Repositorio Institucional de Documentos

Energías renovables aplicadas a las instalaciones de ACS y eléctrica en un refugio de montaña en Bielsa MEMORIA Y SUS ANEXOS AUTOR: Sara Izquierdo Peralta DIRECTOR: Antonio Montañés CONVOCATORIA: Diciembre 2011 PROYECTO FIN DE CARRERA Memoria y Anexos Memoria y Anexos Memoria y Anexos Memoria y Anexos Memoria y Anexos Memoria y Anexos 6 1 INTRODUCCIÓN AL PROYECTO 1.1 OBJETO DEL PROYECTO El objeto del proyecto es diseñar una instalación aislada que funcione de forma autónoma mediante energía solar y eólica. El proyecto se ha realizado a instancia de la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial de Zaragoza. La instalación es un albergue (ya construido) situado en la región de Bielsa. El propósi- to del proyecto es implantar un sistema de abastecimiento de agua caliente mediante la implementación de colectores solares así como un sistema eléctrico que funcione mediante paneles solares y aerogeneradores. El sistema eléctrico se realizará dividiendo las necesidades eléctricas; parte de éstas estarán cubiertas por energía solar y otra por energía eólica. El uso de energías renovables se debe entender, actualmente, como una exigencia tanto desde el punto de vista tecnológico como social. El aumento del consumo de energía propio de las sociedades post-industriales, con el consiguiente impacto medioambiental que conlleva, ha forzado la búsqueda de nuevas fuentes energéticas con el propósito de reducir las emisiones de dióxido de carbono; siendo las más populares aquéllas que aprovechan el ciclo natural del planeta. 1.2 REGULACIÓN Y NORMATIVA En la elaboración del proyecto se incluyen las recomendaciones y obligaciones recogidas en las respectivas normativas vigentes en lo referente a instalaciones térmicas, entre las que destacamos: Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE) y sus instrucciones técnicas complementarias (ITE) del Real Decreto 1731/1998 Código Técnico de la Edificación (ITE), en concreto el documento DB-HE4 sobre contribución solar mínima de agua caliente sanitaria Pliego de Condiciones Técnicas de Instalaciones Térmicas de Baja Temperatura Normas UNE Ley 54/1997, del sector eléctrico, de 27 de noviembre Plan de Energías Renovables en España (PER) 2005-2010 Real Decreto 842/2002, Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión Real Decreto 314/2006 de 17 de Marzo, Código Técnico de Edificación Memoria y Anexos 7 1.3 SITUACIÓN Y EMPLAZAMIENTO La instalación se realizará para cubrir las necesidades tanto de agua caliente como eléctrica de un albergue situado en Bielsa junto al lago de Ordiceto. A continuación se muestra la distribución del edificio así como las dimensiones de las estancias correspondientes. Memoria y Anexos 8 Memoria y Anexos 15 LA CUBIERTA PLANA Las principales características que ha de tener la cubierta son: a) provocar el efecto invernadero y reducir las pérdidas por convección b) asegurar la estanqueidad del colector al agua y al aire El colector ha de poseer unas cualidades físicas para asegurar el efecto invernadero, las cuales se detallan a continuación: Tener un coeficiente de transmisión alto para la radiación solar en la banda de 0,3 a 3µm. Tener un bajo coeficiente de transmisión para las ondas largas, superiores a 3µm Tener un bajo coeficiente de conductividad térmica Tener un coeficiente de dilatación pequeño, ya que la parte interior de la cubierta se va a mantener más caliente que la exterior, por lo que se dilatará más. La parte interior ha de tener un alto coeficiente de reflexión para la longitud de onda larga de la radiación emitida por el absorbedor. Ha de evitar que la suciedad se adhiera a la superficie exterior Para reducir las pérdidas por convección se suele utilizar una doble cubierta ó incrementar el grosor del material transparente, aunque en estas condiciones aumentan las pérdidas por absorción del flujo solar incidente. Por tanto, hay que encontrar un balance En cuanto a la estanqueidad, los defectos que pueden aparecer en la cubierta son rotura ó fisura, deformación de la cubierta y rotura por choque. MATERIALES IDÓNEOS Se van a estudiar por un lado las cubiertas transparentes de vidrio y por otro las cubiertas transparentes de plástico. CUBIERTAS TRANSPARENTES DE VIDRIO Propiedades ópticas del vidrio Se deben elegir cristales recocidos o templados porque sus propiedades mecánicas mejoran notablemente. Se define el término transmitancia ó coeficiente de transmisión como τ= energía que atraviesa el vidrio/energía incidente sobre el vidrio, y tiene valor menor que uno siempre. Los coeficientes de transmisión energética cambian poco para cualquier cristal. La composición química del vidrio también influye sobre el coeficiente de transmisión. Los materiales que presentan mejores propiedades en este aspecto son materiales con bajo porcentaje en sales de hierro y el vidrio blanco. Memoria y Anexos 16 Propiedades mecánicas de los vidrios Las cubiertas han de resistir la presión del viento, el peso del hielo y la nieve, los choques de granizo. También hay que tener en cuenta el riesgo de rotura espontánea del vidrio debidas a las diferentes temperaturas de los distintos puntos de la cubierta Una diferencia de 25ºC entre dos puntos ya supone riesgo de rotura. Para evitar este riesgo se plantean dos soluciones: 1) Mejorar la resistencia de los bordes 2) Aumentar la resistencia del volumen mediante un tratamiento adecuado. Para aumentar la resistencia del volumen, se somete al cuerpo a una operación denominada TEMPLADO TÉRMICO cuyas ventajas son: A) Mayor resistencia a la rotura B) Mayor resistencia a la flexión C) Gran resistencia a las contracciones de origen térmico D) En caso de rotura el vidrio se rompe en pequeños trozos CUBIERTAS TRANSPARENTES DE PLÁSTICO Algunas características generales son: Poco peso Poca fragilidad Mala conductividad térmica Coeficiente de dilatación lineal importante Poca resistencia a elevadas temperaturas Dureza baja Muchos plásticos tienen gran inestabilidad química y deterioros físicos al entrar en acción con agentes medioambientales, reduciendo el coeficiente de transmisión energética. TRATAMIENTOS ESPECIALES EN LAS CUBIERTAS A la cubierta se le pueden aplicar dos tratamientos: 1) Tratamiento anti reflectante para evitar las pérdidas por reflexión 2) Tratamiento sobre la superficie interior, para que refleje las radiaciones de gran longitud de onda, y no impida pasar la radiación de longitud de onda corta. Los tratamientos tiene por objeto reducir las pérdidas del absorbedor, así como las pérdidas por reflexión. Como inconveniente, ha de decirse que estos tratamientos son caros. Memoria y Anexos 17 CUBIERTAS DE DOBLE VIDRIO Los dobles vidrios favorecen el efecto invernadero, reduciendo las pérdidas por convección y aumentando la temperatura que puede alcanzar el fluido caloportador en el absorbedor. Las pérdidas por reflexión y absorción son mayores en las cubiertas dobles y, por consiguiente, la energía recibida por el absorbedor es menor. Casi todos los colectores se fabrican de doble cubierta por dos razones principales: Reducir el coste La diferencia de temperaturas de las dos capas da lugar a diferentes dilataciones, haciendo que se rompa el conjunto. EL ABSORBEDOR El absorbedor recibe la radiación solar y la transforma en calor, que la transmite al fluido caloportador. Existen distintos tipos de absorbedores entre los que se puede descartar: 1) Dos placas metálicas, por entre las cuales circula el fluido caloportador 2) Una placa metálica sobre la que se sueldan los tubos por los que circula el fluido caloportador 3) Tipo Roll-Bond: se construye uniendo a gran presión dos láminas de metal, en cuyas caras internas se ha 'dibujado' el circuito del fluido. Posteriormente se introduce agua a presión provocando el abombamiento del circuito 4) Una placa metálica sobre la que se sueldan los tubos por los que el fluido caloportador circula. Suelen ser de plástico REVESTIMIENTOS La cara del absorbedor que está expuesta al sol ha de estar recubierta de un revestimiento para absorber bien los rayos solares. Se utilizan dos procedimientos: 1) Pinturas 2) Superficies selectivas Las pinturas oscuras absorben muy bien la radiación, con un coeficiente de emisión similar al de absorción, lo que implica que las perdidas por emisión de radiación son bastante elevadas. Por este motivo, se desaconsejan estos revestimientos para temperaturas elevadas. A revestimientos con coeficiente de absorción α entre 0,8 y 0,9 y el coeficiente de emisión ε entre 0,06 y 0,15 se les denomina superficies selectivas. Memoria y Anexos 18 AISLAMIENTO El absorbedor está protegido en su parte posterior contra las pérdidas técnicas por aislamiento. Los aspectos a tener en cuenta en los materiales aislantes son: Comportamiento con la temperaturas Desprendimiento de vapores Envejecimiento Humedad CARCASA PROTECTORA Características de la carcasa 1) Proteger y aguantar el peso del colector 2) Actuar de enlace con el conjunto del edificio sobre el que está instalado Grados de protección 1) Rigidez de la carcasa: los colectores en los tejados han de resistir la presión del viento 2) Resistencia de los elementos de fijación: mecánica de los anclajes y a la corrosión 3) Resistencia a las variaciones de temperatura: bajo la acción de las variaciones térmicas se originan dilataciones irregulares. 4) Resistencia a la corrosión y a la inestabilidad química 5) Aireación del interior de los colectores 6) Retención de agua, hielo y nieve en el exterior del colector 7) Desmontaje de la cubierta transparente ó de la parte superior de la carcasa, para poder acceder al absorbedor 3.2.3 ESTUDIO ENERGÉTICO DEL COLECTOR La energia útil del colector, es decir, la recogida por el fluido caloportador, en la unidad de tiempo es la diferencia entre la energía total incidente y la perdida, siendo la energía total incidente la suma de las energías producidas por las radiaciones directa, difusa y reflejada. Memoria y Anexos 19 La energía incidente Q1 es el producto de la intensidad de energía radiante (I) por la superficie (S), pero no toda la energía incidente es absorbida. Debido a la transmitancia de la cubierta (τ) y al coeficiente de absorción (α) de la placa absorbente, la fracción de energía realmente absorbida es : En cuanto a la energía perdida Q2, su cálculo detallado es muy complejo puesto que depende en diferente proporción de las pérdidas por radiación, convección y conducción. Estas pérdidas se pueden englobar en el denominado coeficiente global de pérdidas U, el cual se mide experimentalmente y es un dato suministrado por el fabricante. Como aproximación válida para el cálculo, se suponen las pérdidas por unidad de superficie proporcionales a la diferencia entre la temperatura media Tcº de la placa absorbente y la del ambiente Taº, siendo el factor de proporcionalidad precisamente dicho coeficiente U, por lo que : Por lo tanto, la ecuación quedará: donde: Memoria y Anexos 20 S Superficie del colector (m2) I Radiación incidente total sobre el colector por unidad de superficie (W/m2), es decir, intensidad radiante τ Transmitancia de la cubierta transparente α Coeficiente de absorción de la placa U Coeficiente global de pérdidas [W/(m2 ºC)] Tcº Temperatura media de la placa absorbente (ºC) Taº Temperatura ambiente (ºC) La temperatura media de la placa absorbente no puede calcularse de forma simple, sin embargo, sí puede conocerse con suficiente exactitud la temperatura media Tmº del fluido caloportador cuando éste circula por el colector, bajo la placa absorbente, hallando la media entre la temperatura de dicho fluido a la entrada y a la salida del colector. Si queremos sustituir la temperatura de la placa absorbente Tcº por la temperatura del fluido Tmº, es necesario introducir un factor de correción, FR, llamado factor de eficacia o coeficiente de transporte de calor. De esta manera, la ecuación de la energía útil se transforma en lo que se conoce como la ecuación de Bliss : El rendimiento del colector se define como la relación entre la