizar la Gestión de las Redes de Energía del conjunto de edificios del Monte da Condesa del Campus Vida

de la USC

Identificar Áreas de Mejora

Diseño de Estrategias de Eficiencia Energética

Desarrollo del Sistema de Gestión Energética

Implantación de Medidas, Análisis de Resultados

RESULTADOS ESPERADOS

Reducción de un 30% en el consumo energético

Reducción de un 35% del impacto ambiental

Sistema de Gestión de redes de energía eficiente y replicable

Resultados de impacto y retorno de inversión de las estrategias y medidas de ahorro y eficiencia energética

probadas

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PROYECTO OPERE

PLANTA PILOTO

Conjunto de edificios aislado de

25.000m2

Dispone de planta de cogeneración

propia

Varios usos:

Laboratorios

Residencias

Comedor

Facultades.

Requerimientos muy heterogéneos de la energía

Necesidad tanto de ACS como de calefacción

No hay producción de frío.

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PROYECTO OPERE

PLAN DE TRABAJO: ACCIONES

• A. Acciones Preparatorias

• A.1. Acción preparatoria: Análisis energético de usos e instalaciones

• A.2. Acción preparatoria: Definición del Plan demostrativo

• A.3. Acción preparatoria: Definición y Adquisición de permisos

• B. Acciones de Implementación

• B.1. Implementación y puesta en marcha de las medidas de eficiencia energética, smart grid y sistema

de monitorización

• B.2. Análisis de datos y resultados

• B.3. Optimización del sistema

• C. Acciones de monitorización del impacto socioeconómico y ambiental

• D. Acciones de Difusión

• E. Acciones de Gestión

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Acción A1. Análisis Energético de Usos e Instalaciones

Realización de auditorías energéticas

Caracterización de las instalaciones

Análisis de situación de partida

Inspecciones técnicas

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Caracterización de los usos y

usuarios

Identificación de los usos principales de

los espacios

Identificación de áreas desaprovechadas

Identificación de costumbres de los

usuarios con impacto negativo

Identificación de fallos en la gestión de los

servicios de climatización e iluminación

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

Posibles problemas como usuario respecto

del sistema de climatización:(40)

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Caracterización del complejo

Estudio del nivel de aislamiento de

los centros

Chequeo térmico en zonas sensibles

Desarrollo:

o Inspección de la envolvente térmica

del edificio

o Análisis de las demandas térmicas

de las diferentes zonas

o Realización de termografías

exteriores e interiores

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Acción A2. Definición del Plan Demostrativo

Subacción A.2.1”Definición de las mejoras de Eficiencia Energética”

Tareas:

Realización de

simulaciones

energéticas.

Análisis de horarios

de funcionamiento

de cogeneradores

para su

optimización.

Objetivos:

Identificación y definición de las mejoras de eficiencia energética

Definición de las necesidades de nuevo equipamiento necesarias en las

instalaciones

MES 1 2 3 4 5 6 6 7 8 9 10 11 12

HORA ENE FEB MAR ABR MAY JUN(1ª) JUN(2ª) JUL AGO SEP OCT NOV DIC

0 -3,5072 3,3215 3,3215 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

6 0 0 0 -13,75 0 0 0 0 0 0 0 0 0

7 0 0 0 -13,75 -13,75 0 0 0 0 0 0 -13,75 -13,75

8 -43,947 -43,947 -26,24 -23,91 -6,836 -5,754 -23,4609 -23,46 6,736 -5,754 -5,754 -43,947 -43,95

9 -43,947 -43,947 -26,24 -20,49 -3,422 -15,121 -23,4609 -23,46 6,736 -15,12 -5,754 -40,532 -43,95

10 -62,286 -62,286 -26,24 -17,08 -3,422 -15,121 -23,4609 -23,46 6,736 -15,12 -5,754 -55,458 -62,29

11 -62,286 -62,286 -26,24 -10,25 -3,422 -15,121 -41,8002 -41,8 6,736 -15,12 -5,754 -48,629 -58,87

12 -58,872 -58,872 -22,826 -3,422 -3,422 -15,121 -41,8002 -41,8 6,736 -15,12 -5,754 -55,458 -58,87

13 -43,947 -43,947 -9,1683 -3,422 -3,422 -15,121 -41,8002 -41,8 6,736 -15,12 -5,754 -43,947 -43,95

14 -43,947 -43,947 -9,1683 -10,25 -3,422 -15,121 -41,8002 -41,8 6,736 -15,12 -5,754 -33,704 -40,53

15 -40,532 -40,532 -9,1683 -6,836 -3,422 -15,121 -41,8002 -41,8 6,736 -15,12 -5,754 -37,118 -43,95

16 -43,947 -43,947 -19,411 -6,836 -3,422 -5,754 -41,8002 -41,8 6,736 -5,754 -5,754 -37,118 -43,95

17 -43,947 -43,947 -18,536 -6,836 -3,422 -5,754 -41,8002 -41,8 6,736 -5,754 -15,12 -43,947 -43,95

18 -62,286 -62,286 -18,536 -3,422 -3,422 -5,754 -41,8002 -41,8 6,736 -5,754 -15,12 -41,8 -62,29

19 -62,286 -62,286 -18,536 -3,422 -3,422 -5,754 -41,8002 -41,8 6,736 -5,754 -15,12 -41,8 -62,29

20 -62,286 -62,286 -18,536 -23,91 -3,422 -5,754 -23,4609 -23,46 6,736 -5,754 -15,12 -62,286 -62,29

21 -43,947 -43,947 -18,536 -23,91 -3,422 -5,754 -23,4609 -23,46 6,736 -5,754 -15,12 -43,947 -43,95

22 -43,947 -43,947 -26,24 -17,08 -3,422 -5,754 -23,4609 -23,46 6,736 -5,754 -5,754 -43,947 -43,95

23 -43,947 -43,947 -26,24 -6,836 -3,422 -5,754 -23,4609 -23,46 6,736 -5,754 -5,754 -37,118 -43,95

COSTE OPERACIÓN COGENERACIÓN HORA A HORA. ACTUAL.

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Resultados Obtenidos

Se han identificado las siguientes medidas:

Medidas detalladas de energía para cada servicio y en cada productor.

Sustitución de las calderas existentes

Cambio de Gasoil a Gas de las calderas

Producción instantánea de ACS en lugar de acumulación

Incluir depósitos de inercia para optimizar el uso de la cogeneración

Instalación de una máquina de absorción

Mejora de la monitorización, instalación de equipos de medida

Sustitución de luminarias

Inclusión de bombas con variador de velocidad para mejorar la regulación.

Mejora de los cerramientos opacos

Mejora de los acristalamientos

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Descripción de los trabajos. Subacción A.2.2 “Definición de la

smart grid térmica y eléctrica”

Objetivos:

Identificación de sensores y actuadores que forman parte de la smart grid

térmica y eléctrica

Definición de las variables objeto de optimización en la smart grid

Proponer estrategias de optimización inteligente de la smart grid térmica y

eléctrica

Desarrollo:

Definición de las magnitudes a medir y tiempos de muestreo

Variables a optimizar

Definir estrategias de optimización del smart grid. Reglas de operación

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278/278 medidas disponibles necesarias para el análisis y la comprensión del

comportamiento de los sistemas.

Medidas insuficientes. Los cálculos requerían a mayores

Caudales o Energía transmitidos a los circuitos.

Retornos de energía sectorizados, no está disponible ni valores térmicos

Medidas de satisfacción del Confort (Temperaturas ambiente)

Caudales de consumo de ACS

Medidas Térmicas insuficientes. Rendimiento del intercambiador.

