Evaluación de la cobertura de la demanda de climatización de un distrito mediante el aprovechamiento de su potencial fotovoltaico

Equation Chapter 1 Section 1 Trabajo Fin de Grado Grado en Ingeniería de Tecnologías Industriales Evaluación de la cobertura de la demanda de climatización de un distrito mediante el aprovechamiento de su potencial fotovoltaico. Dep. Ingeniería Energética Grupo Termotecnia Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Autor: Alejandra Espejo Sabariego Tutores: Servando Álvarez Domínguez Laura Romero Rodríguez Sevilla, 2017 III Proyecto Fin de Grado Grado en Ingeniería de Tecnologías Industriales Evaluación de la cobertura de la demanda de climatización de un distrito mediante el aprovechamiento de su potencial fotovoltaico. Autor: Alejandra Espejo Sabariego Tutores: Servando Álvarez Domínguez Laura Romero Rodríguez Dep. Ingeniería Energética Grupo Termotecnia Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2017 V Proyecto Fin de Grado: Evaluación de la cobertura de la demanda de climatización de un distrito mediante el aprovechamiento de su potencial fotovoltaico. Autor: Alejandra Espejo Sabariego Tutores: Servando Álvarez Domínguez Laura Romero Rodríguez El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: Presidente: Vocales: Secretario: Acuerdan otorgarle la calificación de: Sevilla, 2017 El Secretario del Tribunal VII A mi madre A mi familia A Jose Manuel A mis amigos IX Agradecimientos En primer lugar, darle mis más sentidos agradecimientos a Servando y a Laura por haberme dado la oportunidad de realizar con ellos este Trabajo Fin de Grado que pone el broche final a esta etapa de estudios. Gracias por toda vuestra atención y tiempo dedicado para la consecución del mismo. Muchas gracias a todas las personas que confiaron en que este día llegara, a los que se fueron y a los que aún siguen dándome todo su apoyo. Gracias a mis amigos, a los de siempre, a los que nunca fallan, a los que están en las buenas y en las malas, en las duras y en las maduras; y a los conocidos en este periodo que se han convertido en una parte imprescindible de mi vida. Gracias a mis compañeras de piso, por todas las noches de biblioteca y madrugadas llenas de apuntes. Gracias a Jose Manuel por todas tus palabras llenas de comprensión y entendimiento en los momentos más difíciles, pero sobre todo gracias por tus bromas, chistes y la alegría que pones en todo lo que haces. Gracias por sacarme una sonrisa y mil carcajadas a cada momento. Por último, pero no menos importante, darle las gracias a mi familia. Gracias a mi tito Manolín, a mi tita Isa, a mis primos Jose, Isabel y Guillermo. Gracias a mis abuelos quienes desde pequeña me enseñaron los valores de la constancia, perseverancia y a seguir mis sueños y no rendirme antes las adversidades. Gracias a mi hermana, mi mitad, mi complemento. En especial, gracias a la mujer de mi vida, mi madre. Gracias por toda tu dedicación, esfuerzo y sacrificio a lo largo de toda tu vida, sin ti no hubiese llegado hasta aquí. Gracias por tu amor incondicional. Alejandra Espejo Sabariego Sevilla, 2017 Anexo IV: Ficha técnica módulos fotovoltaicos 82 Anexo V: Demanda del distrito 85 Residenciales 85 Terciarios 86 Locales 87 Distrito 88 XVII ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1.1 Consumo de energía primaria en KTEP durante los años 2014-2015 (Ministerio de Energía y Turismo) 5 Tabla 3.1 Clasificación de los edificios 16 Tabla 4.1 Superficies intermedias y de cubierta de cada tipo de edificio 20 Tabla 4.2 Demanda mensual y anual de refrigeración, calefacción y total de residenciales en MWh 22 Tabla 4.3 Demanda mensual y anual de refrigeración, calefacción y total de terciarios en MWh 29 Tabla 4.4 Demanda mensual y anual de refrigeración, calefacción y total de locales en MWh 31 Tabla 5.1 Energía anual producida en dos casos de diferente orientación 36 Tabla 5.2 Irradiación incidente para una inclinación de 33º y orientación de 28º 37 Tabla 5.3 Coeficientes de reducción 39 Tabla 6.1 Demanda de refrigeración, calefacción y total mensual del distrito en MWh 41 Tabla 6.2 Demanda de los edificios del distrito en kWh/m2 43 Tabla 6.3 Irradiancia y energía fotovoltaica potencial mensual 45 Tabla 6.4 Demanda y consumo mensual del distrito. Porcentaje de cobertura 46 Tabla 6.5 Consumo eléctrico y emisiones de CO2 sin fotovoltaica 48 Tabla 6.6 Consumo, emisiones fotovoltaica y eléctrica y emisiones evitadas 49 Tabla 6.7 Coste del consumo eléctrico sin fotovoltaica 51 Tabla 6.8 Evaluación del coste y ahorro de la generación de la energía eléctrica fotovoltaica 52 Tabla 7.1 Irradiancia y energía fotovoltaica mensual para un aumento de la eficiencia 53 Tabla 7.2 Demanda y consumo mensual del distrito. Porcentaje de cobertura para una mayor eficiencia 55 Tabla 7.3 Consumo, emisiones fotovoltaica y eléctrica y emisiones evitadas para un aumento de la eficiencia 56 Tabla 7.4 Coste y ahorro de la energía con fotovoltaica para un aumento de la eficiencia energética 57 Tabla 22.Demanda y consumo mensual del distrito. Porcentaje de cobertura para un aumento de COP y EER 59 Tabla 23. Demanda y consumo mensual del distrito. Porcentaje de cobertura para un aumento de COP y EER 60 Tabla 24. Coste y ahorro de la energía con fotovoltaica para un aumento de COP y EER 61 XIX ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1.1 Energía mundial consumida durante los años 2014-2015 (International Energy Agency) 1 Figura 1.2 Consumo de energía primaria mundial durante el año 2015 (International Energy Agency) 3 Figura 1.3 Consumo de energía primaria en España durante el año 2015 (Ministerio de Energía y Turismo) 6 Figura 1.4 Consumo de energía final por sectores en España durante el año 2015 (Ministerio de Energía y Turismo) 6 Figura 1.5 Estructura de la demanda energética de los hogares en España durante el año 2015 (Ministerio de Energía y Turismo) 7 Figura 1.6 Estructura del consumo de hogares en España por usos en el año 2015 (Ministerio de Energía y Turismo) 7 Figura 1.7 Esquema de un modelo de generación distribuida 8 Figura 3.1 Área del distrito seleccionado 11 Figura 3.2 Ejemplo de una superficie no disponible de un edificio 12 Figura 3.3 Datos generales del programa CE3 13 Figura 3.4 Ejemplo de los datos constructivos del programa CE3 14 Figura 3.5 Ejemplo del cálculo de acristalamiento 14 Figura 4.1 Datos generales del programa DSGCODE 17 Figura 4.2 Obstáculos propios y remotos del programa DSGCODE 18 Figura 4.3 Ejemplo de obstáculos propios y remotos 18 Figura 4.4 Valores de ocupación, iluminación y equipos para residenciales 21 Figura 4.5 Otros datos de DSGCODE del instituto de secundaria 23 Figura 4.6 Otros datos de DSGCODE del Anexo de Bellas Artes 24 Figura 4.7 Evolución de ocupación del gimnasio 25 Figura 4.8 Datos de ocupación, iluminación y equipos del gimnasio 25 Figura 4.9 Otros datos de DSGCODE del gimnasio 26 Figura 4.10 Evolución de ocupación del hotel 26 Figura 4.11 Datos de ocupación, iluminación y equipos del hotel 27 Figura 4.12 Otros datos de DSGCODE del hotel 28 Figura 4.13 Otros datos de DSGCODE del centro de salud 29 Figura 4.14 Valores de ocupación, iluminación y equipos para residenciales 30 Figura 5.1 Diagrama de flujo de los coeficientes de reducción del área 33 Figura 5.2 Orientación de los edificios del distrito 34 Figura 5.3 Módulos orientados 28º hacia el oeste 35 Figura 5.4 Reducción del área por orientación 35 Figura 5.5 Módulos orientados hacia el sur 36 Figura 5.6 Diagrama de flujo de los coeficientes de reducción del potencial fotovoltaico 38 Figura 6.1 Evolución de la demanda en función del tipo de edificio 42 Figura 6.2 Demanda de los edificios del distrito en MWh 42 Figura 6.3 Estructura de la demanda del distrito 43 Figura 6.4 Demanda de los edificios del distrito en kWh/m2 44 Figura 6.5 Evolución de la irradiancia y la energía fotovoltaica producida mensualmente 45 Figura 6.6 Evolución de la EPV, la demanda y el consumo del distrito en MWh 47 Figura 6.7 Comparativa de las emisiones de CO2 mensuales 50 Figura 6.8 Comparación del coste y ahorro con y sin fotovoltaica 52 Figura 7.1 Comparativa de la energía fotovoltaica generada para un aumento de la eficiencia 54 Figura 7.2 Comparativa de las emisiones de CO2 evitadas para un aumento de la eficiencia 57 Figura 7.3 Comparativa del ahorro por el aumento de la eficiencia 58 Figura 7.4 Comparación del consumo por la variación de COP y EER 59 XXI 1 1 INTRODUCCIÓN El estudio que se va a llevar a cabo en el presente Trabajo de Fin de Grado pretende analizar cómo se encuentra hoy en día la situación energética mundial y ofrecer una visión a nivel de distrito para contribuir a su mejora, centrando el estudio en la cobertura de las demandas de climatización mediante energías renovables, concretamente a través del aprovechamiento del potencial de generación de la energía fotovoltaica. 