ciclo de conferencias sobre automatizaciÓn e ingenierÍa

CICLO DE CONFERENCIAS SOBRE AUTOMATIZACIÓN E INGENIERÍA

Bernardo ParajóVigo, 23 de octubre de 2006

LA SECCIÓN DE AHORRO DE ENERGÍA (HE), EN EL NUEVO CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN. IMPLICACIONES

UNIVERSIDADE DE VIGOE.T.S. de INGENIEROS INDUSTRIALES

LA SECCIÓN DE AHORRO DE ENERGÍA (HE), EN EL NUEVO CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN

ÍNDICE

CONTEXTO ENERGÉTICO

DIRECTIVA 2002/91 CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 16 de diciembre de 2002 relativa a la eficiencia energética de los edificios.

REAL DECRETO 314/2006, de 17 de marzo, por el que se aprueba el Código Técnico de la Edificación.

DOCUMENTO BÁSICO HE Ahorro de energía Sección HE 1. Limitación de demanda energética.

Fundamentos técnicos Desarrollo de la sección

Sección HE 3. Eficiencia energética de las instalaciones de iluminación. Fundamentos técnicos Desarrollo de la sección

Sección HE 4. Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria. Fundamentos técnicos Desarrollo de la sección

Sección HE 5. Contribución fotovoltaica mínima de energía eléctrica. Fundamentos técnicos Desarrollo de la sección



CONSUMO ENERGÉTICO Mayor consumo de energía de la que se necesita Consumo centrado en combustibles de origen fósil:

Agotamiento reservas Alta dependencia de países extractores Dificultad de abastecimiento Contexto energético mundial sensible e inestable que encarece combustibles fósiles Contaminación medioambiental

OBJETIVOS DE LA POLÍTICA ENERGÉTICA Ahorro y eficiencia energética Asegurar abastecimiento energético Reducir dependencia energética Reducción emisiones contaminantes causantes del efecto invernadero Quien contamina paga (quien conserva gana) Implantación progresiva de fuentes de energía renovables


CONTEXTO ENERGÉTICO EUROPEO

Energía primaria Es la que se obtiene directamente de

la naturaleza sin ninguna transformación (petróleo, carbón, fuentes renovables …)

Energía final Es la energía tal como se usa en los

puntos de consumo (electricidad, gasóleo, gasolina, gas natural …)

Intensidad energética Es la relación entre la energía y el

PIB. Es un indicador de la eficiencia en el uso de la energía.

LIBRO VERDE Hacia una estrategia europea de seguridad del abastecimiento energético. COM(2000) 769.



LIBRO VERDE: PRIORIDADES PARA EL MAÑANA

Es posible conseguir importantes ahorros energéticos en los edificios con una mayor utilización de las tecnologías de ahorro energético disponibles y económicamente viables.

Se puede reducir la utilización de energía en los edificios en al menos una quinta parte (40 Mtep/año). Esto es equivalente a: 10 % de las importaciones netas de productos petrolíferos de la U.E. 20 % del compromiso de reducción de emisiones de GEI contraído por la U.E.

en Kioto.

La Comisión propondrá una normativa sobre el ahorro energético en la edificación: Instauración reglamentaria de umbrales de ahorro energético en los edificios. Implantación de certificados energéticos uniformizados permitiría la entrada de

la variable energética en el mercado inmobiliario Fomentar la integración de las energías renovables en las nuevas

construcciones.



EL PROTOCOLO DE KIOTO

Toma como base la situación de las emisiones de gases causantes del efecto invernadero en 1990.

Las actividades energéticas son responsables de más del 80 % de las emisiones de gases causantes del efecto invernadero.

UNIÓN EUROPEA Reducción 8% emisiones

ESPAÑALimitación del aumento de

emisiones a un 15%

MUNDIAL Reducción 5% emisiones

Los objetivos deben ser alcanzados antes de 2008 y mantenidos hasta 2012

EN ESPAÑA AUMENTARON LAS EMISIONES EN MÁS DE UN 40 % DESDE 1990


ALGO MUCHO MÁS AMPLIO: DESARROLLO SOSTENIBLE

CONCEPTO SATISFACCIÓN DE LAS AUTENTICAS NECESIDADES HUMANAS. A LA TOTALIDAD DE LA HUMANIDAD. SIN COMPROMETER EL BIENESTAR DE LAS GENERACIONES FUTURAS.

PRINCIPIOS ADMISIÓN DE LOS LÍMITES

NO ES POSIBLE UN CRECIMIENTO ILIMITADO EN UN MEDIO LIMITADO. RECURSOS RENOVABLES.

LA TASA DE EMPLEO DE LOS RECURSOS RENOVABLES NO PUEDE EXCEDER LA TASA DE RENOVACIÓN DEL RECURSO.

RESIDUOS. LA TASA DE VERTIDOS DE RESIDUOS NO PUEDE EXCEDER A LA TASA DE

RECUPERACIÓN DEL MEDIO. RECURSOS NO RENOVABLES.

LA TASA DE EMPLEO DE RECURSOS NO RENOVABLES NO PUEDE EXCEDER LA CAPACIDAD DE RECICLADO TECNOLÓGICO, A NO SER QUE SE ENCUENTRE UN RECURSO SUSTITUTORIO.


DIRECTIVA 2002/91: EFICIENCIA ENERGÉTICA DE LOS EDIFICIOS



OBJETIVOFomentar la eficiencia energética de los edificios de la Comunidad, teniendo en cuenta las condiciones climáticas exteriores y las particularidades locales, así como los requisitos ambientales interiores y la relación coste-eficacia.

Establece requisitos en relación con:

a) el marco general de una metodología de cálculo de la eficiencia energética integrada de los edificios;

b) la aplicación de requisitos mínimos de eficiencia energética de los edificios nuevos;

c) la aplicación de requisitos mínimos de eficiencia energética de grandes edificios existentes que sean objeto de reformas importantes;

d) la certificación energética de edificios, y

e) la inspección periódica de calderas y sistemas de aire acondicionado de edificios y, además, la evaluación del estado de la instalación de calefacción con calderas de más de 15 años.



DEFINICIONES

EDIFICIO: una construcción techada con paredes en la que se emplea energía para acondicionar el clima interior; puede referirse a un edificio en su conjunto o a partes del mismo que hayan sido diseñadas o modificadas para ser utilizadas por separado,

EFICIENCIA ENERGÉTICA DE UN EDIFICIO: la cantidad de energía consumida realmente o que se estime necesaria para satisfacer las distintas necesidades asociadas a un uso estándar del edificio, que podrá incluir, entre otras cosas, la calefacción, el calentamiento del agua, la refrigeración, la ventilación y la iluminación. Dicha magnitud deberá quedar reflejada en uno o más indicadores cuantitativos calculados teniendo en cuenta el aislamiento, las características técnicas y de la instalación, el diseño y la orientación, en relación con los aspectos climáticos, la exposición solar y la influencia de construcciones próximas, la generación de energía propia y otros factores, incluidas las condiciones ambientales interiores, que influyan en la demanda de energía,

(…)



ADOPCIÓN DE UNA METODOLOGÍALos Estados miembros aplicarán, a escala nacional o regional, una metodología de cálculo de la eficiencia energética de los edificios, cuyo marco general se expone en el anexo. (…)La eficiencia energética de un edificio se expresará de una forma clara y podrá incluir un indicador de emisiones de CO2.

REQUISITOS DE EFICIENCIA ENERGÉTICAPermite la distinción entre edificios nuevos y edificios existentes, así como entre diferentes categorías de edificios.Los requisitos deberán tener en cuenta las condiciones ambientales generales interiores, para evitar posibles efectos negativos, como una ventilación inadecuada, así como las particularidades locales, el uso a que se destine el edificio y su antigüedad.

Los Estados miembros podrán decidir no establecer o no aplicar los requisitos a las siguientes categorías de edificios: edificios y monumentos protegidos oficialmente por ser parte de un entorno declarado o en razón de su particular

valor arquitectónico o histórico, cuando el cumplimiento de tales requisitos pudiese alterar de manera inaceptable su carácter o aspecto,

edificios utilizados como lugares de culto y para actividades religiosas, construcciones provisionales con un plazo previsto de utilización igual o inferior a dos años, instalaciones

industriales, talleres y edificios agrícolas no residenciales de baja demanda energética y edificios agrícolas no residenciales que estén siendo utilizados por un sector cubierto por un acuerdo nacional sectorial sobre eficiencia energética,

edificios de viviendas que estén destinados a utilizarse durante menos de cuatro meses al año, edificios independientes con una superficie útil total inferior a 50 m2.



EDIFICIOS NUEVOS

Los edificios nuevos deberán cumplir los requisitos mínimos de rendimiento energético.

En los edificios nuevos con una superficie útil total de más de 1 000 m2, se considerará la viabilidad técnica, medioambiental y económica de sistemas alternativos como: sistemas descentralizados de producción de energía basados en energías renovables, cogeneración (producción combinada de calor y electricidad), calefacción o refrigeración central o urbana, cuando esta última esté disponible, bombas de calor en determinadas condiciones,

antes de que se inicie la construcción.

EDIFICIOS EXISTENTES

Cuando se efectúen reformas importantes en edificios con una superficie útil total superior a 1 000 m2, se mejorará su eficiencia energética para que cumplan unos requisitos mínimos siempre que ello sea técnica, funcional y económicamente viable.

Los requisitos podrán establecerse, bien para el conjunto del edificio reformado, o bien para los sistemas o componentes reformados cuando sean parte de una renovación que se lleva a cabo en un período de tiempo limitado.



CERTIFICADO DE EFICIENCIA ENERGÉTICACuando los edificios sean construidos, vendidos o alquilados, se pondrá a disposición del propietario o, por parte del propietario, a disposición del posible comprador o inquilino, según corresponda, un certificado de eficiencia energética. La validez del certificado no excederá de 10 años.Para las viviendas o para los locales destinados a uso independiente situados en un mismo edificio, la certificación podrá basarse: en una certificación única de todo el edificio, en el caso de aquellos edificios que dispongan de un sistema de

calefacción centralizado, o en la evaluación de una vivienda representativa del mismo edificio.

El certificado de eficiencia energética de un edificio deberá incluir valores de referencia tales como la normativa vigente y valoraciones comparativas, con el fin de que los consumidores puedan comparar y evaluar la eficiencia energética del edificio. El certificado deberá ir acompañado de recomendaciones para la mejora de la relación coste-eficacia de la eficiencia energética.El objetivo de los certificados se limitará al suministro de información, y cualesquiera efectos de los mismos en acciones judiciales o de otro tipo se decidirán de conformidad con las normas nacionales.

Los edificios con una superficie útil total superior a 1 000 m2 ocupados por autoridades públicas o instituciones que presten servicios públicos a un número importante de personas y que, por consiguiente, sean frecuentados habitualmente por ellas, se exhiba, en lugar destacado y claramentevisible por el público, un certificado energético de antigüedad no superior a 10 años.También podrán exhibirse claramente la gama de temperaturas interiores recomendadas y las registradas en cada momento y, en su caso, otros factores climáticos pertinentes.



INSPECCIÓN DE CALDERASObligatoriedad de inspección periódica de las calderas que utilicen combustibles no renovables líquidos o sólidos y tengan una potencia nominal efectiva comprendida entre 20 y 100 kW. También podrá aplicarse a calderas que utilicen otros combustibles.Las calderas con una potencia nominal efectiva de más de 100 kW se inspeccionarán al menos cada dos años. Para las calderas de gas, este período podrá ampliarse a cuatro años.Para calefacciones con calderas de una potencia nominal efectiva de más de 20 kW y con más de 15 años de antigüedad, se establecerá una única inspección de todo el sistema de calefacción

Los expertos asesorarán a los usuarios sobre la sustitución de la caldera, sobre otras modificaciones del sistema de calefacción y sobre soluciones alternativas. Las inspecciones deberán incluir la evaluación del rendimiento de la caldera y de su capacidad comparada con la demanda de calefacción del Edificio.