energía captada y la recibida en un instante dado. Memoria y Anexos 21 Sustituyendo Q por su valor, según la ecuación de Bliss , resulta : Curva característica de un colector solar 4 COLECTOR SOLAR II 4.1 INSTALACIÓN El montaje es una de las operaciones más importantes, en cuyo proceso hay que tener en cuenta características tales como la rapidez del montaje, el coste y la seguridad en el anclaje y la sujeción. Para hallar la fuerza que puede actuar sobre cada uno de los colectores se emplea la siguiente ecuación: F= p*S*senα S: superficie del colector α: ángulo de inclinación del colector con la horizontal p: presión frontal del viento que depende de la velocidad de éste La fuerza f1 al actuar en sentido perpendicular al panel es la única a tener en cuenta. f1= f*senα= p*S*sen2α Memoria y Anexos 22 Esquema de fuerzas sobre un colector A la hora de colocar la estructura hay que tener en cuenta: Construir muretes de hormigón armado para asegurar la sujeción total, aún en caso de vientos fuertes La dimensión mínima de la sección del murete de hormigón debe ser de 20cmx20cm. Los últimos anclajes han de estar a 25 cm del extremo del muro Hay que considerar la protección contra la corrosión, ya que el hierro puede presentar oxidaciones con el tiempo Para la sujeción, los tornillos han de ser de acero inoxidable ó cualquier otro material resistente a la corrosión Memoria y Anexos 23 ORIENTACIÓN E INCLINACIÓN Los colectores se instalarán de forma que aprovechen al máximo la radiación solar. Se orientan hacia el sur geográfico (en el supuesto de que los colectores estén situados en el hemisferio norte), aunque desviaciones de hasta 10º no afectaría de forma significativa al rendimiento del equipo. Se intenta que la radiación solar incida más o menos perpendicularmente a la superficie del colector durante el mediodía solar. Período de utilización Ángulo de inclinación Anual con consumo constante Latitud del lugar Consumo preferentemente en invierno Latitud del lugar +10º Consumo preferente en verano Latitud del lugar -20º IDENTIFICACIÓN DE LAS SOMBRAS Es aconsejable que en el día más desfavorable del período de utilización no tenga más del 5% de la superficie útil cubierta por sombras. SEPARACIÓN DE MÓDULOS La separación entre líneas de colectores se hará de forma que durante el mediodía solar del día más desfavorable, la sombra de la arista superior de una fila se proyectará, como máximo, sobre la arista inferior de la fila siguiente. El día más desfavorable es el 21 de Diciembre (hemisferio Norte); en este día la altura solar mínima se corresponde con el siguiente valor. H0 = (90º - latitud lugar)-23,5º1 o Nota: la latitud del lugar se puede obtener a partir de la tabla I del anexo A. Memoria y Anexos 24 d= d1 + d2 = z/tan h0 +z/tanα = l*senα/ tan h0 +l* senα/ tanα d = l*( senα/ tan h0 + cosα ) 4.2 FLUÍDO CALOPORTADOR El fluido caloportador es el que pasa por el absorbedor, transfiriendo a otra parte del sistema la energía térmica absorbida. 4.2.1 TIPOS DE FLUIDO Hay cuatro tipos de fluidos distintos: AGUA SIN ADITIVOS Suele ser utilizada en circuito directo, caso del agua sanitaria que pasa directamente por los colectores. AGUA CON ANTICONGELANTE Hay que tener en cuenta las propiedades de la mezcla: Toxicidad: al ser los anticongelantes tóxicos, no se permite la mezcla entre éstos y el agua de consumo. La forma más sencilla de lograr la separación es haciendo que la presión del circuito primario sea inferior a la del secundario; de esta forma, en caso de contacto entre ambos fluidos, el agua pasa hacia el circuito primario que contiene el anticongelante y no al revés. Viscosidad: al añadir anticongelante el agua aumenta su viscosidad. Dilatación: el coeficiente de dilatación de los anticongelantes es más alto que el del agua. Memoria y Anexos 31 El mayor inconveniente que presenta la conexión en serie es que, al ir pasando el fluido de un colector o batería de colectores al siguiente, la temperatura de entrada va aumentando y, por lo tanto, disminuye la eficacia global del sistema. 5.3.3 CONEXIÓN MIXTA Consiste en el conexionado en paralelo de grupos de colectores en serie ó viceversa. 5.4 SUBCONJUNTO INTERCAMBIADOR-ALMACENAMIENTO El intercambiador puede estar situado en el interior del acumulador o en el exterior. A la salida de agua caliente del acumulador se instala una válvula termostática mezcladora para limitar la temperatura con que el agua se distribuye al consumo. Si el intercambiador es exterior, se necesitarán dos electrocirculadores; uno para el circuito primario de los colectores al intercambiador, y otro para el circuito secundario del intercambiador al acumulador. Si el intercambiador está dentro del acumulador, deberá estar situado en la parte inferior de éste. 5.5 SISTEMA DE APOYO Estos sistemas se aplican en caso de que la temperatura en el acumulador principal caiga por debajo de un valor establecido. Memoria y Anexos 32 5.5.1 RESISTENCIA ELÉCTRICA Al bajar la temperatura del acumulador principal, se cierra un cierto que permite la circulación de corriente a través de una resistencia. Ésta desprende en calor de acuerdo a la ley de Joule que calienta el agua. La resistencia puede colocarse tanto en el acumulador principal como en uno cuya función específica es la de servir como apoyo. El inconveniente al situar la energía de apoyo dentro del acumulador es que se destruye la estratificación, aunque se considera una opción válida y muy utilizada en pequeñas instalaciones. 5.5.2 CALENTAMIENTO DE APOYO INSTANTÁNEO Los sistemas de apoyo tienen dos características: Necesitan alta potencia instalada, ya que deben poder calentar de forma instantánea de toda el agua a consumir. Su regulación es más complicada. Los principales sistemas de apoyo instantáneo son los siguientes: CALENTADORES DE GAS Se controla fácilmente la temperatura de saluda del agua caliente Se consume sólo el combustible necesario El coste de un calentador y su instalación son bajos No interfiere con el acumulador solar CALDERAS DE GASÓLEO Necesitan un circuito auxiliar formado por un cambiador de calor cuyo primario es el circuito de suministro de agua caliente y el secundario es el de la caldera. Los inconvenientes serían: Para que el sistema funcione con un buen rendimiento son necesarios periodos de funcionamiento prolongados El sistema de control tiene mayores dificultades Los costes son más elevados CALOSTATOS ELÉCTRICOS Obligan a contratar una potencia eléctrica elevada El coste de la energía eléctrica es el más alto de todas las energías Regular la temperatura de salida es difícil Como ventajas cabe mencionar que la instalación es sencilla y el coste del equipo es inferior a las calderas de gasóleo, aunque superior a los calentadores de gas. Memoria y Anexos 33 5.6 SISTEMAS DE CONTROL Los aparatos de control más utilizados en instalaciones solares son: o Termostatos: en función de la información que da un sensor de temperatura, el control activa o desactiva un relé que haga funcionar un electrocirculador, una resistencia eléctrica, una válvula, etc. o Reguladores proporcionales: existe una relación de proporcionalidad lineal y continua entre el parámetro sometido a control y la potencia aplicada al elemento regulador. o Sensores: termistores, que son elementos semiconductores que tienen la propiedad de disminuir su resistencia al aumentar la temperatura. o Actuadores: elementos para accionar los dispositivos; los más empleados son los contactores. La figura anterior muestra un esquema general del sistema de regulación de colectores por termostato diferencial. El termostato compara la temperatura del colector con la de la parte inferior del acumulador de forma que, cuando la primera sea mayor que la segunda en la cantidad ajustada en el regulador, éste pondrá en funcionamiento la bomba. T T R Memoria y Anexos 34 6 PROYECTANDO LA INSTALACIÓN SOLAR DE ACS 6.1 ESTUDIO DE LAS NECESIDADES A CUBRIR POR LA INSTALACIÓN El proyecto de una instalación solar térmica para ACS, bien sea como parte del proyecto general de un edificio de nueva construcción o como proyecto individual para mejora de un edificio, conlleva un proceso de cálculo, dimensionado y posterior selección de todos los componentes que intervienen en la instalación. El consumo de ACS se establece a 45º y varía entre los 40 y 70 litros por persona y día, dependiendo del estado de vida Los caudales no han de ser excesivos, ya que conllevan un consumo innecesario y el desperdicio de agua y energía. Para evitar el desperdicio de agua caliente se utilizan válvulas temporizadoras y mezcladoras con limitador de energía. A continuación se muestra una tabla con los consumos medios de agua caliente sanitaria doméstica por persona en litros. Media diaria Media mensual Lavabo de ropa 6 180 Lavabo de vajilla 6 180 Lavabo 4 120 Ducha 20 600 Bidé 2 60 Bañera 24 720 TOTAL 62 1860 Dado que el mes de mayor ocupación es Agosto con un 70%, se estima una ocupación de 0,7*55= 38,5 y, en consecuencia, una media de consumo en este mes de 1860 litros*38,5= 71610 litros Memoria y Anexos 35 6.2 DETERMINACIÓN DEL CONSUMO MEDIO DIARIO DE ACS Una de las maneras de estimar la demanda de ACS es a partir de unos consumos unitarios máximos que se muestran en la siguiente tabla: Criterio de consumo Litros/día Viviendas unifamiliares 40 por persona Viviendas multifamiliares 30 por persona Hospitales y clínicas 80 por cama Hoteles ( 4 estrellas ) 100 por cama Hoteles ( 3 estrellas ) 80 por cama Hoteles/Hostales ( 2 estrellas ) 60 por cama Campings 60 por emplazamiento Hostales/Pensiones ( 1 estrella ) 50 por cama Residencias ( ancianos, estudiantes, etc ) 80 por cama Vestuarios/Duchas colectivas 20 por servicio Escuelas 5 por alumno Cuarteles 30 por persona Fábricas y talleres 20 por persona Oficinas 5 por persona Gimnasios 30 a 40 por usuario Lavanderías 5 a 7 por kilo de ropa Restaurantes 8 a 15 por comida Cafeterías 2 por almuerzo En el caso del proyecto que nos ocupa se considerará el consumo litros/día de 60 por cama equivalente a un hotel/ hostal de dos estrellas. Memoria y Anexos 36 6.2.1 OBTENCIÓN DE LA HOJA DE CARGA Se entiende como carga la demanda térmica o consumo energético que la instalación debe satisfacer. Días del mes 1. Ocupación % 2. Consumo mensual(m^3) 3. Tª de red 4. Salto térmico 5. Necesidades/mes (Termias) Abril 30 30 29,7 10 35 1039,5 Mayo 31 20 20,46 11 34 695,64 Junio 30 20 19,8 12 33 653,4 Julio 31 40 40,92 13 32 1309,44 Agosto 31 70 71,61 12 33 2363,13 Septiembre 30 25 24,75 11 34 841,5 6. Necesidades/mes (MJ) 7. Necesidades/día (MJ) 8. H tablas 9. H corregida 10. k 11. E Abril 4345,11 144,84 18,7 17,77 1,09 18,21 Mayo 2907,78 93,8 20,3 19,29 1,02 18,5 Junio 2731,21 91,04 22,1 21 1 19,74 Julio 5473,46 176,56 23,1 21,95 1,02 21,05 Agosto 9877,88 318,64 20,9 19,86 1,1 20,54 Septiembre 3517,47 117,25 16,9 16,06 1,23 18,57 12. Nº horas sol útiles 13. I (W/m2) 14. Tª ambiente 15. μ (%) 16. Aportación solar por m2 17. Energía disponible al día por m2 18. Energía disponible al mes por m2 Abril 9,5 532,46 15 62,26 11,34 9,64 289,2 Mayo 9,5 540,94 18 63,94 11,83 10,06 311,86 Junio 9,5 577,19 22 66,75 13,18 11,2 336 Julio 9,5 615,5 25 68,1 14,33 12,18 377,58 Agosto 9,5 600,58 25 68,64 14,1 12 372 Septiembre 9 573,15 21 66,2 12,29 10,45 313,5 28852,91 2000,14 Memoria y Anexos 37 1 % de la ocupación (datos del Observatorio socioeconómico de la provincia de Huesca) 10 Tabla 9 del anexo A 2 Litros por persona y día*días del mes/1000 11 0,94*casilla 10*casilla 9 3 Tabla 8 del anexo A 12 Tabla X mostrada a continuación 4 ΔT= 45º- casilla 3 13 (1000000*casilla 11)/(casilla 12*3600) 5 Q=M*Ce*ΔT= casilla 2* casilla 3 14 Tabla 7 del anexo A 6 4,18*casilla 5 15 µ=(0,94*0,84)-[3,36*(tm-ta)/I-0,013*(( tm-ta)2/I)]*100 7 Casilla 6/ días del mes 16 Casilla 11*casilla 15/100 8 Tabla 5 del anexo A 17 0,85*casilla 16 9 0,95*casilla 8 18 Días de mes*casilla 17 Latitud En Feb Marzo Abril Mayo Jun Jul Ag Sept Oct Nov Dic De +25ºa+45º (Hemisferio Norte) 8 9 9 9,5 9,5 9,5 9,5 9,5 9 9 8 7,5 De -25ºa+45º (Zona Ecuatorial) 8,75 9,25 9.5 9,25 9,75 8,5 8,75 9,25 9.5 9,2 8,75 8,5 De -25ºa-45º (Hemisferio Sur) 9.5 9.5 9 9 8 7,5 8 9 9 9.5 9.5 9.5 Nº medio de horas diarias de sol útiles para colectores orientados hacia el Ecuador e inclinados un ángulo igual a la latitud (+15º o -15º) 6.2.2 DETERMINACIÓN DE LA SUPERFICIE COLECTORA Nº de metros necesarios 14,43 ( total casilla 6/ total casilla 18 )*0,6 Memoria y Anexos 38 6.3 ELECCIÓN DEL SISTEMA A la hora de proyectar un sistema de colectores la primera decisión a tomar es la elección del sistema, bien sea por termosifón o forzado. A continuación se plantean algunas ventajas e inconvenientes de cada uno: Un sistema por termosifón no necesita energía eléctrica para bombear el fluido caloportador en el circuito primario. El sistema por termosifón es sencillo y barato en el caso de pequeños sistemas unifamiliares. Además, funcionan bien en diseños sencillos (tuberías cortas sin trazados complejos, depósito a mayor altura que el colector, etc). El sistema por termosifón necesita tener situado el depósito por encima de la batería de colectores. En un sistema por termosifón no se permite regular la temperatura del depósito. Los sistemas de bombeo en instalaciones pequeñas presentan más inconvenientes debido a su coste y complejidad. Por otro lado, hay que tener en cuenta una serie de consideraciones sobre los sistemas directos: CORROSIÓN En los sistemas indirectos en los que el fluido que circula por el circuito primario no es ACS este fenómeno no se producirá. Los materiales empleados en los sistemas directos serán compatibles con el ACS, por lo que es recomendable utilizar cobre. PRESIÓN La presión en los sistemas directos (que coincide con la presión que aguanta el acumulador) es muy superior a la que pueden aguantar los colectores, por lo que será necesario instalar válvulas reductoras de presión que limiten la presión a la entrada de cada batería. CONGELACIÓN Como no es posible usar anticongelante en los sistemas directos, cuando haya riesgo de heladas el fluido tendrá que drenar a un depósito que deberá ser enterrado. Al efectuar el drenaje puede entrar en el sistema, con el peligro de corrosión, por lo que será indispensable colocar purgadores en la parte superior de las baterías de colectores. Este proceso supone una serie de inconvenientes que sólo los hace aconsejables en caso de pequeños sistemas por termosifón o para el calentamiento de piscinas. Teniendo en cuenta las cuestiones previas, se opta por un sistema indirecto con fluido anticongelante en el circuito primario que funciona de forma forzada, ya que permite el control de la temperatura a la salida. Será necesario tener en cuenta la necesidad de aportar una cantidad de energía eléctrica adicional para asegurar el funcionamiento del sistema. En cuanto a los productos anticongelantes, los más utilizados son el etilenglicol y el propilenglicol. A continuación se muestra una tabla que muestra los puntos de congelación y ebullición de acuerdo a los porcentajes de anticongelante. Memoria y Anexos 39 Porcentaje Punto de congelación Punto de ebullición 33% en volumen -18ºC 104ºC 40% en volumen -24ºC 106ºC 50% en volumen -37ºC 108ºC 60% en volumen -52ºC 111ºC 68% en volumen -64ºC 114ºC A la hora de escoger el anticongelante, éste ha de tener un punto de congelación alrededor de cinco grados inferior a la temperatura mínima. En el caso que nos ocupa se escoge etilenglicol con un porcentaje del 33% de presencia en agua. De acuerdo a la gráfica mostrada a continuación para una temperatura de uso de 45º (ACS) la densidad del producto anticongelante es de γ = 1,03kg/litro. 6.4 CÁLCULO Y SELECCIÓN DE LOS COLECTORES Nº de colectores = nº metros necesarios/metros2 por colector= 14,43/1,88= 7,68 colectores Escojo 8 colectores que se colocarán formando 4 ramas en paralelo, con dos colectores en serie por rama, ya que en caso de aplicación de agua caliente sanitaria se recomienda no conectarse más de dos colectores en serie. Se escoge un colector de la empresa distribuidora Promasol modelo H-2 de superficie útil 1,88m2 Memoria y Anexos 40 6.4.1 INCLINACIÓN ÓPTIMA La inclinación óptima en verano se estima como α = latitud del lugar -10º. De acuerdo a las tablas, y tomando como latitud del lugar la de Huesca, α = 42,1º -10º= 32,1º. Se considera α=38º ya que ésta es la inclinación del tejado donde éstos se ubicarán. 6.4.2 DISTANCIA MÍNIMA ENTRE COLECTORES De acuerdo al punto 4.1 explicado con anterioridad se calcula: d = l*( senα/ tan h0 + cosα ) Memoria y Anexos 47 Observando la gráfica comparativa de pérdidas por rozamiento para tuberías de cobre, (* ver apartado gráficas al final del documento) se estima que para un diámetro interior de 1’’ (22,5mm) y para un caudal de 141 litros / hora, las pérdidas de carga están en torno a 1-1,5 mmca por metro de tubería. Dado que el límite está establecido en 40 mmca por metro lineal, los cálculos son totalmente factibles. Desde el punto de vista de la velocidad de circulación del fluido, observando de nuevo la tabla y para los datos establecidos, se aprecia una velocidad menor a los 0,3 m/ seg, cumpliendo de esta forma las limitaciones establecidas, siendo éstas de 2 m / seg cuando la tubería discurra por locales habitados y 3 m/ seg cuando el trazado sea exterior. Tuberías del conexionado colectores-acumulador y retorno Caudal= 75 litros / (m2*hora)*1,88m2/ colector*4= 564litros/hora ya que los colectores se han dispuesto en cuatro ramas colocadas en paralelo. De acuerdo a la tabla que se ha visto previamente, para una distancia menor a 50 metros y con tuberías de cobre, para un caudal de 564litros/hora el diámetro mínimo exigido es de 18mm. Como en el caso previo se elegirán tuberías de cobre de 1’’, aunque dado que las entradas de llegada y retorno a los colectores en el acumulador son de 2’’será necesario añadir dos ensanchamientos bruscos de 1:2 que habrá que tener en cuenta a la hora de calcular las pérdidas singulares en las tuberías. Memoria y Anexos 48 Observando la gráfica comparativa de pérdidas por rozamiento para tuberías de cobre, (* ver apartado gráficas al final del documento de nuevo) se estima que para un diámetro interior de 1’’ (22,5mm) y para un caudal de 564 litros / hora, las pérdidas de carga están en torno a 8 mmca por metro de tubería. Dado que el límite está establecido en 40 mmca por metro lineal, los cálculos son totalmente factibles. Desde el punto de vista de la velocidad de circulación del fluido, observando de nuevo la tabla y para los datos establecidos, se aprecia una velocidad en torno a los 0,3 m/ segundo, cumpliendo de esta forma las limitaciones establecidas, siendo éstas de 2 m / segundo cuando la tubería discurra por locales habitados y 3 m/ segundo cuando el trazado sea exterior. 6.7 ELECTROCIRCULADOR El electrocirculador es un aparato, accionado por un motor eléctrico, capaz de suministrar al fluido una cierta cantidad de energía con la finalidad de transportarlo a través del circuito, a una determinada presión. En instalaciones de agua caliente sanitaria se usan bombas centrífugas, ya que éstas sólo necesitan vencer la resistencia que opone el fluido a su paso por tuberías y accesorio, nunca la presión hidrostática. Esto se debe a que la columna de agua ejerce fuerza tanto en el sentido de la impulsión como en el de la aspiración, anulándose ambos efectos. A continuación, se muestra un dibujo con las partes de las que consta una bomba centrífuga: Orificio de aspiración: por el que entra el fluido al electrocirculador Rodete impulsor: elemento que gira Cámara de impulsión: elemento que recoge el fluido y lo conduce hasta la descarga de la bomba Orificio de impulsión: por el que sale el fluido de la bomba Aspiración: boca de contacto entre la bomba y la tubería Difusor: conducto de salida del fluido Álabes: palas del rodete impulsor Memoria y Anexos 49 6.7.1 TIPOS DE BOMBAS CENTRÍFUGAS BOMBAS CENTRÍFUGAS DE ROTOR HÚMEDO En una bomba de rotor húmedo, el fluido bombeado circula por el interior de la cápsula del rotor, refrigerando el motor y lubricando los cojinetes. Las bombas de rotor húmedo son sencillas, no sufren fugas y su precio es relativamente bajo. Sin embargo, comparativamente, su vida útil es corta y su rendimiento energético bajo, por lo que los cálculos finales no son necesariamente favorables. Además, las bombas de rotor húmedo son sensibles a los residuos en el líquido bombeado y no admiten agentes agresivos. BOMBAS CENTRÍFUGAS MONOBLOC Este tipo de bombas se caracterizan porque en ellos el rodete y el eje del motor forman un mismo conjunto. Se pueden montar con el eje en cualquier posición. BOMBAS CENTRÍFUGAS CON ACOPLAMIENTO MOTORELECTROCIRCULADOR DE EJES DISTINTOS La característica fundamental de estas bombas es que el motor y el cuerpo del electrocirculador forman un conjunto independiente, uniendo el eje del motor con el rodete por medio de un acoplamiento elástico. Su principal inconveniente es que suelen ser bastante ruidosos. Memoria y Anexos 50 6.7.2 CARACTERÍSTICAS DE BOMBAS CENTRÍFUGAS En una bomba existe una relación entre la altura manométrica y el rendimiento y potencia de éste. A las representaciones gráficas de estas características se las conoce como curvas del electrocirculador de las que se muestra un ejemplo a continuación: 6.7.3 CÁLCULO DE LA BOMBA A la hora de calcular las características de una bomba es necesario tener en cuenta las pérdidas que se producen en la instalación en las tuberías (generales y singulares), en el intercambiador y en los colectores que habrá de vencer la bomba. Memoria y Anexos 51 PÉRDIDAS EN LAS TUBERÍAS Para efectuar los cálculos, a continuación se muestra un dibujo con las dimensiones de las tuberías en el circuito primario Considerando que las pérdidas (calculadas anteriormente) son de 1,5 mmca en los tramos de caudal 141 litros/hora y 8 mmca en los de 564litros/hora, se llega a los siguientes cálculos: CAUDAL DE 141 LITROS/HORA Δp = (4*4500+2*3*2000)*1,5mmca = 45000mmca= 45mca. CAUDAL DE 564 LITROS/HORA Δp = (1000+4000+13000+1000+9000+3000+500)*8mmca= 252000mmca=252mca De esta forma las pérdidas en las tuberías suman 297mca Memoria y Anexos 52 PÉRDIDAS SINGULARES EN LAS TUBERÍAS Se entienden como pérdidas singulares aquéllas producidas debido a obstáculos o accesorios en el trazado de las tuberías. En la siguiente tabla se muestran las equivalencias en longitud (metros) de cada elemento; De nuevo, a la hora de efectuar los cálculos numéricos cabe recordar previamente los valores de pérdida de carga en mmca para las tuberías seleccionadas (ϕ=1’’) en cada uno de los dos tramos diferenciados previamente: Caudal= 141litros/hora Δp=1,5mmca Caudal= 564litros/hora Δp=8mmca Memoria y Anexos 53 Las singularidades en nuestra instalación son las siguientes: SINGULARIDADES LONGITUD EQUIVALENTE UNIDADES PERDIDA DE CARGA(mmca) Codo 90º, radio grande 0,8 4 4*800*1,5=4800 Codo 90º, radio pequeño 1,5 8 8*1500*1,5=18000 Derivaciones en T 2,2 2 2*2200*8=35200 Codo 90º, radio grande 0,8 8 8*800*8=51200 Codo 90º, radio pequeño 1,5 2 2*1500*8=24000 Entradas a depósito 1,5 4 4*1500*8=48000 Ensanchamiento 1:2 1,1 4 4*1100*8=35200 Contracciones 2:1 (bomba centrífuga) 0,7 2 2*700*8=11200 Válvulas de cierre o paso (de asiento) 5 6 6*5000*1,5=45000 Válvulas de seguridad (tipo muelle) 50 5 5*50000*1,5=375000 Válvulas antirretorno (tipo clapeta) 10 1 1*10000*8=80000 PÉRDIDAS EN LOS COLECTORES Hay que tener en cuenta los dos siguientes puntos: Las pérdidas de carga de los colectores en serie han de sumarse; De la hoja de datos del colector Promasol modelo H-2 la presión máxima de trabajo de éste es de 10kg/cm2, equivalente a 10 mca. En nuestra instalación los colectores están conectados en serie en número de 2, por lo que las pérdidas serán de 10*2= 20mca por rama. Para la conexión en paralelo se admite como aproximación la siguiente fórmula: Δp= Δprama*N*(N+1)/4, siendo N el número de ramas en paralelo; sustituyendo por los datos numéricos queda de la siguiente forma: Δp= Δprama*N*(N+1)/4= 20mca*4*5/4=100mca; éste será el valor de pérdidas en los colectores PÉRDIDAS EN EL ACUMULADOR De acuerdo a la hoja de datos del acumulador MVV 1500/SSB de la empresa Lapesa el intercambiador soporta una presión máxima de 25 bares, lo que equivale a 255 mca. Una vez calculado cada apartado por separado se obtiene: TOTAL 727600mmca = 727,6 mca Δptotales= 297+727,6+100+255 = 1379,6 m de columna de agua Memoria y Anexos 54 Una vez calculadas las pérdidas del circuito hay que calcular la potencia que será necesario aportar a la bomba para ponerla en marcha a partir de la siguiente fórmula: P(C.V)= Caudal (l/s)*Δp (mca)*γ (kg/l)/75*µ, siendo µ el rendimiento y γ la densidad del anticongelante en el fluido caloportador; sustituyendo por lo datos numéricos queda lo siguiente: P(C.V)= 564/3600 (l/s)*1379,6 (mca)*1,03 (kg/l)/75*0,8= 3,71 C.V 2,76kW. Considerando estos datos se ha elegido la bomba centrífuga modelo COR-3 MVIE 410/ VR-EB de la empresa WILO de potencia 4kW. Según su hoja de características para un caudal de 564 litros/hora la potencia de aporta el eje es de en torno a los 3 kW, suficiente para vencer las pérdidas en la instalación. Sus datos técnicos se encuentran en el apartado Anexos. Hay que tener en cuenta que el electrocirculador está preparado para una conexión trifásica y, en nuestro caso, la instalación en la que estamos trabajando va conectada a la red monofásica. En el apartado de anexos se incluye un pequeño titular para conectar cargas trifásicas a redes monofásicas. Memoria y Anexos 55 6.8 VASO DE EXPANSIÓN La función de este elemento es absorber las variaciones de volumen del fluido caloportador en el primario al variar su temperatura, manteniendo la presión entre límites preestablecidos. El exceso de volumen es almacenado en el vaso de expansión y, cuando la temperatura disminuye, el fluido almacenado es restituido. Existen dos tipos de vasos de expansión: abiertos y cerrados. Para esta instalación se ha escogido uno del segundo tipo ya que presenta las siguientes ventajas: Montaje fácil No es necesario aislarlos Al ser cerrados, el fluido caloportador no absorbe oxígeno del aire, evitándose la corrosión en el interior de las tuberías Se eliminan pérdidas del fluido caloportador por evaporación CÁLCULO DEL VASO DE EXPANSIÓN 1º CONTENIDO DE AGUA EN LA INSTALCIÓN Calculado anteriormente, V=1128 litros 2º CÁLCULO DEL VOLUMEN ÚTIL De acuerdo a la siguiente tabla para una temperatura media aproximada de 45ºC (ACS) el incremento de volumen (%) será del 1,05 %volumen= 1.05*1128/100= 11,84 litros 3º PRESIÓN MANOMÉTRICA Se toma la altura máxima en metros de elevación sobre la posición del vaso de expansión. Se contabilizan 9 metros= 9m.c.d.a= 0,9 atmósferas 4º PRESIÓN ATMOSFÉRICA Es la presión del lugar donde está ubicado el edificio; para Bielsa el valor es de 1 atmósfera. Memoria y Anexos 56 5º PRESIÓN MÁXIMA ADMISIBLE Es la presión máxima admisible para el vaso de expansión o de la válvula de seguridad. Se suele tomar como valor 3 atmósferas 6º COEFICIENTE DE UTILIZACIÓN P. máxima = 3 Atm +P atmosférica P. estática = P. manométrica + P. atmosférica P. máxima = 3 Atm + 1 Atm = 4 Atm P. estática = 0,9 Atm.+ 1 Atm = 1,9 Atm Cut= (4-1,9)/4= 0,525 7º CÁLCULO DEL VOLUMEN DEL VASO VVASO= 11,84 litros/0,525= 22,56 litros Para realizar un cálculo más exacto del vaso de expansión deben seguirse las indicaciones de la norma UNE 100-155-88 ‘Climatización. Cálculo de vasos de expansión’ 6.9 AISLAMIENTO En una instalación de energía solar se emplea aislamiento en la parte posterior y lateral de los colectores, las tuberías y accesorios, el electrocirculador y el acumulador. La elección del aislamiento viene determinada por los siguientes factores: Bajo coeficiente de conductividad Colocación sencilla Precio bajo Ser ignífugo Gama de temperatura adecuada No ser corrosivo Ser estable y no enmohecerse Buena resistencia mecánica Peso específico reducido En las instalaciones de energía solar se pueden utilizar muchos tipos de aislante como lana de roca, fibra de vidrio, espuma de poliuretano, polietileno reticulado, resina de melanina, etc. Memoria y Anexos 63 Si incide luz, los fotones comunican suficiente energía a los electrones como para que éstos se liberen; algunos electrones atravesarán la barrera de potencial y serán expulsados del semiconductor. En caso de existir un circuito exterior por el que puedan circular, se establece una corriente eléctrica del lado P al N. 2.1 CÉLULA FOTOVOLTAICA Una célula fotovoltaica está formada por una unión P-N de material semiconductor. Se conectan en serie, de forma que los electrones expulsados de una sean recogidos por otra. El tipo más común es la de silicio puro monocristalino. Se suele añadir al final del proceso de fabricación un tratamiento anti-reflectante, de forma que el rayo reflejado tenga posibilidades de volver a incidir antes de perderse. Los contactos eléctricos para que los electrones salgan y entren de la célula se realizan mediante una rejilla. Ésta es una aleación conductora con la geometría necesaria para conseguir recoger de forma óptima los electrones. La rejilla suele consistir en una serie de “dedos” en contacto con el semiconductor y conectados entre sí mediante tiras metálicas. Éstos “dedos” afectan al rendimiento ya que el sombreado impide que parte de la radiación incidente llegue al interior de la célula. Por otro lado, introduce una resistencia. Las pérdidas en una célula son las siguientes: Pérdidas por reflexión Incidencia de los fotones en la rejilla metálica Pérdidas por efecto Joule Memoria y Anexos 64 3 EL PANEL SOLAR La conexión de células en serie recibe el nombre de panel solar o módulo fotovoltaico. Para obtener un panel de tensión nominal de 12 voltios se necesitarán conectar entre 30 y 40 células. Tras efectuar las conexiones eléctricas, se encapsularán las células en una estructura de tipo sándwich, que consta de una lámina de vidrio templado, otra de un material orgánico y una cubierta posterior formada por varias láminas de polímeros u otro vidrio. Después del encapsulado, se sella al vacío todo el conjunto en un horno logrando la estanqueidad del conjunto. Como paso final, se procederá a rodear todo el perímetro del panel con neopreno que proteja al módulo de las partes metálicas que forman el marco Una vez que se montan las conexiones positiva y negativa se llevarán a cabo los controles de calidad necesarios que son básicamente los siguientes: Ensayo de carga mecánica para determinar la capacidad del panel para superar las cargas del viento, nieve o hielo. Ensayo de aislamiento Ensayo de torsión 3.1 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Los paneles tienen forma cuadrada o rectangular, no son muy pesados y, aunque rígidos en apariencia, son capaces de soportar deformaciones ligeras para poder adaptarse a los esfuerzos mecánicos a los que se encuentran sometidos. En la siguiente figura se puede ver un corte transversal de un panel fotovoltaico en el que se aprecian sus distintas partes. Memoria y Anexos 65 Una cubierta de vidrio templado Varias capas de material orgánico que protegen las células del panel. El material empleado debe poseer un coeficiente de transmisión de la radiación solar alto y una baja degradación bajo la acción de la misma Una o varias capas protectoras posteriores, generalmente de tedlar, opacas y de color claro. La razón del color claro radica en que de esta forma es posible reflejar la luz que ha podido pasar por los intersticios de las células haciendo que la radiación regrese a la parte frontal para que pueda ser reflejada nuevamente. Un marco de acero inoxidable para sujetar el conjunto. Las cajas de conexiones llevarán incluida una toma a tierra cuando la tensión de la instalación sea considerable. 3.2 CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS la corriente entre bornes de un panel medida con Corriente de cortocircuito (ISC): un amperímetro si se provocara un cortocircuito. voltaje máximo que se podría medir con un Voltaje a circuito abierto (VOC): voltímetro, sin dejar que pase corriente entre los bornes del panel solar. se dice que un módulo fotovoltaico está suministrando su Potencia máxima (PMP): potencia máxima cuando la resistencia del circuito externo es tal que determina unos valores VMP e IMP. el cociente entre la potencia eléctrica producida y la Eficiencia total el panel: potencia de la radiación que incide en el panel. la que el fabricante garantiza que el panel es capaz de suministrar Potencia nominal: en condiciones estándar de medida (1000W/m2 y Tª de la célula de 25ºC) Factor de forma (FF): PMP /( ISC * VOC) Hay que tener en cuenta la incidencia de dos factores como la temperatura y la radiación solar en términos de corriente y tensión de los paneles. Los efectos del primero se pueden apreciar en la gráfica de la izquierda; en el de la derecha se observa cómo afecta el segundo concepto. Memoria y Anexos 66 De las gráficas se deduce que la corriente eléctrica que genera un panel será proporcional a la intensidad de radiación incidente, y el voltaje a circuito abierto disminuye a medida que aumenta la temperatura de la célula. Otras características adicionales que deben cumplir los módulos fotovoltaicos son: Todos los módulos deberán satisfacer las especificaciones UNE-EN 61215 para módulos de silicio cristalino. El módulo llevará de forma claramente visible e indeleble el modelo, nombre o logotipo del fabricante y el número de serie que permita su identificación. Los módulos deberán llevar los diodos de derivación para evitar las posibles averías y deberán tener un grado de protección IP65. Los marcos laterales serán de aluminio o acero inoxidable. Para que un módulo resulte aceptable, su potencia máxima y corriente de cortocircuito reales, referidas a condiciones estándar, deberán estar comprendidas en el margen del ±10% de los correspondientes valores nominales del catálogo. Memoria y Anexos 67 4 UNIÓN DE PANELES SOLARES Normalmente en las instalaciones fotovoltaicas es necesaria la utilización de más de un panel para satisfacer las necesidades energéticas de la misma, por lo que será necesario recurrir a la asociación de paneles en serie y en paralelo para obtener los valores de voltaje y corriente que se requieran. La conexión de dos o más paneles en serie producirá una tensión igual a la suma de la tensión individual de cada panel, manteniéndose invariable la corriente. Por el contrario, la conexión en paralelo será la intensidad la que aumente, manteniéndose la tensión igual a la de un panel. Es frecuente que las células o módulos que constituyen un campo generador fotovoltaico no operen en las mismas condiciones, pudiendo producir dos efectos: La reducción de la potencia máxima del campo generador fotovoltaico. Algunas células pueden llegar a convertirse en cargas. Memoria y Anexos 68 Para solucionar el primer efecto se clasifican las células de manera que las que componen un mismo panel no tengan una dispersión muy grande en los valores de ISC. El efecto de sombreado puede hacer que la célula invierta su polaridad y se convierta en una carga que disipe toda la energía producida por el resto de células que tenga asociados en serie. Para evitar que este efecto se produzca, se recurre a insertar protecciones en forma de diodos en los paneles 4.1 PROTECCIONES. DIODOS DIODOS DE PASO: se colocan en paralelo en asociaciones de células conectadas en serie para impedir que todos los elementos de la serie se descarguen sobre la célula que resulta sombreada. El diodo se conecta con polaridad opuesta a la de las células: si éstas trabajan correctamente por el diodo no pasa corriente; si cualquiera de los grupos es sombreado de forma que se invierte su polaridad, la polaridad del diodo correspondiente cambiará, con lo que se pondrá a conducir. DIODOS DE BLOQUEO: sus funciones son las siguientes: EVITAR DESCARGAS NOCTURNAS DE LA BATERÍA: si no se utilizan protecciones, la batería puede descargarse durante la noche a través de los módulos, lo que originaría una pérdida de energía en el sistema de acumulación. Para evitar estas pérdidas se colocan diodos de bloqueo conectados en serie entre el generador fotovoltaico y la batería. Estos diodos permiten la circulación de corriente del campo fotovoltaico hacia la batería durante el día, pero bloquean el sentido inverso de corriente de la batería al campo fotovoltaico. IMPEDIR LA CIRCULACIÓN DE CORRIENTE DE RAMAS EN PARALELO DURANTE EL DÍA: al conectar en paralelo varias ramas de paneles fotovoltaicos, se puede dar el caso de que una de ellas quede en sombra, ya que las corrientes generadas por las otras ramas se deriven hacia ésta. La utilización de diodos de bloqueo conectados en serie en cada una de las ramas en paralelo evita el paso de corriente en sentido inverso, aislando las ramas sombreadas Memoria y Anexos 69 5 ESTRUCTURAS DE SOPORTE Y ANCLAJES Existen varios tipos de estructuras: desde un simple poste empotrado que puede soportar hasta cuatro paneles solares, hasta grandes estructuras formadas por vigas de acero aptas para aguantar varias decenas de paneles. Para anclar la estructura se emplean bloques de hormigón y tornillos de rosca. La estructura y los soportes son de acero inoxidable, hierro galvanizado o aluminio anodizado y la tornillería de acero inoxidable. La estructura se conectará a una toma de tierra, ajustándose a lo especificado en el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión en su instrucción complementaria ITC-BT-18. La estructura de soporte de módulos ha de resistir, con los módulos instalados, las sobrecargas del viento y nieve, de acuerdo con lo indicado en la normativa básica de la edificación NBE-AE- 88. 6 AEROGENERADORES Existen dos tipos de generadores, los de eje vertical y los de eje horizontal. Las desventajas que presentan los primeros con respecto a los segundos son: Precisan una batería de arranque, ya que los perfiles aerodinámicos y la simetría de las palas no permiten el autoarranque. A igual potencia instalada un modelo de eje vertical genera la mitad de energía eléctrica que uno de eje horizontal. Memoria y Anexos 70 6.1 AEROGENERADORES DE EJE HORIZONTAL Un aerogenerador de eje horizontal es una máquina cuyo rotor puede girar. Este movimiento de rotación es producido por la energía cinética del viento, al actuar este sobre un rotor formado generalmente por tres palas de perfil. El giro se multiplica con la ayuda de un multiplicador de velocidad. La salida de alta velocidad del multiplicador está acoplada al eje de un generador que produce energía eléctrica. Existen dos tipos de generadores: síncronos donde la conversión energética se hace a velocidad constante o asíncronos, en los que es necesario que el par mecánico que entra al rotor dé una velocidad de giro superior. Todos estos elementos se encuentran dentro de la góndola, donde el personal de mantenimiento puede acceder fácilmente. Finalmente, cabe mencionar la existencia de sistemas de control de potencia, entre los cuales se encuentran el control pitch o paso variable, el control stall o por pérdida de sustentación y el control por pérdida de sustentación activo. Memoria y Anexos 71 7 PARTES DE UNA INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA Una instalación fotovoltaica consta de baterías, regulador, convertidor y cargas 7.1 BATERÍAS Las baterías están formadas por electrodos reversibles, que son utilizados para acumular la energía solar fotovoltaica y luego liberarla cuando se conectan a un circuito de carga exterior. Su función es suministrar la energía demandada por las cargas, independientemente de la producción eléctrica del campo fotovoltaico en ese momento, lo que supone: Suministrar energía en periodos de nula o baja insolación Suministrar una potencia instantánea mayor que la que podría generar el campo generador fotovoltaico, particularmente en el caso de arranque de motores. Mantener un nivel de tensión estable de funcionamiento de la instalación. Los acumuladores están constituidos principalmente por células, placas, materia activa, rejillas, separadores y electrolito. La célula consiste en un conjunto de placas positivas y negativas separadas por aislantes e inmersas en una disolución de electrolito. Las placas consisten en unas rejillas con material activo denominado electrodo. La rejilla distribuye la corriente por toda la placa y actúa como soporte de la materia activa. Los materiales activos son los materiales que forman las placas positivas y negativas y participan en las reacciones de carga y descarga. Los separadores están intercalados entre las placas positivas y negativas para evitar el contacto eléctrico directo entre ambas. Memoria y Anexos 72 El electrolito es el medio encargado de transportar la carga eléctrica entre los electrodos positivo y negativo. Los bornes son las conexiones eléctricas externas positiva y negativa de la batería. Finalmente, la carcasa contiene todos los elementos de la batería. 7.1.1 CARACTERÍSTICAS DE UNA BATERÍA Carga/descarga: son los procesos de conversión de energía eléctrica en química (carga) o de química en eléctrica (descarga). Capacidad: cantidad de carga que una batería puede suministrar a lo largo de una descarga. Capacidad nominal C100: cantidad de carga que es posible extraer de una batería en 100 horas. Capacidad útil: capacidad utilizable de la batería. Capacidad disponible Régimen de carga o descarga: relaciona la capacidad nominal de la batería y el valor de la corriente a la cual realiza su carga o descarga. Profundidad de descarga (PD): cociente entre la carga extraída de una batería y su capacidad nominal en % Estado de carga (SOC): cociente entre la capacidad residual de una batería y su capacidad nominal en % Vaso: elemento que forma parte de una batería y cuya tensión aproximada es de 2 voltios. Voltaje de corte: voltaje para el cual se finaliza la descarga de la batería. Autodescarga: pérdida de carga de la batería cuando ésta permanece en circuito abierto. Ciclo: secuencia de carga y descarga Ciclo de vida: número de ciclos que una batería puede soportar bajo determinadas condiciones. Memoria y Anexos 79 No se Calientan: Al transformar más del 90% de la energía eléctrica en luz, solo se pierde en forma de calor menos del 10% de la energía, con lo cual prácticamente no emiten calor. Esto también contribuye al ahorro en aire acondicionado en verano, pues no caldean el ambiente. Ecológicas: El ahorro energético conseguido con las ventajas anteriores supone reducir incluso más del 90% la emisión de CO2 y la generación de residuos nucleares, y su larga durabilidad produce un 95% menos de desechos. Además, las bombillas LED no contienen materiales contaminantes, cumpliendo la directiva RoHS (por el contrario, los tubos fluorescentes y las bombillas de bajo consumo están rellenos de vapor de mercurio, que es muy tóxico y afecta irreversiblemente al sistema nervioso). Ahorro Económico: Aunque el precio de las bombillas LED pueda parecer caro, las ventajas que hemos visto hacen que sea la forma de iluminación más económica que existe. Por tanto, se trata de una inversión que se amortiza rápidamente con resultados muy positivos, y para la que también se disponen ayudas y subvenciones Muy Resistentes: Los LED son pequeños dispositivos de plástico muy resistentes a golpes y vibraciones. No sufren por encenderse y apagarse repetidamente. Una bombilla LED no se funde, solo va perdiendo brillo paulatinamente con el paso de los años, hasta llegar al final de su vida útil y se considere insuficiente para la potencia que fue fabricada. Encendido Instantáneo: Los LED encienden de inmediato al máximo brillo, sin necesidad de calentarse. A continuación, se muestra un esquema de la distribución de la iluminación en el albergue: Memoria y Anexos 80 ESTANCIA Nº DE BOMBILLAS Duchas 1 y 2 12 bombillas de 5W (por ducha) Habitaciones (6) 8 bombillas de 5W (por habitación) Pasillos 2 y 3 8 bombillas de 10W ESTANCIA Nº DE BOMBILLAS Comedor 18 bombillas de 5W Salón 10 bombillas de 5W Habitación del guarda 5 bombillas de 5W Hall y pasillo 1 8 bombillas de 10W Cocina 8 bombillas de 5W Despensa 2 bombillas de 5W Sala de calderas 1 bombilla de 5W Almacén 2 bombillas de 5W Mantenimiento 1 bombilla de 5W Memoria y Anexos 81 A continuación se muestran unas tablas correspondientes al consumo diario de potencia de cada mes en los que el refugio esté abierto. El cálculo se obtiene teniendo en cuenta el número de bombillas y su potencia en watios multiplicado por el tiempo de uso de éstas (medido en horas). El tiempo medio se estima de forma aproximada teniendo en cuenta las horas de luz correspondientes a cada mes así como el tanto por ciento de ocupación durante éstos, que es variable. ESTANCIA Nº DE BOMBILLAS Habitaciones (4) 11 bombillas de 5W (por habitación) Pasillos 4 y 5 8 bombillas de 10W Memoria y Anexos 82 MES ABRIL Potencia (W) Tiempo de uso (horas / día) Consumo diario (Wh / día) Planta baja Comedor 5W(x8), 5W(x4) 5W(x2) ,5W(x4) 5 horas,3 horas 2 horas, 0,5 horas 290 Salón 5W(x6), 5W(x4) 4 horas, 2 horas 160 Habitación del guarda 5W(x2), 5W(x1) 5W(x2) 2 horas, 1 hora 0,5 horas 30 Hall y pasillo 1 10W(x3), 10W(x5) 4 horas, 2 horas 220 Cocina 5W(x5), 5W(x3) 4 horas, 1 hora 115 Despensa 5W(x2) 1 hora 10 Sala de calderas 5W(x1) 0,5 horas 2,5 Almacén 5W(x2) 1 hora 10 Manto. 5W(x1) 1 hora 5 Planta 1ª Duchas 1y2 5W(x3), 5W(x3) 5W(x3) ,5W(x3) 1 hora, 0,75 horas 1 hora, 2 horas 71,25(x2) 142,5 Habnes 5W(x3), 5W(x5) 2 horas, 1 hora 55(x6) 330 Pasillos 2 y 3 10W(x8) 3,5 horas 280 Planta 2ª Habnes 5W(x2), 5W(x2) 5W(x6) ,5W(x1) 2 horas,0,5 horas 1 hora, 2 horas 65(x4) 130 Pasillos 4 y 5 10W(x8) 2 horas 160 Consumo 1885 Memoria y Anexos 83 MES MAYO/JUNIO Potencia (W) Tiempo de uso (horas / día) Consumo diario (Wh / día) Planta baja Comedor 5W(x8), 5W(x4) 5W(x2) ,5W(x4) 4 horas,2,5 horas 2 horas, 0,5 horas 240 Salón 5W(x6), 5W(x4) 3 horas, 2 horas 130 Habitación del guarda 5W(x2), 5W(x1) 5W(x2) 2 horas, 1 hora 0,5 horas 30 Hall y pasillo 1 10W(x3), 10W(x5) 3 horas, 2 horas 190 Cocina 5W(x5), 5W(x3) 4 horas, 1 hora 115 Despensa 5W(x2) 1 hora 10 Sala de calderas 5W(x1) 0,5 horas 2,5 Almacén 5W(x2) 1 hora 10 Mantenimiento 5W(x1) 1 hora 5 Planta 1ª Duchas 1y2 5W(x3), 5W(x3) 5W(x3) ,5W(x3) 1 hora, 0,5 horas 1 hora, 2 horas 67,5(x2) 135 Habitaciones 5W(x3), 5W(x5) 2 horas, 1 hora 55(x6) 330 Pasillos 2 y 3 10W(x8) 2,5 horas 200 Planta 2ª Habitaciones 5W(x2), 5W(x2) 5W(x6) ,5W(x1) 2 horas,0,5 horas 1 hora, 2 horas 65(x4) 130 Pasillos 4 y 5 10W(x8) 1 horas 80 Consumo 1607,5 Memoria y Anexos 84 MES JULIO Potencia (W) Tiempo de uso (horas / día) Consumo diario (Wh / día) Planta baja Comedor 5W(x8), 5W(x4) 5W(x2) ,5W(x4) 3 horas,2 horas 2 horas, 0,5 horas 190 Salón 5W(x6), 5W(x4) 2,5 horas, 2 horas 115 Habitación del guarda 5W(x2), 5W(x1) 5W(x2) 2 horas, 1 hora 0,5 horas 30 Hall y pasillo 1 10W(x3), 10W(x5) 2,5 horas, 2,5 horas 200 Cocina 5W(x5), 5W(x3) 4 horas, 1 hora 115 Despensa 5W(x2) 1 hora 10 Sala de calderas 5W(x1) 0,5 horas 2,5 Almacén 5W(x2) 1 hora 10 Manto. 5W(x1) 1 hora 5 Planta 1ª Duchas 1y2 5W(x3), 5W(x3) 5W(x3) ,5W(x3) 2 horas, 1 hora 1,5 hora, 3 horas 112,5(x2) 225 Habnes 5W(x3), 5W(x5) 2 horas, 1 hora 55(x6) 330 Pasillos 2 y 3 10W(x8) 4,5 horas 360 Planta 2ª Habnes 5W(x2), 5W(x2) 5W(x6) ,5W(x1) 2 horas,0,5 horas 1 hora, 2 horas 65(x4) 130 Pasillos 4 y 5 10W(x8) 2,5 horas 200 Consumo 1922,5 Memoria y Anexos 85 MES AGOSTO Potencia (W) Tiempo de uso (horas / día) Consumo diario (Wh / día) Plnta baja Comedor 5W(x8), 5W(x4) 5W(x2) ,5W(x4) 3 horas, 2 horas 2 horas, 0,5 horas 190 Salón 5W(x6), 5W(x4) 2,5 horas, 2 horas 115 Habitación del guarda 5W(x2), 5W(x1) 5W(x2) 2 horas, 1 hora 0,5 horas 30 Hall y pasillo 1 10W(x3), 10W(x5) 2,5 horas, 4 horas 275 Cocina 5W(x5), 5W(x3) 4 horas, 1 hora 115 Despensa 5W(x2) 1 hora 10 Sala de calderas 5W(x1) 0,5 horas 2,5 Almacén 5W(x2) 1 hora 10 Manto. 5W(x1) 1 hora 5 Planta 1ª Duchas 1y2 5W(x3), 5W(x3) 5W(x3) ,5W(x3) 3 horas, 2 horas 2,5 horas, 4 horas 172,5(x2) 345 Habnes 5W(x3), 5W(x5) 2 horas, 1 hora 55(x6) 330 Pasillos 2 y 3 10W(x8) 8 horas 640 Planta 2ª Habnes 5W(x2), 5W(x2) 5W(x6) ,5W(x1) 2 horas,0,5 horas 1 hora, 2 horas 65(x4) 130 Pasillos 4 y 5 10W(x8) 3,5 horas 280 Consumo 2477,5 Memoria y Anexos 86 MES SEPTIEMBRE Potencia (W) Tiempo de uso (horas / día) Consumo diario (Wh / día) Planta baja Comedor 5W(x8), 5W(x4) 5W(x2) ,5W(x4) 4 horas,2,5 horas 2 horas, 0,5 horas 240 Salón 5W(x6), 5W(x4) 3 horas, 2 horas 130 Habitación del guarda 5W(x2), 5W(x1) 5W(x2) 2 horas, 1 hora 0,5 horas 30 Hall y pasillo 1 10W(x3), 10W(x5) 3 horas, 1,5 horas 165 Cocina 5W(x5), 5W(x3) 4 horas, 1 hora 115 Despensa 5W(x2) 1 hora 10 Sala de calderas 5W(x1) 0,5 horas 2,5 Almacén 5W(x2) 1 hora 10 Manto. 5W(x1) 1 hora 5 Planta 1ª Duchas 1y2 5W(x3), 5W(x3) 5W(x3) ,5W(x3) 1 hora, 0,75 horas 1 hora, 2 horas 71,25(x2) 142,5 Habnes 5W(x3), 5W(x5) 2 horas, 1 hora 55(x6) 330 Pasillos 2 y 3 10W(x8) 3 horas 240 Planta 2ª Habnes 5W(x2), 5W(x2) 5W(x6) ,5W(x1) 2 horas,0,5 horas 1 hora, 2 horas 65(x4) 130 Pasillos 4 y 5 10W(x8) 1,5 horas 120 Consumo 1670 Memoria y Anexos 87 8.1.2 CONSUMO DE APARATOS APARATOS CANTIDAD POTENCIA (W) HORAS CONSUMO DIARIO (W) T.V. 1 (Salón) 250 3 750 1 (Habitación guarda) 250 2 500 10(Habitaciones) 250 2 5000 FRIGORÍFICO 1 180 12 2160 LAVADORA 1 1000 1 1000 PORTÁTIL 2 60 2 240 VITROCERÁMICA 1 3000 1 3000 CAFETERA 1 250 0,5 125 DVD 1 (Habitación guarda) 150 2 300 4 (Habitaciones) 150 2 1200 Memoria y Anexos 88 8.2 EVALUACIÓN DEL APORTE DE ENERGÍA SOLAR Para la energía solar aportada es necesario conocer la radiación solar incidente por m2 del panel fotovoltaico orientado hacia el sur y con un ángulo de inclinación β respecto a la horizontal. Estos datos se encuentran en el anexo A en la tabla 5 Para valorar el mes sobre el que habrá que realizar los datos oportunos que llevarán a la elección de los distintos componentes es necesario hacer una relación entre la energía aportada y la que se necesita para cubrir las necesidades de cada mes. Aquel mes en el que la relación sea menor será considerado el más conflictivo y el que habrá que estudiar. La relación de datos se muestra en la siguiente tabla: MICROONDAS 1 500 1 500 SECADOR 4 500 0,3 600 RADIO DE SOCORRO 1 20 0,16 3,2 LAVAVAJILLAS 1 1500 0,5 750 CAMPANA EXTRACTORA 1 200 0,25 50 RESISTENCIA CALENTAMIENTO 1 2500 2 5000 CONSUMO TOTAL 20578,2 W Memoria y Anexos 95 B) GENERADOR BORNAY 6000 En este caso y, tal como se muestra en la gráfica, a una velocidad de aproximadamente 6 m/s el aerogenerador es capaz de aportar una potencia de en torno a 2000W. De lo que se deduce, Nº aerogeneradores = 37279,3/ (2000* 12)= 1,55. Se redondearía a 2 aerogeneradores. Dado que este modelo sólo está disponible para tensiones de 48 voltios y que la tensión de la instalación es de 48 voltios, se colocarán los dos generadores en paralelo. Dado que ambas opciones son viables, la decisión se tomará en términos económicos. El modelo Bornay 3000, tanto de 24 como de 48 voltios, cuesta 5995€, por lo que el gasto total será de 5995 *4= 23980€. El modelo Bornay 6000, de 48 voltios, cuesta 9995€, por lo que el gasto total será de 9995 *2= 19990€. Memoria y Anexos 96 Comparando los precios se observa un ahorro de 3990€ en el caso de optar por dos aerogeneradores Bornay 6000, y ésta será la opción elegida en nuestro caso particular. 8.3.3 REGULADORES El regulador de carga de la parte de fotovoltaica deberá tener una tensión nominal igual a la tensión nominal de nuestra instalación (48 voltios). Deberá cumplir estas dos condiciones: Corriente en la línea del generador: debe ser un 25% superior a la corriente de cortocircuito del generador fotovoltaico. El modelo de panel solar presenta una ISC de 3,45 amperios por lo que: ISC =1,25*4*2*3,45= 34,5A. Corriente en la línea de consumo: debe ser un 25% superior a la corriente máxima de consumo, siendo ICONS = Pmáx/VSalida = 1,25*2477,5/3*48= 21,5A. Con estos datos se escoge el regulador SPS48D-100 de la empresa Sumsol cuya hoja de características se muestra a continuación. Particularmente es necesario prestar atención a los datos de máxima corriente de entrada del campo solar de 100A (›34,5) y corriente máxima de salida continua de 50A (›21,5). Memoria y Anexos 97 El regulador de la parte eólica está incluido en el aerogenerador. Es un regulador de 48 voltios y 150 amperios; habrá uno por cada aerogenerador. 8.3.4 INVERSOR Para la elección del inversor se tendrá en cuenta lo siguiente: La tensión nominal de funcionamiento de la instalación (48 voltios) La potencia de arranque de los consumos de corriente alterna que funcionen al mismo tiempo La potencia de los consumos de corriente alterna que funcionen de forma simultánea. En la tabla siguiente se muestran los consumos que se considera que en un momento dado puedan estar funcionando al mismo tiempo. Consumos Potencia (W) Lavadora 1000 Vitrocerámica 3000 Televisión 250 Frigorífico 180 1/3 de la iluminación total 825,8 Potencia total 5255,8 Memoria y Anexos 98 Se ha seleccionado un inversor de la marca Studer modelo XTH 8000-48 cuya ficha se muestra a continuación. 8.3.5 GRUPO ELECTRÓGENO Un grupo electrógeno es una máquina que mueve un generador eléctrico a través de un motor de combustión interna. Son comúnmente utilizados cuando hay déficit en la generación de energía eléctrica de algún lugar, o cuando son frecuentes los cortes en el suministro eléctrico. Así mismo, la legislación de los diferentes países pueden obligar a instalar un grupo electrógeno en lugares en los que haya grandes densidades de personas (centros comerciales, restaurantes, cárceles, edificios administrativos...) Una de las utilidades más comunes es la de generar electricidad en aquellos lugares donde no hay suministro eléctrico, generalmente son zonas apartadas con pocas infraestructuras y muy poco habitadas. Otro caso sería en locales de pública concurrencia, hospitales, fábricas, etc., que a falta de energía eléctrica de red, necesiten de otra fuente de energía alterna para abastecerse. CÁLCULO DEL GRUPO ELECTRÓGENO Hay que conocer el consumo de las cargas que el grupo electrógeno habrá de cubrir al mismo tiempo, teniendo en cuenta que en el caso de motores eléctricos en el momento del arranque se consume tres veces más que la potencia media. Los consumos serán los siguientes: Memoria y Anexos 99 Aparato Consumo Lavadora 1000W (x3) = 3000W Frigorífico 180W (x3) = 540W Televisión 250W Vitrocerámica 3000W 1/3 iluminación 825,8W Se ha elegido como grupo electrógeno el modelo L12, motor 25LD425-2 de la marca Gesán que funciona con gasóleo de potencia continua de 8,51kW TOTAL 7615,8 w Memoria y Anexos 100 8.4 CÁLCULO DE LA SECCIÓN DE LOS CONDUCTORES La instalación deberá cumplir el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión y sus instrucciones técnicas complementarias. CONSUMOS DE CA Memoria y Anexos 101 Hay que considerar algunas cuestiones en relación a los elementos de desconexión: Se recomienda la utilización de elementos de desconexión que aíslen todas las ramas del circuito. Hay que señalizar adecuadamente los elementos de desconexión. Los elementos de desconexión deben posibilitar el aislamiento bajo carga. Los elementos de desconexión serán apropiados a la tensión e intensidad del circuito. Han de instalarse en sitios de fácil acceso. Hay que tener algunas consideraciones en relación a los elementos de protección: Deberán actuar de forma automática frente a sobrecargas, cortocircuitos interrumpiendo el paso de la corriente. Los más utilizados habitualmente son los fusibles, interruptores magnetotérmicos e interruptores diferenciales. Los varistores se utilizan para reducir las sobretensiones de origen atmosférico. En nuestra instalación se distinguen las siguientes partes: campo generador-regulador, regulador-batería, batería-inversor, inversor-carga de corriente continua. CAMPO GENERADOR REGULADOR El tipo de cableado para esta parte del circuito es un cable bipolar bajo tubo (al aire o enterrado). Para este circuito se admite una caída de tensión en torno al 3%, por lo que ΔV= 3/100*48= 1,44V.Dado que existen dos circuitos generador-regulador (uno para la parte fotovoltaica y otro para la eólica) se estudiarán por separado. PARTE FOTOVOLTAICA Se considera una longitud en torno a los 8 metros y una corriente I=ISC gen *4*2*1,25= 3,45*4*2*1,25= 34,5 amperios. Por tanto dado que S=2*L*I/(56*ΔV)= 2*8*34,5/(56*1,44)= 6,84. Se escoge la sección comercial inmediatamente superior que corresponde a 10mm2. PARTE EÓLICA IGEN= 6000W/48= 125 amperios. Tomando otros 7 metros de longitud y siguiendo la fórmula anterior, S= 2*8*125/(56*1,44)= 24,8mm2. Se escoge la sección comercial inmediatamente superior que corresponde a 25mm2. Memoria y Anexos 102 CAMPO REGULADOR BATERÍA El tipo de cableado para esta parte del circuito son dos cables unipolares al aire o bajo canaleta. Para este circuito se admite una caída de tensión en torno al 1%, por lo que ΔV= 1/100*48= 0,48V.Dado que existen dos circuitos generador-regulador (uno para la parte fotovoltaica y otro para la eólica) se estudiarán por separado. PARTE FOTOVOLTAICA Se considera una longitud en torno a 1,5 metros y una corriente que habrá que elegir entre la corriente del generador o la batería. IGEN=ISC gen *4*2*1,25= 3,45*4*2*1,25= 34,5 amperios. IBAT= Iinv/V= 5255,8/48=109,5 A La corriente más restrictiva es la de la batería, por tanto y dado que S=2*L*I/(56*ΔV)= 2*1,5*109,5/(56*0,48)= 12,22mm2. Se escoge la sección comercial inmediatamente superior que corresponde a 16mm2. PARTE EÓLICA Se considera una longitud en torno a 1,5 metros y una corriente que habrá que elegir entre la corriente del generador o la batería. IGEN=Pgen/48= 6000/48= 125 amperios. IBAT= Iinv/V= 5255,8/48=109,5 A La corriente más restrictiva es la del generador. De esta forma S= 2*1,5*125/(56*0,48)= 13,95mm2. Se escoge la sección comercial inmediatamente superior que corresponde a 16mm2. CAMPO BATERÍA INVERSOR El tipo de cableado para esta parte del circuito son dos cables unipolares al aire o bajo canaleta. Para este circuito se admite una caída de tensión en torno al 1%, por lo que ΔV= 1/100*48= 0,48V. En el cálculo de la corriente se tendrá en cuenta la potencia consumida de forma simultánea por las cargas; de acuerdo a una tabla anterior utilizada en el apartado de cálculo del inversor, este consumo es de un valor de 5255,8W, por lo que I= 5255,8/48= 109,5 amperios. De esta forma, y para una longitud aproximada de alrededor de 1 metro, S=2*1*109,5/(56*0,48)=8,15. Se escoge una sección comercial de 10 mm2 Memoria y Anexos 103 CAMPO INVERSOR CONSUMOS El tipo de cableado para esta parte del circuito es un cable bipolar bajo tubo (al aire o enterrado). Para este circuito se admite una caída de tensión en torno al 3%, por lo que ΔV= 3/100*48= 1,44V.Dado que existen dos circuitos generador-regulador (uno para la parte fotovoltaica y otro para la eólica) se estudiarán por separado. Para una corriente igual a la corriente del inversor de valor de 109,5 amperios y una longitud de 20 metros, S=2*20*109,5/(56*1,44)=54,3. Se escoge la sección comercial inmediatamente superior de 70 mm2 9 MONTAJE DE LA INSTALACIÓN A continuación se indican las que se consideran operaciones principales: Transporte de los elementos, herramientas de trabajo al lugar de la instalación Colocación y anclaje del regulador y del inversor en el armario de control. Montaje del cuadro eléctrico en el armario de control Colocación en la caseta de las bancadas para las baterías Colocación de las baterías sobre las bancadas Transporte de la estructura soporte hasta el lugar de la instalación Montaje y anclaje de la estructura soporte Transporte de los paneles fotovoltaicos hasta el lugar de la instalación Anclaje de los paneles a la estructura soporte Colocación de las cajas de conexiones principales del generador fotovoltaico Cableado serie-paralelo del campo generador Tendido de cables desde el campo generador hasta el armario de control Interconexión en el armario de control del campo generador, regulador, batería, inversor y consumos Señalización de seguridad en el cuarto de las baterías y en el armario de control. Memoria y Anexos 104 10 MANTENIMIENTO DE LA INSTALACIÓN Existen dos tipos de actuación: preventivo y correctivo. MANTENIMIENTO PREVENTIVO Su finalidad es mantener la instalación en un estado de conservación y funcionamiento similar a la correspondiente a la puesta en marcha y detectar a tiempo los posibles defectos o anomalías. Comprende las siguientes operaciones: Verificación del funcionamiento de todos los componentes y equipos Revisión del cableado y conexiones Comprobación del estado de los módulos Revisión de posibles daños en las estructuras soporte Revisar el estado de las baterías, el regulador de carga y el inversor Comprobar las caídas de tensión en el cableado de continua Verificación de los elementos de seguridad y protecciones MANTENIMIENTO CORRECTIVO Son las operaciones de sustitución necesarias para asegurar que el sistema funcione correctamente. Incluye: La visita a la instalación en los plazos indicados El análisis y presupuesto de los trabajos y reposiciones necesarias para el correcto funcionamiento de la instalación Los costes económicos del mantenimiento correctivo Generalmente las causas de las averías son consecuencia de los errores que se hayan podido cometer, bien en las fases de diseño, de montaje o de utilización de la misma. 