1.1 Situación energética a escala mundial En 2015 el consumo de energía primaria a nivel mundial se vio incrementado un 1,0 % respecto al año 2014, ratio similar al de la tasa de crecimiento vista en el año anterior, aunque de manera mucho más lenta que el promedio observado durante la última década. Durante dicho año, se produjo un incremento fuerte en la implementación de las energías renovables, en especial de la eólica y solar. En Europa y Eurasia el crecimiento del consumo estuvo por encima del promedio de la última década, a diferencia del resto de regiones. Las economías emergentes representaron el 97% del aumento mundial en el consumo. El consumo de los países pertenecientes a la OCDE sufrió un pequeño aumento, con un crecimiento en Europa compensando así la disminución del continente americano. En China el consumo se redujo de manera más destacada, sin embargo, registró el incremento más importante por decimoquinto año consecutivo. Por el contrario, Rusia registró la mayor disminución en consumo de energía primaria. La siguiente figura muestra una comparativa del consumo energético, medido en toneladas de petróleo equivalente, a escala mundial de las principales fuentes primarias de energía durante los años 2014 y 2015: Figura 1.1 Energía mundial consumida durante los años 2014-2015 (International Energy Agency) A continuación, se recoge un resumen de los datos obtenidos a través de la página de la International Energy Agency acerca del consumo mundial de cada una de las diferentes fuentes de energía primarias registradas durante el año 2015. - 2000.0 4000.0 6000.0 8000.0 10000.0 12000.0 14000.0 Toneladas de pétroleo equivalente Fuentes de energía 2014 2015 Introducción 2 2 • Petróleo El consumo de petróleo representó el 32,9% del consumo mundial de energía primaria, es decir, aumentó con respecto al 2014 como consecuencia de la caída de los precios del crudo, registrando el mayor porcentaje de caída desde 1986. La producción mundial de petróleo creció muy rápidamente por segundo año consecutivo, aumentando en 2,8 millones de barriles por día, su mayor aumento desde 2004. Este crecimiento del 3,2% se debió principalmente a la producción de Oriento Medio que decidió mantenerla al máximo con el fin de evitar una pérdida en el mercado. • Gas Natural El consumo mundial de gas natural aumentó un 1,7% durante el año 2015, lo cual supuso un incremento significativo con respecto al año 2014, el cual fue del 0,6%, aunque se encuentra por debajo de la media de la última década del 2,3%. El gas natural supuso el 23,8% del consumo de energía primaria a escala mundial durante 2015, siendo Noruega (+7,7%), Irán (+5,7%) y EEUU (+5,4%) los países con mayores aumentos en el nivel de la producción. Por el contrario, los Países Bajos registraron la mayor caída del mundo (-22,8%). Al igual que en el caso del petróleo, el crecimiento del consumo fue inferior al promedio fuera de la OCDE, con un 1,9%, representado el 53,5% respecto al consumo mundial. Las economías emergentes, como Irán con un 6,2% y China con un 4,7%, registraron los mayores aumentos del consumo a escala internacional. La Unión Europea incrementó su consumo en gas natural con un 4,6%, tras su gran descenso durante el año 2014. • Carbón El consumo mundial del carbón se vio reducido en un 1,8% durante el año 2015, muy por debajo del crecimiento promedio de la última década, con un crecimiento promedio de los últimos diez años del 2,1% anual, es decir, ha experimentado la mayor caída de su historia. Este decremento de la demanda se debió principalmente a la caída del consumo en EEUU y China, a pesar de ser el combustible dominante en estos países. La producción de energía utilizando como combustible el carbón cayó un 4% durante el año 2015. Indonesia representa el país con el porcentaje más alto de la disminución volumétrica en la producción de carbón con un 14,4%, seguido de Estados Unidos con un 10.4%; siendo también el país con mayor reducción en el consumo a nivel mundial con un 12,7% sobre el consumo total. • Nuclear La energía nuclear representó el 4,4% del consumo total de energía primaria a escala mundial. Su producción creció un 1,3% respecto al 2014, siendo China el mayor productor internacional de esta energía. • Renovables Las energías renovables siguieron incrementando durante este periodo, alcanzando el 9,6% del consumo global de energía, superando con creces el 0,8% que representaba diez años atrás. La producción de energía renovable frente a la total producida a nivel mundial representó el 6,7%, dato muy relevante comparado con el 2% del año 2005. Los países que más han invertido en las energías renovables en el año 2015 han sido Alemania y China, suponiendo un incremento de un 23,5% y un 20,9% respectivamente, en la generación de este tipo de energía [1] [2]. La siguiente gráfica de sectores muestra el porcentaje a nivel global que representa el consumo de energía primaria mundial de cada una de las principales fuentes de energía durante el año 2015: 3 3 Evaluación de la cobertura de la demanda de climatización de un distrito mediante el aprovechamiento de su potencial fotovoltaico. Figura 1.2 Consumo de energía primaria mundial durante el año 2015 (International Energy Agency) 1.2 El efecto invernadero Como consecuencia del excesivo consumo de combustibles fósiles para la producción de energía, los gases emitidos de efecto invernadero como por ejemplo el dióxido de carbono (CO2), entre otras actividades humanas, están alterando el clima mundial. El cambio climático es uno de los problemas más complejos y de rápida evolución debido a los numerosos factores que en él intervienen. Cabe destacar que el clima del planeta Tierra nunca ha sido estático, como consecuencia de alteraciones en el balance energético se ha visto sometido a variaciones climáticas desde hace millones de años, por ejemplo, destacan los periodos glaciares e interglaciares. La variación global del clima de la Tierra es debida tanto a causas naturales (variaciones solares, orbitales, corrientes oceánicas, campo magnético, etc) como antropogénicas, produciéndose a escalas muy diversas de tiempo y afectando a todos los parámetros climáticos: temperatura, precipitaciones, nubosidad, etc. En la actualidad existe un consenso científico en torno a la idea de que el nivel de producción y el consumo energético están generando una alteración climática a nivel global. Una de las raíces del cambio climático es el efecto invernadero. El término efecto invernadero hace referencia a la retención del calor del Sol en la atmósfera de la Tierra por acción de una capa de gases contenida en ella. Sin estos gases la vida terrestre y marina no sería posible puesto que el planeta alcanzaría temperaturas demasiado gélidas. Dentro de estos gases se encuentran el dióxido de carbono, el óxido nitroso y el metano, los cuales se han visto incrementados por su liberación en la industria, agricultura y en la combustión de residuos fósiles. La industrialización del planeta ha llevado un incremento de la concentración de estos gases de un 30% desde el siglo anterior [3]. En el año 2011 el Tercer Informe de Evaluación del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) puso de manifiesto la evidencia proporcionada por observaciones de los sistemas físicos y biológicos que mostraba los cambios regionales el clima, concretamente los aumentos de temperatura de aproximadamente 0,85 ºC desde el siglo XX, el aumento del nivel del mar que ha crecido entre 10 y 12 centímetros y el progresivo deshielo de las masas glaciares del Ártico [4]. Su impacto potencial es enorme: falta de agua potable, grandes cambios en las condiciones para la producción de alimentos y un aumento de los índices de mortalidad debido a inundaciones, tormentas, sequías y olas de calor. En definitiva, el cambio climático es un fenómeno ambiental que afecta tanto económica como socialmente a la humanidad. 