CONTRIBUCIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES
Transcript of CONTRIBUCIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES
MÓDULO 7
CONTRIBUCIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES
ETIQUETADO DE VIVIENDAS
CURSO DE CERTIFICADORES
2020
M7 | ENERGÍAS RENOVABLES
1. CONTRIBUCIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES
Lineamientos preliminares. Energía solar. Aplicaciones.
2. ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
Lineamientos preliminares. Cálculo de la contribución mensual de energía solar térmica para producción de
agua caliente sanitaria. Cálculo de la contribución específica de energía primaria por aprovechamiento de
energía solar térmica.
3. ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
Lineamientos preliminares. Cálculo de la contribución total de energía secundaria por aprovechamiento de
energía solar fotovoltaica. Cálculo de la contribución específica de energía primaria por aprovechamiento de
energía primaria.
LINEAMIENTOS PRELIMINARES
CONTRIBUCIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES
Dadas las tecnologías existentes, y más difundidas en el territorio nacional, destinadas al
aprovechamiento de los recursos energéticos renovables en las edificaciones, se consideran los
aportes de las siguientes fuentes de energías renovables:
Energía solar térmica para producción de agua caliente sanitaria.
Energía solar fotovoltaica para producción de energía eléctrica.
En el caso de que el inmueble posea una instalación de aprovechamiento de energía solar fotovoltaica
para producción de energía eléctrica, o de energía solar térmica para producción de agua caliente
sanitaria, se deberá considerar el aporte de las mismas al sistema, en términos de energía primaria.
ENERGÍA SOLAR
CONTRIBUCIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES
APLICACIÓN TÉRMICA APLICACIÓN FOTOVOLTAICA
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
LINEAMIENTOS PRELIMINARES
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
En el caso de que el inmueble posea una instalación de aprovechamiento de energía solar térmica
para producción de agua caliente sanitaria, se deberá considerar el aporte de la misma al sistema en
términos de energía primaria.
CÁLCULO DE LA CONTRIBUCIÓN MENSUAL DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
Contribución mensual de energía solar térmica para producción de agua caliente sanitaria:
𝑄𝑆𝑇 = 𝑓 𝑄𝐴𝐶𝑆 𝑘𝑊ℎ
𝑄𝐴𝐶𝑆: requerimiento mensual de energía útil para producción de agua caliente sanitaria, en 𝑘𝑊ℎ;
𝑓: coeficiente de cobertura.
CÁLCULO DE LA CONTRIBUCIÓN MENSUAL DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
LIMITACIONES Y SUPOSICIONES DEL MÉTODO 𝒇−𝑪𝑯𝑨𝑹𝑻
Asume el tanque completamente mezclado (suposición conservadora).
Asume buena aislación térmica de los tanques y cañerías.
Otras suposiciones implícitas (pero que pueden no cumplirse) es que los sistemas e instalaciones
están bien construidas, la distribución del fluido en los colectores es uniforme.
Rango válido de los parámetros
0,6 ≤ (𝜏𝛼)𝑛 ≤ 0,9
5 𝑚2 ≤ 𝐹𝑟 𝐴𝑐 ≤ 120 𝑚2
2,1 𝑊
𝑚2˚𝐶 ≤ 𝑈𝐿 ≤ 8,3
𝑊
𝑚2˚𝐶
30° ≤ 𝛽 ≤ 90 ˚
CÁLCULO DE LA CONTRIBUCIÓN MENSUAL DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
Factor de cobertura (𝑓):
𝑓 = 1,029 𝐷1 − 0,065 𝐷2 − 0,245 𝐷12 + 0,0018 𝐷2
2 + 0,0215 𝐷13 ≤ 1
𝐷1: parámetro adimensional que expresa la relación entre la energía absorbida por la placa del
captador plano y la carga calorífica total durante un mes;
𝐷2: parámetro adimensional que expresa la relación entre las pérdidas de energía en el captador
para una determinada temperatura y la carga calorífica total durante un mes.
CÁLCULO DE LA CONTRIBUCIÓN MENSUAL DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
Factor de cobertura (𝑓):
𝑓 = 1,029 𝑫𝟏 − 0,065 𝐷2 − 0,245 𝑫𝟏2 + 0,0018 𝐷2
2 + 0,0215 𝑫𝟏3 ≤ 1
𝐷1: parámetro adimensional que expresa la relación entre la energía absorbida por la placa del
captador plano y la carga calorífica total durante un mes.
