11:15 - Eficiencia Energética en Instalaciones: La Cogeneración

Eficiencia Energética en Instalaciones:LA COGENERACIÓN

© Instituto Tecnológico de Galicia, 2010

Vigo, 21 de Diciembre de 2011

D. Santiago Rodríguez CharlónDirector Área de Eficiencia Energética

Instituto Tecnológico de Galicia

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ITG es una fundación 100% privada ubicada en A Coruña (España) y certificada en su sistema de gestiónde calidad y de I+D+i. Constituida en 1.991, nuestra solvencia profesional está avalada por las entidadesque componen nuestro estructura:

• Asociación de Ingenieros Industriales de Galicia• Colegio Oficial de Arquitectos de Galicia

¿Quién somos?


• Colegio Oficial de Arquitectos de Galicia• Colegio Oficial de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Galicia• Colegio Oficial de Ingenieros de Minas del Noroeste de España• Colegio Oficial de Ingenieros Industriales de Galicia• Colegio Oficial de Ingenieros Navales y Oceánicos de Galicia• Colegio Oficial de Ingenieros Agrónomos de Galicia• Confederación de Empresarios de Galicia• Universidades de A Coruña, Santiago de Compostela y Vigo• Gobierno Regional de Galicia - Xunta de Galicia

ITG forma parte del Consejo Rector de FEDIT (Federación Española deCentros Tecnológicos) y está presente en las principales redes deinnovación, Plataformas Tecnológicas y foros de conocimientovinculados a su actividad.

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Nuestra experiencia, estabilidad ycompromiso nos convierte en unproveedor cualificado para ayudar a su

Ámbitos de trabajo

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proveedor cualificado para ayudar a suorganización a alcanzar el gradonecesario de satisfacción y calidadexigible según sus necesidades.

Reinvertimos nuestros ingresos en I+Dpara ofrecerle en todo momento lasúltimas tecnologías y la actualizaciónconstante de nuestros productos yservicios.

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Más de 140 auditoríasenergéticas en los últimos2 años nos avalan.“

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Identificar y evaluar oportunidades de ahorro encada empresa de forma personalizada y priorizarlasen función de su rentabilidad y del período deretorno de la inversión es nuestro trabajo.

Analizamos cómo se compra la energía, cómo seutiliza, dónde se utiliza y con qué eficacia,entregando un informe Auditoría personalizadodescribiendo los puntos en los que se ha vistofactible un ahorro energético, el modo en el que estamejora debe llevarse a cabo cuantificando elahorro, la inversión necesaria y su amortización.Si el cliente lo desea, también llevamos a cabo lostrabajos de implementación de dichas mejoras.

Instalaciones de lavandería industrial dondese obtuvieron ahorros de 20.000 € anuales

Diagnóstico Ingeniería

Implantación Puesta en marcha

Entrega llaveen mano

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Evaluamos la rentabilidad,gestionamos el proyecto olo entregamos llave enmano.

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La cogeneración es una solución de alta eficienciaque supone una importante reducción de los costesenergéticos en la empresa. Además, supone unagarantía del suministro energético incluso enparadas por avería o por mantenimiento.

Le ofrecemos un servicio integral en el que ustedelige nuestro nivel de participación. La realizacióndel estudio de viabilidad y rentabilidad inicial, lagestión del proyecto de puesta en marcha de laplanta, o la entrega llave en mano en la queasumimos la compra de equipos y todos los trámitesadministrativos.

mano.

Ejemplos de instalaciones evaluadas:Polideportivo Fontes do Sar, Universidadede Santiago, Universidade da Coruña

Diseño Ingeniería

Dirección de ObraMontaje y puesta en marcha


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“Realizamos una simulacióncompleta y fiable delcomportamiento del edificio

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La simulación energética avanzada de edificiospermite calcular el comportamiento energético deledificio hora a hora los 365 días del año a travésde la evolución de las principales variables declima, energía y habitabilidad, considerando todoslos parámetros físicos que lo componen (forma yorientación, fachada, cerramiento, etc.).

Empleamos diferentes software de simulacióndinámica de edificios para evaluar y optimizarmúltiples aspectos constructivos como los nivelesde bienestar térmico y lumínico, características dela envolvente térmica, optimización deinstalaciones de climatización, iluminación, etc.