32.90% 23.80% 29.20% 4.40% 9.60% Petróleo Gas Natural Carbón Nuclear Renovables 11 3 DESCRIPCIÓN DEL DISTRITO 3.1 Ubicación La elección del distrito de Sevilla donde se va a llevar a cabo el estudio se ha centrado en la búsqueda de una región heterogénea, que presentara distintos tipos de edificios: residenciales, comerciales, terciarios y centros públicos. El área elegida corresponde a la zona de la avenida José Laguillo, como se puede apreciar en la siguiente imagen, contando con 190 edificios residenciales, un Instituto de Educación Secundaria y Bachillerato (IES Isbilya), un gimnasio (Sato Sport Club), el Anexo de Bellas Artes de la Universidad de Sevilla, un hotel (Hotel Catalonia) y un centro de salud (Centro de Salud Esperanza Macarena). También muestra una gran variedad de locales de hostelería, ocio y belleza, por ejemplo: bares, restaurantes, peluquerías, tiendas de ropa, bancos, supermercados, farmacias, etc. Figura 3.1 Área del distrito seleccionado 3.2 Características de los edificios En primer lugar, se han numerado los edificios residenciales aleatoriamente del 1 al 190. Posteriormente, para cada uno de éstos junto con los edificios terciarios se han calculado las características que se describen en detalle en las siguientes secciones y se encuentran recogidas en el Anexo I “Características de los edificios”. Descripción del distrito 12 12 3.2.1 Superficie de cubierta disponible Mediante el Catastro de la ciudad de Sevilla, se ha determinado cual es la superficie neta disponible para la instalación de módulos fotovoltaicos. Para ello se ha determinado la superficie bruta total y posteriormente se ha descontado el área correspondiente a huecos de ascensores, chimeneas, extractores de aire, etc. mediante inspección visual a través del Catastro de la ciudad. La siguiente figura muestra un ejemplo de cómo se ha determinado dicho proceso, donde la región sombreada en amarillo refleja la superficie no disponible para este edificio en particular. Figura 3.2 Ejemplo de una superficie no disponible de un edificio Se han tomado varios edificios a los cuales se le ha calculado el área no disponible debido a los factores comentados anteriormente y se ha comprobado cómo en algunos edificios se perdía entre en un 7% y un 13% de la superficie total, haciendo una media de la superficie no disponible se llegó a que se perdía aproximadamente un 10% de la superficie por estos obstáculos. Por lo tanto, extrapolando esta reducción del área disponible a todo el distrito, se puede decir que la superficie fotovoltaica neta corresponde a un 90% de la superficie total disponible en la cubierta de los edificios del distrito. Este dato será de gran importancia posteriormente para emplearlo en el cálculo de la generación de energía fotovoltaica. 3.2.2 Número de plantas, año de construcción y altura El número de plantas de cada bloque y su año de construcción respectivo se ha consultado de nuevo en el Catastro de Sevilla. El número de plantas no incluye la planta baja, puesto que se ha considerado que en este nivel se encuentran los locales propios de la zona. Por otro lado, la altura se ha determinado considerando una altura de 3 metros por planta. Por tanto, la altura total de un edificio es el resultado de multiplicar por 3 metros el número de plantas más uno, correspondiente a la planta baja comercial. Altura=3·(nºplantas+1) 13 13 Evaluación de la cobertura de la demanda de climatización de un distrito mediante el aprovechamiento de su potencial fotovoltaico. 3.2.3 Transmitancia térmica de cubierta, muros y suelo La transmitancia térmica es la medida de calor que atraviesa un elemento constructivo por unidad de superficie y diferencia de temperaturas entre los ambientes separados por dicho elemento. Se simboliza con la letra U y su unidad es W/(m2K). El empleo de la herramienta CE3 (programa para la calificación simplificada de la eficiencia energética) ha permitido determinar la información constructiva del distrito en función de la zona climática y el año de construcción de cada edificio. Se ha recogido los datos de la transmitancia térmica de la cubierta, muros y suelo para cada edificio. La zona climática correspondiente a Sevilla es la B4, según el Código Técnico de la Edificación, documento básico HE1 del Ahorro de la Energía [10]. Figura 3.3 Datos generales del programa CE3 Descripción del distrito 14 14 Figura 3.4 Ejemplo de los datos constructivos del programa CE3 3.2.4 Acristalamiento El acristalamiento es el porcentaje de la fachada que está cubierto por ventanas. Este parámetro se ha estimado a través de la herramienta Google Maps. Se han tomado varios edificios de la zona y se ha visto la superficie total de la fachada. Posteriormente, se ha calculado la superficie de ventanas de la misma fachada. Con la superficie total y la de ventanas, se ha determinado el porcentaje de acristalamiento de la fachada. Se ha comprobado como en una primera aproximación este porcentaje rondaba el 22 % para los edificios tomados. Sin embargo, este valor será afinado para los edificios representativos como se explicará en la siguiente sección. Figura 3.5 Ejemplo del cálculo de acristalamiento 15 15 Evaluación de la cobertura de la demanda de climatización de un distrito mediante el aprovechamiento de su potencial fotovoltaico. 3.2.5 Superficie de transferencia, volumen y compacidad La superficie de transferencia es aquella que está expuesta a intercambios de calor con ambiente exterior, es decir, no se cuentan las superficies colindantes con los edificios contiguos. Por lo tanto, la superficie de transferencia de cada edificio será la suma de las superficies de las fachadas y la cubierta y en caso de los locales comerciales se suma el suelo. El volumen hace referencia a la dimensión completa de cada edificio. La compacidad es el cociente entre el volumen total del edificio y su superficie de transferencia. Compacidad= Volumen Superficie Transferencia 3.3 Clasificación de los edificios Como bien se ha indicado con anterioridad, los edificios terciarios quedan divididos en Centro de Salud, Hotel, Instituto, Anexo de Bellas Artes y Gimnasio. Por su parte, los edificios residenciales han sido clasificados en 15 tipos diferentes para poder desarrollar el estudio de manera más simplificada. Los 15 edificios representativos serán llamados “Faros” a partir de ahora y los edificios representados “Gemelos” con la finalidad evitar posibles confusiones. Los Faros han sido elegidos en base al año de construcción, el número de caras expuestas al ambiente y la orientación de éstas. A cada edificio “Gemelo” se le asigna su “Faro” correspondiente por similitud de estas características. La tabla 3.1 “Clasificación de los edificios” recoge para cada Faro la orientación de las caras expuestas al ambiente y el año de construcción, parámetros en base a los que se han clasificado los Gemelos. Descripción del distrito 16 16 Tabla 3.1 Clasificación de los edificios Faro Orientación de las caras expuestas Año de construcción 1 todo el bloque expuesto 1981 2 {𝑛𝑜𝑟𝑜𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑛𝑜𝑟𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑠𝑢𝑟𝑒𝑠𝑡𝑒 1987 3 {𝑛𝑜𝑟𝑜𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑠𝑢𝑟𝑜𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑠𝑢𝑟𝑒𝑠𝑡𝑒 2005 4 {𝑛𝑜𝑟𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑠𝑢𝑟𝑜𝑒𝑠𝑡𝑒 1997 5 {𝑛𝑜𝑟𝑜𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑠𝑢𝑟𝑒𝑠𝑡𝑒 2002 6 suroeste 1974 7 noreste 1974 8 {𝑠𝑢𝑟𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑠𝑢𝑟𝑜𝑒𝑠𝑡𝑒 1988 9 {𝑛𝑜𝑟𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑠𝑢𝑟𝑒𝑠𝑡𝑒 2005 10 {𝑛𝑜𝑟𝑜𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑠𝑢𝑟𝑜𝑒𝑠𝑡𝑒 1976 11 {𝑛𝑜𝑟𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑠𝑢𝑟𝑜𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑠𝑢𝑟𝑒𝑠𝑡𝑒 1969 12 {𝑛𝑜𝑟𝑜𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑛𝑜𝑟𝑒𝑠𝑡𝑒 1975 13 sureste 1960 14 oeste 1969 15 {𝑛𝑜𝑟𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑛𝑜𝑟𝑜𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑠𝑢𝑟𝑜𝑒𝑠𝑡𝑒 1970 17 4 ANÁLISIS DE LA DEMANDA Gracias a la recogida de los datos anteriormente mencionados, se han llevado a cabo una serie de simulaciones para calcular la demanda de cada uno de los edificios y locales. Así se ha podido determinar la demanda total del distrito en estudio. Esta demanda estará dividida en calefacción y refrigeración. Las simulaciones se han llevado a cabo mediante el programa DSGCODE, herramienta creada por el Departamento de Termotecnia de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de la Universidad de Sevilla para la definición simplificada, geométrica, constructiva y operacional de edificios. Su finalidad es obtener las demandas energéticas de calefacción y refrigeración bajo unas condiciones de