11 PRESUPUESTO Tal como se estudia en el documento de los presupuestos, el gasto total que supondría la instalación del ACS e iluminación mediante colectores, paneles solares y aerogeneradores asciende a un total de 116219,27€. En el total se incluyen los materiales necesarios para la instalación térmica y fotovoltaica, los gastos de obra civil y los tantos por ciento correspondientes al beneficio industrial, gastos imprevistos, tasas de la DGA, visados y administración. Memoria y Anexos 111 - Si fuese necesario realizar pendientes se recomienda que estas no superen un 11% de desnivel. - Todas estas vías estarán debidamente señalizadas y periódicamente se procederá a su control y mantenimiento. - Si existieran zonas de acceso limitado deberán estar equipadas con dispositivos que eviten el paso de los trabajadores no autorizados. - El paso de vehículos en el sentido de entrada se señalizará con limitación de velocidad a 10 ó 20 Km./h. y ceda el paso. - Se obligará la detención con una señal de STOP en lugar visible del acceso en sentido de salida. - En las zonas donde se prevé que puedan producirse caídas de personas o vehículos deberán ser balizadas y protegidas convenientemente. - Las maniobras de camiones y hormigoneras deberán ser dirigidas por un operario competente, y deberán colocarse topes para las operaciones de aproximación y vaciado. 3.4 PROTECCIONES COLECTIVAS - Protección mecánica en huecos para evitar riesgos de caídas. - En cada tajo colocar un extintor portátil de polvo polivalente. - Mamparas opacas para aquellos puestos de trabajo que generen riesgo de proyecciones (por partículas o por arco de soldadura) a terceros. - Uso de lona ignifuga para cubrir los materiales combustibles que estén próximos a los trabajos de proyecciones incandescentes, otra medida es retirarlos a otra zona de acopio de materiales. - Se mantendrán ordenados los materiales, cables y mangueras para evitar el riesgo de golpes o caídas al mismo nivel por esta causa. - Los restos de materiales generados por el trabajo se retirarán periódicamente, recolocándolos en las instalaciones preparadas para ello o en las zonas e acopio de materiales o acopio de residuos. 3.5 PROTECCIONES PERSONALES Como complemento de las protecciones colectivas será obligatorio el uso de las protecciones personales. Los mandos intermedios y el personal de seguridad vigilarán y controlarán la correcta utilización de estas prendas de protección. Se prevé el uso, en mayor o menor grado, de las siguientes protecciones personales: - Casco. - Pantalla facial trasparente. - Pantalla de soldador con visor abatible y cristal de inactínico. - Mascarillas faciales según necesidades. - Guantes de varios tipos. - Cinturón de seguridad. - Absorbedores de energía. - Chaqueta, peto, manguitos y polainas de cuero. Memoria y Anexos 112 - Gafas (contra impactos, viruta, etc.). - Calzado de seguridad adecuado para cada uno de los trabajos. - Protección auditiva. - Ropa de trabajo. Toda protección personal deberán cumplir los siguientes requisitos: 1) Marcado CE. Dispondrán del certificado y del sello de forma visible. 2) Se regirán por la normativa (RD 773/1997), cumpliendo así lo establecido en la normativa europea (Directiva 89/656/CE). 3.6 FORMACIÓN DEL PERSONAL La finalidad de la prevención de Riesgos Laborales en su aplicación en trabajos de riesgo especial es la acción de informar y formar a los trabajadores de los riesgos propios de los trabajos que van a realizar y asimismo, darles a conocer de las técnicas preventivas y mantener la seguridad de todo el personal. Prueba de ello es lo establecido en el Convenio Colectivo del sector de la Construcción del 2007, con la novedad de impartir clases magistrales de prevención de riesgos laborales. Por lo tanto, cada operario que participe en la obra aquí descrita deberá estar formado e informado de los riesgos que trae consigo la ejecución de sus trabajos y de las medidas o técnicas preventivas a aplicar para evitarlos, o en su defecto, disminuir sus consecuencias. Asimismo cada uno de ellos deberá probar que posee dicha cualificación en virtud de la siguiente documentación: - Certificado de información de los riesgos del trabajo a ejecutar. - Certificación de los riesgos de los trabajos que se vayan a ejecutar en la misma obra y al mismo tiempo. - Certificado de la asistencia al curso de formación de Prevención de Riesgos Laborales, de carácter general, y del riesgo específico que deriven el trabajo a ejecutar (constarán las horas del mismo, el temario y el diploma). 4 OBLIGACIONES DEL PROMOTOR El promotor, antes del inicio de los trabajos, designará un coordinador en materia de seguridad y salud, lo cual no le excluirá de sus responsabilidades. Antes del comienzo de las obras deberá avisar a la autoridad laboral de la misma. 4.1 COORDINADORES El coordinador en materia de seguridad y salud durante la ejecución de la obra deberá desarrollar las siguientes funciones: - Coordinar la aplicación de los principios generales de prevención y de seguridad: Al tomar las decisiones técnicas y de organización con el fin de planificar los distintos trabajos o fases de trabajo que vayan a desarrollarse simultánea o sucesivamente. Memoria y Anexos 113 Al estimar la duración requerida para la ejecución de estos distintos trabajos o fases de trabajo. - Coordinar las actividades de la obra para garantizar que los contratistas y, en su caso, los subcontratistas y los trabajadores autónomos apliquen de manera coherente y responsable los principios de la acción preventiva que se recogen en el artículo 15 de la Ley de Prevención de Riesgos Laborales durante la ejecución de la obra y, en particular, en las tareas o actividades a que se refiere el artículo 10 del Real Decreto 1627. - Aprobar el plan de seguridad y salud elaborado por el contratista y, en su caso, las modificaciones introducidas en el mismo. La dirección facultativa asumirá esta función cuando no fuera necesaria la designación de coordinador. - Organizar la coordinación de actividades empresariales prevista en el artículo 24 de la Ley de Prevención de Riesgos Laborales. - Coordinar las acciones y funciones de control de la aplicación correcta de los métodos de trabajo. - Adoptar las medidas necesarias para que sólo las personas autorizadas puedan acceder a la obra. La dirección facultativa asumirá esta función cuando no fuera necesaria la designación de coordinador. 4.2 PLAN DE SEGURIDAD Y SALUD En aplicación del Estudio de Seguridad y Salud o, en su caso, del Estudio básico, cada contratista elaborará un Plan de Seguridad y Salud en el Trabajo en el que se analicen, estudien, desarrollen y complementen las previsiones contenidas en el Estudio o Estudio Básico, en función de su propio sistema de ejecución de la obra, conociendo cómo va a ejecutarse la obra (medios materiales y humanos, sistemas de ejecución, etc.). En dicho plan se incluirán, en su caso, las propuestas de medidas alternativas de prevención que el contratista proponga con la correspondiente justificación técnica, que no podrán implicar disminución de los niveles de protección previstos en el estudio o estudio básico (incluirán la valoración económica de las mismas, que no podrá implicar disminución del importe total). El Plan de Seguridad y Salud en el Trabajo incluirá una memoria descriptiva de los procedimientos, equipos técnicos y medios auxiliares que hayan de utilizarse o cuya utilización pueda preverse; identificación de los riesgos laborales que puedan ser evitados, indicando a tal efecto las medidas técnicas necesarias para ello; relación de los riesgos laborales que no puedan eliminarse conforme a lo señalado anteriormente, especificando las medidas preventivas y protecciones técnicas tendentes a controlar y reducir dichos riesgos y valorando su eficacia, en especial cuando se propongan medidas alternativas. Asimismo, se incluirá la descripción de los servicios sanitarios y comunes de que deberá estar dotado el centro de trabajo de la obra, en función del número de trabajadores que vayan a utilizarlos. El estudio de seguridad y salud deberá tener en cuenta, en su caso, cualquier tipo de actividad que se lleve a cabo en la obra, debiendo estar localizadas e identificadas las zonas en las que se presten trabajos incluidos en uno o varios de los apartados del anexo II del RD 1627/97, así como sus correspondientes medidas específicas. Memoria y Anexos 114 En todo caso, en el estudio de seguridad y salud se contemplarán también las previsiones y las informaciones útiles para efectuar en su día, en las debidas condiciones de seguridad y salud, los previsibles trabajos posteriores. 5 OBLIGACIONES DE CONTRATISTA Y SUBCONTRATISTAS El contratista y los subcontratistas están obligados a aplicar los principios de la acción preventiva que se recogen en el Art. 15 de la Ley de Prevención de Riesgos Laborales, en particular al desarrollar las tareas o actividades siguientes: - Mantener el orden y la limpieza en la obra. - Elegir adecuadamente el emplazamiento de puestos y áreas de trabajo, y las vías o zonas de circulación. - La manipulación de materiales y utilización de medios auxiliares. - El control y mantenimiento de dispositivos usados en la obra. - La delimitación de zonas de almacenamiento. - La recogida de materiales peligrosos, así como residuos y escombros. - La delimitación en el tiempo de las distintas tareas y fases de la obra. - Cumplir y hacer cumplir lo especificado en el Plan de Seguridad y Salud. - Aplicar el artículo 24 de la Ley de Prevención de Riesgos Laborales en lo que se refiere a disposiciones de seguridad y salud en la obra, así como las disposiciones del anexo IV del RD 1627/97. - Informar adecuadamente a los trabajadores autónomos de las medidas pertinentes. - Atender las indicaciones del coordinador de seguridad y salud o, en su caso, de la dirección facultativa de la obra. Los contratistas y subcontratistas serán responsables de aplicar las medidas del Estudio de Seguridad y Salud que les afecten directamente a ellos, y de encargarse de que los autónomos contratados por ellos apliquen las que les afecten a ellos. 