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“Información en tiemporeal, sin cables y desdemúltiples puntos demedida.

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Mediante el despliegue temporal opermanente de una red de sensoresinalámbricos (Wireless Sensor Network), lasolución SensITG Energy permitedisponer de información en tiempo real yvía web desde múltiples puntos de medidasobre parámetros del edificio comotemperatura, humedad y CO2 quepermiten optimizar el comportamientoenergético del edificio, calidad del aireinterior y confort térmico de los usuarios.

medida.




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“Disponemos de unalínea de negocio propiaen desarrollo desoftware libre

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Al conocimiento específico en el ámbito energético,se añade la experiencia de ITG como desarrolladorde software a medida en código libre, campo en elque ha trabajado para todo tipo de empresas yentidades.

Ponemos a su disposición todos los servicios deuna ingeniería de software: consultoría,implantación, integración de nuevas tecnologías yservicios de alojamiento y conectividad.Consúltenos su caso concreto sin compromiso.

software libre

Diseño Desarrollo

Implantación Mantenimiento


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�� “Medimos todo lo mediblecon redes de pequeñossensores inalámbricos.


ITG atesora una dilatada trayectoria en la investigación, desarrollo, implantación ymantenimiento de redes de sensores inalámbricos (Redes WSN: Wireless SensorNetwork) basadas en el estándar IEEE 802.15.4 como ZigBee o similares, que permitendiseñar sistemas fiables y robustos para aplicaciones de monitorización y controlen diversos sectores.

Se trata de pequeños dispositivos que transmiten la información de los sensoresinstalados (de humedad, temperatura, radiación, vibración, acidez, CO2, contaminación,etc.). Su bajo coste de instalación y mantenimiento permite una elevada cantidad depuntos de recogida en red o en malla en entornos donde otras soluciones inalámbricas olas soluciones de cableado tradicional son poco viables por su difícil acceso (estructurasde edificios o infraestructuras) o su gran extensión (embalses, viñedos, bosques,ciudades, etc.).




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Los sistemastradicionales decontrol en embalses,ríos, lagos, zonas

Las grandessuperficies(bosques,

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Medir en tiempo real latemperatura y humedad delaire, la radiación, la humedaddel suelo o de las hojas de loscultivos, es una alternativaefectiva para la deteccióntemprana de heladas, el controlde plagas o la caracterizacióndel clima de una zona parapredecir la calidad de lacosecha.Producto propio: SensITG Agro

ríos, lagos, zonascosteras o zonas devertidos industriales,se basan enmediciones in-siturealizadasperiódicamente porlos técnicos, siendonecesario desplazar

(bosques,parquesnaturales...)o lugares de difícil

personal y medios hasta los puntos de medidacon el coste de tiempo y recursos que estoconlleva. Una red sensorial inalámbrica permitemás y mejores puntos de medida junto con unagestión informatizada en tiempo real de losdatos.

Producto propio: SensITG Aqua

acceso pueden ser monitorizados con unasolución desplegada en red o malla y que tansólo precisa de un único punto con salida aInternet. Los parámetros medibles sonprácticamente ilimitados: temperatura yhumedad ambiental, del suelo o de la flora;radiación solar, contaminación atmosférica osonora, detección de humo-incendios, etc.Producto propio: SensITG Natura


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Monitorizar la eficiencia energética de un

Recoger información de parámetros que

Esta tecnología puede emplearse en instalaciones solares fotovoltaicas para

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de un edificio a través de parámetros como la temperatura, humedad, iluminación,

de parámetros que inciden en la conservación de un monumento o edificio histórico o de una gran infraestructura civil ya es posible hoy en día, pero

solares fotovoltaicas para realizar labores de gestión de la eficiencia de la producción y rendimiento de las huertas solares mediante la monitorización individualizada de los diferentes elementos que la componen (paneles solares e inversores). También se usa en instalaciones de energía eólica porque permite la adquisición de información de los aerogeneradores aumentando así la eficiencia y la producción.

hacerlo con una tecnología que no precisa cables y cuya instalación es rápida, sencilla y poco agresiva no lo es tanto. Los parámetros medibles son infinitos: temperatura, humedad, CO2, polución, vibración, niveles de ruido, etc.

consumo eléctrico, flujos de aire o apertura de ventanas, permite reducir el consumo de energía de forma muy sensible.