ocupación, operación y clima definidas a continuación. Los datos de entrada del programa se dividen en tres tipos: 1. Datos generales de localización y clima. Estos datos corresponden a la situación y clima de la región de Andalucía dentro de la capital de provincia de Sevilla. Esta pestaña será igual para todas las edificaciones del distrito. Figura 4.1 Datos generales del programa DSGCODE 2. Definición de la envolvente. En esta pestaña se introduce la superficie y altura del nivel que se desea simular. Se añaden tantas construcciones como superficies exteriores, anotando su área expuesta, el porcentaje de hueco, U de cerramientos, U de hueco, factor de hueco y factor solar con elementos de sombra. La transmitancia térmica de hueco y factor solar son Uhueco=5.7W/m2K y g=0.85 para todas las construcciones, datos tomados de un informe del CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas) [11]. Para cada construcción hay que definir sus obstáculos propios y remotos. L es la distancia a la que encontraría un obstáculo cada rayo y H la altura que presenta este obstáculo. Los rayos se lanzan a 22.5º, 667.5º, 112.5º y 157.5º desde la superficie de referencia de la construcción, como se puede apreciar en la siguiente figura: Análisis de la demanda 18 18 Figura 4.2 Obstáculos propios y remotos del programa DSGCODE Figura 4.3 Ejemplo de obstáculos propios y remotos 19 19 Evaluación de la cobertura de la demanda de climatización de un distrito mediante el aprovechamiento de su potencial fotovoltaico. 3. Otros datos. Este apartado hace referencia al funcionamiento de la calefacción y la refrigeración a lo largo de un día. Hay que añadir la ocupación y consumo de iluminación y equipos durante las 24h. La calefacción o refrigeración se encontrará en funcionamiento en cualquiera de los edificios (residenciales o terciarios) siempre que exista ocupación. En el caso de que el nivel esté desocupado, no será necesario su funcionamiento. Los resultados obtenidos muestran la demanda horaria anual en W, tomando signo negativo la demanda de calefacción y positivo la de refrigeración. A continuación, se va a definir cada uno de los apartados 2 y 3 para cada edificio, ya que tienen que satisfacer necesidades diferentes. 4.1 Demanda de edificios residenciales La demanda de cada edificio viene determinada por la siguiente expresión: Demanda edificio=nºplantas*Demanda planta+Demanda cubierta En esta expresión el número de plantas no incluye la última, puesto que esta última planta es la denominada cubierta. Teniendo en cuenta esto, se ha calculado la superficie total de plantas intermedias y de cubiertas por separado de cada tipo de edificio, señalando que en este caso en las superficies de los Gemelos se incluyen las superficies de las plantas intermedias y cubiertas de su correspondiente Faro. La tabla 4.1 mostrada a continuación recoge el conjunto de superficies intermedias y de cubierta correspondiente a cada Gemelo, las cuales incluyen las superficies intermedias y de cubierta de sus respectivos Faros: Análisis de la demanda 26 26 Figura 4.9 Otros datos de DSGCODE del gimnasio 4.3 Demanda del hotel La demanda del Hotel Catalonia se ha realizado de manera completamente análoga a la demanda del gimnasio. Los datos han sido proporcionados de Autodesk Knowledge Network [14]. La evolución de ocupación, en tanto por uno, de un hotel estándar es la mostrada en la Figura inferior: Figura 4.10 Evolución de ocupación del hotel Los datos de ocupación, iluminación y equipos están señalados en el siguiente cuadro: 27 27 Evaluación de la cobertura de la demanda de climatización de un distrito mediante el aprovechamiento de su potencial fotovoltaico. Figura 4.11 Datos de ocupación, iluminación y equipos del hotel Para determinar la demanda del Hotel Catalonia, también se ha empleado la expresión: Demandaedificio =Demandasuelo+nºplantas·Demandaplanta+Demandacubierta Se sabe que el hotel cuenta con una planta baja (suelo), cuatro plantas intermedias y una cubierta. 4.3.1 Ocupación El máximo número de personas que ocupan los 533 m2 de superficie por planta del hotel. Este valor ha sido multiplicado por el porcentaje en tanto por uno correspondiente a cada hora. 4.3.2 Iluminación y equipos Como en el caso del gimnasio, los valores de iluminación y equipos horarios son el producto de 10.9 W/m2 y 5.4 W/m2 respectivamente, por la evolución de ocupación. Los resultados obtenidos son los mostrados a continuación: Análisis de la demanda 28 28 Figura 4.12 Otros datos de DSGCODE del hotel 4.4 Demanda del centro de salud Al igual que en el resto de edificios terciarios, la demanda del edificio viene determinada por la expresión: Demandaedificio =Demandasuelo+nºplantas·Demandaplanta+Demandacubierta Se sabe que el centro de salud cuenta con una planta suelo, tres plantas intermedias y una cubierta 4.4.1 Ocupación La ocupación se ha realizado con extrapolaciones de los datos reales de un centro de salud de Écija. Para ello, en primer lugar, ha sido necesario calcular el número de personas máximas. La máxima ocupación se ha estimado con ayuda del CTE, el cual nos dice que como mínimo debe haber 10 m2/persona. Como el Centro de Salud cuenta con una superficie de 1466 m2 por planta, hace un total de 147 personas máximas en cada nivel del edificio. 4.4.2 Iluminación y equipos De manera similar a lo ocurrido en el caso de ocupación, los datos de iluminación y equipos han sido extrapolados de los resultados obtenidos del centro de salud de Écija. La siguiente Figura recoge los datos de ocupación, iluminación y equipos: 29 29 Evaluación de la cobertura de la demanda de climatización de un distrito mediante el aprovechamiento de su potencial fotovoltaico. Figura 4.13 Otros datos de DSGCODE del centro de salud Una vez recogidos todos los datos de los edificios terciarios de la zona, se ha procedido a hacer las pertinentes simulaciones de cada uno de ellos y calcular sus respectivas demandas. El conjunto de la suma de las demandas conforma la demanda de edificios terciarios del distrito recogidos en la tabla: Tabla 4.3 Demanda mensual y anual de refrigeración, calefacción y total de terciarios en MWh Mes Refrigeración (MWh) Calefacción (MWh) Total (MWh) Enero 0 301 301 Febrero 0 201 201 Marzo 0 105 105 Abril 0 35 35 Mayo 0 1 1 Junio 140 0 140 Julio 314 0 314 Agosto 310 0 310 Septiembre 155 0 155 Octubre 0 12 12 Noviembre 0 114 114 Diciembre 0 294 294 TOTAL 919 1063 1982 Análisis de la demanda 30 30 4.5 Demanda de locales Para el cálculo de la demanda de los diferentes tipos de locales que componen la heterogeneidad del distrito elegido, se ha tomado un local modelo y sus datos han sido extrapolados al conjunto, puesto que el área total de locales es conocida a través del catastro de Sevilla. Se ha supuesto una intensidad media del local con 12 horas de funcionamiento. 4.5.1 Ocupación Se ha tomado el valor 117,21 W/persona del Código Técnico de la Edificación [12], junto con los valores de ocupación (W/m2) para cada hora de un día, véase la Figura 4.14. Sabiendo la superficie del local modelo es de 346 m2 se determina la ocupación en número de habitantes multiplicando los valores de ocupación (W/m2) por la superficie (m2) dividendo entre el valor del CTE (W/persona), es decir: Ocupación (nº ocupantes)=Ocupaciónhoraria(W m2)·Suplocal(m2)/117,21 (W/persona ) La ocupación total será la suma de la ocupación sensible y latente. 4.5.2 Iluminación y equipos Los valores de iluminación y equipos fueron obtenidos a partir del Código Técnico de la Edificación [12]. Para ello, se eligió un perfil de uso no residencial de intensidad media de las fuentes internas y un periodo de utilización de 12 horas. Los valores de ocupación, iluminación y equipos en W/m2 se pueden ver en la siguiente Figura: Figura 4.14 Valores de ocupación, iluminación y equipos para residenciales Los resultados obtenidos se dividen entre la superficie del local modelo que ha servido de referente y se multiplica por la superficie total de locales (que como ya se ha dicho previamente incluye la superficie del local modelo), obteniéndose de esta manera la demanda absoluta de los locales pertenecientes al distrito. 31 31 Evaluación de la cobertura de la demanda de climatización de un distrito mediante el aprovechamiento de su potencial fotovoltaico. La siguiente tabla recoge la demanda mensual y total de refrigeración y calefacción, así como la total de los locales: Tabla 4.4 Demanda mensual y anual de refrigeración, calefacción y total de locales en MWh Mes Refrigeración (MWh) Calefacción (MWh) Total (MWh) Enero 0 377 377 Febrero 0 248 248 Marzo 0 122 122 Abril 0 26 26 Mayo 0 0 0 Junio 289 0 289 Julio 608 0 608 Agosto 657 0 657 Septiembre 445 0 445 Octubre 0 13 13 Noviembre 0 115 115 Diciembre 0 368 368 TOTAL 1999 1269 3269 33 5 ANÁLISIS DEL POTENCIAL FOTOVOLTAICO En esta sección se va estudiar la posición óptima de los módulos fotovoltaicos con la intención de captar la radiación solar que permita generar la energía eléctrica máxima. Para este estudio se tendrán que tener en cuenta las posibles pérdidas de espacio de las superficies de cubierta y del rendimiento del sistema, los cuales se estudiarán mediante coeficientes de reducción. 5.1 Coeficientes de reducción del área Se parte de un área potencial de las cubiertas (Ap), esta área ha sido calculada mediante el Catastro de la ciudad de Sevilla, como ya se indicó en la primera sección del presente trabajo. A esta área se le aplica una serie de factores de reducción arquitectónicos y solares, los cuales mermaran el área fotovoltaica disponible. Estos coeficientes de reducción han sido tomados del artículo “Assessment of the photovoltaic potential at urban level based on 3D city models: A case study and new methodological approach” [15]. En la Figura 5.1 se puede ver la estructura del diagrama de flujo de los coeficientes de reducción empleados: Figura 5.1 Diagrama de flujo de los coeficientes de reducción del área A continuación, se va a proceder a la definición de estos parámetros y el valor que han tomado, pero antes se va a establecer una nueva variable: factor de utilización (U). El factor de utilización es el coeficiente empleado para determinar el valor eficaz aprovechable del área fotovoltaico potencial: U=CCON·CPROT·CSH·CSA·CSL·CAZ·CGR De esta manera el área disponible para la instalación de los módulos fotovoltaicos resulta del producto del área potencial y el factor de utilización: AD=U·AP 5.1.1 Por arquitectura 5.1.1.1 Restricciones de construcción Los elementos ocupados en las cubiertas como huecos de ascensores, extractores de aire, accesos a las cubiertas, etc., reducen considerablemente la superficie disponible para la colación de los módulos fotovoltaicos. Previamente ya se comentó que se disminuía el área un 10%, este valor es el resultado de comprobar el área total de las superficies de cubierta entre el área total de las superficies de cubierta tras descontarle los espacios comentados. Este coeficiente de reducción se simboliza con CCON. CCON=0.9. Área Fotovoltaica Potencial (Ap) Arquitectura Restricciones de construcción (CCON) Edificios protegidos (CPROT) Efecto de sombras (CSH) Área de Servicio (CSA) Efectos Solares Orientación (CSL) Azimut (CAZ) Separación paneles (CGR) Análisis del potencial fotovoltaico 34 34 5.1.1.2 Edificios protegidos Existen edificios en los cuales está prohibido su alteración debido a su valor histórico, monumental o arquitectónico. En este estudio no se han considerado edificios protegidos. Se simboliza con CPROT. CPROT=1. 5.1.1.3 Efecto de las sombras Las sombras bien por los propios tejados u otros edificios cercanos hacen que la superficie disponible para la instalación de los módulos fotovoltaicos se vea reducida en ciertas zonas. Se simboliza con CSH. Tras varias lecturas [15] se ha tomado el valor CSH=0.7. 5.1.1.4 Área de servicio Es necesario un espacio para el mantenimiento y acceso a las instalaciones de módulos fotovoltaicas. Este espacio dependerá del ángulo de inclinación y separaciones entre paneles colocados. Se simboliza con CSA. En este caso tiene un valor de CSA=0.97 porque se aprovecha la separación entre paneles para el acceso de mantenimiento, como se comentará en su correspondiente sección. 5.1.2 Por efectos solares 5.1.2.1 Orientación y acimut Dependiendo de la posición de los módulos fotovoltaicos, la irradiación incidente se puede captar en mejores condiciones. Para determinar la orientación y acimut óptimos de nuestros módulos se ha realizado un pequeño estudio en el que se han valorado dos situaciones viables, teniendo en cuenta que la mayoría de los edificios del distrito se encuentran orientados unos 28º hacia el oeste desde el sur, como se puede comprobar mediante la herramienta Google Compass, programa que permite determinar la orientación de los edificios de una zona con Google Maps. Figura 5.2 Orientación de los edificios del distrito CASO A En este caso se colocarán los paneles fotovoltaicos siguiendo la orientación de los edificios, es decir, 28º hacia el oeste. De esta manera se pretende aprovechar al máximo la superficie disponible de la cubierta de éstos. La siguiente ilustración muestra este caso sobre un edificio tipo: 35 35 Evaluación de la cobertura de la demanda de climatización de un distrito mediante el aprovechamiento de su potencial fotovoltaico. Figura 5.3 Módulos orientados 28º hacia el oeste CASO B En el caso B se colocarán los paneles fotovoltaicos en orientación sur, sabiendo que parte de la superficie disponible se verá reducida en un 16 % de manera aproximada, como se puede apreciar en la Figura 5.4. Cabe destacar que este valor no es constante puesto que cada tipo de edificio tiene una forma diferente y, por tanto, su porcentaje de reducción variará. Este porcentaje ha sido la media tras haber calculado la reducción en varios edificios representativos. Figura 5.4 Reducción del área por orientación Resultados 42 42 Figura 6.1 Evolución de la demanda en función del tipo de edificio Anualmente, la demanda de refrigeración, calefacción y total de los edificios residenciales, terciario y de los locales se encuentra recogida en el siguiente gráfico: Figura 6.2 Demanda de los edificios del distrito en MWh Como se refleja en el gráfico anterior, el mayor demandante de energía total son los edificios residenciales. Haciendo los cálculos, anualmente se puede comprobar que el 76,65 % de la demanda es debida a los edificios residenciales, el 14,54 % a los locales y finalmente el 8,81 % es debido a los edificios terciarios. 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 MWh RESIDENCIALES TERCIARIOS LOCALES DISTRITO 0 5000 10000 15000 20000 25000 RESIDENCIAL TERCIARIOS LOCALES DISTRITO REF (MWh) CAL (MWh) TOTAL (MWh) 43 43 Evaluación de la cobertura de la demanda de climatización de un distrito mediante el aprovechamiento de su potencial fotovoltaico. Figura 6.3 Estructura de la demanda del distrito Sin embargo, este resultado no es completamente representativo. Para un análisis más exhaustivo de la demanda total del distrito, se va determinar la demanda por metro cuadrado de superficie de cada tipo de edificio. La demanda de cada edificio en kWh/m2 es la suma de cada planta en kWh/m2, en otras palabras, para determinar la demanda en estas unidades se ha partido de los resultados del DSGCODE en kWh por tipo de planta (baja, intermedia o cubierta) y se ha divido entre la superficie total de cada tipo: Demandaedificio(kWh m2)=Demandasuelo(kWh) Superficiesuelo(m2)+Demandaintermedia(kWh) Superficieintermedia(m2)+Demandacubierta(kWh) Superficiecubierta(m2) Aplicando esta fórmula a los edificios residenciales, terciarios y locales, se obtiene la demanda de climatización para el distrito completo, quedando recogidos sus valores en la siguiente tabla: Tabla 6.2 Demanda de los edificios del distrito en kWh/m2 REFRIGERACIÓN (kWh/m2) CALEFACCIÓN (kWh/m2) TOTAL (kWh/m2) RESIDENCIALES 24 35 59 TERCIARIOS 30 34 64 LOCALES 49 31 79 DISTRITO 27 34 61 Obsérvese que la demanda del distrito no es la suma de las demandas de refrigeración y calefacción, puesto que el denominador de los sumandos no es el mismo ya que cada tipo de edificio tiene una superficie diferente. 76.65% 8.81% 14.54% Residenciales Terciarios Locales Resultados 44 44 Figura 6.4 Demanda de los edificios del distrito en kWh/m2 Con estos resultados se puede afirmar que, aunque la mayor parte de la demanda global sea de los edificios residenciales, la demanda por metro cuadrado de superficie es mayor en caso en los locales, puesto que presentan mayor demanda debido a los perfiles de uso iluminación y equipos. 