𝐷1 =𝐸𝑎𝑄𝐴𝐶𝑆
𝐸𝑎: energía absorbida por el captador solar durante un mes, en 𝑘𝑊ℎ.
CÁLCULO DE LA CONTRIBUCIÓN MENSUAL DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
Energía absorbida por el captador solar durante un mes (𝐸𝑎):
𝐴𝑐𝑠: área de captación del colector solar, en 𝑚2;
𝐹′𝑟 𝜏𝛼 : factor adimensional característico del captador solar;
𝐼𝑠𝑜𝑙: Irradiancia solar media mensual sobre la superficie de captación, con orientación y ángulo de
inclinación respecto del plano horizontal definidos, en𝑊/𝑚2;
Determinado en el cálculo del flujo de energía térmica de origen solar.
𝑇: Intervalo de tiempo analizado, en ℎ. 𝑇 = 𝑑í𝑎𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑠 𝑥 24
𝐸𝑎 =1
1000𝐴𝑐𝑠 𝐹′𝑟 𝜏𝛼 𝐼𝑠𝑜𝑙 𝑇 𝑘𝑊ℎ
CÁLCULO DE LA CONTRIBUCIÓN MENSUAL DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
Energía absorbida por el captador solar durante un mes (𝐸𝑎):
𝐹′𝑟 𝜏𝛼 : factor adimensional característico del captador solar 𝐹′𝑟 𝜏𝛼 = 𝜂𝑜𝐾𝜃𝛺
𝜂𝑜: factor de eficiencia óptica del captador solar (ordenada al origen de la curva);
𝐾𝜃: modificación del ángulo de incidencia del captador solar:
Superficie transparente simple 𝐾𝜃 = 0,96
Superficie transparente doble 𝐾𝜃 = 0,94
Ω: factor de corrección del conjunto captador – intercambiador Se adopta 𝛺 = 0,95.
𝐸𝑎 =1
1000𝐴𝑐𝑠 𝑭′𝒓 𝝉𝜶 𝐼𝑠𝑜𝑙 𝑇 𝑘𝑊ℎ
CÁLCULO DE LA CONTRIBUCIÓN MENSUAL DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
Factor de cobertura (𝑓):
𝑓 = 1,029 𝑫𝟏 − 0,065 𝐷2 − 0,245 𝑫𝟏2 + 0,0018 𝐷2
2 + 0,0215 𝑫𝟏3 ≤ 1
𝐷1: parámetro adimensional que expresa la relación entre la energía absorbida por la placa del
captador plano y la carga calorífica total durante un mes.
𝐷1 =𝐸𝑎𝑄𝐴𝐶𝑆
𝐸𝑎: energía absorbida por el captador solar durante un mes, en 𝑘𝑊ℎ.
CÁLCULO DE LA CONTRIBUCIÓN MENSUAL DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
Factor de cobertura (𝑓):
𝑓 = 1,029 𝐷1 − 0,065 𝑫𝟐 − 0,245 𝐷12 + 0,0018 𝑫𝟐
2 + 0,0215 𝐷13 ≤ 1
𝐷2: parámetro adimensional que expresa la relación entre las pérdidas de energía en el captador
para una determinada temperatura y la carga calorífica total durante un mes.
𝐷2 =𝐸𝑝
𝑄𝐴𝐶𝑆
𝐸𝑝: energía perdida por el captador solar durante un mes, en 𝑘𝑊ℎ.