INSPECCIÓN DE LOS SISTEMAS DE AIRE ACONDICIONADOObligatoriedad de inspección periódica de los sistemas de aire acondicionado con una potencia nominal efectiva superior a 12 kW.La inspección incluirá una evaluación del rendimiento del aire acondicionado y de su capacidad comparada con la demanda de refrigeración del edificio. Se asesorará debidamente a los usuarios sobre la sustitución del sistema de aire acondicionado, las mejoras que se puedan aportar o sobre soluciones alternativas.



CERTIFICADORES E INSPECTORES INDEPENDIENTESLa certificación energética de los edificios y la redacción de las correspondientes recomendaciones, así como la inspección de las calderas y de los sistemas de aire acondicionado se realicen de manera independiente por técnicos cualificados o acreditados, tanto si actúan de forma autónoma como si están contratados por entidades públicas o empresas privadas.

TRANSPOSICIÓNLos Estados miembros pondrán en vigor las disposiciones legales, reglamentarias y administrativas necesarias para dar cumplimiento a lo establecido en la presente Directiva a más tardar el 4 de enero de 2006.

Debido a la escasez de especialistas cualificados o acreditados, los Estados miembros podrán disponer de un período adicional de tres años para aplicar plenamente las disposiciones sobre: Certificado de eficiencia energética (art. 7) Inspección de las calderas (art. 8) Inspección de los sistemas de aire acondicionado (Art. 9)



El Código Técnico de la Edificación transpone parcialmente la Directiva 2002/91, en lo relativo a los requisitos de eficiencia energética (art. 4), en edificios nuevos (art. 5) y edificios existentes (art.6)

El certificado de eficiencia energética (art. 7) quedará recogido en un futuro Real Decreto de certificación energética de edificios de nueva construcción.

La inspección de las calderas (art. 8) y la inspección de los sistemas de aire acondicionado se incluirán en la Revisión del Reglamento de Instalaciones Térmicas de los Edificios (RITE)


EL CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN. R.D. 314/2006


EL CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN

REAL DECRETO 314/2006 de 17 de marzo, por el que se aprueba el Código Técnico de la Edificación

PARTE I: Capítulo 1: Disposiciones generales Capítulo 2: Condiciones técnicas y administrativas Capítulo 3: Exigencias básicas ANEJO I: Contenido del proyecto ANEJO II: Documentación del seguimiento de la obra ANEJO III: Terminología

PARTE II: Documentos Básicos DB SE: Seguridad estructural DB SE-AE: Seguridad estructural. Acciones en la edificación DB SE-C: Seguridad estructural. Cimientos DB SE-A: Seguridad estructural. Acero DB SE-F: Seguridad estructural. Fábrica DB SE-M: Seguridad estructural. Madera DB SI: Seguridad en caso de incendio DB SU: Seguridad de utilización DB HS: Salubridad (Higiene, salud y protección del medio ambiente) DB HE: Ahorro de energía

Sección HE-1: Limitación de la demanda energética Sección HE-2: Rendimiento de las instalaciones térmicas Sección HE-3: Eficiencia energética de las intalaciones de iluminación Sección HE-4: Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria Sección HE-5: Contribución fotovoltaica mínima de energía eléctrica



Publicación: BOE de 28 de marzo de 2006

Entrada en vigor: 29 de marzo de 2006

Régimen de aplicación transitoria (derogación): 6 meses (29 de septiembre de 2006):

NBE CT-79: Condiciones térmicas de los edificios NBE CPI-96: Condiciones de protección contra incendios de los edificios

12 meses (29 de marzo de 2007): NBE AE-88: Acciones en la edificación NBE FL-90: Muros resistentes de fábrica de ladrillo NBE EA-95: Estructuras de acero en edificación Normas básicas para las instalaciones interiores de suminsitro de agua



Régimen de aplicación transitoria: 6 meses (29 de septiembre de 2006):

DB SI: Seguridad en caso de incendio DB SU: Seguridad de utilización DB HE: Ahorro de energía

12 meses (29 de marzo de 2007): DB SE: Seguridad estructural DB SE-AE: Seguridad estructural. Acciones en la edificación DB SE-C: Seguridad estructural. Cimientos (*) DB SE-A: Seguridad estructural. Acero (*) DB SE-F: Seguridad estructural. Fábrica (*) DB SE-M: Seguridad estructural. Madera (*) DB HS: Salubridad (Higiene, salud y protección del medio ambiente)

(*) Aplicación conjunta con DB SE y DB SE-AE


EL CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN. PARTE I



Capítulo 1. Disposiciones generales Artículo 1. Objeto

Desarrolla los reguisitos básicos de Seguridad y Habitabilidad (Ley 38/1999, de Ordenación de la Edificación) Artículo 2. Ámbito de aplicación

Obras de edificación de nueva construcción Obras de ampliación, modificación, reforma o rehabilitación

Artículo 3. Contenido del CTE Artículo 4. Documentos Reconocidos y Registro General del CTE

Documentos técnicos, sin carácter reglamentario, que cuenten con el reconocimiento del Ministerio de Vivienda Existirá un registro público

Capítulo 2. Condiciones técnicas y administrativas Artículo 5. Condiciones generales para el cumplimiento del CTE

Soluciones técnicas basadas en los DB: opción prescriptiva Soluciones alternativas: opción prestacional

Artículo 6. Condiciones del proyecto Artículo 7. Condiciones en la ejecución de las obras Artículo 8. Condiciones del edificio

Plan de mantenimiento del edificio



Capítulo 3. Exigencias básicas Artículo 9. Generalidades Artículo 10. Exigencias básicas de seguridad estructural (SE) Artículo 11. Exigencias básicas de seguridad en caso de incendio (SI) Artículo 12. Exigencias básicas de seguridad de utilización (SU) Artículo 13. Exigencias básicas de salubridad (HS) “Higiene, salud y protección del medio ambiente” Artículo 14. Exigencias básicas de protección frente al ruido (HR)

Artículo 15. Exigencias básicas de ahorro de energía (HE)OBJETIVO: Conseguir un uso racional de la energía necesaria para la utilización de los edificios, reduciendo a límites sostenibles su consumo y conseguir asimismo que una parte de este consumo proceda de fuentes de energía renovable.

ESPECIFICA parámetros objetivos y procedimientos cuyo cumplimiento asegura la satisfacción de las exigencias básicas y la superación de los niveles mínimos de calidad propios del requisito básico de ahorro de energía.

Exigencia básica HE 1: Limitación de demanda energética Los edificios dispondrán de una envolvente de características tales que limite adecuadamente la demanda

energética necesaria para alcanzar el bienestar térmico en función del clima de la localidad, del uso del edificio y del régimen de verano y de invierno, así como por sus características de aislamiento e inercia, permeabilidad al aire y exposición a la radiación solar, reduciendo el riesgo de aparición de humedades de condensación superficiales e intersticiales que puedan perjudicar sus características y tratando adecuadamente los puentes térmicos para limitar las pérdidas o ganancias de calor y evitar problemas higrotérmicos en los mismos.

Exigencia básica HE 2: Rendimiento de las instalaciones térmicas Los edificios dispondrán de instalaciones térmicas apropiadas destinadas a proporcionar el bienestar térmico

de sus ocupantes, regulando el rendimiento de las mismas y de sus equipos. Esta exigencia se desarrolla actualmente en el vigente Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios, RITE, y su aplicación quedará definida en el proyecto del edificio.



Exigencia básica HE 3: Eficiencia energética de las instalaciones de iluminación Los edificios dispondrán de instalaciones de iluminación adecuadas a las necesidades de sus usuarios y a la

vez eficaces energéticamente disponiendo de un sistema de control que permita ajustar el encendido a la ocupación real de la zona, así como de un sistema de regulación que optimice el aprovechamiento de la luz natural, en las zonas que reúnan unas determinadas condiciones.

Exigencia básica HE 4: Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria En los edificios con previsión de demanda de agua caliente sanitaria o de climatización de piscina cubierta, en

los que así se establezca en este CTE, una parte de las necesidades energéticas térmicas derivadas de esa demanda se cubrirá mediante la incorporación en los mismos de sistemas de captación, almacenamiento y utilización de energía solar de baja temperatura adecuada a la radiación solar global de su emplazamiento y a la demanda de agua caliente del edificio. Los valores derivados de esta exigencia básica tendrán la consideración de mínimos, sin perjuicio de valores que puedan ser establecidos por las administraciones competentes y que contribuyan a la sostenibilidad, atendiendo a las características propias de su localización y ámbito territorial.

Exigencia básica HE 5: Contribución fotovoltaica mínima de energía eléctrica En los edificios que así se establezca en este CTE se incorporarán sistemas de captación y transformación de

energía solar en energía eléctrica por procedimientos fotovoltaicos para uso propio o suministro a la red. Los valores derivados de esta exigencia básica tendrán la consideración de mínimos, sin perjuicio de valores más estrictos que puedan ser establecidos por las administraciones competentes y que contribuyan a la sostenibilidad, atendiendo a las características propias de su localización y ámbito territorial.

ANEJO I. Contenido del proyecto

ANEJO II. Documentación del seguimiento de la obra

ANEJO III. Terminología


EL CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN. PARTE II


DOCUMENTO BÁSICO HE Ahorro de energía

El objetivo del requisito básico “Ahorro de energía” consiste en conseguir un uso racional de la energía necesaria para la utilización de los edificios, reduciendo a límites sostenibles su consumo y conseguir asimismo que una parte de su consumo proceda de fuentes de energía renovable. (…)


DOCUMENTO BÁSICO HE Ahorro de energíaFundamentos

El consumo de energía en los edificios



LEY 38/1999, de 5 de noviembre, de Ordenación de la Edificación.

Funcionalidad

Seguridad

Habitabilidad Salubridad Protección ruido Ahorro de Energía

Código Técnico HE 1: Limitación de demanda

energética HE 2: Rendimiento de las

instalaciones térmicas HE 3: Eficiencia energética de

las instalaciones de iluminación HE 4: Contribución solar

mínima de agua caliente sanitaria HE 5: Contribución fotovoltaica

mínima de energía eléctrica



Ahorro de Energía en Edificios. Objetivo último: limitar el consumo total

REDUCCIÓN DEL CONSUMO ENERGÉTICO

C C ==DEMANDA ENERGÉTICADEMANDA ENERGÉTICA

RENDIMIENTO MEDIO DEL SISTEMARENDIMIENTO MEDIO DEL SISTEMA

REDUCCIÓN DE LA DEMANDA

AUMENTO DEL RENDIMIENTO EN SISTEMASCONVENCIONALES

USO DE SISTEMAS ALTERNATIVOS (ENERGÍAS RENOVABLES)

EXPRESIÓN DEL CONSUMO ENERGÉTICO Calefacción

Refrigeración

ACS

Iluminación



Nivel 0 Nivel 1 Nivel 2 CTENivel 0 Nivel 1 Nivel 2 CTE

Consumo Total

Calefacción

Refrigeración

Agua Caliente Sanitaria

Iluminación

Uso general

electricidad

Demanda

Rendimiento

Demanda

Rendimiento

Cont. Solar

Rendimiento

Cont. solar

Rendimiento

Cont. Solar

HE1

HE2

HE1

HE2

HE4

HE2

HE5

HE3

HE5



oRendimientDemanda

Consumo

Implicaciones de utilizar el nivel 2: sólo la zona verde está permitida

Consumo Energía Final(kW h / m2 año)

Rendimiento medio

Consumo máximo resultante al fijar niveles mínimo de rendimiento y máximo de

demanda

Rendimiento mínimo

permitidoHE2

Demanda máxima

permitida HE1


HE 1. LIMITACIÓN DE DEMANDA ENERGÉTICA.Fundamentos técnicos

¿Por qué el edificio demanda energía de calefacción y refrigeración?

Solicitaciones Exteriores Solicitaciones Interiores

Los flujos de calor no conducen de manera espontánea a una situación de confort



Demanda de calefacción y refrigeración, para viviendas unifamiliares, en diferentes poblaciones del estado.

Demandas Calefacción y Refrigeración. Vivienda Aislada según Código Técnico.

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 60

Demanda de Calefacción (kWh/m2)

Dem

and

a d

e R

efri

ger

ació

n (

kWh

/m2)



Demanda de calefacción y refrigeración, para edificios de oficinas, en diferentes poblaciones del estado.

Demandas Calefacción y Refrigeración. Oficinas según Código Técnico.

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 60

Demanda de Calefacción (kWh/m2)

Dem

and

a d

e R

efri

ger

ació

n (

kWh

/m2)



Aspectos que condicionan la demanda:

DEMANDA = f ( Clima, Ubicación, Envolvente, Condiciones operacionales y funcionales)

Envolvente = forma (compacidad)

orientación y % vidriado fachadas

características constructivas

Ubicación = acceso solar, control solar



Contribución a la demanda de los cerramientos opacos:

ExteriorExterior

InteriorInterior

)TT(UQ aisart



Contribución a la demanda de los cerramientos semitransparentes:

aeT

aiT

0ae

T 0ai

T

aiT ae

T

I



Contribución a la demanda de los cerramientos semitransparentes

ie

iIII

II

hh

hIQ

IQ

)TT(UQ aiaeI Text

Tai

ie

iaiae hh

hI)TT(UQ

Factor solar



Efecto de los obstáculos y elementos de control solar: factor solar modificado

Radiación transmitida

D

Radiación incidente plano

verticalA

Radiación tras obstáculos

lejanosB

Radiación tras obstáculos de

fachadaC

Factor solar = D/CFactor de Sombra = C/BFactor solar modificado = D/B



Estrategia general de la limitación de la demanda

EN INVIERNO: DEMANDA = PÉRDIDAS – GANANCIASEN INVIERNO: DEMANDA = PÉRDIDAS – GANANCIAS Limitar pérdidas (aislamiento)Limitar pérdidas (aislamiento) Promover ganancias (orientación ventanas, inercia)Promover ganancias (orientación ventanas, inercia)

EN VERANO: DEMANDA = GANANCIAS – PÉRDIDASEN VERANO: DEMANDA = GANANCIAS – PÉRDIDAS Limitar ganancias (control solar, modulación)Limitar ganancias (control solar, modulación) Promover pérdidas (ventilación)Promover pérdidas (ventilación)



Comportamiento general de los componentes de la envuelta

Ig)TT(UQ aiext

Tai

I

Text

)TT(VCQ aiextp

)TT(UQ aieq Opacos

Semitransparentes

Inf./Vent.




Ig)TT(UQ aiext

)TT(VCQ aiextp

)TT(UQ aieq Opacos

Semitransparentes

Inf./Vent.

RÉGIMEN DE INVIERNO

Pérdidas

Ganancias Brutas

Limitar pérdidas reducir U, reducir V Promover ganancias aumentar g




Ig)TT(UQ aiext

)TT(VCQ aiextp

)TT(UQ aieq Opacos

Semitransparentes

Inf./Vent.

RÉGIMEN DE VERANO

Ganancias

Limitar ganancias reducir g, reducir U en cubiertasPromover pérdidas aumentar V durante la noche

Neutro(excepto cubierta -ganancias)

Neutro

Neutro(excepto ventilación nocturna-pérdidas)



Aislamiento en cerramientos opacos

INFLUENCIA DEL ESPESOR DEL AISLAMIENTO MADRID,SEVILLA,BURGOS; Muro Norte

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Espesor del Aislamiento (cm)

Ah

orr

o (

kW

h/m

2)

MADRID

SEVILLA

BURGOS

INFLUENCIA DEL ESPESOR DEL AISLAMIENTO MADRID; Muro Norte, Sur, Sureste, Este

0

10

20

30

40

50

60

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Espesor del Aislamiento (cm)A

ho

rro

(k

W h

/m2

)

NORTE

SUR

SURESTE

ESTE



Aislamiento en medios semitransparentes: vidrios

Tipo de vidrio U (W/m2K) Factor solar g

Vidrio simple claro 5.7 0.88

Vidrio doble claro 3.1 0.76

Vidrio doble bajo emisivo 2.5 0.71

Vidrio doble bajo emisivo 1.9 0.61



Aislamiento en medios semitransparentes: marcos

Tipo de MarcoU

W/m2K

Madera 2.50

Metálico 5.70

Metálico con Rotura de puente térmico 4.00

PVC (2 huecos) 2.20

PVC (3 huecos) 2.00



Acceso solar y control solar (modificadores de g·I)

Radiación transmitida

D

Radiación incidente plano

verticalA

Radiación tras obstáculos lejanos

B

Radiación tras obstáculos de

fachadaC

Factor solar = D/C

Factor de Sombra oCorrector Factor Solar = C/A



Obstáculos remotos: modifiacdores de g·I



Obstáculos de fachada: modificadores de g·I

Inv 8:00 Inv 10:00 Inv 12:00

Ver 10:00 Ver 12:00Ver 8:00



Control solar en medios semitransparentes: modificadores de g·I

Absorbente Reflectante



Elementos exteriores de control solar: modificadores de g·I



SEVERIDAD CLIMÁTICA

Dos climas son “idénticos” cuando la demanda energética de un edificio dado es la misma en ambos climas.

Un clima es “x” veces más severo que otro cuando la demanda energética de un edificio dado es “x” veces mayor en el primero que en el segundo.

Si se divide la demanda energética de un edificio dado en cada localidad por la demanda energética en una localidad en concreto, obtenemos la relación entre los climas de dichas localidades.

Burgos -21.373 1.9 Soria -18.427 1.6 Segovia -15.945 1.4 Madrid -11.412 1.0 Bilbao -11.097 1.0 Barcelona -7.782 0.7 Sevilla -3.769 0.3 Cádiz -2.362 0.2

Normalised Climate for Heating

0.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00

Mean Normalised Climate

No

rmal

ised

Cli

mat

e fo

r 15

D

iffe

ren

t B

uil

din

gs



ZONIFICACIÓN CLIMÁTICA

SC (invierno)

SC

(ve

ran

o)

Zonas Climáticas de Invierno

Zonas Climáticas de Verano

B3

B3

A3

A3 E1

E1

E1D3



Variación de la demanda con el clima

0.704

1.151

0

0.5

1

1.5

2

0 0.5 1 1.5 2

Severidad Climática

D /

D(M

adri

d)

Todos construyen igual

Todos demandan lo mismo

CTE-HE1


HE 1. LIMITACIÓN DE DEMANDA ENERGÉTICA.Desarrollo de la sección

1 Generalidades

1.1 Ámbito de aplicación Edificios de nueva construcción; Modificaciones, reformas o rehabilitaciones de edificios existentes con una superficie útil

superior a 1000 m2 donde se renueve más del 25% del total de sus cerramientos.

Exclusiones aquellas edificaciones que por sus características de utilización deban permanecer

abiertas; edificios y monumentos protegidos oficialmente por ser parte de un entorno declarado o

en razón de su particular valor arquitectónico o histórico, cuando el cumplimiento de tales exigencias pudiese alterar de manera inaceptable su carácter o aspecto;

edificios utilizados como lugares de culto y para actividades religiosas; construcciones provisionales con un plazo previsto de utilización igual o inferior a dos

años; instalaciones industriales, talleres y edificios agrícolas no residenciales; edificios aislados con una superficie útil total inferior a 50 m2.



1 Generalidades

1.2 Procedimiento de verificación

EN EL PROYECTO Opción simplificada (prescriptiva): comparación de los parámetros característicos de

los cerramientos y particiones de la envolvente térmica con los valores límite permitidos (tabulados) de transmitancias y factores solares modificados.

Opción general (prestacional): comparación de la demanda energética del edifico respecto a un edificio de referencia. Esta opción se realiza mediante un programa normativo LIDER, que también establece el edificio de referencia.

En ambos casos: Se deben comprobar las condiciones de aplicación de cada una de las opciones. Se deben cumplir las limitaciones relativas a condensaciones en la superficie y el interior

de los cerramientos y a las infiltraciones de aire

EN LA CONSTRUCCIÓN Controles durante la ejecución de la obra Control de obra terminada



2 Caracterización y cuantificación de las exigencias

2.1 Demanda energética Está limitada en función del clima de la localidad (severidad climática) y de la carga

interna. Será inferior a la de un edificio situado en la misma localidad cuyas características de los

cerramientos y particiones interiores de la la envolvente térmica sean loa valores límite de las tablas (edificio de referencia)

Parámetros característicos: Transmitancias térmicas

Muros de fachada Cubiertas Suelos Cerramientos en contacto con el terreno Huecos Medianerías

Factores solares modificados Huecos Lucernarios

Evitar descompensaciones en la calidad térmica entre diferentes espacios y particiones interiores de la envolvente térmica. También con zonas comunes no calefactadas.




2.1 Demanda energéticaTablas de valores límite de los parámetros característicos medios




2.2 Condensaciones

CONDENSACIONES SUPERFICIALES Las condensaciones superficiales en los cerramientos y particiones interiores que

componen la envolvente térmica del edificio, se limitarán de forma que se evite la formación de mohos en su superficie interior. Para ello, en aquellas superficies interiores de los cerramientos que puedan absorber agua o susceptibles de degradarse y especialmente en los puentes térmicos de los mismos, la humedad relativa media mensual en dicha superficie será inferior al 80%.

CONDENSACIONES INTERSTICIALES Las condensaciones intersticiales que se produzcan en los cerramientos y particiones

interiores que componen la envolvente térmica del edificio serán tales que no produzcan una merma significativa en sus prestaciones térmicas o supongan un riesgo de degradación o pérdida de su vida útil. Además, la máxima condensación acumulada en cada periodo anual no será superior a la cantidad de evaporación posible en el mismo periodo.




2.3 Permeabilidad al aire La permeabilidad de las carpinterías de los huecos y lucernarios de los cerramientos que

limitan los espacios habitables de los edificios con el ambiente exterior se limita en función del clima de la localidad en la que se ubican, según la zonificación climática establecida en el apartado 3.1.1.

La permeabilidad al aire de las carpinterías, medida con una sobrepresión de 100 Pa, tendrá unos valores inferiores a los siguientes: Para las zonas climáticas A y B: 50 m3/(h·m2); Para las zonas climáticas C, D y E: 27 m3/(h·m2).



3 Cálculo y dimensionado

3.1 Datos previos Zonificación climática (apéndice D)

División de invierno: A,B,C,D,E División de verano: 1,2,3,4

Clasificación de los espacios Habitables / No habitables Baja carga interna / Alta carga interna Clases de higrometría: 3,4,5

Definición de la envolvente térmica del edificio y clasificación de sus componentes La envolvente térmica del edificio, está

compuesta por todos los cerramientos que limitan espacios habitables con el ambiente exterior (aire o terreno u otro edificio) y por todas las particiones interiores que limitan los espacios habitables con los espacios no habitables que a su vez estén en contacto con el ambiente exterior.



3 Cálculo y dimensionado3.2 Opción simplificada Aplicabilidad

Cuando se cumplan simultáneamente las condiciones siguientes: que el porcentaje de huecos en cada fachada sea inferior al 60% de su superficie; que el porcentaje de lucernarios sea inferior al 5% de la superficie total de la cubierta.

Como excepción, se admiten porcentajes de huecos superiores al 60% en aquellas fachadas cuyas áreas supongan un porcentaje inferior al 10% del área total de las fachadas del edificio.