6.2 Generación de energía eléctrica fotovoltaica Como bien se comentó en el epígrafe anterior, para una superficie de cubierta total del distrito en la que se puedan instalar módulos fotovoltaicos de 74.488 m2 y un factor de utilización de 0,25, la superficie neta resultante disponible fotovoltaica es de 18.409,7 m2. Por otro lado, teniendo en cuenta que los paneles fotovoltaicos tienen una orientación de 28º hacia el oeste y una inclinación de 33º, los valores de radiación que vienen determinados por la plataforma PVGIS (véase tabla 5.2) y la energía producida fotovoltaica mensuales son: 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 RESIDENCIAL TERCIARIOS LOCALES DISTRITO kWh/m2 REF (kWh/m^2) CAL (kWh/m^2) TOTAL (kWh/m^2) 45 45 Evaluación de la cobertura de la demanda de climatización de un distrito mediante el aprovechamiento de su potencial fotovoltaico. Tabla 6.3 Irradiancia y energía fotovoltaica potencial mensual IPVD (kWh/m2/día) DÍAS (Nºdías) IPV (kWh/m2) EPV (MWh) ENERO 4.01 31 124.31 282 FEBRERO 4.97 28 139.16 316 MARZO 5.97 31 185.07 420 ABRIL 6.24 30 187.2 424 MAYO 6.79 31 210.49 477 JUNIO 7.28 30 218.4 495 JULIO 7.58 31 234.98 533 AGOSTO 7.38 31 228.78 519 SEPTIEMBRE 6.33 30 189.9 431 OCTUBRE 5.49 31 170.19 386 NOVIEMBRE 4.43 30 132.9 301 DICIEMBRE 3.8 31 117.8 267 ANUAL 5.86 365 178 4850 Gráficamente se puede observar en la siguiente Figura, la evolución de la irradiación y la energía fotovoltaica producida a lo largo de los meses del año, los cuales son mayores durante los meses de verano, donde se puede aprovechar mejor la radiación incidente: Figura 6.5 Evolución de la irradiancia y la energía fotovoltaica producida mensualmente 0 100 200 300 400 500 600 Evolución de IPV (kWh/m2) y EPV (MWh) EPV IPV Resultados 46 46 A continuación, se va a proceder a calcular el consumo eléctrico de climatización del distrito teniendo en cuenta la demanda del mismo. La climatización del distrito va a ser proporcionada con bombas de calor que darán calor durante los meses más gélidos y darán frío durante los meses más calurosos. Las bombas de calor se han supuesto con unos parámetros EER y COP, los cuales se definen como la relación entre la potencia frigorífica o calorífica, respectivamente, y la potencia eléctrica consumida, es decir: EER=Potencia frigorífica Potencia eléctrica consumida en refrigeración COP= Potencia calorífica Potencia eléctrica consumida en calefacción Suponiendo un valor típico de 2 para ambos parámetros, se ha calculado la potencia eléctrica consumida tanto en refrigeración como en calefacción (dependiendo de la época del año) y el porcentaje de cobertura del consumo, como se recoge en la tabla inferior: Tabla 6.4 Demanda y consumo mensual del distrito. Porcentaje de cobertura EPV (MWh) DEMANDA (MWh) CONSUMO (MWh) COBERTURA (%) ENERO 282 3525.5 1763 15.99 FEBRERO 316 2384.5 1192 26.46 MARZO 420 1283.7 642 65.37 ABRIL 424 359.9 180 100.00 MAYO 477 0.7 0 100.00 JUNIO 495 1387.6 694 71.37 JULIO 533 3348.3 1674 31.82 AGOSTO 519 3434.9 1717 30.20 SEPTIEMBRE 431 1825.1 913 47.18 OCTUBRE 386 123.0 61 100.00 NOVIEMBRE 301 1361.9 681 44.25 DICIEMBRE 267 3446.0 1723 15.50 ANUAL 4850 22481.1 11241 43.15 Como se puede apreciar en la tabla anterior, al cabo de un año el consumo sería de 11.241 MWh, que frente a los 4.850 MWh ofrecidos por los módulos fotovoltaicos, hace que el porcentaje de cobertura del consumo eléctrico del distrito sea de un 43,15 %. Durante los meses de mayor consumo del distrito, correspondiente a la etapa de invierno, la cual coincide con menor generación de energía eléctrica fotovoltaica, el porcentaje de cobertura es más bajo. Sin embargo, hay 47 47 Evaluación de la cobertura de la demanda de climatización de un distrito mediante el aprovechamiento de su potencial fotovoltaico. meses en los que se llega a cubrir el 100 % de la demanda de climatización del distrito completo, concretamente durante los meses de abril, mayo y octubre donde la radiación es elevada y la demanda y el consumo eléctrico del distrito son más bajos. En la siguiente gráfica se recoge la evolución mensual seguida a lo largo de un año de la demanda y el consumo del distrito en MWh, así como la energía fotovoltaica producida por el mismo. Se puede apreciar como en los meses de mayo y octubre la demanda y el consumo son prácticamente nulos, debido a que, en estos meses, el clima hace que no sea necesario una demanda ni de refrigeración ni de calefacción: Figura 6.6 Evolución de la EPV, la demanda y el consumo del distrito en MWh 6.3 Ahorro de CO2 En esta sección se va a estudiar el ahorro de CO2 emitido al ambiente gracias a la colocación de los módulos fotovoltaicos en toda la superficie disponible de las cubiertas de los edificios del distrito. 6.3.1 Emisiones de CO2 sin fotovoltaica En el caso de no implementar los módulos fotovoltaicos, toda la electricidad se tomaría de la red, produciendo 0.37kgCO2/kWh consumido, valor tomado a partir del documento de Factores de emisión de CO2 y coeficientes de paso a energía primaria de diferentes fuentes de energía final consumidas en el sector de edificios de España, por el ministerio de Industria, Energía, Turismo y Fomento [16]. La siguiente tabla recoge las emisiones mensuales y anual que se producirían en este caso: 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 DEMANDA CONSUMO EPV Resultados 48 48 Tabla 6.5 Consumo eléctrico y emisiones de CO2 sin fotovoltaica CONSUMO (MWh) EMSIONES (tCO2) ENERO 1763 652.22 FEBRERO 1192 441.13 MARZO 642 237.48 ABRIL 180 66.58 MAYO 0 0.14 JUNIO 694 256.71 JULIO 1674 619.44 AGOSTO 1717 635.46 SEPTIEMBRE 913 337.64 OCTUBRE 61 22.75 NOVIEMBRE 681 251.95 DICIEMBRE 1723 637.51 ANUAL 11241 4159.01 6.3.2 Emisiones de CO2 con fotovoltaica Con la instalación de los módulos fotovoltaicos, los efectos de las emisiones se ven disminuidos. La energía consumida de la red en este caso es aquella que no se puede dar mediante fotovoltaica. Por su parte, la emisión de CO2 atribuida a la generación fotovoltaica tiene un valor de 46g/kWh producido, según el Instituto de Energía Solar [17]. En el siguiente cuadro se muestra la energía producida por fotovoltaica, el consumo de electricidad que no se ha sido capaz de cubrir mediante los módulos fotovoltaicos, las emisiones de CO2 debidas a la producción fotovoltaica y eléctrica y las emisiones evitadas durante los meses del año: 49 49 Evaluación de la cobertura de la demanda de climatización de un distrito mediante el aprovechamiento de su potencial fotovoltaico. Tabla 6.6 Consumo, emisiones fotovoltaica y eléctrica y emisiones evitadas EPV CONSUMO EMI(PV) EMI(ELEC) EVITADO (MWh) (MWh) tCO2 tCO2 tCO2 % ENERO 282 1480.93 12.96 547.94 91.31 14.00 FEBRERO 316 876.73 14.51 324.39 102.22 23.17 MARZO 420 222.24 19.30 82.23 135.95 57.25 ABRIL 424 0.00 19.52 0.00 47.06 70.68 MAYO 477 0.00 21.95 0.00 0.00 100.00 JUNIO 495 198.66 22.78 73.50 160.43 62.49 JULIO 533 1141.43 24.51 422.33 172.61 27.87 AGOSTO 519 1198.77 23.86 443.54 168.06 26.45 SEPTIEMBRE 431 482.00 19.80 178.34 139.50 41.31 OCTUBRE 386 0.00 17.75 0.00 5.00 21.97 NOVIEMBRE 301 379.62 13.86 140.46 97.62 38.75 DICIEMBRE 267 1455.93 12.29 538.69 86.53 13.57 ANUAL 4850 7436.30 223.10 2751.43 1206.29 29.00 Como se puede apreciar, anualmente se podría llegar a evitar hasta un 29% de las emisiones de CO2 debidas a la electricidad consumida proveniente de fuentes fósiles. Existen meses donde este valor se ve superado, logrando alcanzar más del 50% como es el caso de los meses de marzo, abril y junio. Destaca por su parte el mes de mayo, en el cual se llegaría a evitar el 100% de estas emisiones gracias a las instalaciones de los módulos fotovoltaicos. La siguiente gráfica muestra una comparativa de las emisiones de CO2 sin y con fotovoltaica y las emisiones evitadas: Resultados 50 50 Figura 6.7 Comparativa de las emisiones de CO2 mensuales 6.4 Análisis económico Análogamente al ahorro de emisiones de CO2, se ha comparado el gasto económico que supondría la implementación de los módulos fotovoltaicos en el distrito y el ahorro que conllevaría la instalación de los mismos. También se ha estimado la ganancia que se podría obtener si se vendiese el excedente de energía en los meses de mayor generación fotovoltaica. 6.4.1 Coste sin fotovoltaica Se ha asumido un valor de 0.1722€/kWh consumido eléctrico, valor obtenido de un estudio de Estadística del Ministerio de Energía [18]. Resultando los valores mensuales y anual los reflejados en la Tabla 6.7. 0.00 100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00 700.00 Toneladas de CO2 SIN PV CON PV EVITADO 51 51 Evaluación de la cobertura de la demanda de climatización de un distrito mediante el aprovechamiento de su potencial fotovoltaico. Tabla 6.7 Coste del consumo eléctrico sin fotovoltaica CONSUMO (MWh) COSTE (€) ENERO 1763 303548 FEBRERO 1192 205303 MARZO 642 110523 ABRIL 180 30989 MAYO 0 64 JUNIO 694 119475 JULIO 1674 288293 AGOSTO 1717 295747 SEPTIEMBRE 913 157139 OCTUBRE 61 10586 NOVIEMBRE 681 117257 DICIEMBRE 1723 296702 ANUAL 11241 1935625 6.4.2 Coste con fotovoltaica Con la instalación de módulos fotovoltaicos, la energía consumida no tiene coste, el único coste es el de la electricidad. Como hemos visto en los meses de abril mayo y octubre hay un excedente de energía, la cual podría ser vendida a la red a un precio de 0.1231€/kWh (valor del precio de la energía fotovoltaica en Alemania), puesto que actualmente en España la venta de energía a la red no es legal. A continuación, se recoge un cuadro con el coste y el ahorro gracias a la instalación de los módulos fotovoltaicos en el distrito: Análisis de sensibilidad 58 58 Figura 7.3 Comparativa del ahorro por el aumento de la eficiencia 7.2 Variación de COP y EER Una mejora del COP y EER de los equipos de climatización supondría una disminución del consumo total de energía por parte del distrito. En esta ocasión, la energía producida por los módulos fotovoltaicos será la misma que en el caso de estudio puesto que no se presenta ninguna variación tecnológica sobre los módulos. Esta alteración de los parámetros de COP y EER afectaría principalmente al consumo de energía eléctrica y consecuentemente a la emisión de CO2 y ahorro económico. Para unos valores de 2,5 de COP y EER, es decir, medio punto más sobre los parámetros estudiados en el presente trabajo, el consumo y porcentaje de cobertura de la energía sería la siguiente: 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 € Ahorro (17,29 %) Ahorro (16,29 %) 59 59 Evaluación de la cobertura de la demanda de climatización de un distrito mediante el aprovechamiento de su potencial fotovoltaico. Tabla 5.Demanda y consumo mensual del distrito. Porcentaje de cobertura para un aumento de COP y EER EPV DEMANDA CONSUMO COBERTURA (MWh) (MWh) (MWh) % ENERO 282 3525.5 1410 19.99 FEBRERO 316 2384.5 954 33.08 MARZO 420 1283.7 513 81.72 ABRIL 424 359.9 144 100.00 MAYO 477 0.7 0 100.00 JUNIO 495 1387.6 555 89.21 JULIO 533 3348.3 1339 39.78 AGOSTO 519 3434.9 1374 37.75 SEPTIEMBRE 431 1825.1 730 58.98 OCTUBRE 386 123.0 49 100.00 NOVIEMBRE 301 1361.9 545 55.31 DICIEMBRE 267 3446.0 1378 19.38 ANUAL 4850 22481.1 8992 53.93 Como se refleja en la tabla anterior, un aumento de medio punto suponen una cobertura anual del consumo eléctrico de un 53,93 %, es decir, un 10 % sobre el caso estudiado. La siguiente gráfica muestra la evolución del consumo para un COP y EER de un valor 2 y 2,5: Figura 7.4 Comparación del consumo por la variación de COP y EER 0.00 200.00 400.00 600.00 800.00 1000.00 1200.00 1400.00 1600.00 1800.00 2000.00 CONSUMO (2,5) CONSUMO (2) Análisis de sensibilidad 60 60 Al verse reducido el consumo de electricidad del distrito, las emisiones de CO2 al ambiente también se ven reducidas como se puede apreciar en la siguiente tabla: Tabla 6. Demanda y consumo mensual del distrito. Porcentaje de cobertura para un aumento de COP y EER EPV CONSUMO EMI(PV) EMI(ELEC) EVITADO (MWh) (MWh) tCO2 tCO2 tCO2 % ENERO 282 1128.37 12.96 417.50 91.31 17.50 FEBRERO 316 638.29 14.51 236.17 102.22 28.97 MARZO 420 93.87 19.30 34.73 135.95 71.56 ABRIL 424 0.00 19.52 0.00 33.74 63.35 MAYO 477 0.00 21.95 0.00 0.00 100.00 JUNIO 495 59.90 22.78 22.16 160.43 78.12 JULIO 533 806.59 24.51 298.44 172.61 34.83 AGOSTO 519 855.28 23.86 316.45 168.06 33.06 SEPTIEMBRE 431 299.49 19.80 110.81 139.50 51.64 OCTUBRE 386 0.00 17.75 0.00 0.45 2.46 NOVIEMBRE 301 243.44 13.86 90.07 97.62 48.44 DICIEMBRE 267 1111.33 12.29 411.19 86.53 16.97 ANUAL 4850 5236.55 223.10 1937.52 1188.43 35.72 Se podría llegar a evitar hasta un 35,72 % de los gases de CO2 con un aumento de los parámetros de CO y EER de medio punto. Este descenso del consumo energético hace se invierta menos dinero en electricidad y por ello, el ahorro de costes se vea incrementado tal y como se refleja en la tabla inferior: 61 61 Evaluación de la cobertura de la demanda de climatización de un distrito mediante el aprovechamiento de su potencial fotovoltaico. Tabla 7. Coste y ahorro de la energía con fotovoltaica para un aumento de COP y EER EPV CONSUMO COSTE AHORRO EXCEDENTE GANANCIA (MWh) (MWh) € € % (MWh) € ENERO 282 1128.37 194306.089 48532.090 19.99 0 0 FEBRERO 316 638.29 109912.876 54329.705 33.08 0 0 MARZO 420 93.87 16164.519 72253.510 81.72 0 0 ABRIL 424 0.00 0.000 24791.197 100.00 280 34524 MAYO 477 0.00 0.000 51.313 100.00 477 58709 JUNIO 495 59.90 10314.022 85265.935 89.21 0 0 JULIO 533 806.59 138895.066 91738.962 39.78 0 0 AGOSTO 519 855.28 147278.826 89318.409 37.75 0 0 SEPTIEMBRE 431 299.49 51571.965 74139.199 58.98 0 0 OCTUBRE 386 0.00 0.000 8469.095 100.00 252 31037 NOVIEMBRE 301 243.44 41919.533 51885.727 55.31 0 0 DICIEMBRE 267 1111.33 191371.130 45990.509 19.38 0 0 ANUAL 4850 5236.55 901734.026 646765.650 41.77 124270 124270 Se puede llegar a reducir los costes por consumo de energía eléctrica en hasta un 41,77 % 63 8 CONCLUSIONES A partir de los resultados obtenidos en el presente Trabajo Fin de Grado, que se ha basado en un estudio del potencial fotovoltaico de un distrito de Sevilla para cubrir su demanda de climatización, se puede decir que para una demanda total anual de 22.481MWh. Para dicha demanda de climatización total que incluye todo el conjunto del distrito envolviendo edificios residenciales, terciarios y locales, el porcentaje de cobertura ha sido de un 43,15 % gracias a la energía eléctrica producida por la implementación de módulos fotovoltaicos instalados. La eficiencia de dichos módulos ha sido de un 16,29 %, generando un total de 4.850MWh que junto con las bombas de calor de COP y EER 2, han hecho que de la demanda anterior tan solo 11.241MWh fueran consumidos por energía eléctrica. La instalación de estos módulos fotovoltaicos produce dos efectos beneficiosos según se ha constatado en el presente estudio: por un lado, la reducción de las emisiones de CO2 al existir menos energía producida por combustibles fósiles y ser generada en su lugar por energía fotovoltaica, y por otro, una energía más limpia y un ahorro en costes de un 33,84 % al ser un tipo de energía que apenas tiene costes. Del análisis de sensibilidad llevado a cabo se puede afirmar que una mejora en la tecnología empleada tanto en los módulos fotovoltaicos como en las bombas de calor produce mayores beneficios sobre las emisiones de gases de efecto invernadero al verse reducidos estos y sobre el ahorro de costes, al existir un menor consumo. Por ejemplo, un aumento de la efectividad a un 17,29 % hace que se vea aumentada la generación de energía fotovoltaica y con ello aumente el porcentaje de cobertura hasta un 48,50 %, es decir, cerca de la mitad del consumo del distrito sería cubierto por la energía fotovoltaica. Consecuentemente, se produce una reducción de las emisiones de CO2, hasta un 30,65 % y un ahorro de un 35,79 %. Un aumento del COP y EER de las bombas de calor del distrito hasta un valor de 2,5 haría que la cobertura fuera del 53,93 % gracias a una reducción de la energía consumida. No afectaría a la generación de energía eléctrica mediante la instalación de los módulos fotovoltaicos. La disminución del consumo lleva por lo tanto asociada una disminución de los gases de CO2 hasta un 35,72 % y un ahorro de costes de hasta un 41,77 %. 65 9 REFERENCIAS [1 ] I. E. Agency, «World Energy Outlook 2016,» [En línea]. Available: http://www.iea.org/bookshop/750- World_Energy_Outlook_2017. [2 ] BP, «BP Statistical Review of World Energy 2016,» [En línea]. Available: http://www.bp.com/es_es/spain/prensa/notas-de-prensa/2016/bp-statistical-review-world-energy- 2016.html. [3 ] A. y. M. A. Ministerio de Agricultura y Pesca. [En línea]. Available: http://www.mapama.gob.es/es/cambio-climatico/temas/que-es-el-cambio-climatico-y-como-nos-afecta/. [4 ] O. M. d. l. Salud. [En línea]. Available: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs266/es/. [5 ] A. Creus, «Energías renovables,» Cano Pina, 2009. [6 ] E. y. T. Ministerio de Industria, «La Energía en España 2015». [7 ] C. d. Madrid, «Guía Básica de la Generación Distribuida». [8 ] E. Álvarez Pelegry y U. Castro Legarza, «Generación distribuida y autoconsumo,» 2014. [9 ] U. E. Fotovolaica, «El tiempo de la energía solar fotovoltaica,» 2016. [1 0] «Código Técnico de la Edificación. Ahorro de Energía. HE1. Apédice B.,» [En línea]. Available: https://www.codigotecnico.org/images/stories/pdf/ahorroEnergia/DBHE.pdf. [1 1] «Informes de la construcción,» [En línea]. Available: http://informesdelaconstruccion.revistas.csic.es/index.php/informesdelaconstruccion/article/view/3636/41 07. [1 2] «Código Técnico de la Edificación. Ahorro de