CÁLCULO DE LA CONTRIBUCIÓN MENSUAL DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
Energía perdida por el captador solar durante un mes (𝐸𝑝):
𝐴𝑐𝑠: área de captación del colector solar, en 𝑚2;
𝐹𝑟𝑈𝐿: coeficiente global de pérdidas térmicas (pendiente de la curva característica);
Ω: factor de corrección del conjunto captador – intercambiador
Sistemas con intercambiador 𝛺 = 0,95
Sistemas sin intercambiador 𝛺 = 1,00
𝐸𝑝 =1
1000𝐴𝑐𝑠 𝐹𝑟𝑈𝐿 𝛺 100°𝐶 − 𝜃𝑒𝑥𝑡 𝑇 𝐾1 𝐾2 𝑘𝑊ℎ
CÁLCULO DE LA CONTRIBUCIÓN MENSUAL DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
Energía perdida por el captador solar durante un mes (𝐸𝑝):
𝐴𝑐𝑠: área de captación del colector solar, en 𝑚2;
𝐹𝑟𝑈𝐿: coeficiente global de pérdidas térmicas (pendiente de la curva característica);
Ω: factor de corrección del conjunto captador – intercambiador
𝜃𝑒𝑥𝑡: temperatura media del mes considerado, en ℃;
𝑇: intervalo de tiempo analizado, expresado en horas 𝑇 = 𝑑í𝑎𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑠 𝑥 24 ℎ
𝐸𝑝 =1
1000𝐴𝑐𝑠 𝐹𝑟𝑈𝐿 𝛺 100°𝐶 − 𝜃𝑒𝑥𝑡 𝑇 𝐾1 𝐾2 𝑘𝑊ℎ
CÁLCULO DE LA CONTRIBUCIÓN MENSUAL DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
Energía perdida por el captador solar durante un mes (𝐸𝑝):
𝐾1: factor de corrección por almacenamiento.
𝑉𝐴𝐶: capacidad de almacenamiento del colector solar, en 𝑙;
𝐴𝑐𝑠: área de captación del colector solar, en 𝑚2.
𝐾1 =𝑉𝐴𝐶75𝐴𝑐𝑠
−0,25
; 𝑡𝑎𝑙 𝑞𝑢𝑒 37,5 <𝑉𝐴𝐶𝐴𝑐𝑠< 300
𝐸𝑝 =1
1000𝐴𝑐𝑠 𝐹𝑟𝑈𝐿 𝛺 100°𝐶 − 𝜃𝑒𝑥𝑡 𝑇 𝑲𝟏 𝐾2 𝑘𝑊ℎ
CÁLCULO DE LA CONTRIBUCIÓN MENSUAL DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
Energía perdida por el captador solar durante un mes (𝐸𝑝):
𝐾2: factor de corrección que considera la temperatura de ingreso del agua al captador.
𝜃𝑎𝑐𝑠: temperatura mínima del agua caliente sanitaria, en °𝐶 Se adopta 𝜃𝑎𝑐𝑠 = 40℃
𝜃𝑒𝑥𝑡: temperatura media del mes considerado, en °𝐶.
𝐾2 =11,6 + 1,18 𝜃𝑎𝑐𝑠 + 3,86 𝜃𝑖𝑛𝑔 − 2,32 𝜃𝑒𝑥𝑡
(100°𝐶 − 𝜃𝑒𝑥𝑡)
𝐸𝑝 =1
1000𝐴𝑐𝑠 𝐹𝑟𝑈𝐿 𝛺 100°𝐶 − 𝜃𝑒𝑥𝑡 𝑇 𝐾1 𝑲𝟐 𝑘𝑊ℎ
CÁLCULO DE LA CONTRIBUCIÓN MENSUAL DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
Energía perdida por el captador solar durante un mes (𝐸𝑝):
𝐾2: factor de corrección que considera la temperatura de ingreso del agua al captador.
𝜃𝑖𝑛𝑔: temperatura de ingreso del agua a la instalación de calentamiento, en ℃
Agua corriente En función del mes considerado
Agua de napas freáticas Es un valor variable para cada zona climática
𝐾2 =11,6 + 1,18 𝜃𝑎𝑐𝑠 + 3,86 𝜃𝑖𝑛𝑔 − 2,32 𝜃𝑒𝑥𝑡
(100°𝐶 − 𝜃𝑒𝑥𝑡)
𝐸𝑝 =1
1000𝐴𝑐𝑠 𝐹𝑟𝑈𝐿 𝛺 100°𝐶 − 𝜃𝑒𝑥𝑡 𝑇 𝐾1 𝑲𝟐 𝑘𝑊ℎ
CÁLCULO DE LA CONTRIBUCIÓN MENSUAL DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
Factor de cobertura (𝑓):
𝑓 = 1,029 𝐷1 − 0,065 𝑫𝟐 − 0,245 𝐷12 + 0,0018 𝑫𝟐
2 + 0,0215 𝐷13 ≤ 1
𝐷2: parámetro adimensional que expresa la relación entre las pérdidas de energía en el captador
para una determinada temperatura y la carga calorífica total durante un mes.