Excluidos edificios con cerramientos formados por soluciones constructivas no convencionales. Conformidad con la opción (procedimiento de aplicación)

Determinación de la zonificación climática Clasificación de los espacios del edificio Definición de la envolvente térmica y cerramientos objeto Comprobación del cumplimiento de las limitaciones de permeabilidad al aire de las carpinterías de los huecos y

lucernarios de la envolvente térmica Cálculo de los parámetros característicos de los distintos componentes de los cerramientos y particiones

interiores Limitación de la demanda energética:

Comprobación de que cada una de las transmitancias térmicas de los cerramientos y particiones interiores que conforman la envolvente térmica es inferior al valor máximo (tabla 2.1)

Cálculo de la media de los distintos parámetros característicos para la zona con baja carga interna y la zona de alta carga interna del edificio

Comprobación de que los parámetros característicos medios de la zona de baja carga interna y la zona de alta carga interna son inferiores a los valores límite (tablas 2.2)

En edificios de vivienda, limitación de la transmitancia térmica de las particiones interiores que separan las unidades de uso con las zonas comunes del edificio

Control de las condensaciones Superficiales Intersticiales

Permeabilidad al aire




3.3 Opción general Edificio objeto: el edificio tal cual ha sido proyectado en geometría (forma y tamaño),

construcción y operación; Edificio de referencia: tiene la misma forma y tamaño del edificio objeto; la misma zonificación

interior y el mismo uso de cada zona que tiene el edificio objeto; los mismos obstáculos remotos del edificio objeto; y unas calidades constructivas de los componentes de fachada, suelo y cubierta por un lado y unos elementos de sombra que garantizan el cumplimiento de las exigencias mínimas de demanda energética

Aplicabilidad La única limitación para la utilización de la opción general es la derivada del uso en el edificio de

soluciones constructivas innovadoras cuyos modelos no puedan ser introducidos en el programa informático que se utilice.

Método de cálculo Programa LIDER Otros programas (documentos reconocidos)



Verificación Administrativa

Resultados en Pantalla

Motor de Cálculo

Interfaz GráficaBase de Datos

Datos Usuario

Ayuda en Pantalla



4 Productos de construcción4.1 Características exigibles a los productos4.2 Características exigibles a los cerramientos y particiones4.3 Control de recepción en obra de productos5 Construcción5.1 Ejecución5.2 Control de la ejecución de la obra5.3 Control de la obra terminadaApéndice A TerminologíaApéndice B Notaciones y unidadesApéndice C Normas de referenciaApéndice D Zonas climáticasApéndice E Cálculo de los parámetros característicos de la demandaApéndice F Resistencia térmica total de un elemento de edificación homogéneas y heterogéneasApéndice G CondensacionesApéndice H Fichas justificativas de la opción simplificada


Q: CANTIDAD DE LUZ (Energía luminosa)Flujo luminoso emitido en la unidad de tiempo (lm·h)

I: INTENSIDAD LUMINOSALa intensidad luminosa de una fuente de luz es el flujo emitido en una dirección por unidad de ángulo sólido en esa dirección.Su unidad es la candela (cd)

CANDELA (cd)

Intensidad luminosa de una fuente puntual que emite un flujo luminoso de un lumen en un ángulo sólido de un estereorradián (sr).

Intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540·1012 Hz y cuya intensidad energética en dicha dirección es 1/683 watios por estereorradián.

HE 3. EFICIENCIA ENERGÉTICA DE LAS INSTALACIONES DE ILUMINACIÓN.Fundamentos técnicos


Φ: FLUJO LUMINOSO (Potencia luminosa)

El flujo luminoso que produce una fuente de luz es la cantidad total de luz emitida o radiada, en un segundo, en todas las direcciones.

De una forma más precisa, se llama flujo luminoso de una fuente a la energía radiada que percibe el ojo medio humano según su curva de sensibilidad y que transforma en luz durante un segundo.

Su unidad es el lumen (lm); es el flujo luminoso de la radiación monocromática que se caracteriza por una frecuencia de valor 540·1012 Hz. y por un flujo de energía radiante de 1/683 W.

Un watio de energía radiante de longitud de onda de 555 nm en el aire equivale a 683 lm aproximadamente.

ε: RENDIMIENTO LUMINOSO (Eficacia luminosa)

Es la relación entre el flujo que emite y la potencia eléctrica consumida para su obtención (lm/W)



E: ILUMINANCIA (Nivel de iluminación)La iluminancia o nivel de iluminación de una superficie es la relación entre el flujo luminoso que recibe la superficie y su área.Lux (lx): iluminancia de una superficie que recibe un flujo luminoso de un lumen, repartido sobre un m2 de superficie.

L: LUMINANCIALa luminancia de una superficie iluminada es el cociente entre la intensidad luminosa de una fuente de luz, en una dirección, y la superficie de la fuente proyectada según dicha dirección.Efecto de luminosidad que produce una superficie en la retina del ojo, tanto si procede de una fuente primaria que produce luz, como si procede de una fuente secundaria o superficie que refleja luz.La luminancia es independiente de la distancia de observación.



stilbcm/cd

)nit(ntm/cd

aparenteerficiesup:cosS

cosS

IL

2

2



η: COEFICIENTE DE UTILIZACIÓN

Relación entre el flujo luminoso recibido por un cuerpo y el flujo emitido por una fuente luminosa.

(%)e

ρ: REFLECTANCIA

Relación entre el flujo reflejado por un cuerpo (con o sin difusión) y el flujo recibido.

(%)r



α: ABSORTANCIA

Relación entre el flujo luminoso absorbido por un cuerpo y el flujo recibido.

(%)a

t: TRANSMITANCIA

Relación entre el flujo luminoso transmitido por un cuerpo y el flujo recibido.

(%)t



Um: FACTOR DE UNIFORMIDAD MEDIA

Relación entre la iluminación mínima y la media, de una instalación de alumbrado.

(%)E

EU

med

minm

Ue: FACTOR DE UNIFORMIDAD EXTREMA

Relación entre la iluminación mínima y máxima, de una instalación de alumbrado.

(%)E

EU

máx

mine



Fm: FACTOR DE MANTENIMIENTO

Coeficiente que indica el grado de conservación de una instalación.

(%)FFFFFF cetdlplm

Fpl: factor de posición de la lámpara

Fdl: factor de depreciación de la lámpara

Ft: factor de temperatura

Fe: factor del equipo de encendido

Fc: factor de conservación de la instalación




DESLUMBRAMIENTOReducción de la percepción visual o la perturbación de la percepción debido a luminancias altas o contrastes de luminancia de un entorno visual.

Tradicionalmente, dos tipos: Deslumbramiento perturbador (afecta a la visión). Deslumbramiento molesto (produce incomodidad, pero no afecta a la visión).

El deslumbramiento molesto es mucho más preocupante que el perturbador en los alumbrados de interiores.El deslumbramiento molesto depende de: La luminancia producida por las fuentes de luz. El número y superficie de las fuentes de luz. El nivel de iluminancia general del entorno. La ubicación de las fuentes de luz dentro del campo de visión.

Deslumbramiento unificado: UGR (Unified Glare Rating) nuevo método de evaluación del deslumbramiento psicológico (molesto), especialmente en el puesto de trabajo.

El deslumbramiento puede estar causado por la propia fuente de luz (deslumbramiento directo) o por reflexión de la fuente de luz (deslumbramiento por reflejo).


Curvas de limitación de UGR


El rango de UGR varía desde 10 (Imperceptible) hasta 31 (Intolerable)


MÉTODO DEL FLUJO TOTAL

Índice del local

Luminarias directas, semidirectas, directas-indirectas y general difusa

)LA(h

LAK

A: anchura (a)

L: longitud (b)

h: altura desde la luminaria hasta el plano de trabajo



Factor de mantenimiento

Depende del ambiente del trabajo (incluye la depreciación de la lámpara, de la luminaria y de las superficies del recinto)

Factor de utilización

Relación entre el flujo luminoso que llega al plano de trabajo y el que emiten las lámparas. Depende de varios factores: nivel de iluminación, sistema de alumbrado, luminarias, dimensiones del local, reflexión (techos, paredes y suelo) y factor de mantenimiento.

Los fabricantes aportan tablas características para cada luminaria. En cada caso debe comprobarse si está o no multiplicado por el rendimiento de la luminaria (η), para su uso en la fórmula de cálculo de alumbrado.




Ejemplo: Tablas para la obtención del factor de utilización


Φ: flujo luminoso total (lm)Ems: iluminancia media en sevicio (lx)S: superficie (m2)η: rendimiento de la luminariafu: factor de utilizaciónfm: factor de mantenimientoN: número de lámparasΦL: flujo luminoso de la lámpara (lm)

L

mu

ms

N

y

ff

SE


PROGRAMAS INFORMÁTICOS PROPORCIONADOS POR LOS FABRICANTES DE LAS LUMINARIAS

El método del flujo total puede ser útil para determinar de forma aproximada el número de puntos de luz necesario, pero no permite calcular parámetros de calidad de la instalación (cálculo de luminancias, uniformidades y deslumbramiento)


HE 3. EFICIENCIA ENERGÉTICA DE LAS INSTALACIONES DE ILUMINACIÓN.Desarrollo de la sección

1 Generalidades1.1 Ámbito de aplicación1.2 Procedimiento de verificación1.3 Documentación justificativa2 Caracterización y cuantificación de las exigencias2.1 Valor de Eficiencia Energética de la Instalación2.2 Sistemas de control y regulación3 Cálculo y dimensionado3.1 Datos previos3.2 Método de cálculo4 Productos de construcción4.1 Equipos4.2 Control de recepción en obra de los productos5 Mantenimiento y conservaciónApéndice A TerminologíaApéndice B Normas de referencia



1 Generalidades1.1 Ámbito de aplicación

1. Iluminación interior en: Edificios de nueva construcción Rehabilitación de edificios existentes con una superficie útil superior a 1000 m2, donde se

renueve más del 25% de la superficie iluminada. Reformas de locales comerciales y de edificios de uso administrativo en los que se renueve la

instalación de iluminación.

2. Se excluyen del ámbito de aplicación, aunque se justificarán las soluciones adoptadas, en su caso, para el ahorro de energía en la instalación de iluminación. Edificios y monumentos con valor histórico o arquitectónico reconocido, siempre que el

cumplimiento de las exigencias de la HE-3, pudiera alterar de manera inaceptable su carácter o aspecto.

Construcciones provisionales con un plazo previsto de utilización igual o inferior a 2 años. Instalaciones industriales, talleres y edificios agrícolas no residenciales. Edificios independientes con una superficie útil total inferior a 50 m2. Interiores de viviendas.

3. Quedan excluidos: El alumbrados de emergencia. Por supuesto, el alumbrado exterior.



1 Generalidades1.2 Procedimiento de verificación

Para el cumplimiento de la HE-3, ha de seguirse la secuencia de verificaciones:En las instalaciones de iluminación interior que es de aplicación completa:

Cálculo del valor de eficiencia energética de la instalación VEEI en cada zona, constatando que no se superan los valores de eficiencia energética límite, consignados en la Tabla 2.1 del apartado 2.1.

Sistema de control y, en su caso, de regulación, según el apartado 2.2. Verificación de la existencia de un plan de mantenimiento, según el apartado 5.

1.3 Documentación justificativa1. En la Memoria Técnica del proyecto: Para cada zona figurarán junto con los cálculos justificativos, al menos:

el índice del local (K) utilizado en el cálculo. (*) el número de puntos considerados en el cálculo. (Función de K) el factor de mantenimiento (Fm) considerado. (Dato actividad) la iluminancia media horizontal mantenida (Em) obtenida. (*) el índice de deslumbramiento unificado (UGR) alcanzado.(*) los índices de rendimiento de color (Ra) de las lámparas seleccionadas. (Dato) el VEEI resultante en el cálculo. (*).

(*) Resultados típicos de cualquier programa de cálculo.

2. Justificación, para cada zona, del sistema de control y regulación.



2 Caracterización y cuantificación de las exigencias2.1 Valor de Eficiencia Energética de la Instalación

Se comprobará, para cada zona, que: VEEI cálculo ≤ VEEI límite.

El Valor de la Eficiencia Energética de la Instalación VEEI (W/m2), por cada 100 lux, en cada zona, se determina:

P: potencia total instalada en lámparas más los equipos auxiliares [W]; S: superficie iluminada [m2]; Em: iluminancia media horizontal mantenida [lux].