Energía. HE1. Apéndice C,» [En línea]. Available: https://www.codigotecnico.org/images/stories/pdf/ahorroEnergia/DBHE.pdf. [1 3] «I.E.S Islbilya. Horarios,» [En línea]. Available: se ha hecho un análisis de la ocupación del edificio, teniendo en cuenta que las clases se imparten de 8.15h a 15.45h, por lo que se supondrá una carga máxima de 8h a 3h. se ha estimado la ocupación máxima del centro.. [1 4] «Autodesk Knowledge Network,» [En línea]. Available: https://knowledge.autodesk.com/support/revitproducts/learn-explore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2015/ENU/Revit-Analyze/files/GUID-7A1AFEAE- E3EA-404A-B17E-B24BCBBB8726-htm.html. Referencias 66 66 [1 5] E. D. J. S. R. U. E. Laura Romero Rodríguez, «Assessment of the photovoltaic potential at urban level based on 3D city models: A case study and new methodological approach». [1 6] E. T. y. F. Ministerio de Industria, «Factores de emisiones de CO2 y coeficientes de paso a energía primaria de diferentes fuentes de energía final consumidas en el sector de edificios de España,» [En línea]. Available: http://www.minetad.gob.es/energia/desarrollo/EficienciaEnergetica/RITE/Reconocidos/Reconocidos/Otro s%20documentos/Factores_emision_CO2.pdf. [1 7] I. d. E. Solar, «Gráficos Significativos de Energía Solar Fotovoltaica,» [En línea]. Available: http://www.ies.upm.es/sfs/IES/IESUPM/Portada/2017_01_17%20datos%20fotovoltaica%20en%20Espa%C3%B1a.pdf. [1 8] M. d. E. y. Turismo. [En línea]. Available: http://www.minetad.gob.es/es- ES/IndicadoresyEstadisticas/DatosEstadisticos/IV.%20Energ%C3%ADa%20y%20emisiones/IV_12.pdf. 67 ANEXO I: CARACTERÍSTICAS DE LOS EDIFICIOS EDIFICIO SUPERFICIE ALTURA Nº PLANTAS AÑO CONST. ACRIS U MUROS U CUBIERTA U SUELO VOLUMEN LONG. EXT. SUP. TRANSF. COMPACIDAD m2 m - - % W/(m2·k) W/(m2·k) W/(m2·k) m3 m m2 - 1 200 21 6 1996 22 1.8 1.4 2.47 4200 48 1208 3.48 2 192 21 6 1996 22 1.8 1.4 2.47 4032 52 1284 3.14 3 250 21 6 1996 22 1.8 1.4 2.47 5250 41 1111 4.73 4 190 21 6 1996 22 1.8 1.4 2.47 3990 45 1135 3.52 5 200 21 6 1997 22 1.8 1.4 2.47 4200 55 1355 3.10 6 212 21 6 1995 22 1.8 1.4 2.47 4452 50 1262 3.53 7 232 21 6 1995 22 1.8 1.4 2.47 4872 39 1051 4.64 8 232 21 6 1995 22 1.8 1.4 2.47 4872 39 1051 4.64 9 232 21 6 1995 22 1.8 1.4 2.47 4872 39 1051 4.64 10 232 21 6 1995 22 1.8 1.4 2.47 4872 39 1051 4.64 11 232 21 6 1995 22 1.8 1.4 2.47 4872 50 1282 3.80 12 212 21 6 1995 22 1.8 1.4 2.47 4452 50 1262 3.53 13 212 21 6 1995 22 1.8 1.4 2.47 4452 38 1010 4.41 14 232 21 6 1996 22 1.8 1.4 2.47 4872 38 1030 4.73 15 232 21 6 1996 22 1.8 1.4 2.47 4872 38 1030 4.73 16 344 21 6 1996 22 1.8 1.4 2.47 7224 65 1709 4.23 17 450 36 11 1981 22 1.8 1.4 2.47 16200 103 4158 3.90 18 300 24 7 1974 22 1.72 1.68 2.47 7200 63 1812 3.97 19 308 24 7 1974 22 1.72 1.68 2.47 7392 45 1388 5.33 20 306 24 7 1974 22 1.72 1.68 2.47 7344 65 1866 3.94 74 ANEXO II: OCUPACIÓN, ILUMINACIÓN Y EQUIPOS Residenciales CÓDIGO TÉCNICO W/persona 117.21 Hora 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Ocup sen (W/m2) 2.15 2.15 2.15 2.15 2.15 2.15 2.15 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 2.15 Ocup lat (W/m2) 1.36 1.36 1.36 1.36 1.36 1.36 1.36 0.34 0.34 0.34 0.34 0.34 0.34 0.34 0.34 0.68 0.68 0.68 0.68 0.68 0.68 0.68 0.68 1.36 Ocup Total (W/m2) 3.51 3.51 3.51 3.51 3.51 3.51 3.51 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 1.76 1.76 1.76 1.76 1.76 1.76 1.76 1.76 3.51 ILUMIN (W/m2) 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 2.2 EQUIPO (W/m2) 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 2.2 CAL - 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 REF - 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 75 75 Evaluación de la cobertura de la demanda de climatización de un distrito mediante el aprovechamiento de su potencial fotovoltaico. Ocupación (nº personas) Tipo Sup Hora - m2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 450 13 13 13 13 13 13 13 3 3 3 3 3 3 3 3 7 7 7 7 7 7 7 7 13 2 443 13 13 13 13 13 13 13 3 3 3 3 3 3 3 3 7 7 7 7 7 7 7 7 13 3 349 10 10 10 10 10 10 10 3 3 3 3 3 3 3 3 5 5 5 5 5 5 5 5 10 4 576 17 17 17 17 17 17 17 4 4 4 4 4 4 4 4 9 9 9 9 9 9 9 9 17 5 806 24 24 24 24 24 24 24 6 6 6 6 6 6 6 6 12 12 12 12 12 12 12 12 24 6 243 7 7 7 7 7 7 7 2 2 2 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4 4 4 4 7 7 238 7 7 7 7 7 7 7 2 2 2 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4 4 4 4 7 8 535 16 16 16 16 16 16 16 4 4 4 4 4 4 4 4 8 8 8 8 8 8 8 8 16 9 584 17 17 17 17 17 17 17 4 4 4 4 4 4 4 4 9 9 9 9 9 9 9 9 17 10 259 8 8 8 8 8 8 8 2 2 2 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4 4 4 4 8 11 695 21 21 21 21 21 21 21 5 5 5 5 5 5 5 5 10 10 10 10 10 10 10 10 21 12 252 8 8 8 8 8 8 8 2 2 2 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4 4 4 4 8 13 260 8 8 8 8 8 8 8 2 2 2 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4 4 4 4 8 14 248 7 7 7 7 7 7 7 2 2 2 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4 4 4 4 7 15 365 11 11 11 11 11 11 11 3 3 3 3 3 3 3 3 5 5 5 5 5 5 5 5 11 Anexo II: Ocupación, iluminación y equipos 76 76 Edificios docentes CÓDIGO TÉCNICO m2/persona 10 Ocupación (nº personas) Tipo Sup Hora - m2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 INSTITUTO 3095 0 0 0 0 0 0 6 200 200 200 200 208 208 200 200 200 50 90 90 90 90 6 0 0 ANEXO 2607 0 0 0 0 0 0 12 22 71 242 256 261 219 158 146 65 63 76 96 109 58 19 0 0 Iluminación / Equipos (W/m2) Tipo Hora - 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 INSTITTO 0 0 0 0 0 0 0.17 0.31 0.96 3.27 3.46 3.52 2.96 2.13 1.97 0.89 0.86 1.03 1.30 1.48 0.79 0.26 0 0 ANEXO 0 0 0 0 0 0 0.10 3.42 3.42 3.42 3.42 3.55 3.55 3.42 3.42 3.42 0.85 1.54 1.54 1.54 1.54 0.10 0 0 PERSONAS MÁXIMAS INSTITUTO 310 ANEXO 261 77 77 Evaluación de la cobertura de la demanda de climatización de un distrito mediante el aprovechamiento de su potencial fotovoltaico. Gimnasio SUPERFICIE CTE ILUM EQUIPOS m2 per/m2 (W/m2) (W/m2) GIMNASIO 1170 0.335 10.8 10.8 HOTEL 533 0.05 10.9 5.4 GIMNASIO Hora 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 PORC 1/100 0 0 0 0 0 0 0 0.1 0.2 0.5 0.5 0.7 0.7 0.7 0.7 0.8 0.7 0.5 0.5 0.3 0.3 0 0 0 OCUP Nº per 0 0 0 0 0 0 0 39 78 195 195 274 274 274 274 313 274 195 195 117 117 0 0 0 ILUM (W/m2) 0 0 0 0 0 0 0 1.08 2.16 5.4 5.4 7.56 7.56 7.56 7.56 8.64 7.56 5.4 5.4 3.24 3.24 0 0 0 EQUIP (W/m2) 0 0 0 0 0 0 0 1.08 2.16 5.4 5.4 7.56 7.56 7.56 7.56 8.64 7.56 5.4 5.4 3.24 3.24 0 0 0 Anexo II: Ocupación, iluminación y equipos 78 78 Hotel SUPERFICIE CTE ILUM EQUIPOS m2 per/m2 (W/m2) (W/m2) 533 0.05 10.9 5.4 HOTEL Hora 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 PORC 1/100 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.7 0.4 0.4 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.3 0.5 0.5 0.5 0.7 0.7 0.8 0.9 0.9 OCUP Nº per 23 23 23 23 23 23 18 10 10 5 5 5 5 5 5 7 13 13 13 18 18 21 23 23 ILUM (W/m2) 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 7.63 4.36 4.36 2.18 2.18 2.18 2.18 2.18 2.18 3.27 5.45 5.45 5.45 7.63 7.63 8.72 9.81 9.81 EQUIP (W/m2) 4.86 4.86 4.86 4.86 4.86 4.86 3.78 2.16 2.16 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.62 2.7 2.7 2.7 3.78 3.78 4.32 4.86 4.86 79 79 Evaluación de la cobertura de la demanda de climatización de un distrito mediante el aprovechamiento de su potencial fotovoltaico. Centro de Salud CTE SUPERFICIE OCUP.MAX m2/per m2 persona 10 1466 147 CENTRO DE SALUD Hora 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 OCUP nº per 0 0 0 0 0 0 15 29 74 118 118 118 118 118 118 118 118 74 44 44 29 29 0 0 ILU/ EQUIP (W/m2) 0 0 0 0 0 0 1.26 2.44 6.22 9.93 9.93 9.93 9.93 9.93 9.93 9.93 9.93 6.22 3.70 3.70 2.44 2.44 0 0 Anexo II: Ocupación, iluminación y equipos 80 80 Locales CTE SUPERFICIE OCUP.MAX m2/per m2 persona 10 1466 147 CENTRO DE SALUD Hora 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 OCUP nº per 0 0 0 0 0 0 15 29 74 118 118 118 118 118 118 118 118 74 44 44 29 29 0 0 ILU/ EQUIP (W/m2) 0 0 0 0 0 0 1.26 2.44 6.22 9.93 9.93 9.93 9.93 9.93 9.93 9.93 9.93 6.22 3.70 3.70 2.44 2.44 0 0 81 ANEXO III: COMPARATIVA DE ORIENTACIÓN AP U AD IPV EPV m2 - m2 KWh/m2 MWh CASO A 74488 0.25 18409.7 2138.9 4849 CASO B 74488 0.21 15464.2 2182.7 4157 COEFICIENTES DE REDUCCIÓN ÁREA POTENCIAL POTENCIAL FOTOVOLTAICO CCON CPROT CSH CSA CAZ CSL CGR CPV CST ƞef ƞth ƞSYS CASO A 0.9 1 0.7 0.97 1 1 0.40 1 0 0.1629 0.9 0.84 CASO B 0.9 1 0.7 0.97 0.84 1 0.40 1 0 0.1629 0.9 0.84 82 ANEXO IV: FICHA TÉCNICA MÓDULOS FOTOVOLTAICOS 83 83 Evaluación de la cobertura de la demanda de climatización de un distrito mediante el aprovechamiento de su potencial fotovoltaico.