𝐷2 =𝐸𝑝
𝑄𝐴𝐶𝑆
𝐸𝑝: energía perdida por el captador solar durante un mes, en 𝑘𝑊ℎ.
CONTRIBUCIÓN TOTAL DE ENERGÍA ÚTIL
𝑄𝑆𝑇;𝑖: requerimiento mensual de energía térmica para producción
de agua caliente sanitaria en el i-ésimo mes, en 𝑘𝑊ℎ.
ENERGÍA TÉRMICA
CONTRIBUCIÓN ST
𝑬𝑼;𝑺𝑻
𝐸𝑈;𝑆𝑇 =
𝑖=1
12
𝑄𝑆𝑇,𝑖 [𝑘𝑊ℎ]
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
CONTRIBUCIÓN TOTAL DE ENERGÍA SECUNDARIA
𝜂𝐴𝐶𝑆;𝑖: rendimiento medio ponderado de los sistemas activos de
producción de agua caliente sanitaria instalados, funcionando
durante el i-ésimo mes.
𝐸𝑆;𝑆𝑇 =𝐸𝑈;𝑆𝑇𝜼𝐴𝐶𝑆;𝒊
[𝑘𝑊ℎ]
ENERGÍA TÉRMICA
CONTRIBUCIÓN ST
ENERGÍA SECUNDARIA
CONTRIBUCIÓN ST
𝑬𝑼;𝑺𝑻𝑬𝑺;𝑺𝑻
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
RENDIMIENTO (𝜼𝑨𝑪𝑺)Según tabla
Rendimiento medio (𝜂𝐴𝐶𝑆) del equipo de producción de agua caliente sanitaria
INSTALACIÓN DE
ACS
ETIQUETA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA / AÑO DE FABRICACIÓN
A+++ A++ A+ A B C D E F G S/EAnterior
a 2018
2015-
2017
2012-
2015
2007-
2012
Anterior
a 2007
Calefón convencional (tiro balanceado) - - - 0,71 0,69 0,65 0,60 0,55 0,53 - - 0,65 0,60 0,55 0,53 -
Calefón convencional (tiro natural) - - - 0,80 0,77 0,71 0,65 0,59 0,55 - - 0,69 0,65 0,59 0,55 -
Calefón convencional (tiro forzado) - - - 0,80 0,77 0,71 0,65 0,59 0,55 - - 0,69 0,65 0,59 0,55 -
Termotanque convencional a gas - - - 0,58 0,56 0,52 0,48 0,46 - - 0,46 - - - - -
Termotanque convencional eléctrico - - - 0,83 0,79 0,70 0,61 0,56 - - 0,56 - - - - -
Caldera a gas autónoma integrada a la calefacción 0,88 0,86 0,82 0,77 0,71 0,67 0,65 0,59 0,55 - 0,55 - - - - 0,88
Caldera eléctrica autónoma integrada a la calefacción - - - - - - - - - 0,83 - - - - - -
Caldera central a gas de uso común en edificio - - - - - - - - - 0,77 - - - - - -
Caldera central eléctrica de uso común en edificio - - - - - - - - - 0,83 - - - - - -
Rendimiento medio (𝜂𝐴𝐶𝑆) del equipo de producción de agua caliente sanitaria
CONTRIBUCIÓN TOTAL DE ENERGÍA SECUNDARIA
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
Los rendimientos de cada equipo de producción de agua caliente sanitaria corresponden a valores medios, y han sido determinados por la Secretaría de Energía
de la Nación, en función de la evolución de las normativas vigentes asociadas y los registros de ventas de cada período considerado.
CONTRIBUCIÓN TOTAL DE ENERGÍA PRIMARIA
𝑓𝑃;𝑖: factor de conversión a energía primaria, del vector energético
que alimenta los sistemas activos de producción de agua caliente
sanitaria instalados.
𝐸𝑃;𝑆𝑇 = 𝐸𝑆;𝑆𝑇 𝒇𝑷;𝒊 [𝑘𝑊ℎ]
ENERGÍA PRIMARIA
CONTRIBUCIÓN ST
FACTOR DE CONVERSIÓN 𝒇𝑷
𝑬𝑷;𝑺𝑻
ENERGÍA TÉRMICA
CONTRIBUCIÓN ST
ENERGÍA SECUNDARIA
CONTRIBUCIÓN ST
𝑬𝑼;𝑺𝑻𝑬𝑺;𝑺𝑻
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
RENDIMIENTO (𝜼𝑨𝑪𝑺)
CONTRIBUCIÓN ESPECÍFICA DE ENERGÍA PRIMARIA
𝐸𝑃;𝑆𝑇 : contribución total de energía primaria para producción de
agua caliente sanitaria, en 𝑘𝑊ℎ;
𝐴𝑢: superficie útil de la vivienda, en 𝑚2.