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�� www.breeam.es

Algunas entidades que apoyan el certificado en España:

EMVS MADRID. Empresa Municipal de Vivienda


ITG es la entidad designada por BRE Global Ltd. para adaptar y gestionarBREEAM, el método de evaluación y certificación de la sostenibilidad deledificio líder en el mundo, a la naturaleza, particularidades y normativa querige el hecho constructivo en España.

BREEAM es el sistema de evaluación y certificación de la sostenibilidad deedificaciones líder en el mundo con más de 20 años de experienciaevolutiva, un 1.000.000 de edificios certificados y 4.700 asesoresindependientes reconocidos. Evalúa 10 categorías o impactosmedioambientales:

EMVS MADRID. Empresa Municipal de Vivienday Suelo del Ayuntamiento de la ciudad de Madrid(EMVS)

Consejo Superior de Colegios de Arquitectosde España

Las 5 principales constructoras de Españaque cotizan en el selectivo índice bursátilIBEX-35:FCC: 92.324 empleados en 54 paísesFERROVIAL: 70.000 empleados en 15 paísesACCIONA: 30.000 empleados en 30 países,SACYR: 20.130 empleados

AGBAR. Grupo de 128 empresas que danservicio a 26 millones de habitantes en el ciclointegral del agua

LKS. Firma de Arquitectura e Ingeniería integradaen Mondragón, el primer grupo empresarialvasco y el séptimo de España.

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Índice� ¿Qué es la Eficiencia Energética?� ¿Qué es la Cogeneración?� Ventajas e Inconvenientes de la Cogeneración� Aplicaciones de la Cogeneración


� Aplicaciones de la Cogeneración� Regulación legislativa y Situación en España� Casos prácticos

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EEFICIENCIAFICIENCIA EENERGÉTICANERGÉTICA

“CONSUMIR MEJOR CON MENOS”Es la reducción del consumo de energía sin disminuir nuestro confort y calidadde vida, protegiendo el medio ambiente, asegurando el abastecimiento yfomentando un comportamiento sostenible en su uso.


fomentando un comportamiento sostenible en su uso.

Objetivos:� Disminuir el consumo de energía.� Fomentar comportamientos, métodos de trabajo y técnicas de

producción que consuman menos energía.� Conseguir satisfacer las necesidades energéticas de la sociedad de la

forma más eficiente posible.

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COGENERAR = “PRODUCIR A LA VEZ”Producción combinada de energía eléctrica y energía térmica a partir de un mismocombustible.

Aprovechamiento del calor residual de un proceso de generación de electricidad para

¿Q¿QUÉUÉ ESES LALA CCOGENERACIÓNOGENERACIÓN??


Aprovechamiento del calor residual de un proceso de generación de electricidad paraproducir energía térmica útil (vapor, agua caliente, aceite térmico, agua fría pararefrigeración, etc).

Sistema convencional Sistema cogeneración

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Ejemplo Motor de Combustión


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Esquema de funcionamiento global


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AAPLICABILIDADPLICABILIDAD DEDE LALA CCOGENERACIÓNOGENERACIÓN

Industrias que utilizan vapor y/o agua caliente en las que requieren procesos de secado y engeneral, en cualquier instalación que consuma calor (o frío) durante un periodoprolongado .

Procesos:

Producción de vapor

Sectores:

Madera


Producción de vapor

Producción de vapor y agua caliente.

Generación de agua caliente.

Producción de fluido térmico y vapor.

Secado

……

Madera

Textil

Cerámica

Terciario

Conservero

………..

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VVENTAJASENTAJAS DEDE LALA CCOGENERACIÓNOGENERACIÓN

•Disminución del consumo de energía primaria, debido al mayor rendimiento energético(hasta el 90% frente al 35% de centrales térmicas convencionales) y menores pérdidas detransporte y distribución.

•Posibilidad de industrialización de zonas alejadas de las redes eléctricas de alta tensión.

•Posibilidad de venta a la Red de los excedentes de electricidad producida, obteniendo con


•Posibilidad de venta a la Red de los excedentes de electricidad producida, obteniendo conello un ingreso extra.