Datos instantáneos son insuficientes. Imprescindibles las series temporales

Validación de funcionamiento de lazos de control

Verificación de funcionamiento de equipamiento como válvulas

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Descripción de los trabajos. Subacción A.2.3 “Definición del

sistema de monitorización para seguimiento y análisis de

proyecto”

Establecer propiedades de visualización adecuadas

Curva con Marcadores y curva interpolada

Curva tipo escalón y Curva tipo Rampa

Combinación de medidas

Combinación de medidas y estados

Calidad de los datos

Gestión de alarmas

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Mejoras identificadas:









Inclusión de bombas con variador de velocidad para mejorar la

regulación.



Acción B1. Implementación y puesta en marcha de las medidas de eficiencia

energética, smart grid y sistema de monitorización

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Revisión del proyecto

Realización de simulaciones de apoyo a las propuestas presentadas

Caso base

Cambio de calderas a gas

Cambio de calderas a gas + depósitos de inercia

€-

€10.000,00

€20.000,00

€30.000,00

€40.000,00

€50.000,00

€60.000,00

€70.000,00

€80.000,00

€90.000,00

€100.000,00

Coste anual energético: caso base frente a propuesta técnica

Caso Base Sólo GAS Calderas + Inercia

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Mejoras seleccionadas:









Inclusión de bombas con variador de velocidad para mejorar la

regulación.





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Acción B1. Implementación y puesta en marcha de las medidas de

eficiencia energética, smart grid y sistema de monitorización

Descripción de los trabajos.

Objetivos:

Implementación de las medidas de Eficiencia Energética

Desarrollo:

Redacción del proyecto técnico de modificación de las instalaciones del

Monte de la Condesa de acuerdo a los requisitos obtenidos en A2.

Revisión del proyecto

Ejecución de obra.

Sistema de monitorización.

Revisión y puesta en marcha de las instalaciones.

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“Las calderas de gasóleo estaban en un estado de deterioro bastante avanzado y su

rendimiento es bajo. Las calderas de gas natural tienen las siguientes

características”:

CAMBIO CALDERAS Reforma de la sala de Calderas

Antes Ahora

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Eliminación de los antiguos acumuladores de agua caliente sanitaria e implantación

de nuevos depósitos de inercia con producción de agua caliente sanitaria

instantánea y depósito sólo de inercia para acumulación de calor.

ACUMULACIÓN Reforma de la sala de Calderas

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La recuperación de calor del motor de

cogeneración se realiza en dos fases:

Primero, en las camisas del motor, que son

capaces de generar, en régimen de

funcionamiento, 190kW térmicos.

Segunda, en el recuperador de humos de la

chimenea, con una capacidad de

recuperación de 129kW térmicos.

Mejora de rendimiento

Se instalan variadores de velocidad en el agua del

intercambiador.

Gran salto térmico. Se puede reducir la velocidad

para evitar que el motor reciba el agua demasiado

fría.

Pequeño salto térmico. La instalación está operando

en temperaturas próximas a la de operación del

motor, Seguimos quitando temperatura por caudal

aumentando la velocidad.

MEJORA DE RECUPERACIÓN DE LA ENERGÍA TÉRMICA DEL MOTOR DE LA COGENERACION Reforma de la sala de Calderas

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Acción B2. Análisis de los datos y resultados

Objetivos:

Analizar los datos y extraer conclusiones del comportamiento energético del complejo de

edificios Monte de la Condesa.

Desarrollo:

B.2.1. Identificación de información relevante

B.2.2. Diseño de experimentos, planificación y recogida de información a lo largo del proyecto.

B.2.3.Tareas de análisis de datos. Generación de informes de resultados y conclusiones.

Ensayos preliminares

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B.2.2. Diseño de experimentos, planificación y recogida de información a

lo largo del proyecto.

Experimentos

Ensayos preliminares

Revisión de señales con objeto de identificar consumos globales y por servicio.

Ensayos de campo. Instalaciones antes de mejoras energéticas.