En el cálculo de VEEI calculo, si hubiera mecanismo de regulación se considerará el 100% del flujo.

Selección del VEEI límite:Grupo 1: Zonas de no representación. PREVALECE:

El nivel de iluminación, el confort visual, la seguridad y la eficiencia energética.

Grupo 2: Zonas de representación El diseño, la imagen o el estado anímico que se quiere transmitir .

mES

100PVEEI



Valores para iluminación general e iluminación de acento, pero no para escaparates y zonas expositivas

Valores límite de la eficiencia energética de la instalación



Ejemplo:

Local destinado a bar, de 125 m2 de superficie útil, con un potencia eléctrica del conjunto de lámparas+equipo de 6000 W, destinada a la iluminación general, con una iluminancia media de 400 lux, le corresponde una VEEIcálculo= 6000 ·100/125·400 = 12

El bar, es zona 2, hostelería y restauración, VEEIlímite = 10, luego VEEIcálculo >VEEIlímite

NO CUMPLE



2 Caracterización y cuantificación de las exigencias2.2 Sistemas de control y regulación

Sistema de control SIEMPRE existirá un sistema de control de encendido y apagado manual, no siendo

válido el existente en cuadros eléctricos. Además las zonas de uso esporádico, dispondrán de sistema de detección de presencia

o sistema de temporización.

Sistemas de aprovechamiento de luz natural DEPENDE del aporte de luz natural y además están excluidos:

Zonas comunes edificios residenciales. Habitaciones de hospital, hoteles, hostales, etc.. Tiendas y pequeño comercio.



Ejemplo:Ejemplo:

Si es un vidrio sencillo estándar, Si es un vidrio sencillo estándar, con T=0,9 de 2 mcon T=0,9 de 2 m22 de superficie de superficie (A(AWW = 2), para que se cumpla la = 2), para que se cumpla la

condición T·(Acondición T·(AWW/A) > 0,07 , sería /A) > 0,07 , sería

necesaria una sala de sumatorio necesaria una sala de sumatorio de áreas: A < 1,8/0,07= 25,71 mde áreas: A < 1,8/0,07= 25,71 m22. . (S=3,2 m(S=3,2 m22, para h=3 m)., para h=3 m).

CONDICIONES > 65T·(AW/A) > 0,07

i) Cerramientos al exteriori) Cerramientos al exterior

Edificio objeto

Edificio obstáculo de luz natural

T,AwA

<3 m<3 m

LucernarioLamp. regulada



Patios no cubiertosPatios no cubiertos

aaii>2·h>2·hi i

T·(AT·(AWW/A) > 0,07/A) > 0,07

Patios cubiertosPatios cubiertos

aaii>2·Tc·h>2·Tc·hii

T·(AT·(AWW/A) > 0,07/A) > 0,07

ii) Cerramientos a patios no cubiertos y cubiertos:

hh11

hh22

hh33

hh44

Edificio ObjetoEdificio Objeto

AtrioAtrio

aa44

aa33

aa22

aa11

TcTc

TT

Locales con aporte

de luz natural

Edificio Objeto

Patio Interior

h1

h2

h3

h4

a4

a3

a2

a1

Locales con aporte

de luz natural



3 Cálculo y dimensionado3.1 Datos previos

Se tendrán en cuenta parámetros tales como:a) el uso de la zona a iluminar;b) el tipo de tarea visual a realizar;c) las necesidades de luz del usuario del local;d) el índice K del local o dimensiones del espacio;e) las reflectancia de las paredes, techo y suelo de la sala;f) las características y tipo de techo;g) las condiciones de la luz natural;h) el tipo de acabado y decoración;i) el mobiliario previsto.

Podrá utilizarse cualquier método de cálculo que cumpla las exigencias de esta Sección, los parámetros de iluminación y las recomendaciones para el cálculo contenidas en el apéndice B



3 Cálculo y dimensionado3.2 Método de cálculo

El método de cálculo utilizado, que quedará establecido en la memoria del proyecto, será el ADECUADO para el cumplimiento de las exigencias de esta sección y utilizará como datos y parámetros de partida, al menos, los consignados en el apartado 3.1, así como los derivados de los materiales adoptados en las soluciones propuestas, tales como lámparas, equipos auxiliares y luminarias.

Se obtendrán como mínimo los siguientes resultados PARA CADA ZONA: Valor de eficiencia energética de la instalación VEEI; Iluminancia media horizontal mantenida Em en el plano de trabajo; Índice de deslumbramiento unificado UGR para el observador.

Se incluirán los valores del índice de rendimiento de color (Ra) y las potencias de los conjuntos lámpara más equipo auxiliar, utilizados en el cálculo.

El método de cálculo se formalizará bien manualmente o a través de un programa informático, que ejecutará los cálculos referenciados obteniendo como mínimo los resultados mencionados en el punto 2 anterior. Estos programas informáticos podrán establecerse en su caso como Documentos Reconocidos.



4 Productos de construcción4.1 Equipos

LÁMPARAS FLUORESCENTES (según RD 838/2002)



LÁMPARAS DE DESCARGA

LÁMPARAS HALÓGENAS DE BAJA TENSIÓN (12 V)



5 Mantenimiento y conservación



Se elaborará EN EL PROYECTO un plan de mantenimiento de la instalación de iluminación, que contemplará, entre otras acciones: Programa de reposición de lámparas con la frecuencia de reemplazamiento. Limpieza de lámparas y luminarias con la metodología prevista y periodicidad. Limpieza de la zona iluminada y periodicidad, incluido repintado de las mismas. Mantenimiento de los sistemas de regulación y control propuestos. Control del tiempo de funcionamiento de las lámparas de acuerdo al proyecto.


HE 4. CONTRIBUCIÓN SOLAR MÍNIMA DE AGUA CALIENTE SANITARIA.Fundamentos técnicos

SITUACIÓN Y OBJETIVOS EST EN EUROPA

Superficie/potencia instalada

2004 Objetivo UE 2010

15.000.000 m2 100.000.000 m2

10.500 MWth 70.000 MWth

% sobre energía primaria

2004 Objetivo UE 2010

8,0 % 12%



-

500.000

1.000.000

1.500.000

2.000.000

2.500.000

3.000.000

3.500.000

4.000.000

4.500.000

5.000.000

5.500.000

D GR A CYP I E DK NL FR (m.) S

-

500.000

1.000.000

1.500.000

2.000.000

2.500.000

3.000.000

3.500.000

4.000.000

Se considera la relación 0,7 kW/m2 de superficie homologada.

m²

MERCADO EST EN EUROPA. TOTAL EN FUNCIONAMIENTO (2004)



-

100.000

200.000

300.000

400.000

500.000

600.000

700.000

800.000

D GR A E I FR (m.)

MERCADO EST EN EUROPA. NUEVOS INSTALADOS (2004)

m²



-

100

200

300

400

500

600

CYP GR A D DK SLO MAL LUX S NL P E SK I

MERCADO EST EN EUROPA. m2/ 1.000 hab. (2004)

m²/1000 capita

Europa es líder en tecnología, pero representa solo 9% del mercado mundial.



ESPAÑA



ENERGÍA SOLAR TÉRMICA. SITUACIÓN EN ESPAÑA

0

500.000

1.000.000

1.500.000

2.000.000

2.500.000

3.000.000

3.500.000

4.000.000

4.500.000

5.000.000

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2010

0

100.000

200.000

300.000

400.000

500.000

600.000

700.000

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004m2 instalados/añom2 acumulados

Fuente: IDAE

2004 Objetivo PER

700.400 m2 4.900.000 m2 instalados

490 MWth 3.430 MWth

13,5% de cumplimiento



DISTRIBUCIÓN DE LA SUPERFICIE INSTALADA POR CCAA, 2004



OBJETIVOS PER 2005-2010 POR CCAA


HE 4. CONTRIBUCIÓN SOLAR MÍNIMA DE AGUA CALIENTE SANITARIA.Desarrollo de la sección

OBJETIVO DE LA SECCIÓN HE 4: CONTRIBUCIÓN SOLAR MÍNIMA DE

AGUA CALIENTE SANITARIA:

a) Contribución solar mínima anual (%), función:

Zona climática

Demanda de ACS (l/d) a 60 ºC

Tipo de energía convencional

b) Cumplimiento de las condiciones de diseño y dimensionado

c) Cumplimiento de las condiciones de mantenimiento

d) Obligatorio entre el 30 y el 70 % de aporte



Generalidades Ámbito de aplicación

En los edificios nuevos y en rehabilitaciones en los que se prevea una demanda de ACS. El porcentaje de aporte variará en función de:

• Demanda del edificio (l/día).• Zona climática donde se ubique.• Tipo de combustible convencional a sustituir.

Existencia de consumo de ACS Energía solar térmica

hasta un determinado aporte (30%-70%)Piscina cubierta



ÁMBITO DE APLICACIÓN:• Nueva construcción y rehabilitación de edificios existentes.• Disminución justificada de la contribución solar mínima en los

siguientes casos:a) Aprovechamiento de energías renovables, procesos de cogeneración

fuentes de energía residuales procedentes de la instalación de recuperadores de calor ajenos a la propia generación de calor del edificio.

b) Sobrepasar los criterios de cálculo que marca la normativa de aplicación.c) Inaccesibilidad al sol por barreras externas.d) Limitaciones no subsanables de la normativa urbanística aplicable.e) Protección histórico-artística.

Justificación• Medidas ahorro térmico• Reducción de emisiones de CO2

• Mejora aislamiento térmico.• Rendimiento energético equipos.



CARACTERIZACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE LAS EXIGENCIAS

• Contribución solar mínima (%). Caso general.

Demanda total de ACS del edificio (l/d)Zona

I II III IV V

50-5.000 30 30 50 60 70

5.000-6.000 30 30 55 65 70

6.000-7.000 30 35 61 70 70

7.000-8.000 30 45 63 70 70

8.000-9.000 30 52 65 70 70

9.000-10.000 30 55 70 70 70

10.000-12.500 30 65 70 70 70

12.500-15.000 30 70 70 70 70

15.000-17.500 35 70 70 70 70

17.500-20.000 45 70 70 70 70

> 20.000 52 70 70 70 70



CARACTERIZACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE LAS EXIGENCIAS.

•Contribución solar mínima (%). Caso Efecto Joule.

Demanda total de ACS del edificio

(l/día)

Zona climática

I II III IV V

50-1000 50 60 70 70 70

1000-2000 50 63 70 70 70

2000-3000 50 66 70 70 70

3000-4000 51 69 70 70 70

4000-5000 58 70 70 70 70

5000-6000 62 70 70 70 70

>6000 70 70 70 70 70



CARACTERIZACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE LAS EXIGENCIAS

•Contribución solar mínima (%). Climatización piscinas.

Zona climática

I II III IV V

Piscinas cubiertas 30 30 50 60 70



CARACTERIZACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE LAS EXIGENCIAS.

Si en un mes del año el aporte solar real sobrepasa el 110% o en más de tres meses

seguidos el 100% de la demanda energética:

a) Disipación de excedentes.

b) Tapado parcial campo de captadores.

c) Vaciado parcial campo de captadores.

d) Desvío excedentes a otras aplicaciones existentes.

SEGURIDAD INTRÍNSECA



CARACTERIZACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE LAS EXIGENCIAS.• Límites de pérdidas por orientación, inclinación y sombras:

Orientación óptima Sur.Inclinación óptima función del periodo de utilización.

Orientación e inclinación

OI

SombrasS

TotalOI+S

General 10% 10% 15%

Superposición 20% 15% 80%

Integración arquitectónica 40% 20% 50%


DESARROLLO DE LA SECCIÓN HE 4

CÁLCULO Y DIMENSIONADO

•Cálculo de la demanda

•Datos previos

•Condiciones generales de la instalación

•Criterios generales de cálculo

•Componentes

•Cálculo de las pérdidas por orientación e inclinación

•Cálculo de las pérdidas de radiación por sombras




• Cálculo de la demanda:

1. Tabla de referencia de consumos unitarios a 60 ºC (personas, cama, servicio,

alumno, etc.).

2. Adaptación de la temperatura de diseño a las características de uso.

3. Ocupación plena (salvo uso turístico con ocupaciones parciales justificadas).

4. A efectos de cálculo se agruparán los edificios de un recinto.



CÁLCULO Y DIMENSIONADO• Datos previos

Valores de la demanda según tabla a 60 ºC.

CRITERIO DE CONSUMO Volumen de ACS diario (a 60º C)

Viviendas unifamiliares 30 litros Por persona

Viviendas multifamiliares 22 litros Por persona

Hospitales y clínicas 55 litros Por cama

Hoteles **** 70 litros Por cama

Hoteles *** 55 litros Por cama

Hoteles/Hostales ** 40 litros Por cama

Hostales/Pensiones * 35 litros Por cama

Camping 40 litros Por emplazamiento

Residencias (ancianos, estudiantes, etc.) 55 litros Por cama

Vestuarios/duchas colectivas 15 litros Por servicio

Escuelas 3 litros Por alumno

Cuarteles 20 litros Por persona

Fábricas y talleres 15 litros Por persona

Oficinas 3 litros Por persona

Gimnasios 20 a 25 litros Por usuario

Lavanderías 3 a 5 litros Por kg de ropa

Restaurantes 5 a 10 litros Por comida

Cafeterías 1 litros Por almuerzo



CÁLCULO Y DIMENSIONADO.• Datos previos.

1. Para demandas a diferentes temperaturas, se debe utilizar la siguiente expresión:

2. En el uso residencial vivienda el cálculo del número de personas se obtiene de la siguiente manera:

3. En caso de justificar un nivel de demanda de ACS que presente diferencias de más de un 50% entre los diversos días de la semana, se considerará la correspondiente al día medio de la semana y la capacidad de acumulación será igual a la del día de la semana de mayor demanda.

12

1 i

iiii TT

T60)Cº60(D)T(D:donde)T(D)T(D

Número de dormitorios 1 2 3 4 5 6 7 más de 7

Número de personas 1,5 3 4 6 7 8 9 Nº de dormitorios



Zonas climáticas

Zona 1: H < 3,8

Zona 2: 3,8 H <4,2

Zona 3: 4,2 H < 4,6

Zona 4: 4,6 H<5,0

Zona 5: H 5,0

H se mide en kWh/m2



CÁLCULO Y DIMENSIONADO.• Condiciones generales de la instalación :

1. El fabricante, suministrador final, instalador o diseñador del sistema deberá fijar la mínima temperatura permitida en el sistema. Todas las partes del sistema que estén expuestas al exterior deben ser capaces de soportar la temperatura especificada sin daños permanentes en el sistema.

2. Cualquier componente que vaya a ser instalado en el interior de un recinto donde la temperatura pueda caer por debajo de los 0ºC, deberá estar protegido contra las heladas.

3. Se debe dotar a las instalaciones solares de dispositivos de control manuales o automáticos que eviten los sobrecalentamientos de la instalación.

4. Sistema disponga de drenajes como protección ante sobrecalentamientos, el agua caliente o vapor del drenaje no puede suponer peligro para los habitantes y no se produzcan daños en el sistema.

5. En sistemas de ACS, temperatura de agua caliente en los puntos de consumo >60ºC debe instalarse un sistema automático de mezcla u otro sistema que limite la temperatura de suministro a 60ºC.




• Condiciones generales de la instalación :

1. Instalaciones con circuito primario y secundario independientes.

2. Las instalaciones de más de 10 m2 correspondiendo a un solo circuito primario, éste será de circulación forzada.

3. Fijación de unas condiciones en el fluido de trabajo respecto al:

pH

Salinidad

Contenido en sales de calcio

Dióxido de carbono libre

4. Fuera de los rangos establecidos el agua deberá ser tratada.



CÁLCULO Y DIMENSIONADO• Criterios generales de cálculo : SISTEMA DE CAPTACIÓN

1. Captador certificado por el organismo competente conforme al RD 891/1980 de 14 de abril.2. Captadores del mismo modelo (recomendación).3. Para producción de ACS se recomiendan captadores con coeficiente global de pérdidas <10

Wm2/ºC.4. Conexionado de captadores en las filas de igual número en serie o en paralelo:

Filas constituidas, preferentemente, por el mismo número de elementos conectados en serie, en paralelo o en serie-paralelo.Dentro de una fila, para la aplicación de ACS entre 6 y 10 m2 de captador en serie dependiendo de la zona climática.Instalación de válvulas de cierre y de seguridad en cada batería de captadores.

5. La conexión entre captadores y filas equilibradas hidráulicamente.




• Criterios generales de cálculo : SISTEMA DE ACUMULACIÓN SOLAR

CONEXIÓN EN SERIE CONEXIÓN EN PARALELO



CÁLCULO Y DIMENSIONADO• Criterios generales de cálculo : SISTEMA DE ACUMULACIÓN SOLAR

1. La conexión de entrada de agua caliente procedente de los

captadores se realizará preferentemente entre el 50-75 % de la

altura del acumulador.

2. La salida del agua fría del acumulador hacia los captadores see

realizará por la parte inferior de este.

3. La alimentación del agua fría se realizará por la parte inferior y la

salida a consumo por la parte superior.




• Criterios generales de cálculo: CIRCUITO HIDRÁULICO

1. Caudal de diseño entre 1,2 l/s y 2 l/s por cada 100 m2 de red de captadores.

2. Los tramos horizontales tendrán siempre una pendiente mínima 1% en el sentido de la circulación.

3. El aislamiento de las tuberías de intemperie deberá llevar una protección externa que asegure la durabilidad ante las acciones climatológicas.

4. Las bombas en línea se montarán en las zonas más frías del circuito teniendo en cuenta que no se produzca ningún tipo de cavitación y siempre con el eje de rotación en posición horizontal.

5. En instalaciones superiores a 50 m2 se montarán dos bombas idénticas en paralelo, dejando una de reserva, tanto en el circuito primario como en el secundario.

6. Los vasos de expansión preferentemente se conectarán en la aspiración de la bomba.




• Criterios generales de cálculo : SISTEMA DE ENERGÍA CONVENCIONAL DE APOYO

1. Obligatoriedad de un sistema de energía convencional de apoyo.

2. Diseño del sistema para cubrir el servicio como si no se dispusiera del sistema solar.

3. Prohibido el uso de energía convencional de apoyo en el circuito primario de captadores.

4. Sistema de energía preparado para cumplir con la legislación en prevención y control de la legionelosis.

5. Si el sistema de energía convencional de apoyo es instantáneo, éste será modulante.



• Diseño del sistema de control

1. Correcto funcionamiento de las instalaciones.

2. Buen aprovechamiento de la energía solar.

3. Heladas

4. Sobrecalentamientos

5. Funcionamiento de las bombas tipo diferencial.

• Diseño del sistema de medida

1. Instalaciones mayores de 20 m2 deberán tener al menos un sistema analógico de medida local que indique como mínimo:

• Tª y caudal del agua fría de red

• Tª salida acumulador solar

2. El tratamiento de datos proporcionará la energía solar térmica acumulada en el tiempo.

CÁLCULO Y DIMENSIONADO• Criterios generales de cálculo : SISTEMA DE CONTROL Y MEDIDA




• COMPONENTES

Se recogen las características mínimas que deberán tener los componentes y materiales utilizados en el montaje de las instalaciones solares térmicas:

1.Captadores:No está permitido el uso de captadores con absorbente de hierro.Utilizar captadores adecuados para la/s aplicación/es correspondiente/s según las especificaciones del fabricante.

2.Acumuladores:Listado de tratamientos y características de los acumuladores válidos.

3.Tuberías:Materiales del circuito primario y secundario.

4.Válvulas:Recomendación del uso de válvulas de acuerdo a la función que desempeñan.




• COMPONENTES

5. Sistemas de llenado Recomendación de un llenado automático con depósito de recarga para mantener el circuito

presurizado. Casos en los que es obligatorio. Válvula de llenado automático sin depósito de recarga. Llenado manual.

6. Sistema eléctrico y de control Sensores de temperatura colocados adecuadamente para medir correctamente la temperatura

y aislados de las condiciones ambientales. Sondas de inmersión (preferentemente).



MANTENIMIENTO• Plan de mantenimiento:

1. Operaciones de inspección visual, verificación de actuaciones y otros, que aplicados a la instalación deben permitir mantener dentro de límites aceptables las condiciones de funcionamiento, prestaciones, protección y durabilidad de la instalación.

2. Revisión anual de la instalación para instalaciones con superficie de captación inferior a 20 m2 y una revisión cada seis meses para instalaciones con superficie de captación superior a 20 m2.

3. Realizado por personal técnico cualificado. Todas las operaciones registradas en el libro de mantenimiento.

4. Deben incluirse todas las operaciones de mantenimiento y sustitución de elementos fungibles o desgastados por el uso.



MANTENIMIENTO•Plan de vigilancia.

Operaciones que permiten asegurar que los valores operacionales de la instalación sean correctos.



MANTENIMIENTO• Plan de mantenimiento. Sistema de captación.



MANTENIMIENTO• Plan de mantenimiento. Sistema de intercambio.


HE 5. CONTRIBUCIÓN FOTOVOLTAICA MÍNIMA DE ENERGÍA ELÉCTRICA.Fundamentos técnicos

SITUACIÓN Y OBJETIVOS EFV EN EUROPA

EurObserv’ER 2004

Comparación de la tendencia actual con los objetivosdel Libro blanco de la CE (en MWc)

Bases:

• Crecimiento del mercado alemán de un 20% durante 2005-2006 y estabilización hasta 2010.

• Suministro Silicio garantizado.



MWp INSTALADOS EN UE25 EN 2004 (I)

EurObserv’ER 2005

363

13

11,785

5,874

4,3

4,3

3

5,2

410,459

0 100 200 300 400 500

Almenia

Luxemburgo

España

Francia

Países Bajos

Italia

Austria

Demás países de la UE

Total



ESPAÑA



ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA EN ESPAÑA

Mercado anual 1998-99: 1 MWp2001: 3,5 MWp2003: 6,9 MWp

Total instalado en 2003:27,3 MWp

66% I. aisladas 33% I. a red



EVOLUCIÓN ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA EN ESPAÑA

Fuentes: ASIF, IDAE, Federal Ministry for the Enviroment, Nature Conservation and Nuclear Safety de Alemania



FABRICACIÓN DE CÉLULAS (MWP)

EurObserv’ER 2004

Evolución de la producción mundial de células fotovoltaicas (en MWc)

• 60 % en 2004.• Plantea problemas de aprovisionamiento.



FABRICACIÓN DE CÉLULAS MWP

Fuentes: Eurobserv'er en "Era Solar", PVNew April 2004, March 2005 y PI January 2005).



CONJUNTO DE PAÍSES DE LA IEA

DISTRIBUCIÓN DEL MERCADO POR APLICACIONES. PAÍSES IEA



DISTRIBUCIÓN DEL MERCADO POR APLICACIONES. PAÍSES IEA



PRECIOS MEDIOS DE INSTALACIONES A RED (2004)



PRECIOS MEDIOS DE INSTALACIONES AUTÓNOMAS (2004)



3 - COMPONENTES

Helios, NASA

LA CÉLULA SOLAR

EL INVERSOR

ESTRUCTURAS SOPORTES

OTROS COMPONENTES



CÉLULA SOLAR

LA CÉLULA SOLAR•Curva característica I-V de

iluminación real TIPOS DE CÉLULAS SOLARES

• Estado del arte• Grados máximos de eficiencia de

células• Ventajas• Inconvenientes


• Los paneles solares fotovoltaicos convierten directamente la luz solar en electricidad.• De los 1.350-1.000 vatios/m2 (irradiancia) solares que reciben, producen entre 70 y 180 vatios eléctricos (5 a 18% de rendimiento).