•Incremento de la competitividad industrial (menor coste específico por unidad deproducto) y mejora de la imagen frente a competidores directos (imagen de responsabilidadambiental).

•Reducción de las emisiones contaminantes procedentes de la instalación facilitando conello el cumplimiento de la legislación ambiental.

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IINCONVENIENTESNCONVENIENTES DEDE LALA CCOGENERACIÓNOGENERACIÓN

En caso de que el estudio de viabilidad económica del nuevo sistema de cogeneración resultarafavorable a su implantación y permitiera prever una disminución en los costes de producción yuna mayor competitividad de los productos, sería interesante considerar algunos inconvenientesque puede plantear la cogeneración:

•El riesgo técnico, inherente a toda modificación de las instalaciones.


•El riesgo técnico, inherente a toda modificación de las instalaciones.

•El riesgo por posibles cambios en la normativa vigente.

•La incertidumbre en la política de precios energéticos, que condiciona totalmente elresultado económico del sistema de cogeneración.

•Introducir preocupaciones ajenas al proceso productivo.

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RREGULACIÓNEGULACIÓN LLEGISLATIVAEGISLATIVA CCOGENERACIÓNOGENERACIÓN

�RD 616/2007 sobre el fomento de la cogeneración Actividades consideradascomo cogeneración de alta eficiencia

�RD 661/2007 por el que se regula la actividad de producción de energía enrégimen especial Retribución económica por generación de energía eléctrica


régimen especial Retribución económica por generación de energía eléctrica

�RD 1578/2008 de retribución de la actividad de producción de energía eléctricamediante tecnología solar fotovoltaica para instalaciones posteriores a la fecha límitede mantenimiento de la retribución del Real Decreto 661/2007 Aumento de laprima por discriminación horaria

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CCOGENERACIÓNOGENERACIÓN ENEN EESPAÑASPAÑA


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CCOGENERACIÓNOGENERACIÓN ENEN EESPAÑASPAÑA


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CCASOSASOS PPRÁCTICOSRÁCTICOS CCOGENERACIÓNOGENERACIÓN

�Situación actual:�Demanda térmica: Agua caliente paracalentar:

MULTIUSOS FONTES DO SAR


calentar:�El vaso de la piscina�El ambiente interior�ACS�Calefacción de vestuarios

�Fuentes de generación de calor:3 calderas de gas natural de potencia 1116 Kw�Horario de funcionamiento: 24 h/día 8 meses�Costes energéticos anuales en satisfacer estademanda térmica: 104.356€

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�Solución propuesta:�Implementar una planta de cogeneracióncon un grupo motor-alternador de 232kW

MULTIUSOS FONTES DO SAR


con un grupo motor-alternador de 232kWque funcione 24 horas/día 8 meses�Coste de la inversión: 413.555€

�Ingresos conseguidos (98.199€) por:�Ahorro de combustible�Venta de energía eléctrica

�Periodo de retorno de la inversión: 4,2años

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�Situación inicial:�Planta de cogeneración compuesta de 11motores de 303 kW cada uno para satisfacer la

USC: CAMPUS SUR Y CAMPUS NORTE


motores de 303 kW cada uno para satisfacer lademanda térmica de 3 edificios del campus nortey 16 edificios, la piscina universitaria y el estadiode atletismo del campus sur.�Fuentes de apoyo de generación de calor:calderas de gas natural y gasóleo�Horario de funcionamiento: 16 h/día 11 meses�Ingresos netos anuales: 24.637€

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�Situación propuesta:�Modificar regímenes de operación los motores.Algunos de los motores funcionaban en horarios

USC: CAMPUS SUR Y CAMPUS NORTE


Algunos de los motores funcionaban en horariosque no era rentable.� Modificar el modelo de régimen venta deelectricidad al que estaba acogido. Se decidiópasar al modelo todo-todo acogiéndose a laopción de discriminación horaria en el CampusNorte.�Ingresos netos anuales: 159.066€

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CCONCLUSIONESONCLUSIONES

� >3.500h/año de demanda térmica

� curva de demanda térmica mínima homogénea

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�operación y mantenimiento experto y exhaustivo

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�Gracias por su atención


D. Santiago Rodríguez CharlónDirector Área Eficiencia Energética

Instituto Tecnológico de Galicia

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