Ensayo de temperatura flotante del monte de la condesa

Ensayo de la temperatura flotante en los depósitos de ACS

Ensayo de las transmitancias térmicas en los cerramientos exteriores

Estimación del comportamiento energético de la instalación actual

Planificación de los ensayos:

ENERO FEBRERO MARZO

S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11

Ensayos Opere. Fase preparatoria.

1,1 Reunión preparatoria ensayos

1,2 Temperatura flotante del edificio Monte da Condesa

1,3 Temperatura flotante en los depósitos de ACS

1,4 Transmitancias térmicas en los cerramientos

1,5 Estimación del comportamiento energético

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Ensayos de campo. Instalaciones antes de mejoras energéticas.

Ensayo de temperatura flotante del monte de la condesa

• Instalación equipos de medida para la monitorización y el registro periódico de la

evolución de temperaturas de aire

• 15 sondas termohigrométricas repartidas entre los diferentes edificios del complejo.

• Intervalo de medición: 18/02/2015 – 03/03/2015

0

5

10

15

20

25

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18

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0:3

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0:0

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2:3

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0

9:0

0:0

0

15

:30

:00

22

:00

:00

4:3

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0

11

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17

:30

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0:0

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6:3

0:0

0

Tem

peraturas (

ºC

)

Ensayo Flotante de Temperaturas

EL240

TEXT

EL247

EL246

EL243

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Ensayos de campo. Instalaciones antes de mejoras energéticas

Ensayo de las transmitancias térmicas en los cerramientos exteriores

• Medida directa de los coeficientes de transmitancia térmica de un muro ópaco

representativo del proyecto mediante termoflujométro y sonda de temperatura

exterior.

• Captura termográfica de temperaturas exteriores de cerramientos y emisividades de

materiales, medida de la temperatura interior de los cerramientos mediante captura

termográfica de huecos de ventanas y determinación de coeficientes de

transmitancia térmica estimados mediante cálculo indirecto

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Ensayos de campo. Instalaciones antes de mejoras energéticas

Estimación del comportamiento energético de la instalación actual

• Medida de los caudales nominales de agua en los diferentes circuitos térmicos de calefacción y

ACS, con objeto de complementar las medidas de temperatura que dispone la USC de los

diferentes circuitos, para poder así estimar las demandas energéticas del complejo MdC antes

de las medidas de eficiencia energética (renovación de la sala de calderas).

• Instalación de equipos de medida de caudal instantáneo por ultrasonidos y contadores de

energía en puntos adecuados del circuito hidráulico de MdC para la medición puntual de los

caudales circulantes.

INSTALACIÓN Medida 1 (L/s) Medida 2 (L/s)

RESIDENCIA 2_CAL 5,6

RESIDENCIA 2_ACS 3,5 5,8 (R2_CAL OFF)

RESIDENCIA 1_CAL 6,5 – 7

RESIDENCIA 1_ACS 2,7

FISICA_ZONA1 1,36 1,36 (PART OFF)

FISICA_ZONA2 1,35 1,46 (PART ON)

OPTICA_NORTE 2,24

OPTICA_SUR 2,23

FIS.PART 2,02

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B.3 Optimización del Sistema

Planificación original

Periodo de ejecución: Desde Septiembre de 2015 hasta Octubre de 2016

Objetivo:

Definir los puntos de optimización de las mejoras de eficiencia energética

y del sistema de gestión inteligente de las redes energéticas térmica y

eléctrica

Descripción de los trabajos

Sin comenzar

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C.2 Monitorización del Impacto Ambiental

C.ACCIONES DE MONITORIZACIÓN

Objetivo:

Realizar el seguimiento del impacto ambiental del proyecto

Descripción de los trabajos

Obtención mensual del valor de los indicadores definidos

datos obtenidos por telemetría

lecturas directas de contadores mecánicos

información de las facturas energéticas

Registro de los datos en archivo en formato Excel

Análisis de los datos

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C.2 MONITORIZACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL

C.ACCIONES DE MONITORIZACIÓN

Indicadores:

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GRACIAS

web: www.life-opere.org

Correo: [email protected]

http://www.life-opere.org/



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