Panel o módulo Instalación FVCélula

GENERALIDADES



LA CÉLULA SOLAR

• Cuando conectamos una célula solar a una carga y la célula está iluminada, se produce una diferencia de potencial en extremos de la carga y circula una corriente por ella (efecto fotovoltaico).



LA CÉLULA SOLAR

• Curva característica I-V (I)

1. Tensión de circuito abierto (Voc): que es el máximo valor de tensión en extremos de la célula y se da cuando está no está conectada a ninguna carga.


La curva I-V de una célula fotovoltaica representa pares de valores de tensión e intensidad en los que puede encontrarse funcionando la célula. (Es una familia de curvas para diferentes condiciones).Los valores característicos son los siguientes:


2. Corriente de cortocircuito (Isc): definido como el máximo valor de corriente que circula por una célula fotovoltaica y se da cuando la célula está en cortocircuito.

3. Punto de máxima potencia "PMP" (PM): Es el producto del valor de tensión máxima (VM) e intensidad máxima (IM) para los que la potencia entregada a una carga es máxima.


LA CÉLULA SOLAR• Curva característica I-V (II)


3. Corriente nominal: definido como la corriente suministrada por el módulo en el punto de trabajo

4. Tensión nominal: tensión de trabajo del módulo


LA CÉLULA SOLAR• Curva característica I-V (III)


1. Factor de forma (FF): Se define como el cociente de potencia máxima que se puede entregar a una carga entre el producto de la tensión de circuito abierto y la intensidad de cortocircuito, es decir:

CONDICIONES ESTÁNDAR de medida de uso universal según EN 61215.Irradiancia: 1000 W/m2 (1 kW/m2). Distribución espectral de la radiación incidente: AM1,5 (Air Mass). Incidencia normal.Temperatura de la célula: 25ºC

2. Eficiencia de conversión energética o rendimiento: Se define como el cociente entre la máxima potencia eléctrica que se puede entregar a la carga (PM) y la irradiancia incidente (PL) sobre la célula. Es el producto de la irradiancia incidente G por el área de la célula S:


LA CÉLULA SOLAR• Curva característica I-V (IV):


TONC o Temperatura de Operación Nominal de la Célula: temperatura que alcanzan las células solares cuando se someten a las siguientes condiciones de operación:• Irradiancia: 800 W/m2.• Distribución espectral de la radiación incidente: AM1.5• Incidencia normal.• Temperatura ambiente: 20ºC.• Velocidad del viento: 1m/s Tª potencia

- Isc.- Voc.- Factor de Forma.- Rendimiento.


LA CÉLULA SOLAR

• Curva característica I-V (V)

I800

22TONCTT ap



Curvas características para diferentes niveles de irradiancia, a temperatura constante

Tensión, en V

Inte

nsi

da

d,

en

A



Curvas características para diferentes temperaturas de módulos, a irradiancia constante 1000 W/m2

Tensión, en V

Inte

nsi

da

d,

en

A



Potencias de los módulos con diferentes temperaturas, a irradiancia constante 1000 W/m2

Tensión, en V

Po

ten

cia

, e

n W



TIPOS DE CÉLULAS SOLARES

Visión global de la tecnología de células solares



- INVERSORES

• Características

• Tipos

• Conexión a red



INVERSOR

La naturaleza continua de la tensión y la corriente de origen

fotovoltaico, junto al uso en instalaciones autónomas de elementos

de consumo específico para alterna, hacen necesaria la inclusión en

el sistema de un elemento que se encargue de acondicionar las

características eléctricas del generador al receptor.

Para convertir la tensión continua en alterna se utilizan los inversor.



INVERSOR:• Características (I):1. Tensión nominal: es la tensión que se debe aplicar a los

terminales de entrada del inversor2. Potencia nominal: es la potencia que puede suministrar el

inversor de forma continua3. Capacidad de sobrecarga: es la capacidad del inversor para

suministrar una potencia considerablemente superior a la nominal, así como el tiempo que puede mantener esta situación

4. Forma de onda: en las bornas de salida del inversor aparece una señal alterna caracterizada principalmente por su forma de onda y los valores de tensión eficaz y frecuencia de la misma

5. Eficiencia o rendimiento: es la relación, expresada en tanto por ciento, entre las potencias presentes a la salida y a la entrada del inversor



INVERSOR:

• Características (II):

6. Los inversores de uso fotovoltaico disponibles actualmente en

el mercado disponen de una serie de características entre las

que destacan:

Protección contra sobrecargas

Protección contra cortocircuitos

Protección térmica

Protección contra inversión de polaridad

Estabilización de la tensión de salida

Arranque automático

Señalización de funcionamiento y estado



INVERSOR:

• Tipos (I):

1. Los inversores de uso fotovoltaico se clasifican atendiendo a dos

criterios:

- Según la aplicación:

Inversores autónomos: son los utilizados en los sistemas

fotovoltaicos aislados de la red eléctrica externa.

Inversores de conexión a red: son los utilizados en los

sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica externa



INVERSOR:• Tipos (II):

- Según la forma de onda (I): De onda cuadrada: característica de algunos inversores

económicos de baja potencia, aptos para la alimentación

exclusiva de aparatos puramente resistivos, como elementos

de iluminación y otros. De onda cuadrada modulada: también característica de

inversores de baja potencia, pero con un espectro de

posibles elementos de consumo más amplio que tipo

anterior, que incluye alumbrado, pequeños motores y

equipos electrónicos no muy sensibles a la señal de

alimentación.



- Según la forma de onda (II):

De onda senoidal pura: este inversor proporciona una forma

de onda a su salida que, a efectos prácticos, se puede

considerar idéntica a la de la red eléctrica general,

permitiendo así la alimentación de cualquier aparato de

consumo, o en su caso, la conexión a red.

De onda senoidal modificada o trapezoidal: intermedio entre

los dos anteriores, permite ampliar el espectro de elementos

de consumo y de potencia, limitado en el de onda cuadrada

modulada

INVERSOR:• Tipos (III):



INVERSOR:• Conexión en red (I)



INVERSOR:• Conexión en red ( II)



ESTRUCTURAS SOPORTE

• Funciones

• Características

• Tipos



ESTRUCTURAS SOPORTE:• Funciones:

1. Servir de soporte y fijación segura de los módulos, facilitando el

montaje de los mismos y la formación de los paneles

2. Dotar a los módulos de la inclinación y orientación adecuadas

3. Evitar sombras en los módulos

• Características:

1. Deben ser aptas para su colocación a la intemperie, con

materiales protegidos contra la corrosión principalmente

2. Deben estar bien ancladas para soportar las cargas máximas

producidas por el viento previstas en el lugar



ESTRUCTURAS SOPORTE:• Tipos

1. Sobre superficie: Precisan varios puntos de apoyo y considerable superficie de

cimentación y obra civil, en la mayoría de los casos Su diseño es modular, facilitando la colocación de gran

número de paneles Suelen ser instalaciones fijas

2. Apoyadas en mástil: El anclaje y cimentación de la estructura se reduce al punto

de apoyo del mástil, en el caso que sea necesario Están diseñadas para albergar un Nº determinado de

módulos Son especialmente aptas para dotarlas de un sistema de

seguimiento solar



Estructuras soporte



OTROS ELEMENTOS

• Diodos de bloqueo y de paso

• Aparamenta eléctrica de cableado, protección y

desconexión

• Elementos de monitorización, medida y control

• Dispositivos de optimización



OTROS ELEMENTOS:• Equipos de monitorización , medida y control

1. Tensión en el campo fotovoltaico

2. Tensión en la batería

3. Intensidad generada por el campo fotovoltaico

4. Intensidad de consumo

5. Estado de carga de la batería

6. Etapa de regulación de carga

7. Tensión, intensidad y potencia de salida del inversor

8. Energía eléctrica generada por el campo FV

9. Energía eléctrica consumida y/o vertida a la red

10.Irradiancia y temperatura en el campo FV



OTROS ELEMENTOS:• Red de Tierra: Tierra de Protección

1. La tierra de protección consiste en la unión eléctrica de las

masas metálicas y de éstas con tierra. Su finalidad es doble:

Protección contra tormentas: evitar las diferencias de

potencial entre las distintas masas metálicas y de éstas

con tierra.

Esta puesta a tierra sirve también como derivación de las

corrientes de rayo



OTROS ELEMENTOS:

• Red de Tierra: Tierra de Servicio

1. Protección contra contactos indirectos. En una instalación con

los dos conductores activos de alterna (fase y neutro) aislados

de tierra, la puesta de una masa metálica bajo tensión

provocada por un defecto de aislamiento pasa desapercibida.

2. Por otro lado, la actuación de los elementos de protección

(diferenciales) requiere la puesta a tierra de uno de los

conductores activos de alterna, además del correspondiente

tendido de tierra de protección



1. Interruptor magnetotérmico en el punto de conexión

2. Interruptor diferencial

3. Interruptor automático de la interconexión con relé de

enclavamiento accionado por variación de tensión

4. El rearme de la conexión instalación fotovoltaica-red debe de

ser automático

5. El inversor debe cumplir los niveles de emisión e inmunidad

frente a armónicos y compatibilidad electromagnética

6. Las tierras de la instalación fotovoltaica serán independientes

de la del neutro de la red y de las masas de la edificación

OTROS ELEMENTOS

• Protecciones Conexión a red



INSTALACIÓN FV CONECTADA A RED:

• Esquema Unifilar Instalación FV Conexión a Red Acogida al Régimen Especial:

RD 436/04, rd 1663/00 B.O.E. nº 148 de 21 de junio 2001, R.E.B.T., Normativa autonómica


HE 5. CONTRIBUCIÓN FOTOVOLTAICA MÍNIMA DE ENERGÍA ELÉCTRICA.Fundamentos técnico

INSTALACIÓN FV CONECTADA A RED: Esquema Unifilar Instalación FV Conexión a Red Para Uso Propio

~

=

**

Inversor Protecciones

SR N

Caja de embarrado

Cuadro general de mando y protección

Caja general de protección de la ED

C.T. propiedad Medida Media TGenerador fotovoltaico

Unidad de acondicionamiento de potencia

Contador (único)



INSTALACIÓN FV CONECTADA A RED:• Características de las instalaciones FV de uso propio:

1. Objetivo: Poder emplearse en aquellas instalaciones con CT propios y compra de energía en Media Tensión, sin gravar el coste de la instalación

2. No tiene ingresos económicos por venta de energía

3. Si está acogida a las condiciones técnicas de las instalaciones conectadas a la red (RD 1663/2000)

4. No hay que inscribirse en el Registro de Empresas Productoras de Energía en régimen Especial

5. Observación: Dudas de la posible incompatibilidad con la legislación vigente en cuanto a suministro en paralelo, simultáneamente con la red


HE 5. CONTRIBUCIÓN FOTOVOLTAICA MÍNIMA DE ENERGÍA ELÉCTRICA.Desarrollo de la sección

1 Generalidades

1.1 Ámbito de aplicación

1.2 Procedimiento de verificación


2.1 Potencia eléctrica mínima

2.2 Determinación de la potencia a instalar


3.1 Zonas climáticas

3.2 Condiciones generales de la instalación

3.3 Cálculo de las pérdidas por orientación e inclinación

3.4 Cálculo de las pérdidas de radiación solar por sombras

4 Mantenimiento

4.1 Plan de vigilancia

4.2 Plan de mantenimiento preventivo

Apéndice A Terminología

Apéndice B Tablas de referencia

Apéndice C Normas de referencia



GENERALIDADES

En los edificios que así se establezca en este CTE se incorporarán sistemas de

captación y transformación de energía solar en energía eléctrica por procedimientos

fotovoltaicos para uso propio o suministro a la red.

Los valores derivados de esta exigencia básica tendrán la consideración de mínimos, sin

perjuicio de valores más estrictos que puedan ser establecidos por las administraciones

competentes y que contribuyan a la sostenibilidad, atendiendo a las características

propias de su localización y ámbito territorial.



GENERALIDADES:

• Ámbito de aplicación

Tipo de uso Límite de aplicación Hipermercado 5.000

superficie construida (m2) Multitienda y centros de ocio 3.000 Naves de almacenamiento 10.000 Administrativos 4.000 Hoteles y hostales 100 plazas Hospitales y clínicas 100 camas Pabellones de recintos feriales 10.000 superficie construida (m2)

Potencia mínima a instalar 6,25 kWpPotencia inversor superior a 5 kWp



1. El aporte podrá disminuirse en ciertos casos:

Cuando se cubra la producción eléctrica mediante el

aprovechamiento de otras energías renovables

No acceso suficiente al sol

En rehabilitaciones de edificios cuando existan limitaciones del

propio edificio o urbanísticas

En edificios de nueva planta, por normativa urbanística que lo

haga inviable

Protección histórica-artística

GENERALIDADES:




Cuando se apliquen estas reducciones se deberán plantear soluciones con un

ahorro eléctrico equivalente.

(No cuentas sistemas que ya sean obligatorios por aplicación de otras

exigencias)

GENERALIDADES




GENERALIDADES:

• Procedimiento de verificación

1. La potencia a instalar será en función de la zona climática

cumpliendo lo establecido en el apartado 2.2.

2. Comprobación de que las pérdidas debidas a orientación e

inclinación de las placas y a las sombras sobre ellas no superan los

límites establecidos

3. Cumplimiento de las condiciones de cálculo y dimensionado

4. Cumplimiento de las condiciones de mantenimiento



CARACTERIZACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE LAS EXIGENCIAS:

• Determinación de la potencia a instalar

La potencia pico a instalar se calcula mediante:

Siendo:

P: la potencia pico a instalar (kWp)

A y B: los coeficientes definidos en función del uso del edificio

C: coeficiente en función de la zona climática

S: superficie construida del edificio (m2)

B)S(ACP





Tipo de uso A B

Hipermercado0,001875 -3,13

Multitienda y centros de ocio0,004688 -7,81

Naves de almacenamiento0,001406 -7,81

Administrativos0,001223 1,36

Hoteles y hostales0,003516 -7,81

Hospitales y clínicas0,000740 3,29

Pabellones de recintos feriales0,001406 -7,81

Coeficientes de uso





Coeficientes de uso

Zona climática C

I1

II1,1

III1,2

IV1,3

V1,4




• Determinación de la potencia a instalar:

1. La potencia pico mínima a instalar será 6,25 kWp. El inversor tendrá una potencia mínima de 5 kW

2. La superficie S a considerar para el caso de edificios ejecutados dentro del mismo recinto será:

a) Edificio destinado para un mismo uso, la suprficie será la suma de la superficie de todos los edificios del recinto

b) En el caso de distintos usos a los de su ámbito de aplicación dentro de un mismo edificio o recinto, se aplicarán a las superficies construidas los coeficientes de uso ya tabulados aunque éstas superficies sean inferiores al límite aplicado.

La potencia pico mínima a instalar será la suma de las potencias picos de cada uso, siempre que resulten positivas. La potencia resultante debe ser superior a 6,25 kWp





3. Límites de pérdidas por orientación e inclinación

Orientación óptima Sur.Inclinación óptima : la latitud del lugar-10º

4. Cuando por razones arquitectónicas excepcionales no se puede instalar toda la potencia exigida según requisitos de esta tabla, se justificará esta imposibilidad analizando las distintas alternativas de configuración del edificio y de ubicación de la instalación, debiéndose optar por aquella solución que más se aproxime a las condiciones de máxima producción

Orientación e inclinaciónOI

SombrasS

TotalOI+S

General 10% 10% 15%

Superposición 20% 15% 80%

Integración arquitectónica 40% 20% 50%




Ejercicio Práctico:

Se supone un edificio de nueva construcción con un doble uso, de albergue y administrativo y que se sitúa en Burgos. La parte del edificio dedicada al uso administrativo ocupa 3.132 m2 ; la parte dedicada a albergue tiene 99 plazas, que ocupan dentro de la superficie construida 2.850 m2

Tipo de uso Límite de aplicación (m2)

Hipermercado 5.000 -3,13

Multitienda y centros de ocio 3.000 -7,81

Naves de almacenamiento 10.000 -7,81

Administrativos 4.000 1,36

Hoteles y hostales 100 -7,81

Hospitales y clínicas 100 3,29

Pabellones de recintos feriales 10.000 -7,81

Los límites mínimos de aplicación son 4.000 m2 > 3.132 m2

100 plazas> 99 plazas; por este criterio no sería aplicable



CARACTERIZACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE LAS EXIGENCIAS: Determinación de la potencia a instalar


Según apartado2.2, subapartado 3.b de la sección HE5 ocurre:

ZONA CLIMÁTICA Coeficiente C

Zona 1 1,0

Zona 2 1,1

Zona 3 1,2

Zona 4 1,3

Zona 5 1,4

Mapa o listado

Burgos (Zona 2)

Zona 1: H < 3,8 Zona 2: 3,8 H <4,2 Zona 3: 4,2 H < 4,6 Zona 4: 4,6 H<5,0 Zona 5: H 5,0 H se mide en kWh/m2



Tipo de uso A B

Hipermercado 0,001875 -3,13

Multitienda y centros de ocio0,004688 -7,81

Naves de almacenamiento0,001406 -7,81

Administrativos 0,001223 1,36

Hoteles y hostales0,003516 -7,81

Hospitales y clínicas0,000740 3,29

Pabellones de recintos feriales0,001406 -7,81

CARACTERIZACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE LAS EXIGENCIAS: Determinación de la potencia a instalar


Aplicación de la fórmula: P= C x (A x S + B)

TIPO DE USO P (kWp) C A( kW/m2) B (kW) S (m2)

ADMINISTRATIVO 5,71 1,1 0,001223 1,36 3.132

HOSTAL Y HOTEL 2,43 1,1 0,003516 -7,8 2.850

TOTAL 8,14



CÁLCULO Y DIMENSIONADO:

• Zonas climáticas

Zona 1: H < 3,8

Zona 2: 3,8 H <4,2

Zona 3: 4,2 H < 4,6

Zona 4: 4,6 H<5,0

Zona 5: H 5,0

H se mide en kWh/m2




• Condiciones generales de la instalación (I):

1. Sistema Generador Fotovoltaico (I):

a) Especificaciones de los módulos

UNE-EN 61215:1997: Si Cristalino

UNE-EN 61646: 1997: Si amorfo (capa delgada)

b) Deberán ser cualificados por la Red Europea de Acreditación o por el Laboratorio de Energía Solar Fotovoltaica del Departamento de Energías Renovables del CIEMAT. En caso contrario se deben someter a pruebas y ensayos realizándose las pruebas necesarias, indicadas a criterio de alguno de estos laboratorios acreditados

c) Serán Clase II y tendrán un grado de protección mínimo IP65.

d) Instalación de fusibles e interruptores en cada rama del generador



CÁLCULO Y DIMENSIONADO:• Condiciones generales de la instalación (II):

1. Sistema Generador Fotovoltaico (II):

e) La estructura será de acuerdo a lo establecido en el CTE (seguridad estructural)

f) El cálculo y construcción de la estructura y el sistema de fijación de módulos permitirá las necesarias dilataciones térmicas sin transmitir cargas que afecten a la integridad de los módulos.

g) La estructura se protegerá superficialmente contra la acción de los agentes ambientales

h) En el caso de instalaciones con integración arquitectónica en cubiertas del edificio, la estructura y estanqueidad entre módulos se ajustará a las exigencias indicadas en la parte correspondiente del CTE y demás normativa de aplicación



CÁLCULO Y DIMENSIONADO:• Condiciones generales de la Instalación (III):

3. Los inversores:

a) Cumplirán con las directivas comunitarias de Seguridad Eléctrica en Baja Tensión y Compatibilidad Electromagnética

b) Las características básicas de los inversores será:• Principio de funcionamiento: fuente de corriente• Autoconmutado• Seguimiento automático del punto de máxima potencia del generador• No funcionará en isla o modo aislado

c) La potencia del inversor será como mínimo el 80% de la potencia pico real del generador fotovoltaico




• Condiciones generales de la Instalación (IV):

4. Protección y elementos de seguridad:

a) Incorporación de elementos y características que garanticen la calidad de suministro eléctrico

b) Incorporar elementos necesarios de seguridad y protecciones propias de las personas y de la instalación FV. En particular, se usará en la parte de corriente continua de la instalación protección Clase II o aislamiento equivalente cuando se trate de un emplazamiento accesible.

c) La instalación debe permitir la desconexión y seccionamiento del inversor, tanto en la parte de corriente continua como en la de corriente alterna, para facilitar las tareas de mantenimiento




• Cálculo de pérdidas por orientación e inclinación:

Válida para una latitud de 41º

Si latitud ≠ 41

Pérdidas(%)=100[1,2·10-4 (β-Φ+10)2 + 3,5·10-5α2] para 15º< β<90º

Pérdidas(%)=100[1,2 10-4 β-Φ+10)2] para β<15º

Corrección de la inclinación a latitudes diferentes a 41º

Inclinación máx = Inclinación a 41º-(41º-latitud)

Inclinación mín = Inclinación a 41º-(41º-latitud)

Mínimo 5º




• Ejemplo Cálculo de pérdidas por orientación e inclinación:

Un hotel en una estación invernal en los Pirineos tiene un tejado orientado al sur e inclinado 65º ¿Podrán instalarse los colectores solares con la misma inclinación del tejado?

Pérdidas 10%<x<20%

Solución

Inclinación máxima: ´70º-(41-41)=70º

Inclinación mínima: 0-(41-41)=0º

Inclinación idónea invierno: 41º+10º

Se acepta una inclinación de 65º por estar dentro de los límites de inclinación y no ser muy diferente de la inclinación óptima




• Cálculo de pérdidas por sombras debidas a obstáculos:Las pérdidas se expresan como porcentaje de la radiación global que incidiría sobre dicha superficie de no existir sombra

MÉTODO DE CÁLCULO

Se comparará el perfil del obstáculo que afecta a la superficie de estudio con el diagrama de trayectorias aparentes del Sol




• Cálculo de pérdidas por sombras debidas a obstáculos:

P.S.=(0,25×B4)+(0,5×A5)+(0,75×A6)+B6+(0,25×C6)+A8+(0,5×B8)+(0,25×A10) = 6,16%



MANTENIMIENTO

• Plan de vigilancia:

1. Se refiere a las operaciones que permiten asegurar que los

valores operacionales de la instalación son correctos

2. Es un plan de observación simple de parámetros funcionales

(energía, tensión etc.) para verificar el correcto funcionamiento

de la instalación, incluyendo la limpieza de los módulos en el

caso de que se a necesario



MANTENIMIENTO

• Plan de mantenimiento preventivo (I):

1. Deben permitir mantener dentro de los límites aceptables las condiciones de funcionamiento, prestaciones, protección y durabilidad de la instalación

2. Debe ser realizado por personal técnico competente.

3. Las operaciones de mantenimiento deberán ser reflejadas en un libro de mantenimiento (incluido el mantenimiento correctivo)

4. El mantenimiento preventivo debe incluir todas las operaciones de mantenimiento y sustitución de elementos desgastados por el uso, necesarios para asegurar que el sistema funcione correctamente durante su vida útil.



MANTENIMIENTO

• Plan de mantenimiento preventivo (II):

5. El mantenimiento preventivo incluirá al menos una revisión semestral en la que se realice las siguientes actividades:

a) Comprobación de las protecciones eléctricas

b) Comprobación del estado de los módulos: comprobar la situación respecto al proyecto original y verificar el estado de lsa conexiones

c) Comprobación del estado del inversor: funcionamiento, lámparas de señalizaciones, alarmas etc.

d) Comprobación del estado mecànico de cables y terminales, pletinsa, transformadores, ventiladores/extractores, uniones, reaprietes, limpieza


MUCHAS GRACIAS

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