6 OBLIGACIONES DE TRABAJADORES AUTÓNOMOS Al igual que ocurría con los contratistas y los subcontratistas, los autónomos deben observar el cumplimiento del artículo 15 de de la Ley de Prevención de Riesgos Laborales, en particular al desarrollar las tareas o actividades siguientes: - Todas aquellas tareas descritas en el apartado anterior que les sean encargadas por la empresa contratista. - Utilizar equipos de trabajo que se ajusten a lo dispuesto en el RD 1215/97, por el que se establecen las condiciones mínimas de seguridad y salud para la utilización por los trabajadores de los equipos de trabajo. - Elegir y utilizar equipos de protección individual de acuerdo con el RD 773/97. Memoria y Anexos 115 7 LIBRO DE INCIDENCIAS En la obra estará presente un libro de incidencias del que se ocupará el coordinador en materia de seguridad y salud (o la dirección facultativa, en su caso). Éste presentará hojas por duplicado y será facilitado por el colegio profesional que hay avisado el Estudio de Seguridad y Salud. En él se harán anotaciones relativas al control y seguimiento del citado estudio. Tendrán acceso a este libro las siguientes personas o entidades: - Dirección facultativa de la obra. - Contratistas. - Subcontratistas. - Trabajadores autónomos. - Personas y órganos con responsabilidad en materia de prevención en las empresas participantes en la obra. - Representantes de los trabajadores. - Técnicos de los órganos especializados en materia de seguridad y salud en el trabajo de las administraciones públicas competentes. En caso de que se realizase una anotación en el libro de incidencias, ésta sería remitida en un plazo de menos de 24 horas a la Inspección de Trabajo y Seguridad Social de la provincia en que se realice la obra. Por otro lado, se notificará al contratista afectado y a los representantes de los trabajadores de éste. 8 PARALIZACIÓN DE LOS TRABAJOS Cuando el coordinador durante la ejecución de las obras, observase el incumplimiento de las medidas de seguridad y salud, advertirá al contratista y dejará constancia de tal incumplimiento en el libro de incidencias, quedando facultado para, en circunstancias de riesgo grave e inminente para la seguridad y salud de los trabajadores, disponer la paralización de los trabajos, o en su caso, de la totalidad de la obra. Dará cuenta de este hecho a los efectos oportunos, a la Inspección de Trabajo y Seguridad Social de la provincia en que se realiza la obra. Igualmente notificará al contratista, y en su caso a los subcontratistas y/o autónomos afectados por la paralización a los representantes de los trabajadores. 9 DERECHO DE LOS TRABAJADORES Los contratistas y subcontratistas deberán garantizar que los trabajadores reciban una información adecuada y comprensible de todas las medidas que hayan de adoptarse en lo que se refiere a seguridad y salud en la obra. Memoria y Anexos 116 El contratista facilitará una copia del plan de seguridad y salud y de sus posibles modificaciones, a los efectos de su conocimiento y seguimiento, a los representantes de los trabajadores en el centro de trabajo. 10 PRIMEROS AUXILIOS - Botiquines: Se dispondrá de un botiquín conteniendo el material especificado en la Ordenanza General de Seguridad e Higiene en el Trabajo. Esto supone, como mínimo: Botella de alcohol (500 cc). Botella de agua oxigenada (500 cc). Frasco de antiséptico (Betadine o similar). Gasas estériles (10 sobres de 5 gasas cada uno). Rollo de esparadrapo. Caja de tiritas (30 unidades). Vendas de tamaño grande (6 rollos). Vendas de tamaño pequeño (6 rollos). Vendas elásticas de tamaño grande (2 rollos). Caja de comprimidos de Paracetamol de 500 mg. Fármaco espasmolítico. Tubo de crema antiinflamatoria. Tubo de crema para quemaduras. Tijeras. El botiquín será revisado y repuesto si fuera necesario semanalmente. - Asistencia a accidentados: Se deberá informar a la obra del emplazamiento de los diferentes Centros Médicos (servicios propios, mutuas patronales, mutualidades laborales, ambulatorios, etc.) donde debe trasladarse a los accidentados para su más rápido y efectivo tratamiento. Es muy conveniente disponer en la obra y en sitio bien visible, de una lista de los teléfonos y direcciones de los centros asignados para urgencias, ambulancias, taxis, etc., para garantizar un rápido transporte de los posibles accidentados a los Centros de Asistencia. - Reconocimiento médico: Todo personal que empieza a trabajar en obra deberá pasar un reconocimiento médico previo al trabajo, y que será repetido en el período de un año. A pesar de ello, se velará por el respeto a la intimidad y la dignidad del trabajador, así como por la confidencialidad de toda la información médica. Memoria y Anexos 117 11 PLAN DE EMERGENCIA 11.1 ACTUACIÓN EN CASO DE ACCIDENTE Cuando ocurra algún accidente que precise de asistencia facultativa el jefe de obra de la contrata principal llevará a cabo una investigación del mismo y realizará un informe del mismo que entregará a la dirección facultativa de la obra al día siguiente del accidente como tarde. En él se incluirán al menos los siguientes datos: - Nombre y categoría laboral del accidentado. - Fecha, hora y lugar del accidente. - Descripción del mismo. - Causas. - Medidas preventivas para evitar su repetición. - Fechas topes para la realización de dichas medidas. 11.2 LUCHA CONTRA INCENDIOS Se dispondrá de extintores en cada vehículo así como en otras zonas de libre acceso para los trabajadores. Estos serán adecuados para los tipos de fuegos que previsiblemente puedan darse en la obra y estarán cargados y revisados convenientemente. 11.3 EVACUACIÓN DE TRABAJADORES El encargado de obra o el vigilante de seguridad facilitarán en cada momento una relación de servicios próximos al lugar de trabajo en la que se incluyan los datos de los centros asistenciales más próximos así como los teléfonos de interés en caso de emergencia (bomberos, ambulancias, taxis, etc.) 12 NORMATIVA Básica: - Ley 31/1995, de 8 de Noviembre, de Prevención de Riesgos Laborales, con las modificaciones previstas en la Ley 54/2003 y, en general, aquellas disposiciones de carácter normativo que la desarrollan. - Real Decreto 1627/1997, que regula las disposiciones mínimas de Seguridad y Salud en las obras de construcción. - Real Decreto 171/2004, regulador de la organización de la coordinación de las actividades preventivas. - Ley 32/2006, reguladora de la subcontratación en el sector de la construcción y asimismo el Reglamento 1109/2007 que desarrolla dicha disposición normativa. - Convenio colectivo nacional del sector de la construcción del 2007 (en materia de Información y Formación en materia preventiva según el tipo de trabajo a realizar). Memoria y Anexos 118 - Real Decreto 1971/2007, que regula el Código Técnico de Edificación, en todo aquello que afecte al Plan de Autoprotección del Edificio en relación con el uso que se da a la instalación. General: - Reforma del marco normativo de la prevención de riesgos laborales. Ley 54/2003. - Reglamento de los Servicios de Prevención. RD 39/97. - Disposiciones mínimas en materia de señalización de seguridad y salud laboral. RD 485/97. - Modelo de libro de incidencias. Orden del 20-09-86. - Modelo de notificación de accidentes de trabajo. Orden 16-12-87. - Reglamento Seguridad e Higiene en el Trabajo de la Construcción. Orden 20-05-52. - Cuadro de enfermedades profesionales. RD 1995/78. - Ordenanza general de seguridad e higiene en el trabajo. Orden 09-03-71. - Señalización y otras medidas en obras fijas en vías fuera de poblaciones. Orden 31-08-87. - Protección de riesgos derivados de exposición a ruidos. RD 1316/89. - Disposiciones mínimas de seguridad y salud sobre manipulación manual de cargas.RD487/97. - Estatuto de los trabajadores. Ley 8/80. - Regulación de la jornada laboral. RD 2001/83. - Formación de comités de seguridad. RD 423/71. - Protección de la salud y seguridad de los trabajadores contra los riesgos relacionados con los agentes químicos. RD 374/2001. - Protección de la salud y la seguridad de los trabajadores frente al riesgo eléctrico. RD614/2001. - Disposiciones de aplicación de la directiva del Consejo 89/392/CEE, relativa a la aproximación de las legislaciones de los estados miembros sobre máquinas. RD 1435/92. - Ley de la edificación 38/99. - Disposiciones mínimas de seguridad y salud para la utilización por los trabajadores de los equipos de trabajo, en materia de trabajos temporales en altura. RD 2177/2004. Equipos de protección individual (EPI): - Condiciones y libre circulación de EPI (Directiva 89/686/CEE). RD 1407/92. - Disposiciones mínimas de seguridad y salud de equipos de protección individual. RD773/97. - EPI contra caída de altura. UNE-EN-341. - Requisitos y métodos de ensayo: calzado seguridad/protección/trabajo. UNE-EN-344/A1. - Especificaciones calzado seguridad uso profesional. UNE-EN-345/A1. - Especificaciones calzado protección uso profesional. UNE-EN-346/A1. - Especificaciones calzado trabajo uso profesional. UNE-EN-347/A1 Instalaciones y equipos de obra: - Disposiciones mínimas de seguridad y salud para utilización de los equipos de trabajo. RD1215/97. - MIE-BT-028 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión. Orden 31-10-73 Memoria y Anexos 119 ANEXOS II INSTALACIÓN TÉRMICA 1 TABLA 8 ANEXO A Memoria y Anexos 120 2 TABLA 5 ANEXO A Memoria y Anexos 127 8 CONEXIÓN DE CARGAS TRIFÁSICAS A REDES MONOFÁSICAS Memoria y Anexos 128 9 HOJA DE DATOS ELECTROVÁLVULA Memoria y Anexos 129 INSTALACIÓN SOLAR Y EÓLICA 1 SIMBOLOGÍA ELÉCTRICA NORMALIZADA Memoria y Anexos 130 Memoria y Anexos 131 Memoria y Anexos 132 Memoria y Anexos 133 Memoria y Anexos 134 Memoria y Anexos 135 Memoria y Anexos 136 2 PUESTA A TIERRA Puesta a tierra en edificios Las instalaciones de puesta a tierra se harán según la instrucción ITC-BT-18 del REBT. Para el caso de edificios de viviendas, habrá que cumplir también la ITC-BT-26. En la figura 1 se resume la instalación de puesta a tierra de un edificio. Todas las masas metálicas del edificio deben conectarse a tierra: masas de los receptores BT a través de los conductores de protección. Bañeras, duchas metálicas y canalizaciones de agua mediante conector equipotencial. Y por último, canalizaciones metálicas de agua, gas, depósitos de gasoil y antenas de radio y TV y toda masa metálica importante existente en la zona. Las canalizaciones de agua, gas, calefacción no deben ser usadas como toma de tierra. Las envolventes de plomo y de otro tipo que no sean corrosibles pueden utilizarse como toma de tierra, previa autorización del propietario. Electrodos y anillo de puesta a tierra Según la ITC-BT-26, en los edificios de nueva construcción, antes de comenzar la cimentación, en el fondo de las zanjas de cimentación se instalará un cable de cobre desnudo formando un anillo cerrado que cubra todo el perímetro del edificio. A este anillo se le conectará la estructura metálica del edificio. Las uniones se harán mediante soldadura aluminotérmica o autógena de forma que se asegure su fiabilidad. Las tomas de tierra estarán enterradas como mínimo 0.5 m para evitar que la pérdida de humedad o la presencia de hielo en las capas más superficiales del terreno les afecte, aunque se recomienda que el conductor esté enterrado al menos 0.8 m. El anillo será de cobre desnudo y de sección mínima según la tabla 2 (tabla 1 de la ITC-BT- 18) de 25 mm2, aunque según la NTE de 1973 “Puestas a tierra” debe ser al menos de 35 mm2, con lo que nos quedaremos con este último valor. Al anillo se conectarán electrodos verticalmente hincados en el terreno cuando se prevea la necesidad de disminuir la resistencia de tierra. Cuando las construcciones comprendan varios edificios próximos se procurará unir entre sí los anillos que forman la toma de tierra de cada uno de ellos. Bornes o puntos de puesta a tierra Habrá uno o varios bornes o puntos de puesta de tierra, donde se conectarán los conductores de protección procedentes de las masas metálicas de los receptores, los conductores de uniones equipotenciales de canalizaciones metálicas de agua, gas, depósitos de gasoil y antenas de radio y TV y toda masa metálica importante existente en la zona. Los puntos o bornes de puesta a tierra, para edificios nuevos de viviendas, serán los siguientes (ITC-BT-26): • En el lugar o local de la centralización de contadores, si la hay (éste será el borne principal de tierra). • En la base de las estructuras metálicas de los ascensores, si los hay. • En el punto de ubicación de la CGP (la LGA debe llevar conductor de protección que constituirá la línea principal de tierra). También se podrá poner un punto de puesta a tierra en cualquier local donde se prevea la instalación de elementos destinados a servicios generales o especiales y que por sus condiciones deban ponerse a tierra.