𝐸𝑃𝑆𝑇 =𝐸𝑃;𝑆𝑇𝑨𝒖
𝑘𝑊ℎ
𝑚2𝑎ñ𝑜
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
LINEAMIENTOS PRELIMINARES
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
En el caso de que el inmueble posea una instalación de aprovechamiento de energía solar fotovoltaica
para producción de energía eléctrica, se deberá considerar el aporte de la misma al sistema en
términos de energía primaria.
En este procedimiento se consideran únicamente instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red,
cuyas potencias nominales sean inferiores a 15 𝑘𝑊𝑝.
En caso de que el inmueble cuente con una instalación fotovoltaica de potencia nominal mayor, se
adoptará para el cálculo el valor máximo de 15 𝑘𝑊𝑝.
CÁLCULO DE LA CONTRIBUCIÓN TOTAL DE ENERGÍA SECUNDARIA
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
Contribución anual de energía eléctrica producida por la instalación solar fotovoltaica:
𝐸𝑆;𝐹𝑉 = 𝑃𝐹𝑉 𝜂𝐹𝑉
𝑖=1
121
𝐼0𝐼𝑠𝑜𝑙,𝑖𝑇𝑖 𝑘𝑊ℎ
𝜂𝐹𝑉: rendimiento medio ponderado de la instalación fotovoltaica completa
TIPO DE MÓDULO FOTOVOLTAICO 𝜼𝑭𝑽
Módulos no ventilado 0,70
Módulos moderadamente ventilados 0,75
Módulos muy ventilados o con ventilación forzada 0,80
Rendimiento medio ponderado de la instalación fotovoltaica (𝜂𝐹𝑉)
CÁLCULO DE LA CONTRIBUCIÓN TOTAL DE ENERGÍA SECUNDARIA
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
Contribución anual de energía eléctrica producida por la instalación solar fotovoltaica:
𝐼0: irradiancia solar máxima Se adopta 𝐼0 = 1000𝑊/𝑚2
𝐼𝑠𝑜𝑙,𝑖: irradiancia solar media del i-ésimo mes sobre la superficie de captación, con orientación y
ángulo de inclinación respecto del plano horizontal definidos, en𝑊/𝑚2.
Determinado en el cálculo del flujo de energía térmica de origen solar.
𝑇𝑖: cantidad de días del i-ésimo mes considerado.
𝐸𝑆;𝐹𝑉 = 𝑃𝐹𝑉 𝜂𝐹𝑉
𝑖=1
121
𝐼0𝐼𝑠𝑜𝑙,𝑖𝑇𝑖 𝑘𝑊ℎ
CONTRIBUCIÓN TOTAL DE ENERGÍA PRIMARIA
𝐸𝑃;𝐹𝑉 = 𝐸𝑆;𝐹𝑉 𝒇𝑷 [𝑘𝑊ℎ]
ENERGÍA PRIMARIA
CONTRIBUCIÓN FV
FACTOR DE CONVERSIÓN 𝒇𝑷
𝑬𝑷;𝑭𝑽
ENERGÍA SECUNDARIA
CONTRIBUCIÓN FV
𝑬𝑺;𝑭𝑽
𝑓𝑃;𝑖: factor de conversión de energía eléctrica a energía primaria.
𝒇𝑷 = 𝟑, 𝟑𝟎.
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
CONTRIBUCIÓN ESPECÍFICA DE ENERGÍA PRIMARIA
𝐸𝑃;𝐹𝑉: contribución total de energía primaria por aprovechamiento
de energía solar fotovoltaica, en 𝑘𝑊ℎ;
𝐴𝑢: superficie útil de la vivienda, en 𝑚2.
𝐸𝑃𝐹𝑉 =𝐸𝑃;𝐹𝑉𝑨𝒖
𝑘𝑊ℎ
𝑚2𝑎ñ𝑜
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA