termosolar | csp biomasa | biomass eficiencia
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termosolar | csp biomasa | biomass eficiencia
Nº 11 | Junio June 2014 Nº 11 Junio | June | 2014 | 15 e Español | Inglés | Spanish | English FuturENERGY PROYECTOS, TECNOLOGÍA Y ACTUALIDAD ENERGÉTICA PROJECTS, TECHNOLOGIES AND ENERGY NEWS FuturENERGY verde E pantone 356 C verde N pantone 362 C verde E pantone 368 C allo R pantone 3945 C naranja G pantone 716 C rojo Y pantone 485 C PROYECTOS, TECNOLOGÍA Y ACTUALIDAD ENERGÉTICA PROJECTS, TECHNOLOGIES AND ENERGY NEWS TERMOSOLAR | CSP BIOMASA | BIOMASS EFICIENCIA ENERGÉTICA: CENTROS CULTURALES Y EDUCATIVOS ENERGY EFFICIENCY: EDUCATIONAL & CULTURAL CENTRES The monthly average of Spanish spot prices jumped by 16 EUR/MWh in May over April. Since power demand remained stable m-o-m, the price drivers are found on the supply side. Hydro power generation was reduced by 2.6 GW although hydro reservoir levels had only slightly lost - tors seem to retain hydro reserves for the summer months, typically being warm and dry and suggesting low chance for additional reservoir and river inflows. Moreover, the start of the nuclear maintenance season pushed nuclear power generation down by 1.2 GW as the plants Asco 1 and later Trillo were taken offline. These factors lend upwind to coal power production, lifting it by 2.6 GW. Higher renewables output (+0.8 GW) had some damping effect on the price rally. Informe Mensual | Monthly report Uncertain hydro power production In June, fundamental price drivers are expected to have a bullish impact on spot prices again. Current long range weather forecasts point to scarce rainfalls and temperatures around 1°C above seasonal norm from June 10th on, suggesting higher cooling demand. Nuclear maintenance is scheduled to go on for the entire month, although Asco 1 and Trillo are planned to reconnect mid month, but will be followed by Almaraz, which will leave the grid for maintenance, too. Hydro power generation is difficult to predict. We assume that hydro operators will act cautiously and keep hydro power production on moderate levels awaiting even better production opportunities during summer. We expect the spot price in June to settle around 49 EUR/ MWh. Spanish forward market contracts rose on the entire curve along with higher spot levels. Lower carbon, coal and NBP gas prices were not able to provide bearish momentum and to change power price’s direction. A few days ago, the nuclear power plant operator Nuclenor applied for permission to reopen Santa María de Garoña (466MW). This would lift Spain’s available nuclear power capacity up to 7.5 GW. Garoña had been closed in December 2012 after the government burdened nuclear plant operators a new tax on nuclear power generation and nuclear waste, making the plant operation unprofitable. Later on, the latter tax was amended by the government. The elaboration of a reopen consent could take several months and the restart is not expected before 2015. This document is purely for information purposes. Information contained in this document is no guarantee whether explicit or implicit of results. Any transaction based on this document is the entire responsibility of those making it. Any loss resulting from the use of information contained in this document may not be attributed to Axpo Trading AG. © 2014. All rights reserved, No part of this document may be reproduced or distributed without the written authorisation of Axpo Trading AG. In the event of reproduction Axpo Trading AG must be consulted. Axpo Trading AG particularly forbids the redistribution of this document over the internet. For more information, contact: : José Rey | Axpo Iberia S.L. | E- 28046 Madrid | Tlf +34 91 594 71 73 | [email protected] | www.axpo.com www.futurenergyweb.es FuturEnergy | Junio June 2014 Starting from currently traded levels, we expect stable prices for the short end of the forward curve. We assume that upside risks coming from the spot are already mostly priced in and that current hydro reservoir levels should provide a price cap. For the Cal15 we predict a sideways move, following our mixed outlook for fuels and carbon prices. 67 Summary Sumario Editorial En portada | Cover Story El uso de la biomasa mejora la competitividad del sector hotelero The use of biomass improves competitiveness in the hotel industry Automatización de zonas de almacenamiento. Un factor clave de la productividad de las calderas de biomasa Automating storage areas. a key factor in the productivity of biomass boilers Noticias | News Termosolar | Csp Una red de calor por biomasa para 31 edificios de la UVA, Junta y Ayuntamiento de Valladolid A network of biomass heat for 31 buildings in Valladolid’s University (UVA), the City Council and the Town Hall Los nuevos rumbos del almacenamiento de energía en plantas termosolares New directions in energy storage in CSP plants Garantía contra fugas en sistemas de generación de vapor en plantas termosolares Guarantee against leakages for CSP steam generation systems Cerro Dominador la mayor planta termosolar de Sudamérica Cerro Dominador: the largest solar thermal plant in South America 45 Proyecto USER. Acercando las redes inteligentes al usuario final USER Project. Taking smart grids to the end user Conductos de barras ISOBUSBAR en plantas termosolares ISOBUSBAR busbars for csp plants 27 Eficiencia Energética: Centros Educativos y Culturales Energy Effciency: Educational & Cultural Centres Sales termosolares, una solución natural para las energías limpias Thermo-solar salts, a natural solution for clean energy Proyecto europeo Life Domotic: modelos de control y monitorización domótica de consumos energéticos European Project Life Domotic: demonstration of models for optimisation of technologies for intelligent construction Biomasa | Biomass Calefacción solar por aire para reducir el consumo energético en centros escolares Solar air heating to reduce energy consumption in learning environments Claves para optimizar los sistemas de calefacción con biomasa Keys to optimizing biomass heating systems Biomasa con fines energéticos: diversificación y creación de valor Biomass for energy purposes: diversification and value creation Próximo número | Next Issue NÚMERO 12 JULIO-AGOSTO 2014 | NUMBER 12 JULY-AUGUST 2014 Edificio Lucía: estrategias para conseguir equipamiento sostenible y de energía nula The Lucia Building, strategies for achieving a sustainable and zero energy building Distribución especial en: Special distribution at: ESPECIAL: EÓLICA I | SPECIAL REPORT: WIND POWER I Brazil Wind Power, Brazil 26-28 Agosto | August Eficiencia Energética: Hospitales | Energy Efficiency: Hospitals CHILEAN INTERNATIONAL RENEWABLE ENERGY CONGRESS, Chile 9-10 Septiembre | September Operación y Mantenimiento | O&M www.futurenergyweb.es THE GREEN EXPO 2014, Mexico 24- 26 Septiembre | September FuturEnergy | Junio June 2014 5 6 9 13 La bioenergía en la ciudad inteligente. Origen y perspectivas Bioenergy in the smart city, origin and prospects 3 Editorial Editorial 350 M€ euros anuales para mejorar la eficiencia energética de edificios de todo tipo Solo un día después de expirar el plazo de trasposición de la Directiva Europea de Eficiencia Energética, el 6 de junio, el Consejo de Ministros aprobaba la creación del Fondo Nacional de Eficiencia Energética, iniciativa enmarcada en el Plan para el Crecimiento, la Competitividad y la Eficiencia, y dotada con 350 M€ anuales, que permitirá poner en marcha proyectos de inversión que mejoren la eficiencia en edificios residenciales, terciarios (hoteles, centros del Sistema Nacional de Salud, comercio minorista..) industriales y agrícolas. El plan persigue la rehabilitación energética de la envolvente de edificios, la mejora de la eficiencia energética de instalaciones: térmicas, eléctricas, ascensores y otros sistemas de transporte e iluminación interior, así como instalaciones de frío comercial, industrial y terciario. Los fondos proceden de los Fondos Estructurales Europeos de la administración, que aportará el 35%. Buena parte de los recursos se destinarán a cofinanciar actuaciones de eficiencia energética dentro del Plan de Ahorro de Energía y Reducción de Emisiones en la Edificación, que está previsto aprobar, y que conlleva una inversión anual total estimada en 892 M.. Por su parte, las CC.AA. aportarán 133 M€ anuales de sus fondos FEDER y el plan se ve complementado con 200 M€ del Plan de Vivienda 2013-2016. A pesar de que los expertos del sector ya han mostrado algunas dudas, criticando el oportunismo de una medida precipitada para evitar expedientes de la CE, y apuntando la necesidad de concretar más los sectores objetivo, los instrumentos financieros necesarios o las estrategias específicas para cada sector, hay esperanza en que este fondo puede convertirse en una gran palanca para la revitalización del sector y la reducción de emisiones de GEIs. Y para cerrar el editorial quiero agradecer a nuestros queridos lectores, a nuestros amables anunciantes y al equipo humano que formamos este profesional equipo, que entre todos hayamos hecho posible este primer año de vida de FuturENVIRO y FuturENERGY. Brindemos por continuar durante muchos años informando, potenciando, promoviendo y apoyando a los sectores energético y medioambiental. ¡Brindemos! €350m per year to improve energy efficiency in buildings of all kinds Just one day after the deadline for transposition of the European Directive on Energy Efficiency - June 6th - the Spanish Council of Ministers approved the creation of the National Energy Efficiency Fund, as part of the Plan for Growth, Competitiveness and Efficiency initiative, and provided with a budget of €350m per year. This move is designed to implement investment projects to improve efficiency in residential buildings, the tertiary sector (hotels, National Health centres, retail outlets, industry and agriculture. The plan seeks energy refurbishment for building envelopes, improving the energy efficiency of systems: thermal, electrical, lifts and other transportation systems, interior lighting, as well as refrigerated commercial, industrial and tertiary premises. The cash comes from the European Structural Funds relating to public administration, which will provide 35%. A major proportion of the resources will be used to co-finance energy efficiency moves within the Plan for Energy Saving and Emission Reduction in Buildings, which it is expected to approve, and this will involve a total annual investment estimated at €892m. Meanwhile, the self-governing regions (“autonomous communities”) provide €133m annually from the ERDF funds. The plan is supplemented with €200m from the Housing Plan 2013-2016. Although industry experts have already expressed some doubts, criticizing the opportunism of an illadvised measure in order to avoid complaints from the European Commission, and also indicating the need to specify more clearly the targeted sectors, and the financial instruments or strategies specific to each sector, there is hope that this fund could become a lever for revitalizing the sector and reducing emissions of GHGs. And to wind up this editorial, I would like to thank our dear readers, kind advertisers and the members of our professional team, all of whom have made this first year of FuturENVIRO and FuturENERGY possible. We propose a toast to many more years of informing, fostering, promoting and supporting the energy and environment sectors. Let us raise our glasses! Esperanza Rico FuturENERGY Directora Directora | Managing Director Esperanza Rico [email protected] Redactora Jefe | Editor in chief Puri Ortiz [email protected] Redactor y Community Manager | Editor & Community Manager Moisés Menéndez [email protected] Directora Comercial | Sales Manager Esperanza Rico [email protected] Relaciones Internacionales | International Relations Jon Wiliams [email protected] Redacción, Administración y Suscripciones Editorial Team, Management and Subscriptions Zorzal, 1C, bajo C - 28019 Madrid (Spain) T: +34 91 472 32 30 / +34 91 471 92 25 [email protected] | www.futurenergyweb.es www.futurenergyweb.es CONSEJO ASESOR | ADVISORY COMMITTEE José Manuel Collados Presidente de ACOGEN Michel María Presidente de ADHAC Eduardo Sánchez Tomé Presidente de AMI Fernando Prieto Fernández Presidente de ANERR José Miguel Villarig Presidente de APPA Fernando Sánchez Sudón Director Técnico-Científico de CENER Ramón Gavela Director General Adjunto y Director del Departamento de Energía del CIEMAT Alicia Castro Vicepresidenta de Transferencia e Internalización del CSIC Sergio de Otto Secretario del Patronato de la FUNDACIÓN RENOVABLES Luis Crespo Secretario General de PROTERMOSOLAR y Presidente de ESTELA Ángel Lara Garoz Presidente de SERCOBE y AEDIVE José Donoso Director General de UNEF Edita | Published by: Saguenay, S.L. Zorzal, 1C, bajo C - 28019 Madrid (Spain) T: +34 91 472 32 30 / +34 91 417 92 25 Traducción | Translation: Fiona Westbury [email protected] Diseño y Producción | Design & Production: Diseñopar Publicidad S.L.U. Impresión | Printing: Grafoprint marron E pantone 1545 C naranja N pantone 1525 C allo V pantone 129 C azul I pantone 291 C azul R pantone 298 C azul O pantone 2945 C Future 100 negro Depósito Legal / Legal Deposit: M-15914-2013 ISSN: 2340-261X Otras publicaciones | Other publications FuturENVIRO PROYECTOS, TECNOLOGÍA Y ACTUALIDAD MEDIOAMBIENTAL P RO J E C T S , TE C H N O L O G I E S A N D E N V I RO N M E N T A L N E W S © Prohibida la reproducción total o parcial por cualquier medio sin autorización previa y escrita del editor. Los artículos firmados (imágenes incluidas) son de exclusiva responsabilidad del autor, sin que FuturENERGY comparta necesariamente las opiniones vertidas en los mismos. © Partial or total reproduction by any means withour previous written authorisation by the Publisher is forbidden. Signed articles (including pictures) are their respective authors´ exclusive responsability. FuturENERGY does not necesarily agree with the opinions included in them. FuturEnergy | Junio June 2014 Proyectos, Tecnología y Actualidad Energética Número 11 - Junio 2014 | Number 11 - June 2014 5 En Portada | Cover Story SOLUCIONES ESPECÍFICAS DE AISLAMIENTO PARA PLANTAS TERMOSOLARES TAILOR-MADE INSULATION SOLUTIONS FOR CSP PLANTS Promat con su división HPI (High Performance Insulation) proporciona soluciones de aislamiento para todas las tecnologías de concentración solar, su amplia lista de referencias confirma su experiencia en el desarrollo e implementación de soluciones innovadoras en plantas de tecnología de colectores cilindro-parabólicos y de torre, aunque también trabaja en el desarrollo de soluciones para las tecnologías de disco solar y lineal de Fresnel. Dispone de un amplio rango de productos microporosos que son especialmente apropiados para este mercado, incluyendo paneles rígidos y flexibles y coquillas de tubería moldeadas. Todos estos productos tienen una conductividad térmica cercana al mínimo teórico posible en todos los rangos de temperatura hasta los 1.200 ºC. Gracias al excelente rendimiento de estos materiales se puede reducir el espesor del aislamiento, y en consecuencia su peso, ahorrando espacio y reduciendo al mínimo las pérdidas de calor. Promat delivers insulation solutions for all CSP technologies: its long list of references testifies to its experience in the development and implementation of innovative solutions for parabolic trough and solar tower plants, although they also work on developing solutions in solar dish and linear Fresnel technologies. Promat HPI offers a wide range of microporous products ideally suited to the CSP market, comprising rigid and flexible panels and moulded pipe sections. All have a thermal conductivity close to the lowest theoretically possible, across all temperatures, right up to 1,200ºC. Thanks to the excellent performance of these materials, the insulation thickness can be reduced, and consequently its weight, saving space and reducing heat loss to the minimum. Productos para plantas termosolares de torre Los proyectos de torre contienen un elevado número de sistemas susceptibles de beneficiarse de un aislamiento de alto rendimiento: receptor solar, tanques de almacenamiento térmico, tuberías de distribución hacia y desde el receptor, líneas de fluidos calientes, escudo térmico exterior y protección de la cavidad del receptor solar. Solar tower CSP systems Promat HPI • Industriepark-Noord 1 9100 Sint-Niklaas • Belgium T: +32 (0)3 760 19 80 [email protected] www.promat-hpi.com Dentro de esta gama de producto destacan los paneles para alta temperatura SCUTTHERM® de materiales compuestos, que se emplean en el diseño de escudos térmicos para plantas de torre. Se ensamblan como módulos para una instalación sencilla y rápida, y pueden unirse fácilmente a cualquier estructura de metal, a la pared de cemento de la torre, directamente por encima y por debajo del receptor solar. También pueden utilizarse para proteger la cavidad interior del receptor solar. Los elementos de anclaje están diseñados para eliminar la posibilidad de conducción de calor a través del aislamiento. Los productos microporosos MICROTHERM® PANEL, MICROTHERM® OVERSTITCHED y MICROTHERM® MPS se utilizan para el aislamiento de receptores, de válvulas, tuberías y hornos de calentamiento de sales. Promat HPI tiene un departamento de ingeniería con amplia experiencia en aislamiento, en el que se diseña la mejor y más eficaz solución específica para cada torre, con el fin de conseguir aislamientos más ligeros, más aislantes y con mayor resistencia al choque térmico. www.futurenergyweb.es Productos para plantas de colectores cilindro-parabólicos 6 Solar tower projects comprise a large number of systems which could benefit from high performance insulation solutions: solar receiver, heat storage vessels, distribution piping to and from the receiver, hot air lines, outside heat shield, and protection for the cavity of the receiver area. This range of products include the SCUTTHERM® high temperature modules, composite panels that are used in the design of custom-made thermal heat shields for solar tower plants. They are assembled as modules for fast and simple installation and can easily be fixed to either a metal structure or the concrete wall of the solar tower itself, directly above and/or below the solar receiver. They can also be used to protect the inside cavity of the solar receiver. Anchorage pins are designed to eliminate the possibility of heat conduction through the insulation. Microporous products such as MICROTHERM® PANEL, MICROTHERM® OVERSTITCHED and MICROTHERM® MPS are widely used to insulate receivers; oven boxes, valves; and distribution piping in the solar tower. Promat HPI’s engineering department has broad experience in insulation, where the best and most effective solutions are specifically designed for each tower, to achieve lighter, more effective insulation with increased Para esta tecnología Promat HPI ha desarrollado soluciones de aislamiento para las juntas rotativas de los brazos articulados de los colectores. Para esta aplicación concreta se ofrecen varias soluciones: mangueras flexibles a medida FuturEnergy | Junio June 2014 Entre las principales ventajas que ofrecen estas soluciones podemos mencionar: •Permiten el movimiento rotativo en la junta, mientras controlan la pérdida de energía térmica. •Aumentan la eficiencia de la planta, controlando la pérdida de calor •Larga vida útil. •Materiales con una excelente protección pasiva contra el fuego, que en combinación con una lámina interna de aluminio previenen el fuego. •Fácil trazabilidad de las fugas. •Sencilla retirada para inspecciones rutinarias de mantenimiento. Otra solución de alto rendimiento para las plantas de colectores cilindro-parabólicos es el aislamiento de tramos de tubería. Para ello Promat utiliza coquillas moldeadas para todo tipo de diámetros y espesores de aislamiento. Estas soluciones son muy fáciles de adaptar, cortando y dando forma in situ, para aislar de forma eficiente. Finalmente esta firma ofrece soluciones sencillas basadas en productos microporosos flexibles para el aislamiento de soportes de tuberías. Gracias a este aislamiento se reducen las pérdidas de calor por la formación de puentes térmicos por el contacto directo entre metales. Al reducirse la temperatura de los soportes es posible utilizar acero de grado inferior para estas piezas, reduciendo los costes. Debido al bajo espesor del aislamiento los soportes son lo más compactos posible, y por la alta resistencia a la compresión de estos materiales soportan eficazmente el peso de la tubería. Parabolic trough CSP systems Promat HPI has developed several insulation solutions for ball joint assembly in parabolic troughs. It offers several design solutions: one based on tailored flexible jackets incorporating MICROTHERM® OVERSTITCHED PANEL; a second generation system combining MICROTHERM® MPS with aluminium cladding; and insulating solution using large size flexible jackets to protect flexible ball joint hoses. Advantages include: •Allowing rotational movement at the joint while controlling loss of heat energy. •Increased plant efficiency by controlling heat loss. •Long lifetime. •Excellent passive fire protection material combined with aluminium foil internal finishing for fire prevention. Plantas CCP | Parabolic Trough Plants •Leakages are quickly traceable. Solnova 1 y 3, Extresol 1, 2 y 3, La Dehesa, •Quickly removable for routine La Florida, Helios 1 y 2, Hassi R´Mel, Ain Ben Mathar, maintenance inspections. Shams-1, Kaxu Solar One Solución | Solution Aislamiento de mangueras para juntas rotativas flexibles Flexible ball joint jackets Aislamiento de soportes de tuberías Andasol 3, Solaben 1 y 6, Solacor 1 y 2, Pipe clamp insulation Les Borges Blanques, Enerstar Villena, Solana, Mojave Solar, Genesis Solar 1 y 2 Aislamiento de rótulas recubiertas Valle 1 y 2, Manchasol 1 y 2, Helioenergy 1 con chapa de aluminio y 2, Solaben 2 y 3, Lebrija, Les Borges Ball joints + alu cladding Blanques, Enerstar Villena, La Africana, Astexol 2, Arenales, Guzmán , Casablanca, Aste 1A y 1B, Olivenza Mangueras aislantes de rótula flexibles Solaben 1 y 6, Solacor 1 y 2 BJA flexible hoses Plantas torre central | Power tower plants Receptor, líneas de aire caliente y tanque Julich Tower de almacenamiento térmico Receiver, hot air lines & hot storage vessel Escudo térmico del receptor, tuberías, Gemasolar escudo térmico exterior Receiver, pipping, outside heat shield Escudo térmico interior y exterior PS 10, PS 20 (parcial/partial) Outside & inside shield Escudo térmico exterior (parcial) Tonopah, CRS1 Outside heat shield (partial) Escudo térmico exterior (total) Khi Solar One Outside heat shield (total) Escudo térmico de la diana Aora Solar Target heat shield Horno (parcial) | Oven boxes (partial) CRS2 www.futurenergyweb.es Another high performance solution for parabolic trough plants is the insulation of distribution pipe runs. Promat HPI uses moulded pipe sections for all type of diameters and insulation thickness. These solutions are fast to fit, cutting and shaping on site, to insulate difficult parts efficiently. Finally, this company offers simple solutions based on flexible microporous products for insulating pipe clamps. Thanks to this insulation, heat loss from thermal bridges through direct metal contact is reduced. By reducing the temperature in the clamps, lower grade steel can be used, thus reducing the cost. Due to the thinness of the insulation, the pipe clamps are as compact as possible, and Due to the high compressive strength of these materials they support pipe weight effectively. FuturEnergy | Junio June 2014 Referencias | References resistance to thermal shock. En Portada | Cover Story basadas en el producto MICROTHERM® OVERSTITCHED PANEL, coquillas combinando MICROTHERM® MPS con un revestimiento de chapa de aluminio, y mangueras aislantes flexibles de gran tamaño para proteger las mangueras de rótula flexibles. 7 Acciona firma un contrato en Brasil Acciona signs a contract in Brazil La filial del grupo Acciona, Acciona Windpower (AWP), dedicada al diseño, fabricación y venta de aerogeneradores, ha firmado un contrato con el promotor eólico brasileño Río Energy para el suministro de aerogeneradores que en suma suponen un total de 90 MW. Acciona Windpower (AWP), a subsidiary of the Acciona group that designs, manufactures and commercializes wind turbines, has signed a supply contract with the Brazilian wind power developer Río Energy for a total of 90 MW. El contrato comprende el suministro y montaje de 30 turbinas de 3 MW destinadas al complejo eólico Itarema, en el estado de Ceará, de las cuales, 21 unidades corresponden al modelo AW 116/3000, de 116 metros de diámetro de rotor, y 9 unidades a la versión AW 125/3000, de 125 metros de diámetro de rotor. The contract covers the supply and assembly of thirty 3 MW turbines for the Itarema wind power complex in the state of Ceará. Twenty-one of the turbines are the AW 116/3000 model (116-meter rotor diameter) and 9 of the AW 125/3000 version (125-meter diameter). Estas torres se fabricarán en el entorno de los respectivos parques eólicos, mediante el novedoso método de ensamblaje ‘in situ’ puesto en marcha por Acciona Windpower en otras instalaciones eólicas del país. Las turbinas se suministrarán en el año 2015. The wind turbines will be supplied in 2015 and they will be mounted on 100 and 120-meter high concrete towers. These towers will be manufactured close to the wind farms using an innovative assembly method on site, created by Acciona Windpower for other wind farms in Brazil. Chile, líder mundial en potencial de energía undimotriz Chile, world leader in wave energy potential El estudio realizado por la Embajada de Reino Unido en Chile, “Recomendaciones para la Estrategia de Energía Marina de Chile: un plan de acción para su desarrollo”, sitúa este país a la cabeza en potencial de energía undimotriz. The study by the UK Embassy in Chile, “Recommendations for the Chilean Marine Energy Strategy: an action plan for development”, puts this country at the forefront of wave energy potential. A partir de 2020, cuando la energía undimotriz sea competitiva comercialmente, podrían instalarse al menos 100 MW al año de energía proveniente de las olas en Chile. From 2020, when wave power becomes commercially competitive, at least 100 MW of Chilean wave power could be installed every year. La energía undimotriz es el recurso renovable más importante de Chile. Se estima que el potencial teórico bruto es de 240 GW según el estudio y la actividad del oleaje es lo suficientemente intensa como para producir energía en toda la costa del Pacífico. Wave energy is Chile’s most important renewable resource. It is estimated that theoretical gross potential amounts to 240 GW, according to the study and wave activity is intense enough to produce energy along the entire Pacific coast. El estudio incluyó la participación de más de 200 organizaciones, entre ellas el Ministerio de Energía y el Centro de Energías Renovables (CER), y personas mediante entrevistas y talleres realizados en nueve de las quince Regiones de Chile, con el fin de delinear recomendaciones para el desarrollo de la energía marina en Chile. www.futurenergyweb.es The study also included the participation of more than 200 organizations, including the Ministry of Energy and the Renewable Energy Centre (CER), plus a number of people through interviews and workshops in nine of the fifteen Chilean regions, in order to outline recommendations for development of offshore energy in Chile. FuturEnergy | Junio June 2014 Los aerogeneradores irán asentados sobre torres de hormigón de 100 y 120 metros de altura. Noticias | News España y América Latina | Spain & Latin America 9 Noticias | News BID financiará la construcción de una planta solar de 72,8 MW en Chile IDB will finance private sector in construction of photovoltaic solar energy plant in Chile La planta forma parte del Proyecto de Energía Solar Fotovoltaica Crucero y se ubicará a 15,4 km al noreste de la ciudad de María Elena. Tendrá una capacidad de generación de 72,8 MWp y proporcionará electricidad que permitirá reducir la dependencia del uso de combustibles fósiles en el Sistema Interconectado del Norte Grande de Chile, donde la demanda proviene básicamente de empresas mineras y otros usuarios industriales. The plant will be part of the Crucero Photovoltaic Solar Energy Project, located 15.4 kilometers northwest of the city of María Elena. It will boast a peak generating capacity of 72.8 megawatts and provide electricity that will help reduce dependence on fossil fuels in the Greater Northern Chile Interconnected System, where demand essentially comes from mining companies and other industrial users. El Banco Interamericano de Desarrollo (BID) aprobó a principios de junio un préstamo de 50,4 M$ provenientes de su capital ordinario y un préstamo de 16 M$ provenientes del Fondo de Tecnología Limpia (CTF, por sus siglas en inglés) que administra, para financiar la construcción, operación y mantenimiento, así como las obras de ingeniería civil correspondientes, de una planta de energía solar fotovoltaica en la región chilena de Antofagasta. The Inter-American Development Bank (IDB) has approved a $50.4 million loan from its ordinary capital pool and another of $16 million from its its Clean Technology Fund (CTF) to finance the construction, operation and maintenance, along with the corresponding civil engineering works, of a photovoltaic solar energy plant in the Chilean region of Antofagasta. Internacional | International Alstom ayudará a gestionar la demanda de electricidad de Nueva York Alstom suministrará a Con Edison su Sistema de Gestión de Respuesta a la Demanda (DRMS ) como parte de un proyecto piloto de Smart Grids que está llevando a cabo el Departamento de Energía de los Estados Unidos. El operador Con Edison es el encargado de suministrar electricidad a 3.3 millones de clientes en la ciudad de Nueva York y el cercano condado de Westchester. www.futurenergyweb.es El DRMS de Alstom, basado en la tecnología e-terraDRBizNet 3.0, permitirá a Con Edison gestionar eficazmente la oferta y la demanda de energía, ofreciendo incentivos a los usuarios para que reduzcan el consumo durante los picos de demanda - como los días calurosos de verano-, o para aliviar situaciones de estrés en las redes de distribución. 10 Gracias a la utilización de este sistema de gestión de respuesta a la demanda, se podrá optimizar la energía disponible, para conseguir un sistema eléctrico más estable y fiable. En 2013 Nueva York fue una de las ciudades de más rápido crecimiento en los EEUU, con más de 777.000 m2 de oficinas en construcción. La red de Con Edison cuenta con más de 150.000 km de cables eléctricos subterráneos, más otros 55.000 km de líneas aéreas, con las que distribuye la electricidad a sus clientes. Alstom to help manage New York City’s electricity demand As part of a Department of Energy Smart Grid Demonstration Project, Alstom has been awarded a contract to deliver Demand Response Management System (DRMS) to Con Edison. Con Edison provides electric service to 3.3 million customers in New York City and Westchester County, New York. Alstom’s DRMS, based on its e-terraDRBizNet 3.0 technology, will allow Con Edison to efficiently use consumer loads to manage energy supply and demand, with incentives offered to electricity customers to reduce consumption during periods of peak distribution system demand – such as hot summer days, or to alleviate stress on the distribution system. This demand response management system optimizes existing energy available and paves the way to a reliable grid. In 2013, with more than 8,300,000 square feet of office space under construction, New York City was one of the fastest growing cities in the U.S. Con Edison has 94,000 miles of underground electric cables, plus another 34,000 miles of overhead wires to serve its customers. As utilities strive to minimize the ongoing extension of infrastructure and optimize existing assets, Alstom’s e-terraDRBizNet 3.0 provides the digital intelligence to make fast decisions to compensate energy flow. FuturEnergy | Junio June 2014 Siemens and Samsung commissioned a CCPP in Singapore Siemens Energy y Samsung C&T han diseñado, construido y puesto en marcha con éxito la central de ciclo combinado de PLP en la isla de Jurong, en Singapur. Siemens Energy and its consortium partner Samsung C&T have successfully designed, erected and commissioned the PLP combined-cycle power plant (CCPP) on Jurong Island in Singapore on a full turnkey basis within contractual conditions. La nueva planta de PLP es una de las más eficientes dentro del mercado de Singapur a día de hoy, y la primera de Singapur que funciona sólo a base de gas natural licuado de la nueva terminal. Owner of the plant is Pacific Light Power Pte. Ltd. (PLP). With an installed electrical generating capacity of approximately 800 megawatts, an efficiency of over 58 percent (based on site conditions), and great flexibility, the two new power plant units will make an ecofriendly contribution toward meeting the country’s significant rise in demand for reliable power. Las unidades también pueden operar con gas natural de las tuberías de suministro y fuel oil como respaldo. PLP’s new plant is one of the most efficient operating units in the Singapore power market today, and the first in Singapore to be completely fuelled by liquefied natural gas from the new terminal. The units c an also be operated with piped natural gas and fuel oil as back-up. Siemens y Samsung fueron responsables de toda la construcción y puesta en marcha de esta central eléctrica, que alcanzó todas las especificaciones contractuales de salida de potencia y emisiones de NOx y CO2. Siemens and its consortium partner were responsible for full erection and commissioning the power plant. This power plant topped the contractually guaranteed figures for power output, NOx and CO2 emissions. Alstom se pronuncia a favor de la oferta de GE Alstom recommends GE’s offer El 20 junio el Consejo de Administración de Alstom recibió de General Electric (GE) una oferta actualizada para la adquisición de las actividades de energía y transmisión de electricidad de Alstom. El 20 de junio también recibió una oferta revisada de Siemens y Mitsubishi Heavy Industries (MHI). The Board of Directors of Alstom received, on June 20, 2014, an update to the offer from General Electric (GE) to acquire the power and grid businesses of Alstom. It also received on June 20, 2014, a revised proposal from Siemens and Mitsubishi Heavy Industries. El comité de dirección independiente designado ad hoc por el Consejo de Administración el pasado 29 de abril, y presidido por Jean-Martin Folz, ha estudiado de manera profunda en múltiples ocasiones los proyectos presentados. The ad hoc committee of independent directors appointed by the Board on April 29, 2014 and led by Jean-Martin Folz, thoroughly reviewed, on multiple occasions, the proposed transactions. Apoyándose en los análisis del comité de dirección independiente, así como en los informes de los asesores jurídicos y financieros, el Consejo de Administración ha decidido por unanimidad recomendar la oferta de GE. Based on the works of the committee and financial and legal advisors, the Board of Directors has unanimously decided to issue a positive recommendation of the offer from GE. Los miembros del Consejo de Administración expresan su satisfacción por el diálogo constructivo establecido con el Estado francés y que han concluido en una propuesta industrial que no solamente satisface los intereses de Alstom y de sus partes interesadas o stakeholders, sino que también ofrece una respuesta adecuada a las preocupaciones expresadas por el Gobierno francés. The Directors of Alstom expressed their satisfaction that the productive exchanges established with the French State had resulted in a business proposal that not only addresses the interests of Alstom and of its stakeholders, but also provides assurances in connection with concerns expressed by the French State. www.futurenergyweb.es FuturEnergy | Junio June 2014 El propietario de la planta es Pacific Light Power Pte. Ltd. (PLP). Con una capacidad de generación de cerca de 800 MW, una eficiencia de más del 58% (basada en las condiciones locales) y gran flexibilidad, las dos nuevas unidades de generación eléctrica tendrán una contribución ecológica dentro del importante aumento de la demanda de electricidad del país. Noticias | News Siemens y Samsung ponen en marcha un ciclo combinado en Singapur 11 NEW DIRECTIONS IN ENERGY STORAGE IN CSP PLANTS Las ventajas del almacenamiento térmico en plantas termosolares son de sobra conocidas: ofrecer energía de una manera más gestionable, prolongando las horas operativas más allá de la puesta de sol, evitar fluctuaciones asociadas a un recurso solar intermitente y reducir la cantidad de energía sobrante haciendo la planta más eficiente. Actualmente hay en todo el mundo 3,7 GW termosolares con almacenamiento de energía en plantas operativas, en construcción o en desarrollo, si bien la tendencia hacia plantas con almacenamiento es clara, de acuerdo con la información contenida en el CSP Today Global Tracker, el 59% de la capacidad actualmente en desarrollo contará con almacenamiento térmico de energía. Así lo refleja una de las últimas publicaciones de CSP Today, titulada como este artículo, y en base a la cual se ha elaborado parte del mismo. Otros contenidos de CSP Today1, también nos han ayudado a completar este artículo, con algunos de los casos prácticos de desarrollo de tecnologías novedosas de almacenamiento, que se presentan al final del artículo. The advantages of thermal storage in CSP plants are well known: providing energy in a more manageable way; extending operating hours beyond sunset; avoiding fluctuations associated with an intermittent solar resource; and reducing the amount of excess energy to make the plant more efficient. Worldwide there is currently 3.7 GW of CSP energy storage in plants either in operation, under construction or in development, but the trend towards plants with storage is clear: According to the CSP Today Global Tracker, 59% of the capacity currently under development will have thermal storage. This is reflected in one of the latest CSP Today publications, with the same title as this article, and from which part of the content is reproduced here. Other content from CSP Today1 has also helped us to complete this article, with some of the case studies on developing innovative storage technologies, which are presented at the end of the article. Breve historia del almacenamiento térmico en plantas termosolares Brief history of thermal storage in CSP plants Una de las primeras plantas termosolares que contó con almacenamiento térmico fue la planta SEGS I en California, con una capacidad total de tres horas de almacenamiento a plena carga. Este sistema funcionó entre 1985 y 1999, cuando fue dañado a causa de un incendio y nunca fue reemplazado. Tras ello, hubo que esperar hasta 2009 para volver a ver una planta termosolar con almacenamiento, Andasol 1, primera planta de colectores cilindro-parabólicos de Europa, que cuenta con un sistema indirecto de dos tanques, funcionando con 28.500 t de sales fundidas que permiten hacer funcionar la turbina a plena carga durante 7,5 horas. One of the first CSP plants with thermal storage was the SEGS I plant in California, with a total capacity of three hours of storage at full load. This system was running between 1985 and 1999, when it was damaged by fire and was never replaced. After that, it took until 2009 to see another CSP plant with storage: Andasol 1, the first parabolic trough plant in Europe, with an indirect two-tank system, running with 28,500t of molten salts that enable the turbine to operate at full load for 7,5 hours. Los últimos proyectos han mostrado que la tendencia en el mercado es incrementar las horas de almacenamiento térmico (excepto en los casos en los que exista una limitación impuesta por la regulación local) con el objetivo de sacar el máximo partido a las ventajas económicas de los sistemas de almacenamiento térmico a gran escala. Como ejemplos de ello, Torresol puso en marcha su planta Gemasolar de 20 MW con 15 horas de almacenamiento, y ACWA está construyendo la planta de CAP Bokpoort en Sudáfrica, que aportará más de 9 horas de almacenamiento. Termosolar / CSP | Solar Thermal / CSP LOS NUEVOS RUMBOS DEL ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA EN PLANTAS TERMOSOLARES Recent projects have shown that the trend in the market is to increase the hours of thermal storage (except in cases where there is a limitation imposed by local regulations) in order to take full advantage of the economic benefits of large scale thermal storage systems. As examples of this, Torresol, launched its 20MW Gemasolar plant with 15 hours of storage, and ACWA is constructing the CAP Bokpoort plant in South Africa, which will provide more than 9 hours of storage. Some projects such as Cerro Dominador, developed by Abengoa in Chile and which will feature 17.5 hours of molten salt thermal storage, or Ibereólica’s Pedro de Valdivia plant, which is under development and will feature 10.5 hours of storage, show that promoters are also opting for large scale storage systems. Gemasolar. Foto cortesía de SENER | Gemasolar. Photo courtesy of SENER As companies increase temperatures in order to increase the efficiency of the plants, synthetic oils will have serious difficulties in maintaining stability. Molten salts can operate at higher temperatures than oils but are currently limited to a maximum of 650°C. The use of nanoparticles can extend the life of the molten salts in extending the maximum temperature limit, and, in addition, variations in the basic mixes used today could enjoy a second life as phase change materials (PCM). Arena: ¿el almacenamiento termosolar del futuro? Proyecto italiano muestra un gran potencial para la CSP y arena | Sand: CSP energy storage solution of the future? Italian project shows strong potential for sand-based CSP (1) www.futurenergyweb.es FuturEnergy | Junio June 2014 New needs, new solutions 13 Termosolar / CSP | Solar Thermal / CSP El sistema de almacenamiento de Solana, 12 tanques de almacenamiento de sales fundidas, permite la producción de energía limpia durante seis horas a la máxima potencia, sin usar el campo solar. Foto cortesía de Abengoa | The Solana storage system, 12 molten salt storage tanks, produces clean energy for six hours at full power without using the solar field. Photo courtesy of Abengoa Algunos proyectos como Cerro Dominador que desarrolla Abengoa en Chile y que contará con 17,5 horas de almacenamiento térmico en sales fundidas, o la planta Pedro de Valdivia de Ibereólica, que está en fase de desarrollo y que contará con 10,5 horas de almacenamiento, muestran que los promotores también están optando por sistemas de almacenamiento a gran escala. Nuevas necesidades, nuevas soluciones www.futurenergyweb.es A medida que las compañías vayan incrementando las temperaturas con el fin de aumentar la eficiencia de las plantas, los aceites sintéticos tendrán serias dificultades para mantener la estabilidad. Las sales fundidas pueden operar a temperaturas más elevadas que los aceites, pero en la actualidad están limitadas a un máximo de 650 °C. El uso de nanopartículas podría prolongar la vida útil de las sales fundidas ampliando este límite en la temperatura máxima, y por otro lado, variaciones de las mezclas básicas usadas en la actualidad podrían disfrutar de una segunda vida como materiales de cambio de fase (PCM por sus siglas en inglés). 14 Utilizar materiales sólidos para almacenamiento térmico de energía parece una elección lógica dado su bajo precio, su modularidad y escalabilidad, y la relativa simplicidad de la tecnología empleada. Si además le añadimos que el medio de transmisión de calor es el aire, parece que la elección es aún más clara. Pero estas soluciones se ven en parte limitadas por su estabilidad térmica, la cual no es mucho mayor que la de las sales fundidas. La pregunta que debemos hacernos entonces es: Si los materiales sólidos para almacenamiento térmico tienen tantas ventajas, ¿qué está frenando su adopción? El grafito parece haber demostrado ser viable como medio para almacenamiento térmico, no obstante para ser usado como parte de un sistema híbrido, para vapor sobrecalentado, más que como sistema independiente en una planta termosolar de concentración. Using solid materials for thermal energy storage seems a logical choice, given its low price, its modularity and scalability, and the relative simplicity of the technology used. If we add to this the fact that the heat transfer medium is air, the choice seems even clearer. But these solutions are limited in part by their thermal stability, which is not much better than for molten salts. The question to ask then is: If solid material for thermal storage has so many advantages, what is holding back its adoption? Graphite seems to have proved to be viable as a means of thermal storage, but to be used as part of a hybrid system for superheated steam, rather than as a standalone system in a CSP plant. Therefore, it remains to be seen whether graphite can be used exclusively for generating electricity. Meanwhile, the interest the U.S. Department of Energy is currently showing in thermochemical processes could be an indication of the new directions energy storage is taking, although it is too soon to be sure at this stage. Also, if CSP starts operating at extremely high temperatures, the moment could come when other more exotic processes such as hydrogen production by high temperature electrolysis, or direct thermolysis, opens the way to hydrogen and ammonia as products for energy storage. Today this is highly speculative, however, as is the idea that these products will gain both political and business support, in addition to the funds required for financing. SOME PRACTICAL EXAMPLES Graphite as a means of storage Graphite is a perfect medium for energy storage, due to its high melting point (3500°C), its high specific heat (ability to maintain thermal energy), its low emissivity (does not radiate FuturEnergy | Junio June 2014 ALGUNOS EJEMPLOS PRÁCTICOS Grafito como medio de almacenamiento El grafito es un medio perfecto para el almacenamiento energético debido a su elevado punto de fusión (3.500 ºC), a su elevado calor específico (capacidad para mantener la energía térmica), a su baja emisividad (no irradia calor con facilidad) y a su gran estabilidad química y mecánica incluso a temperaturas superiores a los 2.000 ºC. La capacidad de almacenamiento del grafito de gran pureza varía entre los 300 kWh/t a una temperatura de almacenamiento de 750 ºC a hasta cerca de los 1.000 kWh/t a 1.800 ºC. Aprovechando estas características la empresa australiana Solastor ha desarrollado, en colaboración con Llyod Energy Systems, un sistema de almacenamiento térmico en grafito de alta pureza, capaz de trabajar a altas temperaturas (hasta 800 ºC) y de proporcionar energía a demanda las 24 horas del día. Proyecto en Chipre La tecnología de Solastor será probada en una planta de 50 MW en Chipre, una propuesta del gobierno chipriota, enmarcada en el programa NER300 de la UE aprobada finales de marzo de este año. El proyecto EOS, se ubicará en Alasa, en el distrito de Limassol y gracias al sistema de almacenamiento termosolar de Solastor, contará con depósitos de una altura de 3 m encima de torres relativamente bajas (20 m) que se sitúan en el centro de un conjunto de heliostatos, que dirigen los rayos solares hacia el receptor. Los depósitos de acero contienen bloques de grafito de elevada pureza con agua que se bombea a través de bobinas integradas compuestas por conductos de acero inoxidable. Mientras los rayos solares inciden en el bloque de granito se produce vapor de forma directa mediante el intercambio de calor entre el granito y el agua. Este vapor seco supercalentado se turbina en una turbina de vapor. Cuando la intensidad de los rayos del sol se reduce a un nivel ineficiente, se cierra y sella el punto de entrada del receptor. Gracias al calor almacenado en el bloque de granito se puede seguir produciendo vapor, siempre que la temperatura del bloque se mantenga por encima de una temperatura determinada. www.futurenergyweb.es Proyecto EOS. | EOS Project heat easily) and its high chemical and mechanical stability even at temperatures above 2000°C. The storage capacity of high purity graphite varies from 300 kWh/t, at a storage temperature of 750°C, to about 1,000 kWh/t to 1800°C. Taking advantage of these features, the Australian company, Solastor, in collaboration with Lloyd Energy Systems, has developed a thermal storage system in high purity graphite, capable of working at high temperatures (800°C) and providing energy on demand 24 hours a day. Project in Cyprus Solastor technology will be tested at a 50 MW plant in Cyprus, a proposal by the Cypriot government and part of the EU NER300 programme approved at the end of March this year. The EOS project is located in Alasa, in the district of Limassol, and thanks to Solastor’s thermal storage, will have tanks of a height of 3m on top of relatively low towers (20 m) which are in the centre of a set of heliostats which direct sunlight towards the receiver. Steel tanks contain blocks of high purity graphite with water which is pumped through built-in coils consisting of stainless steel pipes. While solar rays affect the block of granite, steam is produced directly by heat exchange between the granite and water. This dry superheated steam is turbined in a steam turbine. When the intensity of sunlight drops to an inefficient level, the entry point of the receiver is closed and sealed. Thanks to the heat stored in the block of granite, it is possible to continue producing steam, provided that the block temperature is maintained above a certain temperature. The potential of sand and its future as a means of storage Sand has many promising properties as a thermal storage medium: it is inexpensive, and can store thermal energy at a higher temperature - 1000°C - than molten salts - 600°C. FuturEnergy | Junio June 2014 Además, si la CSP empieza a operar a temperaturas extremadamente altas, podría llegarle el momento a otros procesos más exóticos como la producción de hidrógeno mediante electrólisis a alta temperatura o termólisis directa, abriéndo el camino al hidrógeno o el amoniaco como productos para el almacenamiento de energía. Sin embargo, hoy por hoy esto es altamente especulativo, así como lo es la idea de que estos productos ganen apoyo tanto político como empresarial, además de los fondos necesarios para su financiación. Termosolar / CSP | Solar Thermal / CSP Por lo tanto, queda por demostrar que el grafito pueda ser utilizado en exclusiva para generación de electricidad. Mientras tanto, el interés que el Departamento de Energía de los Estados Unidos tiene en la actualidad en procesos termoquímicos puede ser un indicador de los nuevos rumbos que el almacenamiento de energía está tomando, aunque es muy pronto para estar seguros. 15 Termosolar / CSP | Solar Thermal / CSP El potencial de la arena y su futuro como medio de almacenamiento Projects such as STEM, SANDSTOCK and SandShifter are on track to demonstrate the feasibility of sand as a thermal storage medium in CSP plants. La arena tiene muchas propiedades prometedoras como medio de almacenamiento térmico, es barata, y puede almacenar energía térmica a una temperatura más alta, 1.000 °C, frente a las sales fundidas, 600 ºC. Proyectos como STEM, SANDSTOCK y SandShifter, van camino de demostrar la viabilidad de la arena como medio de almacenamiento térmico en plantas termosolares. In September 2013, a team of researchers from the Masdar Institute of Science and Technology in the UAE presented the Sandstock project. The system is based on the use of two tanks of sand, using gravity to transfer it from one tank to another. In the upper tank, the cold tank, the sand is at a temperature of 250°C, while in the lower tank, the hot tank, the heated sand is at a temperature of 800°C En septiembre de 2013, un equipo de investigadores del Instituto Masdar de Ciencia y Tecnología de los Emiratos Árabes presentó el proyecto SANDSTOCK. El sistema está basado en el uso de dos tanques de arena, utilizando la gravedad para transferirla de un tanque a otro. En el depósito superior, tanque frío, la arena está a una temperatura de 250 °C, mientras que en el tanque inferior, tanque caliente, la arena calentada está a una temperatura de 800 ºC El tanque frío tiene forma de cilindro hueco, incidiendo el haz de los reflectores solares en este hueco. Cuando se abre una válvula, la arena fluye a través del hueco y se calienta. Entonces la arena caliente se recupera y se almacena en el depósito inferior hasta que se necesite la energía. Para descargar el sistema, un intercambiador de calor está sumergido en la arena calentada en movimiento, produciéndose vapor de agua sobrecalentado que se envía a la turbina. La arena enfriada se lleva de vuelta a la parte superior del tanque frío por medio de una cinta transportadora, para cerrar el bucle de este proceso continuo. El objetivo del proyecto de SandShifter US Solar Holdings, financiado como parte de la Iniciativa SunShot del DOE, es profundizar en el desarrollo de un innovador sistema de almacenamiento de arena en dos silos, con el objetivo final de construir y explotar una instalación de demostración piloto de 1 MW. Otro resultado que se espera del proyecto incluye un análisis y estimación económica exhaustivos que demostrarán la rentabilidad potencial de la tecnología a una escala superior a los 50 MW. El equipo del proyecto también espera demostrar que el uso de arena como almacenamiento de energía térmica podría reducir potencialmente los costes a menos de 15 USD/kWth. El proyecto STEM, colaboración entre el grupo industrial Magaldi, la Universidad de Nápoles y el Consejo de Investigación Nacional Italiano, ha dado como resultado una planta de demostración de 100 kWth La tecnología se basa en un receptor solar de lecho fluidizado de arena/aire. La difusividad térmica en el lecho, así como la transferencia térmica entre el lecho y el intercambiador térmico en el lecho permite la captura de energía solar, su rápida transferencia a los intercambiadores y la producción eficiente de vapor. Por su parte, se garantiza el almacenamiento energético mediante la capacidad de almacenamiento de la arena. www.futurenergyweb.es Conclusiones 16 Lo que está claro, sin embargo, es que nunca antes había habido tanta atención puesta en la investigación y desarrollo de los sistemas de almacenamiento térmico de energía. Y mientras podemos esperar que las sales fundidas mantengan el dominio del mercado en el futuro próximo, hay varios factores que impulsarán la implantación de nuevas tecnologías orientadas a más altas temperaturas. Una expansión de las opciones del almacenamiento de energía solo puede verse como algo muy positivo para la industria. The cold tank is shaped like a hollow cylinder, with the beam of the solar reflectors focussing on this space. When a valve is opened, the sand flows through the hollow and is heated. Then the hot sand is recovered and stored in the lower tank until the power is needed. To download the system, a heat exchanger is immersed in the heated sand in motion, producing superheated steam, which is sent to the turbine. The cooled sand is carried back to the top of the cold tank by a conveyor belt to thus close the loop of this continuous process. The aim of the SandShifter US Solar Holdings project, funded as part of the DOE’s SunShot Initiative, is to further the development of an innovative storage system for sand in two silos, with the ultimate goal of building and operating a 1MW pilot demonstration plant. Another expected outcome of the project includes a comprehensive economic analysis and estimate which will reveal the potential profitability of the technology at a scale of over 50 MW. The project team also hopes to demonstrate that the use of sand for thermal energy storage could potentially reduce costs to less than 15 USD/kWth. The STEM project, which is a collaboration between the Magaldi industry group, the University of Naples, and the Italian National Research Council, has resulted in a 100 kWth demonstration plant. The technology is based on a fluidized sand/air bed solar receiver Thermal diffusivity in the bed and the heat transfer between the bed and the heat exchanger located there, captures solar energy and rapidly transfer it to the exchangers, thus producing steam efficiently. Meanwhile, energy storage is ensured by the storage capacity of the arena. Conclusions What is clear, however, is that never before has there been so much attention focused on research and development of thermal energy storage systems. And while we expect molten salts to maintain market dominance in the near future, there are several factors that will drive the introduction of new technologies aimed at higher temperatures. The fact is that expansion of power storage options can only be seen as very positive for the industry. Proyecto SANDSTOCK. Foto cortesía de Masdar Institute | SANDSTOCK project. Photo courtesy of Masdar Institute FuturEnergy | Junio June 2014 GUARANTEE AGAINST LEAKAGES FOR CSP STEAM GENERATION SYSTEMS El sistema de generación de vapor es el corazón de una planta termosolar porque transforma el agua en vapor saturado o sobrecalentado, que acciona el generador eléctrico para generar el producto final: electricidad verde. La garantía de rendimiento del sistema de generación de vapor es, por tanto, esencial para garantizar que no hay fallos por fugas que obstaculicen a la planta termosolar a la hora de cumplir los objetivos esperados de producción. The steam generation system is the heart of the concentrated solar power (CSP) plant as it transforms water into saturated or superheated steam that drives an electrical generator producing the final product: green electricity. Performance guarantee on the steam generator system is therefore essential to ensure that no leakage failures hinder the CSP plant from meeting the expected production goals. Un mito del mercado A market myth La mayoría de los consultores técnicos especifican que debe tenerse en cuenta un 5% de fugas en los tubos en el diseño del generador de vapor. Sin embargo, es fundamentalmente un malentendido que una planta de energía deba aceptar las fugas. Cada vez que un tubo o una junta del generador de vapor tienen una fuga, la planta termosolar debe pararse para reparar el tubo o para reemplazar la junta. Naturalmente, estos tiempos de parada de operación reducen la electricidad entregada por la planta y en consecuencia afectan a los ingresos de la planta termosolar. Most technical consultants specify that 5% tube leaks should be taken into account in steam generator design. It is however fundamentally a misunderstanding that a power plant should accept leakages. Each time a tube or a gasket leaks in the steam generator, the concentrated solar power (CSP) plant must be stopped for the tube to be plugged or for the gasket to be replaced. Such operational downtimes naturally reduce the electricity outcome of the plant and consequently impact the revenue of the CSP plant. Reducir los fallos por fugas mejora la economía de la planta Reducing leakage failures improves plant economy Cuando se añadió la mayor capacidad de MW entre 2007 y 2010 en España, Aalborg CSP obtuvo una posición de vanguardia en el desarrollo de diseño de generadores de vapor. Sobre la base de 25 años de experiencia con calderas de vapor generales, Aalborg CSP desarrolló una tecnología de última generación para los generadores de vapor que ha sido utilizada por algunas de las plantas termosolares más eficientes del mundo. When the largest MW capacity was added between 2007 and 2010 in Spain, Aalborg CSP earned a position at the forefront of steam generator design development. Based on 25 years of experience with general steam boilers, Aalborg CSP developed a state-of-the-art steam generator technology that has been used by some of the most efficient CSP plants in the world. La línea de diseño de Aalborg CSP está basada en los principios de las calderas tradicionales. Por tanto tiene colector y serpentin 100% soldados, con tubos de hasta 4,5 mm de espesor y está diseñada de acuerdo con las normas ASME y EN. Esto es totalmente diferente de los haces de tubos en U diseñados de acuerdo con las normas TEMA. The Aalborg CSP design line relies on traditional boiler principles. It is therefore 100% welded header and coil type with up to 4.5mm thick tubes designed according to ASME and EN standards. This is fundamentally different from the U-tube bundles designed according to TEMA standards. Desde que el primer generador de vapor de Aalborg CSP entró en operación se han puesto en funcionamiento un total de 32 intercambiadores de calor tipo colector y serpentín en España e India. Las satisfactorias pruebas de fiabilidad y los resultados de los estudios The header and coil type steam generator has been specifically developed for solar energy applications where high steam capacity and high steam pressures are required with frequent starts/stops (daily) and load changes. This philosophy eliminates leakages and thereby reduces downtime throughout the lifetime of the system. Ever since the first Aalborg CSP steam generators went into operation, altogether 32 header and coil type heat exchangers have been commissioned in Spain and in India. The satisfying proofs of reliability and the results of system optimization studies are now embodied in the third edition of solar steam generators, the SGS3 line that won international recognition (CSP Today Supplier and Technology Award 2013) in India. The main argument behind the honorable prize is that the leakage-free design optimizes plant performance and reliability while lowers capex of CSP plants. The performance track records showcase that operation without leakages has the potential www.futurenergyweb.es FuturEnergy | Junio June 2014 El generador de vapor de tipo colector y serpentín se ha diseñado específicamente para aplicaciones solares, donde se necesita vapor de alta capacidad y alta presión, con frecuentes arranques/paradas (diariamente) y cambios de carga. Esta filosofía elimina las fugas y por tanto reduce los tiempos de parada durante toda la vida útil del sistema. Termosolar / CSP | Solar Thermal / CSP GARANTÍA CONTRA FUGAS EN SISTEMAS DE GENERACIÓN DE VAPOR EN PLANTAS TERMOSOLARES 17 Termosolar / CSP | Solar Thermal / CSP www.futurenergyweb.es 18 de optimización del Coste de reparación de tubos Tipo colector U-tube 1 U-tube 2 U-tube 3 U-tube 4 sistema, están incorTube plugging cost Header type porados en la tercera Vida útil esperada (años) 25 25 25 25 25 generación de geneLifetime expectancy (years) radores de vapor para Nº de tubos en los intercambiadores de calor 6.500 6.500 6.500 6.500 2.500 No. of tubes in heat exchangers 6,500 6,500 6,500 6,500 2,500 plantas solares, la líFallo de tubos esperado durante vida útil nea SGS3 que ganó un 5% 4% 3% 2% 0.2% Lifetime expected tube failure premio internacional Nº de tubos con fallos por año 13 10,4 7,8 5,2 0,2 en India (Premios CSP No. of tubes failed per year 13 10.4 7.8 5.2 0.2 Today 2013 categoría Nº total de tubos con fallos en 25 años 325 260 195 130 5 No. of tubes failed total 25 years Suministrador y TecNº de paradas al año 13 10,4 7,8 5,2 0,2 nología). El principal No. of stops per year 13 10.4 7.8 5.2 0.2 argumento en el que se basa este reconociPérdida de ingresos anual total 4.680.000 USD 3.744.000 USD 2.808.000 USD 1.872.000 USD 72.000 USD Total yearly revenue loss 4,680,000 USD 3,744,000 USD 2,808,000 USD 1,872,000 USD 72,000 USD do galardón es que el PÉRDIDA TOTAL DE INGRESOS EN diseño sin fugas opti117.000.000 USD 93.600.000 USD 70.200.000 USD 46.800.000 USD 1.800.000 USD LA VIDA ÚTIL (25 años) miza el rendimiento y TOTAL LIFETIME (25 years) 117,000,000 USD 93,600,000 USD 70,200,000 USD 46,800,000 USD 1,800,000 USD fiabilidad de la planta, REVENUE LOSS mientras reduce los costes de capital (CAPEX) de las plantas termosolares. Los historiales de rendimiento to improve levelized cost of energy (LCOE) of CSP plants by muestran que la operación sin fugas tiene el potencial para mejorar approximately 5%. aproximadamente en un 5% el coste nivelado de la energía (más conocido por sus siglas en ingles LCOE) de las plantas termosolares. The comparison above illustrates the predicted revenue loss of plugging the leaking tubes on a steam generator system La comparación en la tabla ilustra las pérdidas de ingresos previstas of a 100MWe parabolic trough CSP plant with thermal oil as por la reparación de tubos con fugas en un generador de vapor de heat transfer fluid (HTF). una planta de colectores cilindro-parábolicos de 100 MWe con aceite térmico como fluido de transferencia de calor. El cálculo asume 9 The calculation assumes a 9-hours operation day, 0.2 USD/ horas diarias de operación, un precio de 0,2 $/kWh, una producción kWh price, 50,000 kWh average hourly production and 4 media de 50.000 kWh y 4 días de parada por fallo, y no tiene en days stopped per failure and does not take O&M and repair cuenta los costes de operación y mantenimiento ni de reparación. costs into consideration. Reducir los fallos por fugas del 5% previsto a cero tiene el potencial de ahorrar millones de dólares a lo largo de toda la vida útil (25 años) de una planta termosolar. Reduciendo los tiempos de parada, la productividad, los ingresos por la electricidad y el tiempo general de retorno de la inversión de la planta mejoran enormemente. Reducing leakage failures from the predicted 5% to zero has the potential to save millions of dollars in the total lifetime (25 years) of the CSP Plant. By reducing downtime - productivity, electricity earning and the general payback time of the power plant is greatly improved. Asegurar el rendimiento: 5 años de garantía SIN FUGAS Performance assurance: 5-years NON-LEAKAGE guarantee Mientras que el 0,2% indicado en la tabla es una medida de seguridad, la realidad y los históricos de rendimiento muestran que el diseño de Aalborg CSP elimina por completo el riesgo de fugas y reduce a cero los costes de operación y mantenimiento relacionados con ellas. Aalborg CSP demuestra la confianza en el diseño sin fugas y establece un nuevo estándar en la industria de la energía termosolar con el anuncio de una garantía de 5 años contra fugas para los nuevos sistemas de generación de vapor SGS3. Esta garantía está diseñada para proporcionar una seguridad a aquellos socios que tienen preocupaciones acerca de este tipo de errores operacionales en las plantas termosolares. La garantía permitirá a los clientes de Aalborg CSP aumentar la disponibilidad del sistema y a través de ello mejorar la rentabilidad. While the 0,2% indicated in the table is a safety measure, reality and performance track records show that the Aalborg CSP design completely removes risk for leakages and pushes down the related O&M costs to zero. Aalborg CSP proves the confidence in the leakage-free design and sets a new standard in the concentrated solar power industry by announcing a 5-year guarantee against leakages for the new SGS3 steam generation systems. This guarantee is designed to provide an assurance to those partners who have worries about such operational mistakes in the CSP plants. The guarantee will enable Aalborg CSP customers to increase system availability and through this improve bankability. Otros beneficios operacionales de la serie SGS3 SGS3 additional operational benefits Además de eliminar las fugas, el diseño SGS3 asegura una baja caída de presión de 1-2 bar y reduce las pérdidas parásitas debidas a ello. La nueva generación de calderas de vapor se ha optimizado aún más para garantizar un alto gradiente de hasta 9 °C/min, lo que permite un arranque rápido por la mañana y después de nubes pasajeras. Esto puede asegurar más de 30 minutos de funcionamiento adicional en un día normal de 9 horas, lo que aumenta la producción de energía en un 5% y en consecuencia aumenta los ingresos diarios. Estos elementos principales de diseño, además, reducen el LCOE de plantas termosolares en al menos un 5%. In addition to eliminating leakages, the SGS3 design ensures a low pressure drop of 1-2 bar and reduces parasitic losses due to that. The new generation of steam boilers is further optimized to guarantee a high gradient of up to 9°C/min, allowing a rapid ramp-up every morning and after transient clouds. This can ensure more than 30 minutes extra operation on a normal 9 hour day, thereby increasing energy production by 5% and increasing daily revenue accordingly. These main design elements additionally reduce LCOE of CSP plants by at least 5%. FuturEnergy | Junio June 2014 CERRO DOMINADOR: THE LARGEST SOLAR THERMAL PLANT IN SOUTH AMERICA Cerro Dominador será la primera planta termosolar para producción directa de electricidad de Sudamérica. La planta contará con un sistema de almacenamiento térmico diseñado y desarrollado por Abengoa, que permite producir electricidad sin necesidad de recurso solar durante 18 horas aproximadamente. Abengoa realizó una ceremonia de inicio del proyecto el pasado 14 de mayo en la ubicación del proyecto, la comuna María Elena, en la región de Antofagasta, situada al norte de Chile. Cerro Dominador will be the first CSP plant to produce electricity directly in South America. The plant will have a thermal storage system designed and developed by Abengoa, producing electricity without the need for solar resources for approximately 18 hours. Abengoa held a groundbreaking ceremony for the project last May 14th at the site - the municipality of Maria Elena in the region of Antofagasta in northern Chile. La planta de torre de sales fundidas Cerro Dominador, con 110 MW de potencia, se situará en el desierto de Atacama. Esta localización ofrece los niveles más altos de radiación solar directa del mundo, lo que permitirá obtener suficiente energía solar para producción y almacenamiento. The Cerro Dominador 110 MW molten salt tower plant will be located in the Atacama Desert. This location offers the highest levels of solar radiation in the world, thus producing sufficient solar energy production and storage. Cerro Dominador generará electricidad las 24 horas del día, convirtiéndose en la primera planta de energía renovable no convencional que servirá como carga base de la red eléctrica. Tecnología de torre de sales fundidas La planta Cerro Dominador consta de un campo solar de 700 ha con 10.600 heliostatos (conjunto de espejos instalados sobre una estructura plana) con 140 m2 de superficie reflectante cada uno. Los heliostatos siguen la trayectoria del sol para concentrar su radiación en un receptor, situado a 220 m de altura en una torre de 250 m. El calor concentrado en este punto se transfiere a las sales fundidas para que estas produzcan vapor, que se utiliza para accionar una turbina de 110 MW de potencia en la que se generará electricidad las 24 horas del día. Para conseguir una producción continua las 24 horas del día, la planta solar dispondrá de un sistema de almacenamiento térmico pionero diseñado y desarrollado por Abengoa. El sistema de almacenamiento permite producir energía durante 18 horas. Esto otorga a la instalación un alto grado de gestionabilidad, ya que permite adaptar el suministro eléctrico a las necesidades de la red. Chile alcanzará el 20% de su energía de origen renovable Esta planta evitará la emisión de 643.000 toneladas de CO2 al año. Este proyecto se integra dentro del programa nacional chileno para el desarrollo de energías renovables para fomentar un futuro de energía limpia para Chile. Termosolar / CSP | Solar Thermal / CSP CERRO DOMINADOR: LA MAYOR PLANTA TERMOSOLAR DE SUDAMÉRICA Cerro Dominador will generate electricity round the clock, becoming the first unconventional renewable energy plant that will serve as the base load for the grid. Molten salt tower technology The Cerro Dominador plant has a solar field of 700 ha with 10,600 heliostats (mirror assembly installed on a flat structure) with 140 m2 of reflective surface. The heliostats track the sun to focus its radiation on to a receiver located at a height of 220m on a 250m tower. The concentrated heat at this point is transferred to the molten salts so that they produce steam which is used to drive a 110 MW turbine which will produce electricity 24 hours a day. To achieve continuous production 24 hours a day, the CSP plant will have a pioneer thermal storage system, designed and developed by Abengoa, which can produce energy for 18 hours. This gives the system a high degree of manageability, since the electricity supply will be adapted to the needs of the grid. Chile will get 20% of its energy from renewable sources This plant will prevent the emission of 643,000 tons of CO2 per year. The project is part of the Chilean national development programme to promote clean renewable energy in the future for the country, which aims to achieve 20% of electricity production through renewables, fostering economic development and energy independence with a power source like the sun, and a long-term fixed price. La construcción, operación y mantenimiento de esta planta servirá como catalizador del desarrollo socioeconómico regional y nacional. La Felipe Benjumea LLorente, presidente de Abengoa, y Jimena Jara, subsecretaria de Energía de Chile | Felipe Benjumea Llorente, Chairman of Abengoa, and Jimena Jara, Chilean Deputy Secretary of Energy www.futurenergyweb.es FuturEnergy | Junio June 2014 El país tiene como objetivo alcanzar un 20 % de la producción eléctrica a través de energías limpias, impulsando el desarrollo económico y la autonomía energética con una fuente de energía como el sol, con un precio fijo a largo plazo. 19 Termosolar / CSP | Solar Thermal / CSP La planta de Chile será de tecnología de torre y tendrá una capacidad de 110 MW The Chilean plant will be tower technology, with a capacity of 110 MW. Recreación del proyecto solar que Abengoa desarrolla en Chile Recreation of the Abengoa Solar project in Chile. Cerro Dominador tendrá una capacidad de almacenamiento de 18 horas. En la imagen, tanques de almacenamiento térmico de Solana | Cerro Dominador will have a storage capacity of 18 hours. In the photo, Solana thermal storage tanks. construcción de esta planta generará una media de 700 puestos de trabajo directos, con máximos de 2.000 trabajadores aproximadamente. Una vez que el proyecto pase a operación comercial, se crearán unos 50 puestos de trabajo estables. The construction, operation and maintenance of the plant will serve as a catalyst for regional and national economic development. The construction of this plant will generate an average of 700 direct jobs, with a ceiling of around 2,000 workers. Once the project moves into commercial operation, about 50 permanent jobs will be created. Del mismo modo, el desarrollo, puesta en marcha y operación de la planta generará un alto número de empleos indirectos, así como una red de servicios y nuevas inversiones industriales para el desarrollo del mercado local de componentes clave para este tipo de tecnología, fomentando el crecimiento económico del país. Similarly, development, implementation and operation of the plant will produce a large number of indirect jobs, as well as a network of services and new industrial investments for local market development of key components for this technology, thus promoting the country’s economic growth. Abengoa junto con el Laboratorio Nacional de Energías Renovables de EE.UU. (NREL) y la Colorado School of Mines (CSM), ha sido seleccionada por el Departamento de Energía de EE.UU. (DOE) para desarrollar una nueva tecnología solar de almacenamiento para las plantas termoeléctricas. El programa tendrá una duración de dos años y contará con una inversión por parte del Departamento de Energía de EE.UU. de 1,3 M€. Abengoa together with the National Renewable Energy Laboratory (NREL) and the Colorado School of Mines (CSM), has been selected by the US Department of Energy (DOE) to develop a new solar storage technology for thermo-electric plants. The program will last for two years and will require an investment of €1.3 million by the US Department of Energy. Abengoa será la responsable de liderar los esfuerzos de integración de sistemas y el análisis técnico-económico, centrándose en el potencial de comercialización de esta tecnología en los futuros proyectos de plantas solares. Abengoa will be responsible for leading the systems integration work and the technical-financial analysis, focusing on the commercial potential of this technology in future solar plant projects. Este proyecto forma parte de la iniciativa “SunShot” llevada a cabo por el Departamento de Energía de EE.UU., que tiene como objetivo impulsar la innovación para que el coste de la energía solar sea competitivo con las fuentes tradicionales antes de que finalice la década. This project is part of the SunShot Initiative carried out by the US Department of Energy, which seeks to promote innovation in order to make the cost of solar power more competitive compared with traditional sources, before the end of the decade. www.futurenergyweb.es FuturEnergy | Junio June 2014 Abengoa desarrollará una nueva tecnología de almacenamiento con el NREL Abengoa to develop new solar-thermal storage technology in collaboration with NREL 21 ISOBUSBAR® BUSBARS FOR CSP PLANTS Vilfer Electric, suministrador de referencia de conductos de barras de baja y media tensión en plantas termosolares, confirma su posicionamiento en el mercado con la participación en una nueva planta termosolar en California (USA). Vilfer Electric, a benchmark supplier for low and medium voltage busbars for CSP plants, confirms its market position by entering a new CSP plant in California (USA). En esta planta la transmisión de la energía eléctrica en alta tensión desde dos generadores hasta los dos transformadores principales, pasando por los correspondientes interruptores de generación y con derivación a los transformadores de servicios auxiliires se ha realizado por dos conductos de barras suministrados por Vilfer Electric. Estos conductos de barras son del tipo de fase aislada (IPB) y han sido diseñados para el transporte de una corriente de 8.200 A con una tensión de aislamiento de 24 kV, bajo norma IEEE C37.23 y están fabricados con conductores tubulares de aluminio, siendo también de aluminio su envolvente y presentando un grado de protección IP-65. For this plant, the transmission of electrical energy at high voltage from the two generators to the two main transformers was handled using two busbars provided by Vilfer Electric. The current passes through the corresponding generation switches and is then diverted to the transformers for auxilliary services. These busbars are isolated phase (IPB) and have been designed to carry a current of 8,200 A with an insulation voltage of 24 kV under regulation IEEE C37.23. They are made of tubular aluminum conductors, with aluminum casing and IP-65 protection. Vilfer Electric también ha diseñado, fabricado y suministrado en esta planta termosolar, para la transmisión de la energía eléctrica desde la salida de los transformadores auxiliares hasta los correspondientes interruptores de media tensión, dos conductos de barras encapsulados en resina del tipo ISOBUSBAR IMT, con tensión aislamiento de 7,2 kV y una capacidad de corriente nominal de 4.500 A, siempre según normas IEEE C37.23. Se han diseñado, fabricado y suministrado además diez conductos de barras de baja tensión encapsulados en resina del tipo ISOBUSBAR ISC con aislamiento de 1 kV y una capacidad de corriente de 5.000 A, en ejecución 3P+N. Estos conductos de barras (tipo ISOBUSBAR ISC e IMT), se han fabricado con conductores de cobre y están encapsulados en resinas cargadas con áridos, presentando un grado de protección IP-68. La supervisión del montaje de los conductos de barras en obra, ha sido igualmente realizada por personal de Vilfer Electric. Además en estos momentos está en fase de diseño, fabricación y suministro de los conductos de barras de la PTS Ouarzazate (Marruecos). Termosolar / CSP | Solar Thermal / CSP CONDUCTOS DE BARRAS ISOBUSBAR® PARA PLANTAS TERMOSOLARES Vilfer Electric has also designed, manufactured and supplied two ISOBUSBAR IMT busbars encapsulated in resin, with 7.2 kV voltage insulation and nominal current rating of 4,500 A, in line with IEEE C37.23. These will transport electricity from the auxiliary transformers to the corresponding medium voltage switches. A further ten low voltage busbars ISOBUSBAR ISC, encapsulated in resin, with 1 kV insulation and a current capacity of 5,00, running 3P+ N. have also been designed, manufactured and supplied. These ISC and IMT ISOBUSBARS busbars are manufactured with copper conductors and are encapsulated in resin loaded with aggregates, providing IP-68 protection. On site supervision of the busbar assembly was also handled by Vilfer Electric personnel. The company is currently designing, manufacturing and supplying busbars for PTS Ouarzazate (Morocco). Vilfer Electric has supplied the busbar for many solar thermal power plants, as shown in the attached chart. • PTS Andasol I y II. • PTS Alvarado I, (La Risca.) • PTS Extresol I y II. • PTS Ibersol Puertollano • PS10 y PS20 • PTS Solnova I, III y IV. • PTS La Florida • PTS La Dehesa • PTS Manchasol I y II www.futurenergyweb.es • PTS Lebrija I • PTS Gemasolar • PTS de Majadas • PTS Palma del Río I y II • ISCC Ain Beni Mathar (Marruecos) • PTS Valle I y Valle II • PTS Helioenergy I y II • PTS Solacor I y II • PTS Puerto Errado II • PTS Helios I y II • PTS de Morón de la frontera • PTS de Villena • PTS de Orellana La Vieja • PTS Extresol III • PTS de Olivenza • PTS Solaben II y III • PTS Termosol I y II • PTS La Africana • SHAMS – Abu Dhabi • PTS Soluz Guzmán. • PTS Casablanca • PTS Arenales. • PTS Solaben I y VI. • PTS Khi Solar One. • PTS Kaxu Solar One. FuturEnergy | Junio June 2014 REFERENCIAS DE VILFER ELECTRIC EN PLANTAS TERMOSOLARES. VILFER ELECTRIC CSP PLANT REFERENCES 23 THERMO-SOLAR SALTS, A NATURAL SOLUTION FOR CLEAN ENERGY Hoy en día, las tecnologías solares utilizan la energía y la luz de sol para proporcionar calor, luz, agua caliente, electricidad e incluso refrigeración para hogares, negocios e industria. De acuerdo con expertos medioambientales y de la industria solar, las centrales solares de concentración (centrales solares termoeléctricas o termosolares) podrían generar hasta un cuarto de las necesidades mundiales de electricidad en 2050. Esta tecnología, la más apropiada para las regiones desérticas de todo el mundo, podría también crear cientos de miles de nuevos empleos y ahorrar la emisión a la atmósfera de millones de toneladas de CO2. Como parte de su investigación continua para desarrollar nuevas tecnologías y su fuerte compromiso con el desarrollo sostenible, SQM provee soluciones basadas en sales naturales para aplicaciones solares, que optimizan la eficiencia de las plantas termosolares y contribuyen a reducir la contaminación derivada de la generación de energía. Today, solar energy technologies use the sun’s energy and light to provide heat, light, hot water, electricity, and even cooling, for homes, businesses, and industry. Solar power stations that concentrate sunlight could generate up to onequarter of the world’s electricity needs by 2050, according to environmental and solar industry groups. The technology, is best suited for operations in desert regions, and could also create hundreds of thousands of new jobs and prevent millions of tons of CO2 from entering the atmosphere. As part of its continuous research to develop new technologies and its strong commitment to sustainable development, SQM provides solutions with its natural solar salts. These solar salts optimize the efficiency of the concentrated solar power plants and contribute to the world by reducing the environmental pollution derived from energy production. La solución natural para el almacenamiento térmico y la transferencia de calor The natural solution for thermal storage and heat transfer La mayoría de las energías renovables sufren el problema de la discontinuidad del suministro de energía y de la impredictibilidad de la potencia entregada debido a las condiciones climatológicas y/o a la demanda de energía cambiantes. La principal tecnología de almacenamiento térmico que se utiliza hoy en día en las plantas termosolares, ya adoptada a escala comercial, y que es relativamente simple y eficiente, son los denominados sistemas de almacenamiento en sales fundidas. Esto se refiere a una mezcla de nitratos de sodio y potasio que se mantienen fundidos en tanques de almacenamiento. Dependiendo de la tecnología de la planta, este fluido también se emplea como fluido de transferencia térmica en vez de los aceites sintéticos. Most renewable technologies suffer from discontinuous energy supply and an unpredictable output due to altering weather conditions and/or energy demands. The main thermal storage technology used in CSP plants, which is currently adopted on a commercial scale and is relatively simple and very efficient, is called molten salts storage system. This system refers to a mixture of sodium nitrate and potassium nitrate kept in a melted form in storage tanks. Depending on the plants technology, this fluid is also used as heat transfer fluid instead of synthetic oil. Las sales termosolares de SQM permiten a las plantas termosolares competir con las plantas de combustibles convencionales y las centrales nucleares, puesto que pueden funcionar en regimen 24/7 adaptando la potencia de salida y la demanda. Al mismo tiempo, las sales fundidas se pueden utilizar también como fluido de transferencia de calor, lo que mejora aún más la eficiencia de la planta termosolar. Una aplicación típica son las plantas termosolares con diseño de torre central, pero hay investigaciones en curso para usar las sales fundidas termosolares en plantas de colectores cilindro-parabólicos en vez de aceite térmico. SQM procesa mineral de Caliche y salmueras del Salar, dos fuentes naturales que se encuentran en el norte de Chile. El caliche se extrae de depósitos superficiales en el Desierto de Atacama; los productos que se obtienen a partir de él son nitrato de sodio y yodo. Las salmueras se bombean desde depositos subterráneos de salmuera en el Salar de Atacama, después se depositan en grandes lagunas de evaporación solar, para separar los elementos deseados. Los productos que se obtienen a partir de las salmueras incluyen, www.futurenergyweb.es CSP plants, equipped molten salts storage systems, store excess heat and remain operational during the night and on cloudy days. This significantly increases their electricity output. The heat absorbed by the nitrates is released to keep the plant running even when the sun is not shining, up to 24/7 operations. SQM’s thermo-solar salts, allow CSP plants to compete with conventional fossil-fuelled plants and nuclear power plants, since they can also operate 24/7 to match electricity output and demand. At the same time, molten thermo-solar salts can also be used as heat transfer fluid which enhances the CSP plant’s efficiency even further. A typical application can be found in CSP plants with central receiver design, but research is in full progress to use molten thermo-solar salts in Parabolic Trough plants instead of the currently used thermal oil. SQM processes Caliche Ore and Salar Brines, two natural resources found in Northern Chile. Caliche is extracted from surface deposits in the Atacama Desert; derived products include Sodium Nitrate and Iodine. FuturEnergy | Junio June 2014 Las plantas termosolares equipadas con sistemas de almacenamiento en sales fundidas, almacenan el exceso de calor y pueden estar en funcionamiento incluso por la noche y en días nublados, lo que aumenta significativamente la producción de electricidad. El calor absorbido por los nitratos se libera para mantener la planta en funcionamiento incluso cuando no brilla el sol, hasta llegar a operación las 24 horas los 7 días de la semana. Termosolar / CSP | Solar Thermal / CSP SALES TERMOSOLARES, UNA SOLUCIÓN NATURAL PARA LAS ENERGÍAS LIMPIAS 25 Termosolar / CSP | Solar Thermal / CSP carbonato de litio, cloruro potásico, cloruro magnésico, ácido bórico y sulfato de potasio. Para producir nitratos, el mineral Caliche se tritura y posteriormente se somete a un proceso de lixiviado. El nitrato de sodio se obtiene de la solución lixiviada por cristalización. Parte del nitrato de sodio obtenido pasa a otra fase de procesamiento durante la cual se le añade cloruro potásico del Salar de Atacama. Esta mezcla se somete a intercambio iónico, cristalización y a procesos de secado para obtener nitrato potásico. Las sales solares de SQM se producen a partir de depósitos naturales con emisiones de CO2 más bajas y mucho menos impacto ambiental en comparación con las sales producidas sintéticamente. Según un estudio de NREL en una planta cilindro-parabólica LCA si se utilizan sales sintéticas en lugar de sales de minas: •Se estima que las emisiones de gases de efecto invernadero pueden aumentar en un 52%. •La demanda de energía acumulada aumenta en un 24%. •Consumo de agua 3% Desarrollo futuro El informe del mercado de las energías renovables a medio plazo, publicado en 2013 por la AIE, prevé que la capacidad termosolar mundial instalada estará en torno a los 12,4 GW en 2018. Esta potencia sera capaz de generar 34 TWh. En 2030 habrá nuevos escenarios para hacer frente al cambio climático, definidos por la agencia, entre 150 y 250 GW instalados, y en 2050 esta capacidad se situará entre 650 GW y 950 GW, lo que equivaldría a una cuota de entre el 7-11% de la producción mundial de energía. España es líder en tecnología termosolar, con más de 2.300 MW instalados, exportando su know-how con las plantas termosolares construidas o en costrucción en mercados como EE.UU., Sudáfrica, India, Oriente Medio, Australia, Chile, etc. www.futurenergyweb.es Los especialistas creen firmemente que gracias a los sistemas de almacenamiento térmico basados en nitrates (nitrates de sodio y potasio) los plantas termosolares son cada vez más rentables. 26 The salt brines are pumped from underground brines in the Salar de Atacama (Atacama Salt Flat) after which they are deposited into large solar evaporation ponds to separate the desired elements. Products derived from salt brines include lithium chloride brine, potassium chloride, magnesium chloride hexahydrate, boric acid and potassium sulphate. To produce nitrates, the Caliche mineral is crushed and then subjected to a leaching process with water. Sodium nitrate is obtained from this leached solution by crystallization. Part of the sodium nitrate that is obtained goes through another stage of processing during which potassium chloride, from the Salar de Atacama, is added. This mixture is then subjected to ion exchange, crystallization and drying processes to yield potassium nitrate. SQM solar salts are produced from natural deposit with much lower CO2 emissions and far less environmental impact compared to synthetically produced salts. According to an NREL study on a LCA Parabolic Trough plant if synthetic salts are used instead of mined salts: •GHG emissions are estimated to increase by 52%. •CED (Cumulative Energy Demand) by 24%. •Water consumption by 3%. Future development The IEA’s Renewable Energy Medium Term Market Report 2013 forecasts that the CSP global installed capacity will be around 12.4 GW by 2018, giving 34 TWh of generation. By 2030 there will be new scenarios to tackle the climate change defined by the agency that range from 150 to 250 GW and from 650 to 950 GW by 2050 which would equate to a 7-11% share of global energy production. Spain is the leader in Concentrated Solar Power technology, with more than 2,300 MW of installed capacity. Spain exports its CSP know-how abroad to markets like USA, South Africa, India, Middle East, Australia, Chile, etc. Specialists firmly believe that CSP plants are becoming more and Lo que es más, el almacenamiento térmico ayuda a la implementación more profitable as a result of thermal storage systems using más amplia de otras fuentes de energía removable sujetas a interminitrates (potassium and sodium nitrates). Thermal storage helps tencias (por ejemplo, la the broader implementation of fotovoltaica o la eólica) other renewable energy sources Giuseppe Casubolo gracias a la estabilidad subject to intermittences such Director de Ventas y Marketing de Sales Solares Sales and Marketing Director Solar Salts que ofrecen a la red y a as solar PV and wind, thanks la gestionabilidad de to the stability offered to the Marco Dasencich la saturación de la degrid and the manageability Coordinador de Marketing | Marketing Coordinator manda de electricidad of the saturation of electricity SQM Europe N.V durante el día. demand during the day. FuturEnergy | Junio June 2014 KEYS TO OPTIMIZING BIOMASS HEATING SYSTEMS La elección de una caldera de biomasa no debe hacerse nunca sólo en base al precio, esto debería ser lo último que se consulte. En este artículo se descubren las claves a tener en cuenta por el usuario para la elección de la caldera, el combustible seleccionado y sobre su funcionamiento puesto que el rendimiento de la caldera depende de cómo la maneje el usuario. Choosing a biomass boiler should never be based on price alone; that should be the last thing you look at. This article reveals the key factors a user should consider when choosing a boiler, the fuel selected and, above all its operation, since boiler efficiency depends on how the user handles it. La demanda térmica en la Unión Europea representa aproximadamente la mitad de la demanda energética total mundial, y que de las fuentes renovables empleadas para cubrir esta demanda de calor, la bioenergía representa más del 95% actualmente, sin embargo, el mercado en España no termina de consolidarse. Heat demand in the European Union accounts for about half of the world’s total energy demand, and renewable sources used to meet this demand for heat - bioenergy - accounts for over 95% currently, however the market in Spain is not yet consolidated. La elección de una caldera de biomasa no debe hacerse nunca sólo en base al precio, esto debería ser lo último que se consulte. La información clave a tener en cuenta por el usuario es la siguiente: La elección caldera. Potencia y rendimiento. Elementos de seguridad y calidad El primer dato que el usuario ha de tener en cuenta es la potencia que necesita, que será calculada por el proyectista o la empresa instaladora. No obstante el usuario debe saber que la potencia de la caldera debe estar lo más ajustada posible a la demanda térmica del edificio o vivienda, hay que evitar a toda costa sobredimensionar este tipo de equipos, y más adelante, vamos a explicar por qué. En caso de sustitución de una caldera, hay que revisar el histórico de consumos para elegir la potencia de la caldera adecuada a las necesidades de la instalación. En cualquier caso, conviene distinguir entre potencia nominal y potencia útil. •Potencia nominal: cantidad de energía (calor) por unidad de tiempo que se produce en la caldera. También se denomina potencia consumida o de consumo y es la que se extrae del combustible. •Potencia útil: mide el calor realmente aprovechado, el que se transfiere al fluido portador. Ambas están relacionadas por el rendimiento instantáneo del equipo, otro dato a tener en cuenta. El rendimiento instantáneo es el rendimiento puntual considerando las perdidas en humos, inquemados y por la envolvente de la caldera. Sería cociente entre la potencia nominal y la potencia útil. El rendimiento instantáneo depende fundamentalmente del diseño del conjunto caldera quemador. Y por tanto es un dato que debe proporcionar el fabricante. Se deben seleccionar equipos con rendimientos instantáneos altos; es decir, con temperaturas de humos bajas y pérdidas por la envolvente reduci- www.futurenergyweb.es At Interbiomasa, we believe that in Spain the information available to the end user of equipment using solid biofuel needs to be improved. The confidence of the end user in the biomass supply chain for thermal applications, from the fuel to the installation of efficient and reliable boilers in operation, is one of the keys to the biomass market developing faster and with guaranteed success. Without this confidence in the supply chain, thermal biomass will continue to have difficulty competing with fossil fuels. Choosing a biomass boiler should never be based on price alone; this should be the last thing to be looked at. Key information to be considered by the user: The choice of boiler. Power and performance. Elements of safety and quality The first data that the user must keep in mind is the power they need, which will be calculated by the designer or the installation company. However the user must know that the power of the boiler should be as close as possible to the heat demand of the building or property: at all costs, oversizing this type of equipment should be avoided, and later we will explain why. When replacing a boiler, historical consumption should be reviewed so as to choose the right power to suit the plant’s needs. In any case, it is advisable to distinguish between nominal power and output power. •Nominal power: amount of energy (heat) per unit of time in the boiler. Also called consumed or consumption power, it is extracted from the fuel. •Power output: measures the heat actually used, which is transferred to the carrier fluid. Both are related to instant performance or output, another fact to consider. Instant performance is output at a given moment, considering losses in smoke, unburned material and those due to the boiler casing. This would be the ratio between nominal power and output power. The instant performance depends primarily on the design of the boiler and burner together, so it is a detail that must be provided by the manufacturer. Equipment with high instant yield should be selected; i.e. with low flue gas temperatures and less loss due to the casing. To select the boilers it FuturEnergy | Junio June 2014 Desde Interbiomasa, creemos que en España es necesario mejorar la información de la que dispone el usuario final acerca de los equipos que utilizan biocombustibles sólidos. La confianza del usuario final en la cadena de suministro de la biomasa para usos térmicos, desde el combustible hasta la instalación de calderas eficientes y fiables en su funcionamiento, es una de las claves para conseguir que el mercado de la biomasa se desarrolle de modo más rápido y con garantías de éxito. Sin esta confianza en la cadena de suministro, la biomasa térmica, seguirá teniendo dificultades para competir con los combustibles fósiles. Biomasa | Biomass CLAVES PARA OPTIMIZAR LOS SISTEMAS DE CALEFACCIÓN CON BIOMASA 27 Biomasa | Biomass das. Para seleccionar las calderas es imprescindible que el fabricante aporte los rendimientos en diferentes condiciones de carga (mínimo al 100%) y con las temperaturas de funcionamiento correspondientes a cada una. El usuario, también deberá cerciorarse de que la caldera dispone de elementos de seguridad, para evitar riesgo de explosión y el retroceso de la llama al silo, que podría causar incendios. Además, las calderas de biomasa pueden incorporar sistemas de regulación de temperatura y de encendido y apagado automáticos. El mantenimiento necesario disminuye a medida que aumenta el nivel de automatización de la caldera, lo que redundará en un mejor funcionamiento y además mayor comodidad para el usuario. El combustible Es importante que las características del combustible se adapten a la perfección a la caldera en la que va a ser usado. Es lo que se que conoce como binomio caldera-combustible. Podemos tener un combustible y una caldera excepcionales técnicamente hablando, pero si no se adapta el uno a la otra las consecuencias pueden ser desastrosas. El usuario debe estar bien informado sobre este tema, porque por ejemplo una caldera policombustible no quiere decir que admita cualquier combustible ni en cualquier condición. Cada caldera “policombustible” está catalogada para quemar un combustible específico, y esta información debe pedírsele al instalador o consultarla directamente con el fabricante. En el caso de los pellets, el tema está más avanzado que en otras biomasas, porque existen diversos sistemas de normalización: Con el fin de homogeneizar propiedades físicas de los pellets, para así constituir un producto adecuado para las calderas, y con ello un mercado fiable, en 2011 se aprobó la norma europea EN 14961-2 de certificación de pellets de madera para usos térmicos. Actualmente, la aplicación de esta norma europea se constata por parte de terceros a través el sistema de certificación ENplus®. Entre las categorías que pueden ser certificadas con el sello ENPlus®, los pellets A1 producen la menor cantidad de cenizas y cumplen con los requisitos más exigentes. Las clases A2 y B se utilizan en instalaciones más grandes ya que producen más cenizas. El fabricante de calderas o el instalador indicarán al usuario, en función del tipo de instalación (doméstica, industrial, etc) y tipo de caldera, cuál de las categorías debe utilizar. www.futurenergyweb.es Para el buen funcionamiento de una caldera lo más importante es que los parámetros físico-químicos del combustible sean lo más constantes posibles. Por ello, la certificación ENplus® puede mejorar considerablemente el desarrollo del mercado de pellets, porque la estandarización de los biocombustibles es uno de los requisitos necesarios para que el binomio caldera-biocombustible funcione correctamente. 28 El usuario que usa un pellet que lleva estos sellos, al asegurarse de que se cumplen las especificaciones anteriormente expuestas, evitará ciertos problemas que genera el uso de pellets de mala calidad en las calderas. Nos referimos a un pellet mezclado con plástico, resinas sintéticas, etc, que va a ocasionar, además de un mayor contenido en cenizas, y por tanto la necesidad de limpiar la caldera más a menudo, un deterioro de la zona donde se produce la combustión primaria, consistente en una corrosión de los elementos metálicos (parrillas) debido a la fusión de las cenizas en esta zona. Además el usuario se siente más seguro, si hay una entidad controlando y se simplifica la compra: si el fabricante de la caldera recomienda usar ENplus® A1 o A2, sólo tiene que buscar a alguien que se los sumi- is essential that the manufacturer supplies yields for different load conditions (minimum at 100%) and working temperatures corresponding to each operation. The user must also ensure that the boiler has safety features to prevent the risk of explosion and flashback to the silo, which could cause fire. In addition, biomass boilers can incorporate temperature control systems and automatic on and off switch. The maintenance required decreases as the level of automation in the boiler increases, which will result in better performance and also convenience for the user. Fuel It is important that the fuel characteristics fit perfectly with the boiler to be used. This is what is known as the boiler-fuel binomial. We may have an exceptional boiler and fuel which are technically speaking exceptional, but if they are not suited to each other, the consequences can be disastrous. The user must be well-informed on this subject because, for example, a poly-combustible boiler does not mean that it admits any fuel or under any condition. Each “poly-combustible” boiler is listed to burn a specific fuel, and this information should be requested from the installer or consulted directly with the manufacturer. In the case of pellets, the issue is more advanced than in other biomasses as there are different sets of standards. To standardize the physical properties of the pellets, and thus constitute a suitable product for boilers, and a reliable market, in 2011 the European standard, EN 14961-2 for certification of wood pellets was approved for thermal uses. Currently, the application of this standard is observed by third parties through the ENplus ® certification system. Among the categories that can be certified with ENplus ® seal, A1 pellets produce less ash and meet the most demanding requirements. The A2 and B classes are used in larger facilities because they produce more ash. The boiler manufacturer or installer will indicate to the user which category should be used, depending on the installation type (domestic, industrial, etc.) and type of boiler. For proper operation of a boiler the most important point is that the fuel’s physicochemical parameters are as constant as possible. Therefore, the ENplus ® certification can greatly improve pellet market development, since the standardization of biofuels is one of the requirements for the biofuel-boiler binomial to function correctly. The user who uses a pellet which bears these stamps, by ensuring that the specifications outlined above are met, will prevent certain problems caused by the use of poor quality pellets in boilers. We refer to a pellet mixed with plastics or synthetic resins, etc., which will result - in addition to a higher ash content and therefore the need to clean the boiler more often – in wear and tear on the area where primary combustion occurs, consisting of the corrosion of metal components (grids) because of ash melting in this area. In addition, the user will feel safer if there is a body which is monitoring, and purchasing is also simplified: if the boiler manufacturer recommends using ENplus ® A1 or A2, just look for someone who will provide this, i.e. what is ensured for the user is that their boiler will work perfectly and smoothly with this pellet. FuturEnergy | Junio June 2014 Para hablar del funcionamiento del equipo de generación de calor, hacemos referencia al rendimiento estacional, que es el rendimiento que tiene la caldera a lo largo de un periodo de tiempo, y esto ya depende de las condiciones de uso del equipo. Hay que decir que este tipo de calderas, al quemar un combustible sólido funcionan de una manera muy distinta a las convencionales. Por ejemplo tienen mucha inercia, es decir que desde que se enciende hasta que empieza a trabajar a pleno rendimiento pasa más tiempo, ya que el inicio de la combustión es más lento. Igual sucede con la parada, ya que el combustible que hay en el quemador, sigue encendido y desprendiendo calor durante bastante tiempo. Como ocurre con una chimenea. Dicho de forma más técnica: el tiempo total de disposición de funcionamiento del generador de calor es la suma de los periodos de funcionamiento + paradas + arrancadas. El rendimiento de generación estacional disminuye cuando aumenta el número de horas de disposición de servicio con el quemador parado. Asimismo también disminuye si aumenta el número de arrancadas. El rendimiento estacional es siempre inferior al rendimiento instantáneo. En el caso óptimo puede llegar a ser igual. Que las calderas de biomasa ofrezcan rendimientos estacionales altos, depende de cómo las maneje el usuario. Este debe saber, y un buen instalador se lo dirá, que para que el rendimiento sea alto debe estar encendida un alto número de horas al día, entre 14 y 24 horas. Cuanto mayor sea su tiempo de uso, mayor será su rendimiento estacional. Otra cosa importante es el correcto cálculo del depósito de inercia. El conocimiento de la forma prevista de funcionamiento de la caldera nos puede ayudar a un correcto cálculo del depósito de inercia. Si la caldera no lleva depósito de inercia lo ideal es que funcione 24 horas al día (siempre que la vivienda o edificio vaya a ser habitado a diario). To discuss the operation of the heat-producing equipment, we refer to seasonal performance, which is the performance of the boiler over a period of time. This depends on the conditions of use of the equipment. Note that this type of boiler, burning a solid fuel, works very differently to the conventional way. For example, these boilers have a lot of inertia, i.e. from switching on the power until the boiler starts working at full capacity a lot of time passes, as the start of combustion is slower. The same happens when the boiler stops working, as the fuel in the burner is still burning and giving off heat for some time, as in the case of a fireplace. Stated more technically: the total time available for running the heat generator is the sum of the operating periods + stoppages + start-ups. Seasonal performance decreases as the number of hours of available service provision with the burner off increases. Likewise, it also decreases if the number of start-ups increases. Seasonal efficiency is always less than the instant performance. In the best case possible it can be on a par. Biomass boilers providing high seasonal performance depends on how the user handles them. They should know, and a good installer will tell them, that for performance to be high, the boiler should be switched on for a high number of hours per day, between 14 and 24 hours. The higher the usage time, the better the seasonal performance. Another important thing is the correct calculation of the buffer tank. Knowledge of the way the boiler is to operate can help us make a correct calculation of the buffer tank. If the boiler does not have a buffer tank then ideally it work s24 hours a day (if the house or building is to be occupied daily). Esto, se traduce en una instalación más rentable, tanto en la inversión inicial como en los consumos a lo largo de la vida de la misma. This results in a more cost-effective installation, in both the initial investment and consumption over the entire lifespan of the boiler. La potencia instalada debe ser ajustada a las necesidades del edificio, de modo que se obtengan periodos de funcionamiento largos con paradas reducidas; para ello se debe tener un escalonamiento de potencia adecuado, mediante conjunto con varias marchas, o mejor modulantes, y/o con varios generadores de calor. Esto, se traduce en una instalación más rentable, tanto en la inversión inicial como en los consumos a lo largo de la vida de la misma. The installed power should be adjusted to the needs of the building, to achieve long periods of operation with very short stops; to do so requires having appropriate power scaling through several gears working together, or even better modulators, and or with several heat generators. This results in a more cost-effective installation, both in terms of the initial investment and consumption over the course of its lifespan. Deben adoptarse medidas para reducir las pérdidas por ventilación interna en las paradas, quemadores con cierre de la toma de aire en las paradas, estabilizadores de tiro en chimenea con apertura de entrada de aire en las paradas, etc. También es necesario reducir el número de arrancadas ya que los barridos incrementan las perdidas, lo que puede lograrse con una correcta selección del escalonamiento de potencia. Measures should be taken to reduce losses from internal ventilation at standstill, burners which close off air intake during stoppages, chimney stabilizers with air inlet opening for stoppages, etc. It is also necessary to reduce the number of start-ups, since the sweeps increase losses. This can be achieved through correct selection of staggered power. Si seguimos estos consejos, conseguiremos las siguientes ventajas en nuestra instalación: •Más tiempo funcionando a pleno rendimiento. •Menor espacio ocupado. •Menor incidencia de los arranques y paradas. •Menores costes de inversión. Porque mientras tú piensas en no malgastar energía, nosotros ponemos a tu alcance conocimientos para aprovecharla mejor. www.futurenergyweb.es Biomasa | Biomass El funcionamiento Operation If we follow these tips, we will gain the following benefits at our facility: •Longer operating at full capacity. •Less space occupied. •Reduced incidence of start-ups and stoppages. •Lower investment costs Carmen Pérez Atanet Because while you are thinking Directora de Interbiomasa about not wasting energy, we Director at Interbiomasa place at your disposal the knowledge you need to make the best use of it. FuturEnergy | Junio June 2014 nistre, es decir, lo que se garantiza el usuario, es que su caldera va a funcionar perfectamente y sin problemas con este pellet. 29 BIOMASS FOR ENERGY PURPOSES: DIVERSIFICATION AND VALUE CREATION Suministrador de referencia para clientes industriales, plantas de generación eléctrica, co-combustión, cogeneraciones, calor industrial, calefacciones de distrito, generación eléctrica y producción térmica en general, Axpo Iberia apuesta por la gestión, valorización y comercialización de diferentes tipos de biomasa, realizando la logística necesaria, tanto terrestre como marítima, desde origen hasta pie de caldera. A benchmark supplier for industrial customers, power plants, co-combustion, cogeneration, process heat, district heating, electricity generation and heat production in general, Axpo Iberia’s commitment is to management, valuation and marketing of various types of biomass, handling the necessary logistics, both land and marinebased, from the source location right to the boiler site. Entre las biomasas comercializadas podemos destacar el orujillo, hueso de aceituna, cáscara de almendra, y otras biomasas procedentes de la actividad agroindustrial. Astilla forestal o de podas de frutales, diferentes tipos de agripellets y, en general, toda materia orgánica susceptible de ser valorada energéticamente y con disponibilidad atractiva en cuanto a cantidad, calidad y localización, principalmente, es trabajada para optimizar su uso energético entre los diferentes clientes y mercados. Among the biomasses on the market we highlight pomace, olive stone, almond shells and other biomass from the agroindustrial businesses. Woodchips or fruit tree pruning waste, different types of agripellets and, in general, any organic material with energy recovery potential and attractive availability in terms of quantity, quality and location, is used to optimize its energy use for different customers and markets. Secado y cribado, reducción granulométrica, ensacado, almacenamiento, etc. son parte de las acciones que Axpo realiza en dichos centros de aprovisionamiento para suministrar un combustible renovable, homogéneo y competitivo con los combustibles fósiles, acorde a las necesidades específicas de cada consumidor. Para ello son necesarios rigurosos controles de calidad en la cadena de suministro, realizados por laboratorios homologados y de reconocimiento internacional. Además de la actividad peninsular/insular, Axpo trabaja con los principales consumidores/productores europeos de biomasa y apoya su actividad en las diferentes filiales de Axpo AG en Europa, obteniendo una visión global del mercado imprescindible para tomar las mejores decisiones comerciales. Axpo Iberia basa su estrategia en la diversificación de biomasas para abarcar un abanico amplio de usos/mercados y está focalizando su estrategia en los consumos térmicos, industriales o residenciales, aportando seguridad de suministro mediante compromiso contractual. www.futurenergyweb.es About a year ago Axpo was honoured to be the first supplier of ENplus® (A1-A2-B) wood pellet on the Iberian Peninsula (wood pellet ID number ES301). The focus on the growing market for thermal use of biomass in the residential sector has restructured the modus operandi for supply of this high quality fuel into formats requested by the client (15 kg bags/big-bags of 1t; bulk). Product traceability goes from factory production to the end customer. Axpo to date has sold this product in Spain, Italy, France and Belgium. With offices in Madrid and Andalusia, Axpo has six logistics centres for operational procurement where, in addition to adding value to the fuel through different operations, they handle a product which is subject to large seasonal variation in terms of the product supplied to customers at the rate they want. Drying and sieving, particle size reduction, bagging, and storage, etc., are all part of Axpo’s processes at these provisioning centres, in order to supply a renewable fuel which is homogeneous and competitive with fossil fuels, in line with the specific needs of each consumer. This is why rigorous quality control is needed in the supply chain, so this is handled by certified laboratories with international recognition. Besides the Spanish mainland and island business, Axpo also works with major European consumers/ producers of biomass and provides support for its business in different subsidiaries of Axpo AG in Europe, obtaining a clear overview of the market, which is imperative to make the best business decisions. Axpo Iberia bases its strategy on diversification of biomass to cover a wide range of applications/ markets and is focussing its strategy on thermal, industrial and residential consumption, providing security of supply through contractual commitment. FuturEnergy | Junio June 2014 Hace aproximadamente un año que Axpo fue distinguido como primer distribuidor de pellet de madera ENplus® (A1-A2-B) en la Península Iberica (número de identificación ES301). La apuesta por el creciente mercado del uso térmico de la biomasa en el ámbito residencial ha reestructurado el modus operandi del suministro para este combustible de gran calidad y en los formatos solicitados por el cliente (sacos de 15 kg/big-bags de 1 t; graneles). La trazabilidad del producto se realiza desde su producción en fábrica hasta cliente final. Axpo comercializa este producto en España, Italia, Francia y Bélgica. Con oficinas en Madrid y Andalucía, Axpo tiene operativos 6 centros logísticos de aprovisionamiento donde, además de añadir valor al combustible mediante diferentes operaciones, se gestiona un producto sometido a gran estacionalidad de producción que se suministra al ritmo deseado por el cliente. Biomasa | Biomass BIOMASA CON FINES ENERGÉTICOS: DIVERSIFICACIÓN Y CREACIÓN DE VALOR 31 BIOENERGY IN THE SMART CITY, ORIGIN AND PROSPECTS El concepto de “ciudad inteligente” o “smart city” ha irrumpido con fuerza en la actualidad obedeciendo a la urgencia de hacer un uso más eficiente de los recursos. La bioenergía asimila las bondades de la era TIC proponiéndose como una fuente de energía responsable, asequible y eficiente que va al encuentro de las nuevas necesidades de los nuevos ciudadanos. The concept of “smart city” has recently invaded, in response to the urge to make more efficient use of resources. Bioenergy assimilates the benefits of the ICT era, proposing itself as a source of responsible, affordable and efficient energy, which is moving forward to meet the changing needs of new citizens. La Agencia Europea de Estadística ha publicado recientemente las cifras referidas a las emisiones de CO2 por parte de los países miembro de la UE 28. Si bien España ha conseguido disminuir de un 12.6% su porcentaje de toneladas emitidas a la atmósfera, continúa siendo, junto con Alemania, Francia, Italia, Polonia y Reino Unido, uno de los países con mayor registro de dióxido de carbono. The European Statistics Agency has recently published figures for CO2 emissions by the EU 28. Though Spain has managed to decrease the percentage of tons released into the atmosphere from 12.6%, along with Germany, France, Italy, Poland and the UK, Spain continues to be one of the countries with the highest recorded carbon dioxide rates. El horizonte 20 20 20 sigue estando presente en las políticas que dicta la Unión Europea y que revierte en los planes de acción a nivel nacional. No obstante, estos planes obedecen a un contexto mucho más amplio y del que es necesario partir. La demanda de energía y el progreso, a lo largo de la historia, han ido siempre de la mano. Un claro ejemplo son los países emergentes quienes, en determinadas situaciones, no consiguen satisfacer esta demanda porque no logran generar la energía suficiente. Esto demuestra una vez más que nos enfrentamos a una nueva situación en la que el carácter finito de los recursos se ha hecho plausible y que su consumo desmedido influye en nuestro planeta y en la herencia de las generaciones futuras. Por ello, desde las administraciones públicas se hace un llamamiento al consumo eficiente de los recursos energéticos, a través del cual se intenta disminuir las consecuencias negativas para la atmósfera. Biomasa | Biomass LA BIONERGÍA EN LA CIUDAD INTELIGENTE: ORIGEN Y PERSPECTIVAS The 20 20 20 horizon is still present in current EU policies, which then passes on to plans of action at national level. However, these plans belong to a much broader context which we must start off from. Energy demand and progress throughout history have always gone hand in hand. A clear example is the emerging countries who, in certain situations, fail to meet this demand because they cannot generate enough power. This shows once again that we are facing a new situation, where the finite nature of resources has become plausible and excessive consumption affects our planet and the inheritance of future generations. Therefore, from public administration there is an appeal for efficient use of energy resources, through which we are attempting to decrease the negative consequences for the atmosphere. Thus, combining the urgency of a mindset more focussed on sustainability, and placing technology at the service of society and business, a concept of ”smart city” has emerged that attempts to cover all the economic, social and environmental needs in an efficient and responsible manner. Bioenergy is also finding its opportunity to develop through smart cities. It is the oldest known fuel: firewood. However, due to an increasingly improved process and the use of efficient equipment, it achieves a level of wellbeing www.futurenergyweb.es FuturEnergy | Junio June 2014 Currently we find ourselves at a point when technological applications have flooded our daily lives, making individuals increasingly active and receptive to stimuli. 33 Biomasa | Biomass Actualmente nos encontramos en un momento en el que la aplicación tecnológica ha inundado nuestra vida cotidiana haciendo a los individuos cada vez más activos y receptivos ante los estímulos. Así, uniendo la urgencia de una mentalidad más orientada a la sostenibilidad y poniendo al servicio de la sociedad y las empresas la tecnología, ha surgido el concepto de “ciudad inteligente” que trata de cubrir todas las necesidades a nivel económico, social y ambiental de una manera eficiente y responsable. La bioenergía también encuentra su oportunidad de desarrollo en la smart city. Representa el combustible más antiguo que conocemos: la leña. Sin embargo, debido a un proceso cada vez más mejorado y al uso de equipos eficientes, consigue con bienestar equiparable a los combustibles tradicionales, con la ventaja de computar neutro en el ciclo de CO2. A través del desarrollo de softwares especializados en biomasa aplicados en todo su ciclo, desde la recogida en el monte hasta el monitoreo de las salas de calderas en comunidades de vecinos, se consigue mantener el mismo confort con la mayor eficiencia y estableciendo una trazabilidad de todo el ciclo de la biomasa. No se trata de consumir menos energía, sino de hacerlo de la forma más eficiente y con un recurso más limpio. Además, la aplicación tecnológica y la innovación hacen que surjan modelos de producción y distribución de energía siempre más perfeccionados, que representan perdidas inapreciables y consiguen evitar grandes toneladas de CO2 emitidas a la atmósfera. Un ejemplo de ello es el district heating con biomasa que unifica y centraliza la gestión, la producción y la distribución de la energía a partir de una central térmica- La circulación de la misma – en forma de agua caliente – se realiza a través de tuberías enterradas en la vía pública conectadas con los intercambiadores de cada uno de los edificios que forman la red. Desde la Unión Europea y los países miembros se están potenciando planes de innovación tecnológica que fomenten este tipo de soluciones, tanto para inmuebles como para industrias – sector con fuerte demanda energética para sus procesos productivos. Según datos proporcionados por la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) sobre la producción de astillas y pellet, en 2012 la producción de este combustible ascendió a 19 millones de toneladas mientras que en la década precedente sólo se produjeron 2 millones. www.futurenergyweb.es La tendencia a sustituir combustibles fósiles y contaminantes por otros más eficientes, como pellets o astillas, es positiva, estando fuertemente presentes en países cercanos al nuestro. 34 A pesar de los 38.354 registros que contempla el Observatorio Nacional de Calderas de Biomasa que representan un total de 3.275 MW de potencia térmica instalada con biomasa, para la consolidación de la biomasa en nuestro país, hay que superar las dos barreras más importantes: el desconocimiento y el miedo al cambio. which is comparable to traditional fuels, with the advantage of computing as neutral in the CO2 cycle. Through the development of software programmes specialized in biomass, applied throughout the cycle from collection on the hillside to monitoring boiler rooms in homeowners’ communities, the same standard of comfort can be maintained, with maximum efficiency and traceability for the entire biomass cycle. It is not a question of consuming less energy but of doing so in the most efficient way and with a cleaner resource. In addition, using technology and innovation mean that increasingly sophisticated models of energy production and distribution are appearing which represent almost imperceptible losses and avoid tons of CO2 being released into the atmosphere. An example of this is district heating with biomass that unifies and centralizes the management, production and distribution of energy from a power plant - Its circulation - in the form of hot water - is through pipes buried under streetlevel, connected to exchangers in each of the buildings that make up the system. The European Union and member states are promoting plans for technological innovation which promote this type of solution, both for buildings and industries - a sector with significant power needs for their production processes. According to data from the United Nations Food and Agriculture Organization (FAO) on chip and pellet production, in 2012 production amounted to 19 million tons, while in the previous decade this was only 2 million. The tendency to replace fossil fuels and pollutants with other more efficient fuels, such as pellets or chips, is a positive one, and is happening on a major scale in countries around us. Despite the 38,354 records held by the National Observatory on Biomass Boilers, representing a total of 3,275 MW of installed thermal power with biomass, in order to consolidate Roberto de Antonio biomass in Spain we Socio Fundador de Factorverde must overcome the Founding Partner of Factorverde two biggest barriers: lack of knowledge and fear of change. FuturEnergy | Junio June 2014 BIOMASS, THE SOLUTION FOR COST SAVINGS IN PIG FARMS En el sector de las explotaciones porcinas las granjas de madres tienen unas necesidades energéticas muy importantes en las parideras, con necesidades de calefacción muy elevadas y constantes a lo largo del año, puesto que es necesario mantener la cama caliente para los lechones, entre 30-32 ºC. Hasta el momento en muchas explotaciones porcionas estas necesidades se han cubierto con el consumo de gas propano; pero el incremento del precio de este combustible fósil, ha comportado un aumento de los costes operativos de producción. Estas circunstancias han hecho evidente el elevado interés que puede tener para este tipo de instalaciones la sustitución de las calderas de gas por tecnología con biomasa. Esta solución ya es una realidad en dos explotaciones porcionas catalana; gracias a Imartec, Explolífel y La Valleta, ambas en la provincia de Lleida, disfrutan de las ventajas y el ahorro de costes asociados al uso de biomasa para la producción de calor. In the pig farm sector, the mother farms have major energy needs for farrowing, with very high requirements for heating throughout the year, since the bed must be kept warm at a temperature of between 30-32ºC for the piglets. Up till now on pig farms these needs have been covered by the consumption of propane gas; but the increase in the price of fossil fuels has led to an increase in operating costs for production. These circumstances have made clear the advisability of replacing gas boilers with biomass technology, for facilities of this type. This solution has already been adopted by two Catalan pig farms, Explolífel and Valletta, thanks to Imartec. Both of these farms are located in the province of Lleida, and are now enjoying the benefits and cost savings associated with the use of biomass for heat production. La granja de cerdos Explolífel, S.L., situada en Portell (La Segarra, Lleida) es una organización que se dedica a la producción ganadera, principalmente a la cría de cerdos y aves de corral. Por lo que hace referencia al porcino, Explolífel cuenta con un núcleo con 2.500 madres; paralelamente, dispone de un espacio donde habitan un total de 8.000 lechones en etapa de destete. The pig farm, Explolífel Ltd., located in Portell (La Segarra, Lleida) is an organization devoted to livestock production, mainly pigs and poultry. As regards pigs, Explolífel has a base of 2,500 mothers; and parallel to this it has an area inhabited by a total of 8,000 piglets at weaning stage. Las principales características técnicas son: The main technical features are: •Cuenta con un módulo de combustión y un módulo de intercambiador. •Alcanza una temperatura óptima de humos y rendimiento. •Potencia auto regulable. •Posibilidad de extracción automática de las cenizas en un recipiente externo. •Regulación de la depresión mediante aspiración con variadores de frecuencia para evitar explosiones y/ retorno de humos. •Fácil funcionamiento: ignición automática, totalmente automatizada con control integrado de llenado y limpieza de intercambiadores. •Extracción automática de cenizas de todo el sistema (hasta tres puntos diferentes) •Protección de sobrecarga de los actuadores. •Combustion and exchanger modules. •It reaches an optimum flue gas temperature and top performance. •Power is self-adjustable. •Possibility of automatic extraction of the ashes to an external container. •Regulation of depression by aspiration with frequency converter to prevent explosions and /flue gas return. •Easy operation: automatic ignition, integrated control with fully automated filling and cleaning for exchangers. •Automatic removal of ashes throughout the system (up to three different points) •Overload protection of the actuators. En la sala de calderas se ha instalado un acumulador de inercia de 5.000 litros de capacidad. La función de la caldera de biomasa es mantener la temperatura del depósito de inercia en unos 70 °C, usando un circuito primario. A 5,000 litre capacity buffer tank has been installed In the boiler. The function of the biomass boiler is to keep the temperature of the buffer tank at 70°C, using a primary circuit. La instalación cuenta con un silo de una 40 m que se utiliza para almacenar cerca de 12 t de astilla. 3 El ahorro de costes será aproximadamente del 70% con respecto a la situación del gas propano. Explolífel pasa del ratio de 0,08 €/kWh The facility has a 40 m3 silo that is used to store about 12t of woodchip. The cost savings will be approximately 70%, compared with propane gas. Explolífel’s ratio will drop from 0.08€ /kWh (propane gas) to 0.02€ /kWh (wood chips). FuturEnergy | Junio June 2014 For Explolífel, the firm, Imartec, has implemented an Austrian technology unit made by Herz. This is the 400 kW Biomatic model. The Biomatic Biocontrol model is one of the most compact biomass units on the market, with minimum dimensions and modular construction, reaching thermal power ranging between 220 kW and 500 kW. La firma Imartec ha implementado para Explolífel un equipo de tecnología austriaca Herz, modelo Biomatic de 400 kW de potencia nominal. El modelo Biomatic Biocontrol es uno de los equipos de biomasa más compactos en el mercado, con dimensiones mínimas y construcción modular. La potencia térmica que puede alcanzar oscila entre 220 kW y 500 kW. www.futurenergyweb.es Biomasa | Biomass BIOMASA, LA SOLUCIÓN PARA EL AHORRO DE COSTES EN EXPLOTACIONES PORCINAS 35 Biomasa | Biomass (gas propano) a 0,02 €/kWh (astilla de madera). En paralelo, la instalación cuenta con un contador de calorías y calculadora de energía electromagnética que permite leer, tanto físicamente cómo online, la demanda de energía de cada día del año, con el valor agregado de ser capaz de trazar la curva de demanda particular de la explotación. Estos datos se reflejan en el PLC que recoge toda la información y que, a su vez, es capaz de leer a distancia a través de un operador remoto, realizar de forma bidireccional o dar servicio de mantenimiento rápido a posibles paradas intempestivas. La distribución de agua caliente desde el depósito a la sala de destete es posible gracias a un sistema de district heating, que cuenta con tuberías pre-aisladas enterradas Ecoflex de Uponor El agua sale del depósito mediante las bombas de circulación, transcurre a través de la red de tuberías hasta la entrada a la sala de destete donde, por medio de una válvula mezcladora automática se consigue regular la temperatura óptima de confort de los lechones. La Valleta ha implementado un equipo de la tecnología austríaca Herz, modelo Firematic de 150 kW de potencia nominal. La caldera Firematic es un equipo especialmente compacto, de dimensiones reducidas y con un rendimiento estacionario superior al 92%. La cámara de combustión es totalmente de material refractario; incorpora un dispositivo de seguridad anti regreso de llama. Los componentes son de alta calidad, con los mínimos valores de emisiones a la atmósfera. La limpieza de los intercambiadores y de la parrilla de combustión es totalmente automática y gracias a la sonda lambda, se consigue una perfecta combustión. Su regulación es mediante una pantalla táctil (T-Control) que permite la visualización y el mantenimiento remoto vía Smartphone, PC o Tablet. www.futurenergyweb.es En la sala de calderas se han instalado dos acumuladores de inercia. La función de la caldera de biomasa es mantener la temperatura de los depósitos de inercia a unos 70 ºC mediante un circuito primario. Esta agua entra al acumulador por la parte alta y vuelve a la caldera por la parte más baja, provocando el calentamiento del circuito secundario; el agua sale de este depósito succionada por las bombas de circulación, transcurre por una red de calor enterrada (district heating) hasta los intercambiadores de placas de las tres calderas actuales de gas propano. 36 In parallel, the installation includes a calorie counter and electromagnetic energy calculator that can read, both physically and online, the demand for energy every day of the year, with the added value of being able to trace the direct demand curve for the farm. This data is reflected in the PLC which collects all information and which, in turn, is able to read across the distance through a remote operator, doing fast maintenance in both directions or dealing with possible unscheduled stoppages. The distribution of hot water from the reservoir to the weaning room is possible through a district heating system, with underground preinsulated Ecoflex pipes produced by Uponor . The water leaves the tank by circulation pumps and passes through the pipe network to the entrance to the weaning room. The temperature maintains optimum comfort for the piglets by an automatic mixer valve. La Valletta has deployed a unit produced by Herz - Austrian technology - a Firematic model with 150 kW rated power. The Firematic boiler is especially compact, modulated, small in size, and with steady performance of over 92%. The combustion chamber is made entirely of refractory material; it incorporates a safety device called flame anti-return. The components are high quality, with minimum emissions. Cleaning the exchangers and the combustion grate is fully automatic, and thanks to the lambda probe, perfect combustion is achieved. Regulation is via a touch screen (U-Control) that allows viewing and remote maintenance via Smartphone or Tablet. In the boiler room two inertia accumulators were installed. The function of the biomass boiler is to keep the temperature of the buffer tank at 70ºC with a primary circuit. This water enters the tank through the top and returns to the boiler through the bottom, causing the heating of the secondary circuit; the water leaves the tank sucked out by circulation pumps, and passes through an underground heating network (district heating) to the plate heat exchangers of the three existing propane boilers. The project design took into account the logistics of supplying wood chips and used an ample space on the farm. Next to the boiler room there is a 50 m3 silo that can accommodate up to 15 tons of biofuel. In terms of cost savings the farm is expected to decrease from about €40,000 expenditure on propane to around €10,000 with wood chips. For this reason, the overall project is expected to pay back in a period of around 2 years. Similarly, the implementation of this system will reduce CO2 released into the atmosphere by more than 100t /year. En el diseño del proyecto se tuvo mucho en cuenta la logística de aprovisionamiento de astilla de madera y se aprovechó un amplio espacio de la granja. Junto a la sala de calderas hay un silo de unos 50 m3 que permite albergar hasta 15 t de biocombustible. A nivel de ahorro económico se prevé que la explotación pasará de los aproximadamente 40.000 € de gasto en gas propano a unos 10.000 € con astilla de madera. Por este motivo, la amortización global del proyecto se fija a un periodo alrededor de los 2 años. Paralelamente, la implantación de este sistema, permitirá reducir a la explotación más de 100 t/año de CO2 a la atmósfera. FuturEnergy | Junio June 2014 THE USE OF BIOMASS IMPROVES COMPETITIVENESS IN THE HOTEL INDUSTRY Los hoteles son grandes consumidores energéticos, se calcula que el 10% de los costes de explotación de alojamientos turísticos son energéticos. Más de un 20% se dedica a la calefacción y un 24% al ACS; y si miramos los casos de hoteles con balnearios o piscinas climatizadas, el coste energético es aún superior. Las constantes subidas de los combustibles fósiles están provocando que dichos costes sean insostenibles para el sector turístico. Por este motivo, cada vez hay más instalaciones hoteleras en Europa, y también en la Península, equipadas con calderas de biomasa. Dichos equipamientos reducen las facturas de calefacción y agua caliente hasta un 60%, mejorando su competitividad así como la imagen de sostenibilidad de los mismos. Hotels are big energy consumers: it is estimated that 10% of the operating costs of tourist accommodation are energy-related. More than 20% is heating and 24% is DHW; and if we look at the case of hotels with heated pools and spas, the energy cost is even higher. Constant increases in fossil fuels are making these costs unsustainable for the tourism sector. For this reason, there are more and more hotels in Europe, and also in Spain and Portugal, which are equipped with biomass boilers. These units reduce heating and hot water bills by up to 60%, improving their competitiveness and image re sustainability. Las calderas de biomasas policombustibles modernas no son únicamente totalmente automatizadas, sino que además permiten la utilización de diferentes tipos de biomasa: astilla, pellet, hueso de aceituna, cáscaras de almendra, etc. De esta manera, el usuario puede utilizar en cada momento la biomasa más económica en el mercado, con un precio mucho más razonable y estable. Además, la adaptación del sistema de calefacción existente por uno de biomasa es sencilla y rápida, ya que se aprovechan todos los componentes de la instalación actual. Modern multi-fuel biomass boilers are not only fully automated but also allow the use of different types of biomass: chip, pellet, olive stone, almond shell, etc. Thus, the user can use at any given moment the most economical biomass in the market at a much more reasonable and stable price. In addition, the adaptation of the existing heating system to a biomass one is simple and fast, since all the components of the current system can be used. Casos de éxito Grupo Nova Energía dispone de multitud de referencias en el sector hotelero, como hoteles, casas de turismo rural, campings, balnearios, etc. Tal es el caso del Hotel-Balneario El Raposo (Badajoz), que sustituyó sus cinco calderas de gasóleo por una de biomasa, con la que consigue ahorrar más de 38.000 €/ año. En 2007 la propiedad del hotel se planteó el uso de una caldera de biomasa debido a las constantes subidas del gasóleo y también a su preocupación por el medio ambiente. Desde entonces, se utiliza como combustible astilla y cáscara de almendra reduciendo su factura energética más del 50%. La caldera funciona 11 meses al año a máxima potencia, y en todo este tiempo no ha dado ningún problema. El hotel El Mirador en Lles de Cerdanya (Lleida) instaló una cabina energética BioBox de biomasa para calefactar las habitaciones y piscina, con un combustible local procedente de la limpieza forestal municipal. Gracias a la biomasa este hotel ha conseguido un ahorro superior al 60% respecto al gasoil. La introducción en 2005 de la BioBox, sala de calderas y silo contenerizado, www.futurenergyweb.es There are hundreds of biomass distribution companies that handle loading the fuel tank, as is done now by fossil fuel distributors. These companies have a high level of professionalism and will supply the fuel (biomass) for each location always ensuring fuel savings of between 45% and 60% when compared to propane or diesel. Success stories Nova Energia Group has many references in the hospitality industry such as hotels, rural holiday homes, camping sites, resorts, etc. Such is the case of the Spa Hotel El Raposo (Badajoz), which replaced its five oil boilers with a biomass one, saving more than €38,000/year. In 2007 the hotel owners proposed using a biomass boiler due to the constant increases in oil prices, and also their concern for the environment. Since then, chip and almond shell is used as fuel, reducing their energy bills by over 50%. The boiler operates 11 months a year at full power, and in all this time has not given us any problems. The Mirador Lles de Cerdanya Hotel (Lleida) has installed a biomass energy BioBox cabin to heat the rooms and the swimming pool, with a local fuel from municipal forest clearing. Thanks to this biomass, the hotel has achieved a savings of over 60% compared to using diesel. Las cabinas energéticas BioBox permiten una completa integración arquitectónica | The BioBox power cabins allow full architectural integration. The introduction in 2005 of the BioBox, containerized boiler and silo, marked an important milestone for the company. Today Nova Energy Group has a catalogue of more than 60 models of cabins with biomass energy. It also has containerized solutions FuturEnergy | Junio June 2014 Existen cientos de empresas de distribución de biomasa que se encargan de la carga del depósito de combustible, tal como lo hacen ahora las distribuidoras de combustibles fósiles. Estas empresas tienen un alto nivel de profesionalidad y suministraran en cada caso el combustible (biomasa) más conveniente para cada instalación asegurándo siempre un ahorro en combustible que oscilará entre el 45 y el 60% cuando se compara con el propano o el gasóleo. Biomasa | Biomass EL USO DE LA BIOMASA MEJORA LA COMPETITIVIDAD DEL SECTOR HOTELERO 37 Biomasa | Biomass supuso un hito importante para la empresa. En la actualidad Grupo Nova Energía cuenta con un catálogo de cabinas energéticas con biomasa de más de 60 modelos. Además cuenta con soluciones contenerizadas con filosofía plug-n-play para motores de cogeneración y absorción. Grupo Nova Energía distribuye sus soluciones energéticas contenerizadas en los cinco continentes como una opción rápida, moderna, compacta, que no requiere de obra civil y con la tecnología más avanzada y eficiente. Dichas unidades se construyen adaptadas siempre a las necesidades técnicas o de integración arquitectónica del cliente. Siempre equipadas con las calderas de biomasa de la marca austríaca Froling. Pueden ser adquiridas vía renting consiguiendo de esta forma ahorros a partir del primer día de instalación. Froling Turbomat, la caldera de biomasa automática más instalada en instalaciones hoteleras en Europa Froling Turbomat, the automatic biomass boiler installed in the largest number of hotel rooms in Europe following the plug- n -play philosophy for cogeneration and absorption motors. Nova Energy Group distributes its containerized energy solutions across five continents as a fast, modern, compact option that does not require civil works, ,with the most advanced and efficient technology. These units, when built, are always adapted to the technical requirements or architectural integration of the customer. Always equipped with Austrian Froling biomass boilers, they can be purchased through a renting system, thereby achieving savings from the first day of installation. www.futurenergyweb.es Grupo Nova Energía también cuenta con referencias en otros sectores: sanitario, industrial, instalaciones deportivas, sector agrícola, agroalimentario, etc, que también disfrutan de las innumerables Nova Energy Group also has references in other sectors: ventajas de la biomasa y su gran ahorro. Ahora extiende la mano a healthcare, industrial, sports facilities, agriculture, agro-food, empresarios hoteleros que requieran de sistemas energéticos fiaetc, which also enjoy the many benefits of biomass and bles, robustos y totalmente automáticos ya sea para sus instalaciomajor savings. The company is now reaching out to hoteliers nes en la Península, las islas who need reliable, robust and fully o en el extranjero. Su proautomatic power systems, either bada experiencia y elevado for their hotels here on the Iberian David Poveda nivel tecnológico le ha llevaPeninsula, the islands or abroad. Director General, Grupo Nova Energía do a garantizar contractualTheir proven experience and high Director, Nova Energy Group mente a sus clientes el aholevel of technology has led them to rro en combustible entre el contractually guarantee customers 45 y el 60%. fuel savings of between 45% and 60%. 38 FuturEnergy | Junio June 2014 AUTOMATING STORAGE AREAS. A KEY FACTOR IN THE PRODUCTIVITY OF BIOMASS BOILERS En virtud de un contrato de concesión de servicio público, Somec, filial de Dalkia, es responsable de proveer el servicio de calefacción urbana y de distribución de agua caliente sanitaria en el barrio de Val Fourré (municipio de Mantes-la-Jolie, departamento de Yvelines, Francia). La energía necesaria para este sistema de calefacción de distrito proviene de una nueva planta de biomasa, construida por la propia Dalkia, en la que se han instalado dos calderas de biomasa de 8 MW de la firma belga Vyncke. Esta planta es capaz de suministrar en un año el 70% de la energía necesaria para las 5.500 viviendas de Val Fourré y los equipamientos colectivos circundantes: escuela, instituto, polideportivo, centros administrativos y el centro hospitalario François Quesnay. La nueva planta de biomasa tiene un funcionamiento muy automatizado y el polipasto Verlinde Eurobloc VT de 6,3 t dedicado a la gestión de las zonas de almacenamiento de los residuos vegetales participa plenamente en esta automatización. Under a public service concession contract, Somec, subsidiary of Dalkia, is responsible for providing district heating and hot water distribution in the district of Val Fourré (town of Mantes-la-Jolie, department of Yvelines, France). The energy required for this district heating system comes from a new biomass plant, built by Dalkia itself, with two 8 MW biomass boilers installed, produced by the Belgian firm, Vyncke. In a year this plant is capable of supplying 70% of the energy needed for 5,500 homes in Val Fourré and surrounding public amenities: school, college, sports centre, government offices, and the François Quesnay hospital. The new biomass plant is highly automated in its operation and the Verlinde Eurobloc VT 6.3 t hoist, which handles the plant residue storage areas, is a full part of this automation. Biomasa | Biomass AUTOMATIZACIÓN DE ZONAS DE ALMACENAMIENTO. UN FACTOR CLAVE DE LA PRODUCTIVIDAD DE LAS CALDERAS DE BIOMASA Una grúa puente con componentes de elevación totalmente automatizados La nueva planta de biomasa, que funciona 24 horas al día, cuenta con la supervisión permanente de dos operarios. Por lo tanto, la automatización se puede aprovechar al máximo, sobre todo en lo que respecta a la alimentación continua de las calderas. Simplificando, con el gas basta con abrir y cerrar una llave de paso. Con la biomasa, el combustible sólido requiere otra operativa, especialmente en cuanto a su almacenamiento y a la alimentación a las calderas. Los tres depósitos de combustible se llenan durante el día mediante camiones. Cada caldera tiene su propio depósito. Dichos depósitos, al estar dotados de un fondo sin fin, permiten ir alimentando constantemente el combustible. El tercer depósito sirve de zona de almacenamiento de reserva, para alimentar las calderas por la noche y, en caso de necesidad, de día o ininterrumpidamente durante tres días. La grúa puente con componentes Verlinde de 6,3 t de la clase 5M,, es el elemento esencial de la gestión de la zona de almacenamiento de madera triturada y de alimentación continua a las calderas. A bridge crane with fully automated lifting components The new biomass plant, which operates 24 hours a day, is continuously monitored by two operators. Therefore, automation can be fully exploited, especially with respect to the continuous boiler feed. In simple terms, with gas all that was needed was to open and close a stopcock. With biomass, solid fuel needs different operation, especially in terms of storage and boiler feed. The bridge crane, with 5M class 6.3 t Verlinde components, is the essential element in managing storage of shredded wood and continuous boiler feed. A perfectly gridded backup storage area To automate the main storage area as much as possible, this has been gridded virtually into thirty square spaces of identical size. www.futurenergyweb.es FuturEnergy | Junio June 2014 The three fuel tanks are filled during the day by truck and each boiler has its own tank. These tanks, as they are bottomless, enable fuel to be constantly fed in. The third tank serves as a reserve storage area for boiler feed at night and, if necessary, during the day - or continuously over three days. 39 Biomasa | Biomass The bridge crane with Verlinde components is equipped with a 3.5 t grab with a volume of 5m3 and maximum load capacity of 1.5 t. This crane carries an robot in the car. The robot, which is also responsible for managing the grab’s hydraulic unit and overload or anti-tilt safety systems, is permanently connected by secure WiFi to another robot in the facility. The latter has the grid of the area in its memory, to be able to organize fuel collection uniformly. Thus, through a sensor installed in the grab, the system knows how what height the material is at in each grid cell. As the truckloads of chips arrive, the bridge crane moves the material from the truck unloading area to the storage area, always to the ideal cell for depositing the load. The displacement of the bridge crane (30 m longitudinally, 16m transversely and 13 m vertically) is performed completely safely, due to more than a hundred sensors, absolute encoders, and roller limit switches. To achieve extra safety, all devices are duplicated and all smart systems installed in the crane communicate with the operators. Una zona de almacenamiento de reserva perfectamente cuadriculada Para automatizar al máximo la zona de almacenamiento principal, se ha cuadriculado virtualmente en treinta espacios cuadrados de dimensiones idénticas. La grúa puente con componentes Verlinde está equipada con una cuchara de 3,5 t con un volumen de 5 m3 y una capacidad de carga máxima de 1,5 t. Esta grúa lleva un autómata en el carro. El autómata, que se encarga de gestionar también la unidad hidráulica de la cuchara y los sistemas de seguridad de sobrecarga o de inclinación, está permanente conectado mediante una conexión WiFi segura a otro autómata de la instalación. Este último tiene en su memoria la cuadrícula de la zona para poder organizar de manera homogénea la recogida del combustible. De esta manera, gracias a un sensor instalado en la cuchara, el sistema sabe qué altura de material hay en cada celda de la cuadrícula. A medida que van llegando los camiones cargados de astillas, la grúa puente traslada el material de la zona de descarga de los camiones a la zona de almacenamiento, dirigiéndose siempre a la celda idónea para depositar la carga. The crane is an indispensable tool for operating this power plant, as it has to reach a productivity level of 140 m3/h of material transported. Therefore, to meet these specifications, the lifting speed is 20 m/min, and the horizontal movement speed is 63 m/min. The variable speed, both up/down and the moving speed has been maintained, since this avoids a power surge and at the same time allows a smoother start, restricting load balancing during transport. It has also maintained wireless control, as this simplifies manual operations. www.futurenergyweb.es El desplazamiento de la grúa puente (30 m longitudinalmente, 16 m transversalmente y 13 m verticalmente) se realiza con total seguridad gracias a más de un centenar de sensores, codificadores absolutos y finales de carrera de rodillo. Para lograr un plus de seguridad, todos los dispositivos están duplicados y todos los sistemas inteligentes instalados en la grúa puente se comunican con los operarios 40 La grúa puente es una herramienta indispensable para el funcionamiento de esta planta térmica, ya que tiene que alcanzar una productividad de 140 m3/h de material transportado. Por ello, para satisfacer estas especificaciones, la velocidad de elevación es de 20 m/min, y la velocidad de desplazamiento horizontal es de 63 m/min. La velocidad variable, tanto de ascenso/descenso como de traslación, se ha conservado, puesto que evita picos de corriente y, al mismo tiempo, permite arrancar más suavemente, además de limitar el balanceo de la carga durante el traslado. También se ha conservado el control inalámbrico, ya que simplifica las operaciones manuales. FuturEnergy | Junio June 2014 PRUNING RESIDUE TO PRODUCE STEAM Hoy en día, para poder ser una organización competitiva y puntera, la eficiencia energética en el servicio y la producción, no sólo es un valor en alza, sino que también es una obligación social y medioambiental. En este sentido, Imartec Energía acaba de completar un proyecto líder y muy innovador en la provincia de Lleida, se trata de la implantación de un equipo industrial de biomasa en la organización Piensos YAK, situada en San Guim de Freixenet (La Segarra, Lleida). Today, in order to be a competitive, cutting-edge organization, energy efficiency in services and production is not only a rising star but also a social and environmental obligation. In this direction, Imartec Energy has just completed a very innovative, cutting-edge project in the province of Lleida: the introduction of an industrial biomass unit for YAK Feed, a animal feed producer located in San Guim de Freixenet (La Segarra, Lleida). Piensos Yak produce pienso para animales, tanto por el consumo propio como para su comercialización, y motivada por el ahorro energético en sus instalaciones así como por la reducción de gases de efecto invernadero, acaba de implementar un equipo de biomasa de tecnología italiana Uniconfort, modelo Global 150 para la producción de vapor seco necesario en el proceso de elaboración del pienso, un proyecto único en Cataluña, dentro del sector agroalimentario. Piensos Yak produces animal feed both for its own consumption and for the market. Motivated by both energy savings in its facility and reducing greenhouse gases, the company has just introduced an Italian biomass unit, produced by Uniconfort. The Global 150 model, for the production of dry steam needed in the process of preparing the feed, is a unique project in Catalonia within the agro-food sector. El proyecto, además del objetivo del ahorro energético, también pretende crear un impacto medioambiental positivo en la zona ya que el biocombustible que necesita el generador de vapor proviene, entre otros, de los restos de poda agrícola y forestal de la misma comarca de la Segarra, por tanto el objetivo pasa por cerrar el círculo de emisiones de gases contaminantes que favorecen el efecto invernadero. Piensos Yak ha articulado un convenio con la asociación de agricultores de la comarca para poder utilizar los restos de poda, y poder hacer de un residuo, una oportunidad, dentro de la cadena de valor. La instalación tiene una potencia nominal 1.700 kWt. Paralelamente, el proyecto dispone de un silo de 100 m3 para almacenar el resto de poda y astilla forestal. Inicialmente la fábrica de Piensos Compuestos YAK estaba utilizando, debido a su proceso de fabricación, vapor a 175 ºC a 8 bar a razón de 2,5 t/h mediante un equipo de gasóleo. Esto suponía un gasto energético muy importante dada la elevada demanda de energía que requiere el sistema, aproximadamente unos 190.000 l/año de dicho combustible fósil. The project, in addition to the purpose of energy saving, also aims to create a positive environmental impact on the area, since the biofuel that the steam generator needs comes from agricultural and forestry pruning residue from that same region of Segarra. The objective is therefore to close the circle of pollutant gas emissions that promote global warming. Yak Feed has thus come to an agreement with the association of local farmers to use pruning residue to turn this waste into an opportunity within the value chain. The facility has a rated capacity of 1,700 kWt. In parallel, the project features a 100 m3 silo for storing other forestry pruning residue and woodchip. Initially the YAK Compound Feed plant, due to its manufacturing process, was using steam at 175 °C and 8 bar at a rate of 2.5 t/h using a diesel unit. This produces significant energy costs, due to the high energy demand required by the system, which amounts to approximately 190,000 l/year of the fossil fuel. To reduce this energy consumption it was proposed to install a biomass boiler to produce the steam required for their process. The new project will have a consumption of 700 t/year of pruning waste. Thanks to Uniconfort technology, the boiler can reach moisture limits in its biofuel of 50% max, without losing its rated power. In this direction, the annual savings achieved are over 70% compared to the previous situation. For this reason, the overall repayment of the project is set at under 3 years. In addition to increasing their business competitiveness, Piensos Yak will save the atmosphere 720 t of CO2. En este sentido, el ahorro conseguido anual es superior al 70% respecto a la anterior situación; por este motivo, la amortización global del proyecto se ha fijado por debajo de los 3 años. Además de aumentar su competitividad empresarial, Piensos Yak dejará de emitir a la atmósfera más 720 t de CO2. FuturEnergy | Junio June 2014 A fin de reducir este consumo energético se propuso la instalación de una caldera de biomasa para la producción del vapor necesario para su proceso operativo. El nuevo proyecto pasará a tener un consumo de 700 t/año de restos de poda. Gracias a la tecnología Uniconfort, la caldera puede alcanzar unos límites de humedad en su biocombustible de un 50% máximo, sin que disminuya su potencia nominal. Biomasa | Biomass RESTOS DE PODA PARA PRODUCIR VAPOR www.futurenergyweb.es 41 Biomasa | Biomass Apisa Fabricantes de secadores industriales y agrícolas Desde hace más de 40 años APISA fabrica y comercializa secadores de tres tipos: verticales, rotativos tipo tromel y horizontales de banda, además de los complementos para los procesos de secado como peletizadoras, elevadores, transportadores de roscas sinfín, redlers, estructuras, molinos, prensas embaladoras, etc. APISA diseña, fabrica, instala y mantiene plantas “llave en mano”. www.futurenergyweb.es Durante este tiempo de continuas mejoras e innovaciones tecnológicas para adecuarse a la demanda del cliente, APISA ha construido secadores de lodos, purines, DDGs y residuo de pastelería industrial, extractoras de aceite de semillas oleaginosas, plantas de molienda y densificación o peletización de residuos, pequeñas fábricas de piensos en continuo, acoplamiento de generadores de aire caliente mediante biomasa a procesos de secado existentes, fábricas de pellets de madera para combustible, etc. También se han realizado instalaciones para aprovechamiento térmico de calor residual de plantas de cogeneración u O.R.C. 42 Manufacturers of industrial and agricultural dryers APISA has manufactured and sold three types of dryers for over 40 years: vertical dryers, trommel-type rotary dryers and horizontal band dryers. The company also manufactures complementary equipment for the drying process, such as pellet mills, elevators, screw conveyers, redler-type chain conveyers, structures, mills, baling presses, etc. APISA also designs, installs and maintains plants on a turnkey basis. During this period of ongoing improvement and technological innovation to satisfy the needs of customers, APISA has built dryers for sludge, manure, DDGS and industrial bakery waste, oil extractors to extract oil from oil seeds, plants for milling, compaction or pelleting of waste, small continuous fodder factories, coupling of biomass-fuelled hot air generators to existing drying processes, wood chip plants for fuel, etc. The company has also built plants to avail of residual heat from CHP or ORC power plants. El mercado tradicional de APISA ha sido el español, sin embargo en la última década, debido a la labor de búsqueda de mercado y a la inversión en I+D+i, se han incrementado las ventas en mercados internacionales como Francia, China, Portugal, Rumanía, Rusia, Moldavia, Italia, Kazakstán, EE.UU., Camerún, etc. En este último año ha aumentado la facturación en el sector agrícola con la construcción en Rumanía de las primeras cuatro plantas deshidratadoras de forraje en ese país y con la firma en España de un contrato para la ejecución de un secador de maíz con silos de almacenamiento de 7.000 m3 de capacidad unitaria. Spain is APISA’s traditional market. However, in the last decade, the search for new markets and investment in R&D&I has seen growing sales in international markets such as France, China, Portugal, Rumania, Russia, Moldavia, Italy, Kazakhstan, the USA, the Cameroon, etc. Revenue from the agricultural sector has increased in the past year, with the construction of the first four forage dehydration plants in Rumania and the securing of a contract in Spain for the construction of a corn dryer and storage silos with a unitary capacity of 7,000 m3. Los sectores en los que APISA está presente son: Sawmills: installation of pellet mills to avail of sawmill waste and growth in the pellet market. Agricultural cooperatives and industries: suppliers of dryers for: wheat, corn, barley, rice, alfalfa, presses for oil extraction, etc. The company also specialises in incorporating biomass hot air generation furnaces into existing drying processes. Food industry: valorisation of moist or perishable waste. Alcohol industry: drying and availing of DDGS. Engineering: in agro-industrial sectors to avail of residual heat energy at CHP plants. Publicly owned companies: drying and pelleting of Municipal Solid Waste (MSW) and valorisation in the form of fertilisers. Aserraderos: instalación de fábricas de pellets, aprovechando los residuos de los mismos y el auge del mercado del pellet. Cooperativas e industrias agrarias: suministro de secaderos para: trigo, maíz, cebada, arroz, alfalfa, prensado para extracción de aceite, etc. También incorporación hornos de biomasa generadores de aire caliente a secaderos existentes. Industria alimentaria: valorización de residuos húmedos o perecederos. Industria Alcoholera: secado y aprovechamiento de DDG’s. Ingenierías: en sectores agro-industriales, para aprovechamientos térmicos de energía residual de cogeneraciones. Empresas públicas: secado y peletización de Residuos Sólidos Urbanos (RSU) y su valorización como fertilizantes. APISA provides services for the following sectors: Asisa Ctra. Nacional 330, Km. 576,300 • 22193 YEQUEDA (Huesca) - ESPAÑA Teléfono + 34 974 271 113 • Fax +34 974 271 178 e-mail: [email protected] • www.apisa.info FuturEnergy | Junio June 2014 El pasado mes de septiembre la UTE formada por Recursos de la Biomasa-Rebi y Cofely resultó adjudicataria de la red de calor que dará servicio de calefacción y agua caliente sanitaria (ACS) mediante biomasa a 31 edificios públicos de la zona norte de Valladolid. La adjudicación para ejecutar la central térmica y el desarrollo de la red de calor supone un montante total de 7 M€, de los que 5 M€ están dedicados a la ejecución de obra y los 2 M€ restantes a la gestión del mantenimiento. Somacyl, como promotor del proyecto, será la encargada de gestionar el suministro de combustible y la facturación del servicio a los clientes. El pasado mes de febrero la UTE obtuvo la licencia municipal de construcción y de apertura de calles para iniciar las obras, en este momento ya se han colocado prácticamente la totalidad de las subestaciones de intercambio en las salas de calderas de los edificios de la Universidad y se han conectado a la instalación existente. También se procede a la colocación de la tubería enterrada preaislada y han dado comienzo las obras de construcción de la central. Todo con ello con la intención de que la instalación este en funcionamiento a finales de este año. Last September, the joint venture made up by Recursos de la Biomasa – Rebi - and Cofely was awarded the project for a district heating network that will provide heating and domestic hot water (DHW) from biomass to 31 public buildings in the north of Valladolid. The budget allocation for the power plant and the district heating network totals €7m, of which €5m goes to the works and the remaining €2m to maintenance management. Somacyl, as project sponsor, will be responsible for managing the fuel supply and billing service to customers. Last February, the joint venture obtained the municipal permit for building and road works to start the works. At this point almost all the exchange substations have already been put in position in the university buildings’ boiler rooms and have been connected to the existing plant. Placement of the preinsulated buried pipe is going ahead and construction has begun on the plant, with a view to the whole system going into operation later this year. 24 edificios de la Universidad de Valladolid (UVA), tres edificios propiedad del Ayuntamiento de Valladolid y cuatro pertenecientes a la Junta de Castilla y León, recibirán a partir de finales de este año el servicio de calefacción y ACS a través de una nueva red de district heating, cuya construcción ya ha comenzado, y avanza de acuerdo con el calendario previsto. From the end of this year 24 buildings within the University of Valladolid (UVA), three buildings owned by the Town Hall of Valladolid and four belonging to the Castilla and León Regional Govt. will get their heating and DHW through a new district heating network, on which construction has already begun and is progressing according to schedule. La red estará alimentada por una planta de biomasa de 14 MW de potencia, que ya se construye en una parcela anexa al edificio Lucía, en el Campus Miguel Delibes de la UVA, una ubicación específicamente seleccionada para aprovechar todas las ventajas que la parcela ofrece para su integración paisajística, además de cierta cercanía a los edificios de mayor consumo para minimizar las pérdidas. The network will be powered by a 14 MW biomass plant, already constructed in a building adjacent to the Lucia building on UVA’s Miguel Delibes campus, a location specifically chosen to take advantage of all the benefits that the estate offers for landscape integration, in addition to close location to more heavily-used buildings in order to minimize losses. La red estará compuesta de un total de 12 km de tuberías, desplegadas en dos redes (una para el campus y otra para el resto de edificios). La red se distribuye desde el Campus Miguel Delibes hasta el edificio de Ciencias de la Salud (Facultad de Medicina y EU de Enfermería), en pleno centro de la ciudad. The network will consist of a total of 12 km of pipes, deployed across two networks (one for the campus and one for the government buildings). The network stretches from the Miguel Delibes Campus to the Health Sciences building (Faculty of Medicine and University School of Nursing), in the heart of the city. El consumo total previsto de astilla para el conjunto del district heating es de 7.886 t/año, de las cuales la UVA consumirá 6.140 t/año (77,87%), el ayuntamiento de Valladolid 183,74 t7año (2,33%) y la Junta, 1.561,43 t/año (19,80%). The total expected consumption of woodchip for the entire district heating system is 7,886 t/year, of which UVA consume 6,140 t/year (77.87%), the town hall of Valladolid 183,74 t/year (2.33%) and the Regional govt. 1,561.43 t/year (19.80%). Tres calderas de biomasa Three biomass boilers El edificio diseñado por la UTE para la instalación de la central térmica albergará inicialmente tres equipos de combustión. Sus dimensiones están pensadas para acoger un cuarto equipo si en el futuro se decide ampliar la red. The building designed by the joint venture for the installation of the power plant will initially house three combustion units. Their dimensions are intended to accommodate a fourth unit in the future if it is decided to expand the network. El edificio necesita una sala de calderas con una altura que oscila entre 6 y 9 m capaz de albergar cuatro calderas, quemadores, filtros especiales, chimeneas y equipos, cuadros de mandos; un silo de almacenamiento de astilla con módulos de 4 m de anchura y altura mínima de 3 m, con alimentación exterior por vertido desde la vía pública o espacio exterior. www.futurenergyweb.es The building needs a boiler room with a height of between 6 and 9m, capable of holding four boilers, burners, special filters, chimneys and equipment, control panels; a woodchip storage silo with modules of 4 m in width and a minimum height of 3 m, with an external power supply from the street Biomasa | Biomass A NETWORK OF BIOMASS HEAT FOR 31 BUILDINGS IN VALLADOLID’S UNIVERSITY (UVA),THE CITY COUNCIL AND THE TOWN HALL FuturEnergy | Junio June 2014 UNA RED DE CALOR POR BIOMASA PARA 31 EDIFICIOS DE LA UVA, JUNTA Y AYUNTAMIENTO DE VALLADOLID 43 Biomasa | Biomass Todos los equipos componentes de la central son totalmente automáticos y tendrán un sistema de telegestión y medición continua. or external location. All units in the plant are fully automatic and have a remote management and continuous measuring system. Integración paisajística Landscape integration El diseño del edificio, realizado por Rebi con el soporte técnico de Cofely, responde, como ya se ha mencionado, a su integración paisajística, por lo que se pretende que el grueso de la edificación se encuentre parcialmente enterrado para posibilitar su mimetismo dentro del entorno del complejo, se sitúa en el noreste de la parcela junto a la línea de ferrocarril, prácticamente enterrado en un 50%, aflorando 6 m y minimizando el impacto visual sobre los alzados traseros y laterales. The design of the building, by Rebi with technical support from Cofely, is a response, as already mentioned, to their integration with the landscape. Therefore it is intended that the bulk of the building be partially buried to camouflage it within the complex’s environment. It is located in the north-east of the estate, next to the railway line, almost 50% underground, surfacing to a height of 6m and thus minimizing the visual impact on buildings behind and on each side of it. Será una edificación modular con dos naves adosadas correspondientes a la propia nave de calderas y a una nave silo de almacén de combustible, con una superficie total aproximada de 1.400 m2. It will be a modular building with two adjoining warehouses: the boiler house and a fuel depot, occupying a total surface area of approximately 1,400 m2. Ahorro económico y de emisiones de CO2 Cost savings and CO2 emissions El ahorro económico previsto superará el 40% sobre una factura de gas y gasóleo anual que asciende a 1.240.000 €, sólo en el caso de la Universidad. The expected cost savings will be over 40% on annual gas and diesel bills, which currently amount to €1.24m, in the case of the university alone. El consumo total previsto del conjunto de la Red es de 22.069.734 kWh anuales, de los cuales 17.187.869 kWh pertenecen al consumo de la UVA (77,87%), 515.180 kWh corresponden a edificios del Ayuntamiento de Valladolid (2,33%) y 4.366.685 kWh pertenecen a edificios de Deportes de la Junta de Castilla y León (19,80%). The total expected consumption of the whole network is 22,069,734 kWh per year, of which 17,187,869 kWh correspond to the UVA (77.87%), 515,180 kWh to Valladolid’s Town Hall buildings (2.33%) and 4,366,685 kWh to sports facilities belonging to the Castilla y León Regional Govt. (19.80%). Las emisiones de CO2 a la atmósfera actuales aproximadas alcanzan las 6.800 t/año de CO2, de las cuales la UVA emite 5.446 t/año, el ayuntamiento 170 t/año, y la Junta de Castilla y León 1.195 t/año; las emisiones evitadas a la atmósfera gracias este proyecto alcanzarán las 6.800 t/año. Current approximate CO2 emissions to the atmosphere stand at 6,800 t/year, of which 5,446 t/year are emitted by the UVA; 170 t/year by the Town Hall, and 1,195 t/year by the Castilla y León local govt. Emissions avoided through this project will reach 6,800 t/year. www.futurenergyweb.es District Heating de Soria | District Heating for Soria 44 Tras un largo periodo de alegaciones, el pasado 12 de mayo, Rebi obtenía los permisos para construir la central térmica de biomasa que tiene proyectada en Soria. La planta es el origen del servicio de calefacción y agua caliente sanitaria que llegará próximamente a más de 2.500 viviendas del centro y norte de la capital. De esta forma, Soria dejará de emitir 7.850 t/año de CO2 con el cierre de las calderas comunitarias de gas y gasoil de los vecinos adheridos a la red. La inversión del proyecto asciende a 5 M€. After a long period of formalities, on 12th May Rebi finally obtained its permits to build the biomass power plant it has projected at the Soria. The plant is the source of heating and DHW services that will soon reach more than 2,500 homes in the centre and north of the capital. Thus, Soria will save 7,850 t/ year of CO2 with the closure of shared gas and oil boilers in residential blocks which now come under the network. Investment on the project amounts to €5m. La central térmica de biomasa que Rebi instalará en la parcela 80 del polígono 34 es una edificación análoga a la que la misma empresa está construyendo en la Universidad de Valladolid. La central de Soria tendrá una potencia de 12 MW para abastecer la primera fase del district heating. La central albergará dos calderas de biomasa de 6 MWt cada una, con sus correspondientes ciclones y filtros. Así como los acumuladores depósitos de inercia, colectores, bombas y demás instalaciones de la red de calor para proporcionar energía térmica para calefacción y agua caliente. La edificación se completa con un silo de astilla que nutre la sala de calderas protegida de las inclemencias atmosféricas. The biomass plant which Rebi will install on plot no. 80 of industrial estate no. 34 is a similar construction to the one the company is building at the University of Valladolid. The Soria plant will have 12 MW power to supply the first phase of the district heating. The plant will have two biomass boilers of 6 MWt each, with corresponding cyclones and filters, as well as inertia batteries, buffer tanks, manifolds, pumps, and other network facilities to provide thermal energy for heating and DHW. The building is complete with a woodchip silo that feeds the boiler room, protected from the weather. La primera fase de la red tendrá una longitud de 7 km. Varios edificios públicos, institutos, colegios y guarderías han firmado ya su adhesión a la red, lo que les supondrá un ahorro en la factura de calefacción en torno al 15%. El consumo total previsto del conjunto de la red es de 28.000.000 kWh anuales. The first phase of the network will have a length of 7 km. Several public buildings, colleges, schools and kindergartens have already signed up to the network, which will save around 15% on heating bills. The total expected consumption of the whole network will be 28,000,000 kWh annually. FuturEnergy | Junio June 2014 USER PROJECT. TAKING SMART GRIDS TO THE END USER USER - Mejora de la Eficiencia Energética para el Usuario Final es un proyecto que se enmarca dentro de la Estrategia Europea 2020. Nace con el objetivo de trasladar de manera efectiva e innovadora las ventajas de las redes eléctricas inteligentes hasta el usuario final, facilitando su participación en las mismas. Esta participación permitirá una gestión más eficiente del consumo energético, con el consiguiente reflejo en la factura eléctrica. USER - Improving Energy Efficiency for the End User is a project that is part of the Europe 2020 Strategy. It was created with the objective of passing the benefits of smart grid over to the end user effectively and innovatively, facilitating their participation. This participation will enable more efficient management of energy consumption, thus reflecting on the electricity bill. El proyecto ha sido desarrollado por un consorcio empresarial liderado por ZIV en el que participan además Cegasa, CAF Power, Instalaciones Elur, Ibermática, Oneka Arquitectura y Rener. Cuenta también con la colaboración de varios centros de la Red Vasca de Ciencia Tecnología e Innovación, entre los que Tecnalia ha tenido un papel preponderante. El proyecto, desarrollado durante 3 años, ha sido financiado parcialmente por el Departamento de Industria, Innovación, Comercio y Turismo del Gobierno Vasco, en el marco del Programa Etorgai 2011 de apoyo a proyectos integrados de investigación industrial y desarrollo experimental de carácter estratégico en el País Vasco. The project has been developed by an industry consortium led by ZIV, with the collaboration of Cegasa, CAF Power, Instalaciones Elur, Ibermática, Oneka Arquitectura and Rener. It also benefits from the collaboration of several centres in the Basque Science, Technology and Innovation Network, where Tecnalia has taken a leading role. The project, developed over three years, has been partially funded by the Department of Industry, Innovation, Trade and Tourism within the Basque Government, under the 2011 Etorgai Programme which supports integrated projects on industrial research and strategic experimental development in the Basque Country. Los objetivos del proyecto podrían resumirse en: •Mejorar la eficiencia energética en los sectores empresarial, industrial y terciario, optimizando curvas de carga a nivel del consumidor. •Proporcionar una mayor información de sus consumos a los usuarios de estos sectores, permitiéndoles participar en la optimización de la operación del sistema eléctrico. •Impulsar la sostenibilidad de las instalaciones de suministro energético en baja tensión con alta disponibilidad y reducir el impacto medioambiental del sistema eléctrico (huella de CO2). •Mejorar los niveles existentes de fiabilidad, calidad y seguridad del sistema, dotando a los sistemas industriales críticos de soluciones de suministro energético de alta calidad y seguridad. Para la consecución de dichos objetivos el proyecto acomete desarrollos en una doble vertiente: Por un lado, se desarrollan sistemas de gestión de energía basados en almacenamiento eléctrico y en electrónica de potencia para una mejora de la calidad de energía, de la continuidad de suministro y el aplanamiento de la curva de demanda. USER pone el acento para estos sistemas en el sector industrial. Por otro lado, en el proyecto se desarrollan gestores de energía en el edificio encaminados a la eficiencia energética en edificios del sector terciario (oficinas, centros educativos, etc). En particular, se trata de sistemas inteligentes que monitorizan, controlan y proponen acciones para un uso más eficiente de la electricidad. El contenido de este artículo se centra, en adelante, en los gestores energéticos de edificios, con una orientación a un usuario final responsable de la operación y mantenimiento del sistema energético del edificio. El sistema está pensado para edificios SOHO (Small Office - Home Office), con una potencia contratada del orden desde las decenas a unos pocos cientos de kilovatios y su cometido es lograr que en dichas instalaciones el consumo de energía disminuya para un mismo nivel de actividad y confort, con la participación y complicidad del usuario, y que su patrón de consumo sea lo más constante posible, y por tanto, más sostenible. www.futurenergyweb.es Objectives Project objectives can be summarized as: •Improving energy efficiency in business, industrial and tertiary sectors, optimizing load curves at consumer level. •Providing more information on their consumption to users in these sectors, allowing them to participate in the optimization of power system operation. •Promoting the sustainability of low voltage energy supply facilities with high availability and reducing the environmental impact of the electricity system (CO2 footprint). •Improving existing levels of reliability, quality and system security, providing solutions for critical industrial systems and high quality and secure energy supply. To achieve these objectives the project is tackling development in two directions: On the one hand, USER is developing management systems based on electrical storage and power electronics for improved power quality, continuity of supply, and flattening the power demand curve. USER is putting the accent on the industrial sector for these systems. Furthermore, the project is developing energy managers in the building aimed at energy efficiency in buildings in the tertiary sector (offices, schools, etc.). In particular, these are smart systems that monitor, control and propose actions for more efficient use of electricity. The content of this article will now focus on energy managers for buildings, aimed at the industrial sector the end user, responsible for operation and maintenance of the power system in the building. The system is designed for SOHO buildings (Small Office - Home Office) with a contracted capacity of from tens up to a few hundred kilowatts of power, and is committed to ensuring that these buildings decrease their energy consumption for the same level of work and comfort, with the involvement and agreement of the user and FuturEnergy | Junio June 2014 Objetivos Eficiencia Energética: Centros Educativos | Energy Efficiency: Educational Centres PROYECTO USER. ACERCANDO LAS REDES INTELIGENTES AL USUARIO FINAL 45 Eficiencia Energética: Centros Educativos | Energy Efficiency: Educational Centres Gestor Energético SOHO Mediante soluciones tecnológicas innovadoras y la involucración del usuario final SOHO, se pueden llegar a alcanzar ahorros energéticos de hasta el 30% y reducciones de picos de potencia del orden del 20%. El beneficio es la mejora de la eficiencia y el alisamiento de la curva de la demanda, por lo que el usuario podrá reducir la potencia contratada. Estas soluciones tecnológicas constituyen uno de los principales resultados del proyecto USER y consisten en el sistema de gestión de energía del edifico terciario. Dicho sistema consta esencialmente de tres equipos: •Gestor de energía. Monitoriza todos los equipos de medida (contadores inteligentes) distribuidos en la instalación y actúa sobre los distintos circuitos del edificio a través de los mismos. •Home display. Sirve al usuario para visualizar de forma remota los valores de energía instantáneos, diarios y mensuales y para recibir notificaciones. •Sistema central. Mediante la incorporación de algoritmos inteligentes, analiza toda la información recibida del gestor de energía y aporta servicios de valor añadido al usuario final, entendido como el responsable energético del edificio. Gestor de energía that its consumption pattern is as constant as possible, and therefore more sustainable. SOHO Energy Manager Through innovative technology solutions and the involvement of SOHO end users, can make energy savings of up to 30% and reduce peaks by around 20%. The benefit is improved efficiency and smoothing the demand curve so that the user can reduce contracted power. These technology solutions are one of the main results of the USER project and consist of the energy management system for tertiary buildings The system essentially consists of three units: •Power Manager. Monitors all measuring equipment (smart meters) distributed in the plant and acts on the various circuits of the building through these. •Home display. Users can remotely view the power values instantaneously, daily and monthly, and receive notifications. •Central system. By incorporating intelligent algorithms, it analyzes all information received from the power manager and provides value-added services to the end user, understood as being the person in charge of power for the building. Este equipo asegura la persistencia y fiabilidad de la información intercambiada entre la instalación objeto del control y el usuario, a través de los otros equipos del sistema de gestión energía del edificio. Para ello, el equipo diseñado comunica con los equipos captadores de medidas (sensores o contadores) e interactúa con el sistema central para la toma de decisiones. Concretamente las funciones del equipo son: •Gestión de medidas. De acuerdo con los parámetros de configuración de los contadores o puntos de medida que gestiona, estará continuamente interrogándolos – via DLMS sobre RS485– para obtener datos de valores instantáneos de consumo, valores históricos de consumo y eventos. Todos los datos serán almacenados en el equipo. •Comunicación con el sistema central. El gestor comunicará con el sistema central para enviarle periódicamente (en función de la configuración) los datos de consumo de todos los puntos de medida. Además, atenderá las solicitudes del sistema central, tanto las relativas a las órdenes como las referentes a consultas. •Gestión de demanda. Puede ordenar apertura/cierre de los distintos elementos que tienen los propios contadores para la conexión y desconexión de cargas o líneas asociadas. •Comunicación con el home display. Permite al usuario comprobar la información actual sobre el consumo, la generación y decisiones de estrategias de gestión. Home display www.futurenergyweb.es Estos dispositivos permiten conocer en detalle y en tiempo real los datos de consumo históricos o instantáneos, ayudando de este modo al usuario final a ver el efecto que tiene la conexión o desconexión de cargas o circuitos. Puede también ofrecer alertas en tiempo real que informen de consumos elevados. Además, desde el home display, se validan las órdenes que el sistema central genera para ser ejecutadas por el gestor de energía. 46 En el proyecto USER el home display se ha implementado sobre dispositivos móviles (tablet o Smartphne) sobre Android y realiza las funciones de interfaz de usuario local mencionadas anteriormente, vía Wifi o 3G/GPRS. Entre los principales datos provistos por el home display se encuentran: Arquitectura USER | USER Architecture Power manager This unit ensures the persistence and reliability of the information exchanged between the system being checked and the user, through other energy management equipment in the building. To do this, the unit designed communicates with measuring units (sensors or meters) and interacts with the central system for decision-making. Particular unit roles are: •Management measures. According to the configuration parameters of the meters or measuring points it manages, it will continually be questioning them - via DLMS on RS485 – to obtain instantaneous values of consumption, historical values and events. All data will be stored on the power manager. •Communication with the central system. The manager communicates with the central system to periodically (depending on configuration) send consumption data from all measuring points. Also, it will respond to requests from the central system; both orders and queries. •Demand Management. It can order open / close for the different elements that the meters themselves contain for connecting and disconnecting loads or associated lines. •Communication with the home display. Allows the user to check the current information on consumption, generation and management strategy decisions. Home display FuturEnergy | Junio June 2014 Pantalla de información diaria | Daily information screen Sistema central El sistema central es el sistema de monitorización “lógica” de los equipos para su gestión integral en cuanto a indicadores de consumo, alertas, sistemas predictivos de anomalías, y la posibilidad de simulaciones manuales y automáticas (optimizaciones), con el fin de regular y controlar el sistema energético por parte de un usuario avanzado. Es también capaz de detectar patrones y lanzar avisos ante imprevistos (p.e. alarmas y/o sugerencias de consigna). Puede recoger todos los datos de diferentes instalaciones en diferentes ubicaciones y “sincroniza” las restricciones para desconexión de cargas con lo establecido en los gestores de energía de cada instalación. También dispondrá de información de las reglas de negocio, contratos etc. como base para la toma de decisiones. En resumen, constituye una capa por encima del gestor energético que sirve como monitorización y simulador de actuaciones a usuarios expertos. Además de los servicios de petición de medidas, de envío de órdenes y de sugerencias de consignas, incorpora un servicio de petición de reglas, en relación a las reglas de actuación del sistema SOHO, en cuanto a restricciones y funcionamiento, como una entrada más en la gestión de reglas propias a la hora de realizar simulaciones y/o optimizaciones. Para ello, pedirá, bajo demanda, la situación en un momento determinado de dichas reglas para tenerlas en cuenta en sus procesos internos, así como para validar si posibles órdenes de usuario desde el sistema central pueden ser incompatibles con el Sistema SOHO. In the USER project, home display has been implemented on mobile devices (tablet or Smartphne) on Android and functions as a local user interface, as mentioned above, via Wifi or 3G/GPRS. The main data provided by home display include: •Number of meters that monitor the building, identifier and status of each. •Active energy consumed hourly, daily and monthly. •Active energy produced hourly, daily and monthly. •Reactive inductive energy consumed hourly, daily and monthly. •Reactive, inductive energy produced hourly, daily and monthly. •Reactive, capacitive energy consumed hourly, daily and monthly. •Reactive, capacitive energy produced hourly, daily and monthly. •Instantaneous values for current, voltage, power. •Orders proposed by the central system. The application developed for the home display includes combined graphic/text screens reporting meter status infomation, energy daily and monthly values, electrical instantaneous values and notifications management. Central System The central system is the “logic” monitoring system for integrated management in terms of consumption indicators, alerts, predictive systems anomalies, providing the possibility of manual and automatic simulations (optimizations), in order to regulate and control energy system by an advanced user. It is also able to detect patterns and send out notifications of unforeseen events (e.g. alarms and / or suggestions for reference). This system can collect all the data from different buildings in different locations and “synchronize” restrictions on load shedding with the settings on the energy managers at each facility. It will also have information on business rules, contracts etc. as a basis for decision-making. In short, it is a layer on top of the energy manager which monitors and simulates actions for expert users. Besides requesting measures, shipping orders and suggesting allocations, it incorporates a regulation request service in relation to the rules of action for SOHO on system performance in terms of constraints and operation, and another input in La aplicación desarrollada para el sistema central responde a los siguientes requisitos: •Integración en una sola plataforma de todos los consumos eléctricos del edificio para su gestión integral. •Distintos perfiles de usuario que permitan accesos y funcionalidades distintas en función de su conocimiento. www.futurenergyweb.es Eficiencia Energética: Centros Educativos | Energy Efficiency: Educational Centres La aplicación desarrollada para el home display incluye pantallas combinadas de gráficas/texto que informan sobre contadores, valores diarios y mensuales de energía, valores instantáneos, notificaciones y gestión de éstas. These devices provide detailed, real-time data on historical or instantaneous consumption, thereby helping the end user to see the effect of the connection or disconnection of loads or circuits. It can also provide real-time alerts to report high consumption. Moreover, the home display can validate orders that the central system generates to be accepted by the power manager. Menú principal (a la izquierda) y curva de consumos semanales en un año Main menu (left) and weekly consumption profile over one year FuturEnergy | Junio June 2014 •Número de contadores que monitorizan la instalación, identificador y estado de cada uno de ellos. •Energía activa consumida horaria, diaria y mensual. •Energía activa generada horaria, diaria y mensual. •Energía reactiva inductiva consumida horaria, diaria y mensual. •Energía reactiva inductiva generada horaria, diaria y mensual. •Energía reactiva capacitiva consumida horaria, diaria y mensual. •Energía reactiva capacitiva generada horaria, diaria y mensual. •Valores instantáneos de corriente, voltaje, energía. •Órdenes propuestas por el sistema central. 47 Eficiencia Energética: Centros Educativos | Energy Efficiency: Educational Centres •Asesoramiento en eficiencia energética particularizado y cuantificado para un edificio concreto. •Posibilidad de simulación anticipada de los ahorros factibles de obtener antes de realizar una inversión para conocer su viabilidad y periodo de amortización. •Disponibilidad sobre un mismo interfaz del estado actual en eficiencia energética del edificio y las posibilidades de mejora a través de la simulación automática y manual. Ejemplo de gráfico horario (potencias contratada, máxima, media y mínima) Example of hourly chart (contracted, maximum, average and minimum powers) Para ello se establecen los servicios de suministro de información siguientes: servicio de información sobre el control de consumos de energía, servicio de alertas, servicios de ajuste de agentes/alerta, servicio de concienciación del usuario y servicio de simulación manual y automática. managing its own rules when performing simulations and/or optimizations. To do this, it will request, on demand, the situation at a given time for these rules to be taken into account in their internal processes, as well as validating if possible user commands from the central system may be incompatible with the SOHO System. The application developed for the central system meets the following requirements: •Integration within one single platform for all electricity consumption in the building to be managed on an integrated basis. •Different user profiles that enable access and different functionalities depending on their knowledge. •Advice on case-by-case and quantified energy efficiency for a specific building. •Possibility of advance simulation of feasible savings to be obtained before making an investment to assess viability and repayment period. •On the same interface current energy efficiency status in the building is available, plus the possibilities for improvement through automatic and manual simulation. The following information services are offered: service on energy consumption control, alerts service, services of agent/alert adjustment , user awareness-raising service and manual and automatic simulation. Example of building. Somorrostro Training Centre To validate the SOHO power management system, this has been installed in the Vocational School of Somorrostro. The centre is located in the municipality of Biscay Muskiz and has renewable energy production facilities. Known the highest consumption of the center pilot plant consumption and monitors seven generations, besides the general consumption of the building, as seen in the chart below. Install smart meters for this six-phase and 2-phase. In addition to the functions of the system, it will also serve as a tool for training students in energy, power and environmental technology areas. The results will be evaluated in the coming months, once the usual life of the centre has recommenced. Seguidor fotovoltaico y paneles fijos en Centro de Formación Somorrostro Photovoltaic tracker and fixed panels at the Somorrostro Training Centre Ejemplo de instalación. Centro de Formación Somorrostro www.futurenergyweb.es Para la validación del sistema de gestión de energía SOHO, éste ha sido instalado en el Centro de Formación Profesional de Somorrostro. Dicho centro está ubicado en el municipio vizcaíno de Muskiz y cuenta con instalaciones de generación renovable. 48 Conocidos los consumos más elevados de dicho centro la instalación piloto monitoriza 7 consumos y generaciones, además del consumo general del edificio, tal como se observa en la gráfica de la derecha. Se instalan para ello 6 contadores inteligentes trifásicos y 2 monofásicos. Además de las funciones propias del sistema servirá como una herramienta para formación del alumnado en especialidades tecnológicas energéticas, eléctricas y medioambientales. Los resultados podrán ser valorados en los próximos meses, una vez reiniciada la actividad habitual del centro. Arquitectura de medida en Centro de Formación Somorrostro Measurement architecture at the Somorrostro Training Centre FuturEnergy | Junio June 2014 THE LUCIA BUILDING, STRATEGIES FOR ACHIEVING A SUSTAINABLE AND ZERO ENERGY BUILDING La Universidad de Valladolid ha realizado el edifico LUCIA (Lanzadera Universitaria para un Centro de Investigación Aplicada) en el que muestra los mejores alcances en varias materias de arquitectura sostenible, evaluadas y valoradas por terceras partes, pudiéndose definir, de acuerdo con la directiva europea 2010/31/UE, como un edificio de consumo casi nulo de energía y cero emisiones de CO2. El edificio LUCIA es pues cero energía y cero emisiones de CO2, cuenta con la certificación energética A y opta a los niveles máximos de hojas en certificación verde y platino en certificación LEED. Este artículo señala las principales estrategias que han hecho posible el conseguir un edificio con estas características y con un precio muy abordable. El edificio LUCIA ha sido financiado por la Junta de Castilla y León (Programa de Infraestructuras de Investigación y Desarrollo Tecnológico) y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional. The University of Valladolid has constructed the LUCIA building (University for an Applied Research Centre) where it showcases the best achievements in various fields of sustainable architecture, assessed and rated by third parties. It could be defined, according to the European directive 2010/31/UE, as a near-zero energy and zero CO2 consumption building, and in fact the LUCIA building is, indeed, consumes zero energy and produces zero CO2 emissions, with an A energy certification has A and also has the highest standard of leaves in the green and platinum LEED certification. This article outlines the main strategies that have made it possible to achieve a building with these features at a very affordable price. The LUCIA building was funded by the Regional Government of Castilla y León (Technology Research & Development Infrastructure Programme) and the European Regional Development Fund. La Universidad de Valladolid se propone innovar en el edifico LUCIA y servir de referencia a sus numerosos centros en eficiencia energética y arquitectura sostenible, incluidos sus aspectos sociales y económicos. Se considera esta una oportunidad idónea para la investigación en la consecución de edificios de consumo de energía casi nulo según la Directiva 2010/31/UE del Parlamento Europeo, superándose con mucho sus expectativas. La base para su consecución será la coordinación y coherencia entre el diseño bioclimático, los sistemas y tecnologías más eficientes y el uso de energías renovables con exclusividad, entre las que se incluyen la geotermia, la solar fotovoltaica y la biomasa como producto energético local con potencial para reducir la dependencia energética de los combustibles fósiles y fomentar una economía más autosuficiente. In the LUCIA building the University of Valladolid proposes to innovate and serve as a benchmark for its numerous centres in terms of energy efficiency and sustainable architecture, including social and economic aspects. This is considered to be an ideal opportunity for research in achieving almost zero energy consumption buildings according to Directive 2010/31/EU of the European Parliament, far surpassing their expectations. The basis for their achievement will be the coordination and consistency between bioclimatic design, the most efficient systems and technologies, and the use of renewable energy exclusively, including geothermal, solar and biomass as a local energy product with potential to reduce energy dependence on fossil fuels and promote a more self-sufficient economy. Para la realización del proyecto se han articulado varias estrategias, articuladas en la organización arquitectónica espacial y formal del edificio. Realizándose estrategias dirigidas a la reducción de la demanda energética del edificio, a la utilización de energías renovables in situ, a la mejora de la eficiencia de los sistemas y a mejorar otros aspectos del balance de sostenibilidad. A continuación desarrollamos con detalle cada una de estas estrategias. The energy of the area will be used - the sun on the building - and a local resource (biomass) will be operated exclusively for use in construction, for both air conditioning in its entirety and the production of electricity needed for the building. The use of biomass residue from treatment of plant mass from the pine seed and timber industry (woodchip), which is a surplus product in Castilla y León, has great potential in the region as a local job creator, so research into the use of this resource extensively in the building will bring benefits in many ways. Apart from the purely energy-based aspects, the building will be researched in terms of use and typological flexibility; other resources such as water and plant systems; reducing energy demand; use of natural lighting, etc, and overall implementation of sustainability criteria in the building, including its social and educational potential. Several different strategies have been adopted for the project as regards the spatial and formal architectural layout of the building. These strategies aim at reducing energy demand, the use of renewable energy in situ, improving the systems’ efficiency and other aspects of sustainability. Now let’s look in detail at each of these strategies. ESTRATEGIAS PARA EL AHORRO DE ENERGÍA STRATEGIES FOR SAVING ENERGY Diseño bioclimático Bioclimatic Design La forma del solar exige largas fachadas en orientaciones Sur-Oeste y Norte-Este, por lo que se ha realizado un cuidadosísimo estudio de re-orientación en el diseño de los huecos combinado con los ale- The characteristics of the site require long walls facing south-west and north-east. This meant a careful reorientation study when designing the different areas www.futurenergyweb.es FuturEnergy | Junio June 2014 Se aprovechará la energía del terreno, la del sol que incide sobre el edificio, y se explotará un recurso local (la biomasa) en exclusiva para su uso en la edificación, tanto para la climatización en su totalidad como para la producción de la energía eléctrica necesaria para el edificio. El uso de la biomasa de residuo de los tratamientos de las masas vegetales de la industria piñonera y maderera (astillas), producto excedentario en Castilla y León, tiene un gran potencial en la región como creador de empelo local, por lo que la investigación en la aplicación de este recurso de forma exhaustiva en la edificación obtendrá beneficios en muchos aspectos. Además de los aspectos meramente energéticos, en el edificio se investigará en usos y flexibilidad tipológica, otros recursos como agua y sistemas vegetales, reducción de demanda energética, implementación de la iluminación natural, etc., y en general aplicación de criterios de sostenibilidad en la edificación, incluidos sus potenciales sociales y formativos. Eficiencia Energética: Centros Educativos | Energy Efficiency: Educational Centres EDIFICIO LUCIA: ESTRATEGIAS PARA CONSEGUIR EQUIPAMIENTO SOSTENIBLE Y DE ENERGÍA NULA 49 Fuerte aislamiento térmico La envolvente térmica presenta un aislamiento por encima de los mínimos exigidos por la normativa española CTE exigible en el momento de proyecto y la ASHRAE (2007) Los coeficientes de aislamientos utilizados, muy importantes, (U=0,17 W/m2K en fachadas y U= 0,15 W/m2K en su cubierta vegetal) limitarán las pérdidas por transmisión y por tanto reducción de la demanda. El uso de materiales de bajo impacto ambiental en el aislamiento térmico (100% natural procedente de madera) se considera compensado con el aislamiento en calefacción. También ha sido considerado el efecto térmico de la inercia térmica de la propia estructura del edificio (hormigón armado) y particularmente con la cubierta vegetal, que cubre el 73,5% del edificio. Iluminación natural La iluminación natural, además de tener efectos beneficiosos sobre la salud y el bienestar, reduce la demanda eléctrica de iluminación artificial. La orientación y auto-sombreamiento de las ventanas permite aumentar el factor solar del vidrio, favoreciendo la mayor entrada posible de luz natural sin incidencia en las condiciones térmicas interiores en verano. Esta solución se ha combinado con el aumento de la iluminación natural en los espacios interiores mediante el uso profuso de pozos de luz de la empresa Solatube Daylighting Systems y de lucernarios sobre los cuerpos de escaleras. Los beneficios obtenidos por este sistema son excelentes: se trata de elementos estáticos, que utilizan simplemente el efecto del reflejo de la luz incidente, por lo que no requieren energía para su funcionamiento. Según la simulación realizada, de los 146.190 kWh anuales para iluminación que necesitaría el edificio de referencia (criterio ASHRAE), en el LUCIA se reducen a 74.790 kWh (aproximadamente la mitad) gracias a estos dispositivos de Solatube Daylighting Systems. www.futurenergyweb.es Powerful Insulation The thermal transfer coefficients used in the building envelope compared to those stipulated by Spanish Building Regulations (CTE) and ASHRAE (ASHRAE 2007) are significantly better: These insulation coefficients are a key factor (U=0.17 W/m2K on facades, and U= 0.15 W/m2K on the green roof) and will restrict loss through transfer and therefore lead to a reduction in energy demand. The use of materials with low environmental impact for insulation (100% natural from wood) is compensated for by insulated heating. One further aspect to be taken into account in this section is the effect of thermal inertia achieved in the structure of the building itself (reinforced concrete), particularly with the green roof, which covers 73.5% of its surface. Daylighting Natural lighting, as well as having beneficial effects on health and wellbeing, reduces electricity demand for artificial lighting. The orientation and self-shading of windows can increase the solar factor of glass, favouring the best possible natural light without impacting on indoor thermal conditions in summer. This solution was combined with increased natural lighting in interiors by extensive use of light wells from Solatube Daylighting Systems and skylights over stairways. The benefits obtained by this system are excellent: they are static elements, which simply use the effect of reflecting the incident light, so they do not require power to operate. According to the simulation run, of the 146,190 kWh per year which the reference building (ASHRAE criteria) would need, in the case of LUCIA, this is reduced to 74,790 kWh (about half) thanks to these Solatube Daylighting Systems. Compactness The building has a form factor of 0. 37 m-1 for its 5,920m2 conditioners, representing a ratio which is hard to improve FuturEnergy | Junio June 2014 ros en las orientaciones soleadas. Los huecos, con este sistema, se orientan al Sur y al Este en una proporción del 89% de su superficie, lo que produce ganancias térmicas en invierno, un efecto de autosombreamiento en verano que reduce las cargas de refrigeración, y al mismo tiempo se asegura la máxima iluminación natural. La superficie resultante presenta un efecto de diente de sierra en sus lados más largos. El efecto de esta estrategia de diseño supone principalmente un 24% de reducción en las cargas de refrigeración del edificio, según las simulaciones realizadas. combining with the building’s eaves in the parts facing the sun. (Photo 1) Using this system, 89% of the surface openings face south and east, achieving thermal gains in winter, and a selfshadowing effect in summer, thereby reducing the cooling load, whilst at the same time ensuring Foto | Photo: Carlos Barrena natural light. On its longest sides, the resulting surface resembles a “saw-tooth”. According to simulations, this design strategy produces a 24% reduction in the building’s cooling loads. Eficiencia Energética: Centros Educativos | Energy Efficiency: Educational Centres Efecto dentado en el diseño de huecos para reorientar los huecos en fachadas Norte-Este y Sur-Oeste Toothed effect in the window design to redirect the ones on the northeast and south-west facades 51 El edificio presenta un factor de forma 0,37 m-1 para sus 5.920 m2 útiles acondicionados, lo que supone un ratio difícilmente mejorable. La compacidad implica optimizar la relación entre la superficie envolvente y el volumen climatizado, reduciendo la primera. Diseño de aparcamientos abiertos Además de beneficios de tipo sensitivo (un aparcamiento abierto es mucho más agradable que uno cerrado), una decisión de este tipo evita la necesidad de forzar la ventilación, la iluminación artificial, los equipos de seguridad, contra incendios y anti CO2, reduciendo cargas energéticas y económicas, permitiendo vegetación, pavimento filtrante y favoreciendo la biodiversidad. ENERGÍAS RENOVABLES Sistema de trigeneración con biomasa La explotación de un recurso excedentario en la región donde se construye el edificio, la biomasa, implica una importante repercusión socio-económica que abre camino a la autosuficiencia energética. El potencial explotable de la biomasa de la región en este sector es muy alto y muy desaprovechado. Se espera, además, que proyectos de este tipo contribuyan a aumentar la investigación sobre la autonomía energética local, produzcan mejoras sociales y puesto de trabajo, e impulsen el desarrollo medio de la eficacia de los sistemas existentes para la explotación en edificios de la biomasa, aún en sus comienzos, según Intelligent Energy Europe (IE EUROPE, 2007). La decisión de utilizar biomasa se circunscribe además a otros dos aspectos: la reducción de CO2 y el fomento por el desarrollo de sistemas que permitan la utilización de este recurso en condiciones de competencia con los combustibles fósiles. Se ha optado por utilizar una tecnología desarrollada por la Fundación Cidaut para la cogeneración a pequeña escala basada en gasificación de biomasa. La tecnología implementada utiliza un reactor de gasificación de corrientes paralelas que transforma la astilla de madera en un gas combustible (gas pobre) que tras ser acondicionado es utilizado en motores de combustión interna alternativos para cogenerar energía eléctrica y térmica. El sistema permite obtener 100 kW de energía eléctrica en los motores y más de 180 kW de energía térmica aprovechando el agua de refrigeración de los motores y la entalpía de sus gases de escape. La energía térmica se extrae del sistema en forma de agua a 90 ºC lo cual es fundamental para la utilización eficiente de la máquina de absorción ubicada en el edificio. Los 100 kWe de potencia de generación eléctrica del sistema de cogeneración permiten cubrir las demandas anuales de electricidad, y los 180 kWt térmicos generados satisfacen en valor medio las necesidades térmicas al nivel térmico requerido por la máquina de absorción encargada de suministrar la refrigeración al edificio. El sistema se encuen- www.futurenergyweb.es on. Compactness involves optimizing the ratio between the envelope surface and volume of air-conditioned air, reducing the first. Eficiencia Energética: Centros Educativos | Energy Efficiency: Educational Centres Foto | Photo: Diego Tamayo Aparcamiento abierto | Open parking Open parking design Apart from benefits for the senses (an open parking lot is much nicer than a closed one), a decision of this type avoids the need to force the use of ventilation, artificial lighting, security units, fire-fighting equipment and anti CO2 unit, thus reducing charges on power and expenses and making it possible to have vegetation and filter paving, promoting biodiversity, filter paving. RENEWABLE ENERGY Trigeneration system with biomass The use of a surplus resource in the region where the building is constructed – biomass – has a considerable socio-economic impact that opens the way to energy independence. The potential for biomass use in the region is very great in this sector and is largely untapped. It is also expected that projects like this contribute to increased research on local energy independence, social improvements and job creation, boosting the effectiveness of existing systems for the use of biomass in buildings, something still in its early stages, according to Intelligent Energy Europe (IE EUROPE, 2007). The decision to use biomass is further limited to two aspects: reducing CO2 and encouraging the development of systems that enable this resource to be used in competition with fossil fuels. A technology developed by the Cidaut Foundation has been chosen for small scale cogeneration from biomass gassification. This technology uses a gassification reactor with parallel streams that converts woodchip into a combustible gas (producer gas) which, after being treated, is used in reciprocating internal combustion engines to co-generate electricity and heat. The system provides 100kW of electric power in engines and over 180 kW of thermal energy using cooling water from the engines and the enthalpy from their exhaust. Thermal energy is extracted from the system in the form of water at 90°C which is essential for the efficient use of the absorption FuturEnergy | Junio June 2014 Compacidad 53 Eficiencia Energética: Centros Educativos | Energy Efficiency: Educational Centres Foto | Photo: Alfonso E. Caño Planta de gasificación de biomasa Biomass gassification plant tra conectado a la red eléctrica, posee una caldera de biomasa de apoyo y un disipador de calor que permiten adaptar el suministro energético a variaciones instantáneas de la demanda energética del edificio a lo largo de todo el año. Integración arquitectónica de sistemas fotovoltaicos machine located in the building. The 100 kWe electric power produced by the cogeneration system can meet annual electricity demands, and the 180 kWth heat generated on average meets the average thermal requirements for the absorption machine which provides cooling for the building. The system is connected to the mains, has biomass boiler support and a heat sink which adapts the energy supply to instantaneous variations in energy demand in the building throughout the year. Architectural integration of photovoltaic systems Esta integración se realiza en tres espacios idóneos: el muro tipo cortina de doble piel en la fachada Sur-este (espacios comunes de descanso); y en los dos lucernarios sobre cada uno de los cuerpos de escaleras. El muro cortina de doble piel tiene una producción eléctrica anual de 5.000 kWh, y permite sombrear estos espacios y generar una cámara ventilada durante las épocas de calor. Para prevenir el posible sobrecalentamiento de la cámara se han estudiado soluciones específicas de humectación que pueden reducir hasta 4 ºC la temperatura. Los lucernarios producen 5.500 kWh eléctricos anuales, y los propios vidrios fotovoltaicos permiten además filtrar la fuerte incidencia de luz natural al interior lo que favorecen la climatización del edificio en verano. Contribuyen al balance positivo de energías renovables del edificio e impulsan la investigación en esta materia. Foto | Photo: Diego Tamayo This integration is done in three ideal areas (Photo 4): the type of double skin curtain wall on the south-east (common areas for relaxation) facade; and the two skylights over each of the staircases. The double-skin curtain wall has an annual output of 5,000 kWh of electricity and provides shading and a ventilated chamber during hot weather. To prevent possible overheating in the chamber, specific dampening solutions have been studied that can reduce the temperature by up to 4ºC. The skylights produce 5,500 kWh annually and the photovoltaic windows also allow filter the high incidence of natural light to the interior which assists air-conditioning in the building in summer. These skylights contribute to the positive renewable energy balance in the building and also drive research in this area. Geothermal This is used as a support system for ventilation and air conditioning in the building and involves the installation of geothermal pipes (known as Canadian or Provencal wells). With ground-air heat exchange these wells preheat or cool the air, depending on the season, prior to entry into the circuit. The energy equivalent of the system is 25,000kWh annually. It thus reduces power consumption on indoor air, and use of this system is now starting up on a major scale. www.futurenergyweb.es IMPROVING THE EFFICIENCY OF SYSTEMS 54 Lighting control Lucernarios con vidrios fotovoltaicos integrados | South-west elevation with double PV wall with built-in photovoltaic glass skylights The LUCIA building has a system of lighting control depending on occupation and level of natural lighting. The expected improvement is the adjustment of consumption to the needs of the time, therefore energy use will be exclusively required for artificial lighting. FuturEnergy | Junio June 2014 Utilizada como elemento de apoyo del sistema de ventilación y climatización del edificio. Consiste en la instalación de tubos geotérmicos (conocidos como pozos canadienses o provenzales) que mediante el intercambio energético tierra-aire precalientan o enfrían el aire, según las estaciones, previamente a la entrada en el circuito. Control de la iluminación El edificio LUCIA cuenta con un sistema de control de la iluminación en función de la ocupación y nivel de iluminación natural. La mejora esperada es el ajuste de los consumos a las necesidades en cada momento, y por tanto el uso de energía exclusivamente necesario para la iluminación artificial. Climatizadora de aire primario Además cuenta con una climatizadora de aire primario de calificación energética A dotada de ventiladores tipo plugfan (de rotor síncrono) y funcionamiento en caudal variable, con humidificación adiabática y recuperador de placas de 60% de eficiencia a 100% de caudal, que toma el aire del exterior o de un sistema de pozos canadienses (el más conveniente en cada momento), con una filtración de eficacia F9 al tratarse de laboratorios. Sistema de Fancoils El edificio LUCIA posee un sistema de Fancoils de conductos a cuatro tubos con válvulas de dos vías en agua caliente y fría para trabajar en caudal variable de agua. Están conectados al sistema de control KNX del edificio, cambiando la temperatura de confort interior cuando las estancias están ocupadas o vacías, y apagándose solos Sala de climatización | HVAC www.futurenergyweb.es Foto | Photo: Diego Tamayo Primary air conditioning It also has a primary air conditioner with an A energy rating,, provided with plugfans (synchronous rotor) and variable flow operation with adiabatic humidification boiler and plate recoverer with 60% efficiency at 100% flow, taking external air or air from a system of Canadian wells (whichever is more convenient at the time), with F9 filtration efficiency due to the need of laboratories. Fancoil System The LUCIA building has a fancoil system with four pipes with two-way valves in hot and cold to work in variable flow water. They are connected to the KNX building control system, changing the temperature of indoor comfort when the rooms are occupied or empty, and switching themselves off when the room is unoccupied after a specified period. After each day in addition, comfort temperatures adjust themselves to the default settings, in this way avoiding excessive consumption due to changes in manual thermostat programming. Water pumping Pumping water in variable flow and with minimum consumption is possible thanks to the high energy efficiency FuturEnergy | Junio June 2014 MEJORA DE LA EFICIENCIA DE LOS SISTEMAS Tubos geotérmicos | Preparing the geothermal pipes on site. Foto | Photo: Alfonso E. Caño El equivalente energético de la aportación de este sistema es de 25.000 kWh anuales. Se reduce con ello el consumo de energía eléctrica para acondicionar el aire interior, y se inicia el camino para la explotación de este sistema a mayor escala. Eficiencia Energética: Centros Educativos | Energy Efficiency: Educational Centres Geotermia 55 Eficiencia Energética: Centros Educativos | Energy Efficiency: Educational Centres cuando la estancia está sin ocupación tras un plazo determinado. Tras cada jornada, adicionalmente, las temperaturas de confort se ajustan solas a los parámetros por defecto, evitando de ésta forma consumos excesivos debido a cambios en las programaciones manuales de los termostatos. double pumps with built-in variable speed and parallel operation, which regulate the amount of water pumped in proportion to the needs of each fan coil. Bombeo de agua Finally, there is a sophisticated SCADA control system for the building, integrating the heat and cold plant, the water circulation systems and the consumption points inside the building, and controlling the operation automatically. The control system is in fact the main tool for energy saving in the building, and is fully programmable and adjustable to possible changes in use that may occur in the building. To achieve this there are power meters in the boiler, the co-generator, the chiller, and the DHW and absorption machine (accumulated energy values, instantaneous flow rate, power, etc., using an M-Bus protocol.). El bombeo de agua realizado en caudal variable y con un consumo mínimo, gracias a las bombas dobles de alta eficiencia energética con variador de velocidad integrado, y funcionamiento en paralelo, que regulan la cantidad de agua a bombear de forma proporcional a las necesidades de cada fancoil. Sistema SCADA Por último, un sofisticado sistema de control SCADA para las instalaciones, integrando la central de producción de calor y frío, los sistemas de circulación de agua y los puntos de consumo interiores del edificio y controlando la operación de forma automática. El sistema de control es de hecho la principal herramienta de ahorro energético del edificio, siendo totalmente programable y ajustable con los posibles cambios de uso que se puedan dar en el edificio. Para ello se ha dispuesto de contadores de energía en la caldera, el cogenerador, la enfriadora, la máquina de absorción y del ACS (valores de energía acumulada, caudal instantáneo, potencia, etc., mediante protocolo M-Bus); contadores de agua de ACS, climatización, reciclada…(mediante contaje de pulsos); o de 97 analizadores de redes distribuido por el edifico (energía activa, reactiva, aparente, tensiones de fase, frecuencia… mediante integración ModBus) MEJORA DE OTROS ASPECTOS DEL BALANCE DE SOSTENIBILIDAD Isla de calor Reducción del efecto isla de calor, mediante el uso de pavimentos filtrantes en exterior al edificio; cubierta vegetal intensiva tipo sedum; vegetación autóctona y árboles caducos en la parcela como elementos que contribuyen a crear microclimas. Selección de materiales de construcción Se ha realizado una importante selección de materiales constructivos, incluyendo materiales de bajo impacto ambiental y baja energía incorporada; sin VOC; reutilizados, reciclados, reutilizables y reciclables; de origen local; los que generan menos residuo en su proceso (prefabricados, industrializados, etc.); de fácil desmantelamiento, etc. Además de esto, se han utilizado materiales fotocatalíticos basados en las aplicaciones de TiO2 que accionan con el ambiente reduciendo la contaminación circundante como NOx. Gestión de residuos www.futurenergyweb.es Ha sido cuidadosamente estudiada en las fases de construcción y de mantenimiento del edificio en todos sus ámbitos, incluyendo la realización de compost procedente del residuo vegetal. El análisis del residuo generado en la hipotética fase de demolición del edificio ha sido completado con el estudio de su posible reutilización. 56 Gestión del ciclo del agua Reducción de la demanda de agua potable, mediante la recuperación del 73% del agua de lluvia recogida en la cubierta, y tratamiento y reciclaje del 100% de las aguas grises para su uso en el sistema de saneamiento, equipados además con dispositivos ahorradores. La cubierta es vegetal, y se recupera el agua de lluvia para su reu- SCADA System There are3 also DHW meters, air conditioning, recycling system ... (by pulse count); or from 97 network analyzers distributed through the building (active, reactive, apparent power, phase voltages, frequency by ModBus integration). OTHER ASPECTS OF IMPROVING BALANCE OF SUSTAINABILITY Heat island Reduced heat island effect, using filter paving outside the building; intensive sedum type plant cover; native vegetation and deciduous trees on the estate, contributing to creating microclimates. Selection of construction materials There has been considerable selection of construction materials: low-environmental impact; low energy use; noVOC; recycled and reused as well as recyclable an reusable materials; methods which reduce as much as possible the waste produced during the building process (prefabricated, dry wall partition, etc); which provide for easy disassembly. As well as recycled materials, photocatalytic building materials have been used, based on applications of TiO2 which work with the environment, reducing the surrounding pollution, such as NOx. Waste management A further aspect taken into consideration is waste management during the construction phase as well as during the building’s use. The project includes a plan for studying all the waste generated during the building’s lifecycle, and the creation of compost from vegetable waste is also envisaged. Finally, the waste produced during future demolition of the building has also been studied with a view to securing the maximum possible recovery of the materials used. Water cycle Reducing the demand for potable water by 73% recovery of rainwater collected on the roof, and treating and recycling 100% of gray water for use in the sanitation system, also equipped with water-saving devices. The cover is plant, and rainwater is recovered for reuse in flushing toilets. The plants used are native and require no irrigation. The water from the laboratory is pre-treated before discharging into the network. FuturEnergy | Junio June 2014 Mejora del diseño, incluyendo dispositivos y elementos para facilitar el uso del edificio para personas con discapacidad. Educativo Se ha realizado y se está realizando un extenso Plan de educación e información del personal de mantenimiento, usuarios y público de la Universidad y del público en general, para contribuir al conocimiento de los temas de medioambiente relacionados con los edificios. EDIFICIO DE CERO ENERGÍA Y CERO CO2 Los requisitos de diseño, implementación y uso han sido establecidos para constituir un edificio de energía nula y cero emisiones de CO2, según la Directiva 2010/31/EU. Esto se consigue mediante dos estrategias: soluciones múltiples de diseño que minimizar la demanda de energía, y en segundo lugar, incorporar un conjunto de tecnologías para la generación de energía desde recursos renovables producidos in situ, y control de uso seleccionados bajo estrictos criterios de eficiencia energética. El diseño bioclimático del edificio, el aumento del aislamiento, la ventilación pasiva y otras estrategias, permiten una reducción de la demanda de energía por encima del 50%. La demanda final de energía del edificio es de 81,82 kWh/m2 año (calefacción, ventilación y aire acondicionado, electricidad y agua caliente sanitaria). Especialmente digno de mención entre los sistemas de generación de energía es el sistema de cogeneración que utiliza biomasa lignocelulósica como combustible, y que cubre la mayor parte de la demanda térmica y electricidad del edificio, logrando así una autonomía que puede servir como un ejemplo para otros edificios del sector terciario. Con el fin de establecer el grado de sosteniblilidad del edificio, ha sido evaluado mediante el método LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), obteniendo la certificación LEEDNC platino, la calificación más alta posible. También está siendo evaluado mediante la herramienta VERDE, (GBCe) que mide el ahorro logrado en términos de impacto ambiental (kg equivalente de CO2, kg de SO2 en la eutrofización del suelo, etc.), optando a los mejores registros. La inversión final del edificio ha sido de 8.225.000 € (IVA incluido), y su superficie construida total es de 7.500 m2. Ha sido financiado por la Junta de Castilla y León (Programa de Infraestructuras de Investigación y Desarrollo Tecnológico) y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional. www.futurenergyweb.es Universal accessibility Improvement of devices and facilities for people with disabilities; Educational An extensive education and information plan for maintenance staff, users of the University and the general public has been produced and is being given to contribute to the knowledge of environmental issues relating to buildings. ZERO ENERGY CONSUMPTION AND ZERO CO2 PRODUCTION The design, implementation and use requirements have been established to constitute a zero energy building and zero CO2, according Directive 2010/31/ EU. This is achieved through two strategies: multiple design solutions that minimize the demand for energy, and secondly, it also incorporates a set of technologies to generate power from renewable resources, alongside use-control, selected with strict energy efficiency criteria, all of them produced in situ. The building’s bioclimatic design, increased insulation, passive ventilation, and other strategies, enable energy demand to be cut by over 50%. The final energy demand of the building is 81,82 kWh/m2 year (heating, ventilation, and air conditioning, electricity and sanitary hot water). Eficiencia Energética: Centros Educativos | Energy Efficiency: Educational Centres Accesibilidad universal Foto | Photo: Carlos Arriaga Especially worthy of note among the power generating systems is a cogeneration system that uses lignocellulosic biomass as fuel, and which covers most of the building’s thermal and electricity demand, thus achieving an autonomy that can serve as an example for other buildings of the tertiary sector. In order to establish the building’s sustainable qualities, it has been evaluated using the LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) method, obtaining the LEEDNC Platinum Certification, the highest possible rating. It’s also being evaluated through the Verde tool, (GBCe) which measures the saving achieved in terms of environmental impact, (equivalent kg of CO2, kg of SO2 on ground eutrophization, etc.), opting to the best records. The building entails a final investment of € 8.225.000 (VAT included), and covers a total built area of 7.500 m2. Funding comes from Junta de Castilla y Leon (Program of Infrastructure of Research and Technological Development), and the European Regional Development Fund. Francisco Valbuena García. Director de la Unidad Técnica de Arquitectura de la Universidad de Valladolid Director of the Technical Architecture Unit of the University of Valladolid María Jesús González Evaluadora de la certificación VERDE VERDE Certification Authorised Evaluator FuturEnergy | Junio June 2014 tilización en las cisternas de inodoros. Las plantas utilizadas son autóctonas y no requieren riego. Las aguas procedentes de laboratorio son tratadas previamente a su vertido a la red. 57 LIGHTING REPLACEMENT IN A MUNICIPAL CIVIC CENTRE IN CHILE En el marco de un proyecto de Política Medioambiental, de Sustentabilidad y Eficiencia Energética de la Comuna de Vitacura en Santiago de Chile, impulsado por la municipalidad de Vitacura, la firma alemana Microplus Germany, participada por la compañía española G.C.E. General de Cuadros Eléctricos, acometió el pasado año la renovación de la iluminación de los pasillos exteriores del edificio municipal que acoge el Centro Cívico de la municipalidad de Vitacura. Through a draft Policy on the Environment, Sustainability and Energy Efficiency in the Municipality of Vitacura in Santiago de Chile, and driven by the municipality of Vitacura, the German firm, Microplus Germany, owned by the Spanish company GCE General de Cuadros Eléctricos, last year tackled the renovation of lighting in the external corridors of the municipal building which houses the Civic Centre in the municipality of Vitacura. El proyecto ha permitido la sustitución de las luminarias existentes por nuevas luminarias Microled Plus de alta eficiencia energética, lo que se traduce en un considerable ahorro en el consumo energético, y en una importante reducción de las emisiones de CO2. The project has successfully replaced existing fixtures with new Microled Plus energy-efficient lighting, resulting in considerable savings in power consumption and a significant reduction in CO2 emissions. El proyecto contempló la sustitución de equipos existentes de tipo PL de fluorescencia de 58 W de potencia cada uno, por los dispositivos Microplus Germany DLMP Downlight Dimable de 15 W de potencia cada uno en 3.800 ºk (temperatura de color neutra). Los equipos DLMP se han instalado en los niveles segundo, tercero y cuarto del mencionado centro cívico. The project involved the replacement of existing fluorescent PL 58 W units with 15W Microplus Germany DLMP Downlight Dimable lighting, each with 3,800ºK power (neutral colour temperature). The DLMP units have been installed on the second, third and fourth levels of the civic centre building. Beneficios económicos y mecioambientales Economic and Environmental Benefits The addition of these new Microplus Germany DLMP Dimables brings the following benefits: •Ahorro en el consumo eléctrico del 72,99%. •Reducir el consumo existente de 93.199,39 kW a 25.173,61 kW anualmente, lo que supone un ahorro de 68.025, 78 kW al año •Reducir las emisiones de CO2 en 27,21 t/año. •Reducir los costos asociados a la reparación y mantenimiento. •Aumento y mejora de los niveles de iluminación. •Savings in electricity consumption of 72.99%. •Reduced consumption from 93,199.39 kW at present to 25,173.61 kW annually, representing a savings of 68,025.78 kW per year •Reduced CO2 emissions by 27.21 tons/year. Reduced costs associated with repair and maintenance. •Increase and improvement in lighting levels. Luminarias DLMP DLMP Luminaires Las luminarias DLMP de Microplus Germany son luminarias tipo Downlight fabricadas en polímero termolacado, con reflector en aluminio con vidrio traslúcido para aplicaciones de iluminación en interior. Microplus Germany’s DLMP luminaires are the Downlight model, made of powder coated polymer, with an aluminum reflector with translucent glass for indoor lighting applications. Incorporan la tecnología Microled Plus, ofreciendo una energía lumínica de 140 lm/W. Microled Plus technology has been used here, offering 40 lm/W lighting power. Entre sus principales características cabe mencionar: •Bajo consumo. •Encendido instantáneo. •Hasta un 75% de ahorro de energía. •Reducción del 75% de las emisiones de CO2. •50.000 horas de vida útil •Fabricadas sin sustancias nocivas. www.futurenergyweb.es Their main features include: •Low power consumption. •Instantaneous power on. •Up to 75% energy saving. •75% reduction in CO2 emissions. •50,000 hour lifespan •Manufactured with no harmful substances. FuturEnergy | Junio June 2014 Con la incorporación de estas nuevas luminarias, DLMP Dimables de Microplus Germany se consiguen los siguientes beneficios: Eficiencia Energética: Centros Educativos | Energy Efficiency: Educational Centres RENOVACIÓN DE LUMINARIAS EN CENTRO CÍVICO MUNICIPAL EN CHILE 59 Eficiencia Energética: Centros Educativos | Energy Efficiency: Educational Centres CALEFACCIÓN SOLAR POR AIRE PARA REDUCIR EL CONSUMO ENERGÉTICO EN CENTROS ESCOLARES SOLAR AIR HEATING TO REDUCE ENERGY CONSUMPTION IN LEARNING ENVIRONMENTS Hoy en día los gestores de instalaciones escolares tienen la mirada puesta en temas de sostenibilidad mientras buscan reducir sus costes operativos. Como resultado, las energías renovables se están convirtiendo en más importantes que nunca. La energía solar térmica es una fuente renovable efectiva en coste. Los sistemas de fachada con captadores solares perforados (conocidos en su acepción inglesa como transpired solar collectors) utilizan la energía del sol para proporcionar aire renovado caliente al interior de los edificios, dando como resultado el ahorro de costes. Today’s school facilities managers are keeping a watchful eye on sustainability issues while looking to reduce operating costs. As a result, renewable energy is becoming more important than ever. Solar thermal energy is a cost effective source of renewable energy. Transpired solar collector wall systems use the sun’s energy to provide heated fresh air into the building and result in cost savings. Ambientes de aprendizaje Learning environments Durante los últimos veinte años numerosos estudios han examinado la relación entre la calidad del aire interior, la ventilación, el confort térmico y los resultados académicos. No sorprende que las investigaciones hayan concluido que el calor, el frío, la luz y la calidad de aire afectan al rendimiento de estudiantes y profesores. Más aún la Oficina General de Contabilidad del gobierno de los Estados Unidos (General Accounting Office, GAO) ha constatado que la ventilación, la calidad del aire interior, la temperatura (calefacción y refrigeración) y la iluminación se encuentran entre las condiciones ambientales más insatifactorias en los edificios que albergan colegios. De acuerdo con la Agencia de Protección Medioambiental (EPA) norteamericana, las tasas de ventilación en la mayoría de los colegios están por debajo de los límites recomendados. Sin embargo, asegurar una ventilación adecuada en todas las clases podría: Over the past twenty years numerous studies have examined indoor air quality, ventilation, and thermal comfort in relation to academic outcomes. Not surprisingly, the research has concluded that heat, cold, light, and air quality affect students’ and teachers’ ability to perform. Further, the U.S. General Accounting Office (GAO) has reported that ventilation, indoor air quality, temperature (heating and cooling), and lighting are among the leading unsatisfactory environmental conditions in school buildings. According to the U.S. EPA, most schools ventilation rates are below recommended levels. However, ensuring adequate air ventilation rates in all classrooms can: •Reducir ausencias y el contagio de enfermedades infecciosas. •Mejorar la salud general y la productividad de los profesores. •Mejorar las calificaciones y el rendimiento de los estudiantes en la realización de tareas mentales. •Reduce absences and the transmission of infectious diseases. •Improve the overall health and productivity of teachers. •Improve test scores and student performance in completing mental tasks. En un estudio, los alummnos en clases con altas tasas de ventilación con aire exterior puntuaron un 14-15% más alto en resultados de pruebas estandar que los niños en clases con menores tasas de ventilación con aire exterior. In one study, students in classrooms with higher outdoor air ventilation rates scored 14 to 15 percent higher on standardized test scores than children in classrooms with lower outdoor air ventilation rates. Ventilation and temperature requirements www.futurenergyweb.es In recent years, the Science Advisory Board of the EPA has consistently ranked indoor air pollution among the top five environmental risks to public health, and there is mounting evidence that inadequate ventilation affects performance. Children need especially good ventilation because they breathe a greater volume of air in proportion to their body weight than adults. 60 Budgets versus ventilation Increasingly, school districts feel the pressure of cutting fuel costs. Because of the need to condition outside air, ventilation rates are often reduced, creating environments that impair learning and health. According to the FuturEnergy | Junio June 2014 Presupuestos vs ventilación Cada vez más los colegios tienen la presión de reducir sus costes de combustible. A causa de la necesidad de acondicionar el aire exterior, a menudo se reducen las tasas de ventilación, creando entornos que deterioran el aprendizaje y la salud. De acuerdo con la EPA, uno de los principales motivos del aumento de la exposición a contaminantes del aire interior en las últimas décadas, es la reducción de la ventilación para ahorrar energía. El resultado ha sido denominado “Síndrome del Edificio Enfermo”, con síntomas que incluyen irritación de los ojos, nariz y garganta, infecciones del tracto respiratorio superior, náuseas, mareos, dolores de cabeza y fatiga o somnolencia. Cuando los estudiantes no se sienten bien, no rinden bien. Ventilación solar El reto está en mejorar el entorno educativo a la vez que se reducen los costes energéticos, practicando la responsabilidad medioambiental a través del uso de energías renovables y enseñando estas prácticas a los niños. Una solución para calentar espacios son los captadores solares perforados, un revestimiento que calienta el aire de renovación. Se trata de un concepto simple. •Se instalan paneles de pared de metal perforado a una cierta distancia (varios centímetros) de un muro, generalmente orientado hacia el sur, creando una cámara de aire o plénum. •El sol calienta el aire en la superficie del captador. •Unos ventiladores fuerzan al aire caliente a pasar a través de las perforaciones hacia el plenum. •El aire calentado se distribuye en el edificio, a menudo a través del sistema existente de acondicionamiento de aire. Transpired solar collectors The challenge is to improve the educational environment while reducing energy costs, practicing environmental responsibility through the use of renewable energy sources and teaching these practices to our children. One solution for heatingdominated climates is a transpired solar collector - cladding that heats fresh air. The concept is simple: •Perforated metal wall panels are installed several inches from a generally south-facing wall, creating an air space or plenum. •Sunlight heats the air at the surface of the collector. •Fans draw the warmed air through the perforations into the plenum. •Heated air is distributed into the building, oftentimes through the existing HVAC system. Each square foot of solar collector can heat between 2 and 8 cfm of air and provide from 1.5 to 3 therms of heating energy per year (1 therm = 100,000 Btu). In addition, the air cavity insulates the collector wall and recaptures wall heat losses when the fan is running. In auditoriums or gymnasiums, preheated air delivered through perforated ducts at the ceiling destratifies the air, leading to additional savings. Air temperature increases of 30o F to 50o F (17 to 28o C) are common, and heating energy cost savings generally range from $1 to $5 per square foot of collector, depending on the type and local cost of fuel displaced. Smart for schools There are several reasons why schools are especially attractive candidates for solar air heating: Cada m2 de captador solar es capaz de calentar entre 0,6 y 2,4 m3 de aire, y de proporcionar entre 37.800 y 75.600 kcal de energía de calefacción al año. Además, la cámara de aire aisla la pared del colector y recaptura el calor que se pierde por la pared cuando el ventilador está funcionando. En auditorios y gimnasios, el aire precalentado que se suministra través de conductos en el techo desestratifica el aire, lo que resulta en ahorros adicionales. Son comunes aumentos de la temperatura del aire de 17 ºC a 28 ºC, y los ahorros en el coste de la energía de calefacción pueden oscilar entre 0,75 y 3,75 € por m2 de colector, dependiendo del tipo y coste local del combustible desplazado. •They are occupied primarily during daylight hours when the sun is available for heating. •Schools operate primarily during the coldest three seasons when heating requirements predominate. •Schools have significant ventilation requirements. •Fresh air helps students learn better and teachers instruct better. •Schools are long-term investments offering energy savings over many years. Colegios inteligentes Perforated solar cladding can be seamlessly integrated into many architectural designs. Collector walls are most advantageously installed on south-facing walls, but east and west walls are also acceptable. Gymnasium, auditorium and end walls are often appropriate. Non-perforated panels can be used to unify design elements. Darker colors are better absorbers, and fifteen standard colors are available. Solar collectors can be installed over any non-combustible wall surface, on new facilities or as a functional facelift for older buildings. Hay muchas razones por las que los colegios son candidatos especialmente atractivos para la calefacción solar por aire. •Están ocupados principalmente durante las horas diurnas, cuando hay disponibilidad de sol para el calentamiento. •Funcionan principalmente durante las tres estaciones más frías, cuando predominan las necesidades de calefacción. •Los colegios tienes altos requisitos de ventilación. •El aire fresco ayuda a los estudiantes a aprender mejor y a los profesores a enseñar mejor. •Los colegios son inversiones a largo plazo, por lo que los ahorros energéticos se prolongan durante muchos años. www.futurenergyweb.es Eficiencia Energética: Centros Educativos | Energy Efficiency: Educational Centres En los últimos años el Consejo Consultivo de Ciencia de la EPA ha clasificado la contaminación del aire interior entre los cinco principales riesgos medioambientales para la salud pública, y crece la evidencia de que una ventilación inadecuada afecta al rendimiento. Los niños necesitan una ventilación especialmente buena porque respiran un volumen de aire mayor, en proporción a su peso corporal, que los adultos. EPA, one of the factors for increased exposure to indoor air pollutants over the past several decades is reduced ventilation to save energy. The result has been termed “Sick Building Syndrome,” with symptoms that include irritated eyes, nose and throat, upper respiratory infections, nausea, dizziness, headaches and fatigue, or sleepiness. When students do not feel well, they do not perform well. Design considerations for schools Will a solar collector fit my school? Transpired solar collectors are energy systems engineered for specific projects. Building orientation, climate and ventilation FuturEnergy | Junio June 2014 Requisitos de ventilación y temperatura 61 Eficiencia Energética: Centros Educativos | Energy Efficiency: Educational Centres Consideraciones de diseño para colegios Los revestimientos solares perforados pueden integrase a la perfección en muchos diseños arquitectónicos. Los captadores de pared ofrecen más ventajas cuando se instalan en fachadas orientadas hacia el sur, pero las fachas orientadas al este y al oeste también son apropiadas. Las paredes de gimnasios, auditorios y otros muros exteriores son a menudo apropiados. Los colores oscuros son más apropiados, y hay disponibles hasta 15 colores estándar. Los captadores se pueden instalar sobre cualquier pared cuya superficie sea no combustible, en nuevas instalaciones o como una remodelación funcional para edificios antiguos. Adaptación del sistema a colegios Los captadores solares perforados son sistemas de energía diseñados a medida para cada proyecto específico. La orientación del edificio, el clima y las necesidades de ventilación son sólo algunos de los factores que se deben considerar En la mayoría de los casos, se recomienda un estudio de viabilidad para predecir el ahorro de energía y definir los detalles de la construcción. El gobierno canadiense, lanzó un software gratuito y fácil de usar llamado RETScreen® para determinar la energía, impacto ambiental y financiero de los sistemas de calefacción solar por aire (www.retscreen.net). El software propietario también se utiliza para afinar instalaciones. Cuestiones económicas Los responsables de la política escolar tienen una tarea difícil para asignar los escasos recursos. Los beneficios de los captadores solares perforados se pueden medir en varios aspectos: •El aire fresco mejora el ambiente escolar. •El periodo típico de recuperación de la inversion es de 5 a 7 años. •Estos sistemas proporcionan energía solar gratuita a largo plazo. El coste de las instalaciones puede variar dependiendo de los detalles del proyecto. El coste de instalación es comparable al de una pared de ladrillos, sin incluir el coste de los ventiladores y conductos, que pueden ser o no necesarios. Las ayudas y otros incentivos para proyectos de energías renovables pueden compensar los costes. www.futurenergyweb.es Colegios LEED® 62 requirements are just some of the factors that must be considered. In most cases, a feasibility study is recommended to predict energy savings and define the construction details. The Canadian government wrote a free, easy-to-use software program called RETScreen® to determine the energy, environmental and financial impact of solar air heating systems (www.retscreen.net). Proprietary software is also used to finetune installations. Dollars and sense School policy makers have a difficult task to allocate scarce resources. The benefits of transpired solar collectors can be measured on several fronts: •Affordable fresh air improves the educational environment. •The typical financial payback period is 5 to 7 years. •Systems provide a lifetime of free solar energy. The cost of installations can vary, depending on project details. The installed cost of a system is comparable to that of a brick wall, not including fans and ducts that may or may not be required. Grants and other incentives for renewable energy projects may offset costs. Many are listed at www.dsireusa.org, and others are available through government and renewable energy organizations worldwide. LEED® schools Los captadores solares perforados replican muchos de los temas del programa LEED del US Green Building Council. Transpired solar collectors echo many themes from the US Green Building Council LEED program. The technology may help schools achieve credits in the areas of: •Energía y Atmósfera- Optimización del Rendimiento Energético •Energía y Atmósfera- Energía Renovable in situ •Materiales y Recursos – Contenido Reciclable •Calidad Ambiental Interior – Ventilación aumentada •Energy & Atmosphere – Optimize Energy Performance •Energy & Atmosphere – On-Site Renewable Energy •Materials & Resources – Recycled Content •Indoor Environmental Quality – Increased Ventilation Tecnología reconocida Award-winning technology La tecnología de captadores solares perforados ha recibido distinciones y premios del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE), de Natural Resources Canada, ASHRAE, de la Asociación de la Construcción de Toronto, de las revistas Popular Science y R&D, y muchos más. El sistema es comercializado por ATAS International, Inc, bajo la marca comercial InSpire®. Transpired solar collector technology has received honors and awards from the U.S. Department of Energy, Natural Resources Canada, ASHRAE, the Toronto Construction Association, Popular Science Magazine, R&D Magazine, and many more. The systems are sold by ATAS International, Inc. under the trade name InSpire®. FuturEnergy | Junio June 2014 EUROPEAN PROJECT LIFE DOMOTIC: DEMONSTRATION OF MODELS FOR OPTIMISATION OF TECHNOLOGIES FOR INTELLIGENT CONSTRUCTION DOMOTIC es un proyecto europeo desarrollado en al marco del Programa LIFE de la Unión Europea, que tiene por objeto la implantación y validación con fines demostrativos de tres modelos de instalación domótica; para cuantificar el gran potencial de reducción de emisiones de CO2 derivado de la aplicación de “tecnologías inteligentes” (dispositivos domóticos y sistemas de gestión de edificios) en edificios con gran afluencia público y elevado poder ejemplificante. DOMOTIC is a European project within the EU’s LIFE programme, which aims at implementing and validating three models of home automation system, for demonstration purposes. The aim is to quantify the large potential for reducing CO2 emissions as a result of using “smart technologies” (home automation devices and building management systems) in buildings used on a mass scale by the public and those which would be well able to set an example. El proyecto se ha desarrollado en dos edificios del Grupo San Valero en Zaragoza (en el edificio del Centro de Formación Secundaria, Continua y Ocupacional “Fundación San Valero”, con más de 30 años de antigüedad; y en los de la “Universidad San Jorge”, de reciente creación); y en el Centro de Recursos Ambientales de Castilla y León, en el complejo PRAE, de la Junta de Castilla y León en Valladolid. The project was run in two Grupo San Valero buildings in Zaragoza which are over 30 years old, located in the Centre for Secondary, Continuing and Occupational Education - the San Valero Foundation and the Universidad San Jorge, newly created. The second location was the Environmental Resource Centre for Castilla and León in the PRAE complex which belongs to the Castilla and León regional govt. in Valladolid. En el edificio de la Fundación San Valero se han realizado diversas actuaciones orientadas al ahorro energético en iluminación y a la regulación del sistema climatización; integrados en un “Building Monitoring System” que permiten controlar y monitorizar permanentemente su funcionamiento y consumos. Además, se han habilitado dos “aulas demo” (iluminación, monitorización de persianas, climatización); para la formación. En el Campus de la Universidad San Jorge se ha implantado un sistema para el control de la iluminación y dispositivos que permiten monitorizar permanentemente los consumos energéticos del campus y facilitan la aplicación de medidas de eficiencia. En el edificio del complejo PRAE, se han implementado diversas soluciones tecnológicas con dos niveles técnicos complementarios: uno, para optimizar las ratios de eficiencia de las instalaciones mediante dispositivos domóticos y racionalización de uso; y otro para la gestión integrada de las instalaciones, mediante un sistema de medición de consumos que permite el control, la programación y la monitorización remota de las mismas. DOMOTIC en el edificio de Fundación San Valero Se trata de un edificio con una antigüedad de más de 30 años, en el que se imparten enseñanzas de educación secundaria obligatoria, bachillerato y formación profesional reglada, continua y ocupacional. Centro concertado con la Consejería de Educación del Gobierno de Aragón, y Entidad Colaboradora del Instituto Aragonés de Em- In the Fundación San Valero building a series of works were undertaken, aimed at energy saving on lighting and HVAC system regulation, integrated within a Building Monitoring System that continuously controls and monitors the system’s performance and consumption. In addition, two “demo classrooms” (for lighting, Persian blind control and air conditioning) were set up for training sessions. On the Universidad San Jorge Campus a system to control lighting was introduced, along with devices that continuously monitor the energy consumption of the campus and make it easier to introduce efficiency measures. Eficiencia Energética: Centros Educativos | Sustainable construction. Smart Buildings PROYECTO EUROPEO LIFE DOMOTIC: MODELOS DE CONTROL Y MONITORIZACIÓN DOMÓTICA DE CONSUMOS ENERGÉTICOS The PRAE building complex has implemented a number of technological solutions at two additional technical levels: one, to optimize the efficiency ratios of the buildings using automation devices and rationalised use; and the other for streamlining energy management of the whole building through a consumption metering system which remotely controls, programmes and monitors the entire building. DOMOTIC in the San Valero Foundation building This is a building with a history of over 30 years, covering compulsory secondary education, non-compulsory senior education and continuous and occupational training. This centre is grant-aided through the Ministry of Education, the Regional Government of Aragon, and the Collaborating Organisation of the Aragon Employment Institute, which has more than 1,200 students per year and is ISO 14001 certified as well as registered in EMAS (EU Eco-Management and Audit Scheme). After an initial energy audit, it was determined that the DOMOTIC project’s main field of action would be lighting control for the building. This involved the following: changing T8 lights (2X58W) to T5 (1X28W) with DALI ballast and LED lights; installing movement detectors in areas of intermittent occupation; installing push buttons for blinds; and designing KNX visualization software for www.futurenergyweb.es FuturEnergy | Junio June 2014 Project development 63 Eficiencia Energética: Centros Educativos | Sustainable construction. Smart Buildings pleo, que cuenta con más de 1.200 alumnos por curso; certificado en ISO 14001 y Registrado en EMAS a nivel de la UE. Desarrollo del proyecto Previa auditoría energética inicial, se determinó que el ámbito de actuación principal del Proyecto DOMOTIC sería el control de iluminación del edificio. Para ello se realizaron las siguientes acciones: sustitución de luminarias T8 (2X58W), por luminarias T5 (1X28W) con balastro DALI y luminarias LED; instalación de detectores de presencia en áreas de ocupación intermitente; instalación de pulsadores para persianas; y diseño de un software de visualización KNX para la monitorización, activación y desactivación de las escenas programadas, mediante explorador web. Con las acciones realizadas se ha dado cumplimiento a la normativa de eficiencia energética en materia de iluminación, (norma UNE 12464-1) y se controlan los principales valores de eficiencia energética en iluminación (VEEI): iluminancia mantenida (Em), uniformidad, índice de deslumbramiento unificado (UGR) y el índice de reproducción cromática (Ra). Todos los dispositivos instalados están controlados mediante un bus KNX, que permite que el conjunto de la instalación responda a un modelo estandarizado de interoperabilidad. Resultados obtenidos La auditoria inicial indicó que los consumos reales en las áreas de actuación del proyecto DOMOTIC eran de 40.455 kWh/año, lo que representaba el 10,10% del consumo del edificio. En la auditoria de abril de 2014 se confirmó un ahorro en el consumo eléctrico anual del 47,5%. ituación inicial | Initial position S Situación final | Final position Reducción | Reduction Consumo eléctrico (kWh/año) Electricity consumption (kWh/yr) Emisiones (t CO2/año) Emissions (t CO2/yr) 40.455 | 40,455 26,30 | 26.30 21.245 | 21,245 13,80 | 13.80 47,50% | 47.50% www.futurenergyweb.es The work done met the guidelines for energy efficiency in lighting (UNE 12464-1) and the core values of energy efficient lighting (VEEI) are under control: maintained luminance (Em), uniformity, unified glare ratio (UGR) and the colour rendering index (Ra). All installed devices are controlled by a KNX bus, which enables the entire installation to respond to a standardized model of interoperability. Results The initial audit indicated that actual consumption in the DOMOTIC project areas was 40,455 kWh/year, representing 10.10% of the consumption of the whole building. The April 2014 audit confirmed savings in annual electricity consumption of 47.5%. DOMOTIC on the campus of Universidad San Jorge Over 2,000 students study on the Campus of the Universidad San Jorge each academic year and the buildings that have been running the DOMOTIC project (Rector’s office, Faculty of Communication and Faculty of Health Sciences) are less than 10 years old. DOMOTIC en el campus de Universidad San Jorge Project development En el Campus de la Universidad San Jorge estudian cada curso más de 2.000 alumnos y los edificios en los que se ha implantando el proyecto DOMOTIC (Rectorado, Facultad de Comunicación y Facultad de Ciencias de la Salud) tienen menos de 10 años de antigüedad. The three university buildings have been designed and built according to energy efficiency criteria. However, they lacked analyzers and controllers to automate lighting management and energy consumption. Desarrollo del proyecto The three actions taken at the same time on the campus buildings were as follows: installation of detectors to automate lighting in the bathrooms; installation of a KNX control system, as installed in the “Fundación San Valero,” to control lighting in the common areas; and installation and Los tres edificios universitarios han sido diseñados y construidos siguiendo criterios de eficiencia energética. No obstante, carecían de analizadores y controladores que permitieran una automatización de la gestión de la iluminación y de los consumos energéticos. 64 monitoring, enabling and disabling scheduled scenes using a web browser. Las tres acciones aplicadas a la vez para los tres edificios del Campus, han sido: instalación de detectores para automatizar la iluminación de los baños; instalación de un sistema de control KNX, igual al instalado en “Fundación San Valero”, para el control de la iluminación de las zonas comunes; e instalación de Analiza- FuturEnergy | Junio June 2014 Network Analyzers to monitor and control consumption. Connection of home automation systems installed in the three buildings uses KNX/IP routers, which are able to run on existing data networks. Además, la monitorización de los consumos energéticos de cada edificio se realiza mediante ARES, con conversores RS485 a Ethernet, que convierten la información generada para su almacenamiento en dos nuevos servidores instalados. Moreover, monitoring energy consumption in each building uses ARES with RS485 converters to Ethernet, which convert the information produced for storage in two new servers installed there. Resultados obtenidos Results La auditoria inicial indicó que los consumos reales en las áreas de actuación del proyecto DOMOTIC eran de 77.618 kWh/año, lo que representaba el 5,5% del consumo de los tres edificios del Campus. En la auditoria de abril de 2014 se confirmó un ahorro en el consumo eléctrico anual del 65%. The initial audit indicated that actual consumption in the DOMOTIC project areas was 77,618 kWh/year, representing 5.5% of the consumption of the three campus buildings. In the April 2014 audit, savings in annual electricity consumption amounted to 65%. DOMOTIC en el edificio del Complejo PRAE DOMOTIC in the PRAE building complex El Centro de Recursos Ambientales de Castilla y León, situado en el complejo PRAE, es un edificio de última generación, certificado con el estándar internacional de construcción sostenible IISBE (International Initiative for Sustainable Built Environment) que dispone de fuentes de energía renovable. Tiene una antigüedad menor de 10 años y recibe una media de 25.000 visitantes/año. The Environmental Resource Centre of Castilla y Leon, located in the PRAE complex, is a state-of-the-art building with renewable energy sources, and which is certified by the international standard for sustainable construction, IISBE (International Initiative for Sustainable Built Environment). It is under 10 years old and receives an average of 25,000 visitors/year. ituación inicial | Initial position S Situación final | Final position Reducción | Reduction Consumo eléctrico (kWh/año) Electricity consumption (kWh/yr) Emisiones (t CO2/año) Emissions (t CO2/yr) 77.618 | 77,618 50,40 | 50.40 27.166 | 27,166 17,60 | 17.60 65,10% | 65.10% Desarrollo del proyecto El objetivo del proyecto DOMOTIC en el complejo del PRAE se ha orientado a reducir la demanda de energía del edificio garantizando los niveles de confort térmico, acústico y lumínico del edificio. Esto ha exigido, además, gestionar de forma eficaz los parámetros que informan sobre la calidad del aire. Eficiencia Energética: Centros Educativos | Sustainable construction. Smart Buildings dores de Redes para la monitorización y control de los consumos. La conexión de los sistemas domóticos instalados en cada uno de los tres edificios se realiza mediante el uso de KNX/IP routers, que ha permitido aprovechar las redes de datos existentes. Project development The aim of the DOMOTIC project in the PRAE complex has focussed on reducing the energy demand of the building, while ensuring the levels of thermal, acoustic and lighting comfort in the building. This has also meant the need to manage the parameters which provide information on air quality. In the PRAE building, work has gone on at two levels: the first has improved the management of the buildings and has provided more detailed information on production and consumption by installing more elements of decision and control in the system; the second enables accurate analysis of the behaviour of the building and its consumption patterns, through a monitoring system which works in conjunction with the control system. En el edificio del PRAE se ha actuado a dos niveles: con el primero, se ha conseguido mejorar la gestión de las instalaciones y disponer de información de generación y consumo mucho más detallada, instalando en el sistema más elementos de decisión y control; el segundo, permite un análisis preciso del comportamiento del edificio y sus patrones de consumo, mediante un sistema de monitorización complementario al sistema de control. Para mejorar la gestión de las instalaciones se han colocado 21 analizadores de redes., 12 sondas para el control de las UTA´s (10 www.futurenergyweb.es FuturEnergy | Junio June 2014 Management of the building was improved by placing 21 network analyzers, 12 probes for control of UTAs (10 for air quality and 2 for temperature and humidity); 35 presence detectors (hallways, landings, corridors, toilets and kitchen); 2 power meters (thermal solar and air conditioning) and a pulse counter (biomass pellet boiler room). 65 Eficiencia Energética: Centros Educativos | Sustainable construction. Smart Buildings de calidad del aire y 2 de temperatura y humedad), 35 detectores de presencia (vestíbulos, distribuidores, pasillos, aseos y cocina); 2 contadores de energía (solar térmica y climatización) y un contador de pulsos (sala de calderas de pellets de biomasa). Para implementar este sistema de Monitorización, se ha instalado un bus de comunicaciones industrial, MODBUS, al que se conectan los dispositivos y medidores descritos. Una vez diseñada la parte de campo, fue necesario configurar y parametrizar una aplicación (sistema DEIMOS-DEXCELL) que permitiera clasificar la información y tratarla de forma visual e intuitiva; para optimizar los usos del edificio y facilitar la toma de decisiones en base a esta información. Resultados obtenidos Como resultado de la continua supervisión del centro y del análisis de los datos obtenidos, se ha recomendado ajustar a la baja la potencia contratada con la compañía, para adaptarla a las necesidades reales del edificio. Además, en el siguiente cuadro se ofrecen los datos comparados de consumos y producción, desde el inicio del proyecto DOMOTIC hasta la actualidad, con un ahorro de más del 20%. Conclusiones En tres años de desarrollo del proyecto DOMOTIC, se han validado tres modelos de “buena gobernanza de edificios” basados en aplicaciones domóticas, lo que les convierte en ejemplos de referencia para otros edificios con similares usos (centros educativos, universidades, edificios para exposiciones,…) por sus importantes niveles de rendimiento energético. Además se ha logrado más del 50% de reducción del consumo energético demostrado en las tres acciones piloto, en comparación con su demanda energética inicial. Como consecuencia del desarrollo de las tres acciones piloto, se han reducido en más de 400 toneladas las emisiones de gases con efecto invernadero. Por otro lado gracias al desarrollo de las tres acciones piloto demostrativas, se ha reducido el consumo de gasoil para calefacción en más de 30.000 litros/año; el consumo eléctrico en más de 750.000 kWh/ año y el consumo de gas natural en más de 40.000 m3/año. Se ha demostrado el valor añadido de las aplicaciones y tecnologías domóticas presentes en el mercado; que se configuran como útiles herramientas que permiten alcanzar una importante reducción de emisiones con una buena relación coste/beneficio ambiental y económico. www.futurenergyweb.es Además se ha comprobado que mediante la automatización de los edificios, puede reducirse en hasta un 50% el consumo energético en las áreas de climatización e iluminación; en comparación con otras instalaciones convencionales. 66 To implement this monitoring system a MODBUS industrial communications bus has been installed which the devices and meters described are connected to. After designing the field work part, it was necessary to configure and parameterize an application (DEIMOS - DEXCell system) to classify information and treat it visually and intuitively. This optimizes the use of the building and facilitates decision-making based on this information. Results As a result of continuously monitoring the centre and the analysis of the data obtained, it has been recommended that the power level contracted with the supplier be adjusted downwards in order to adapt to the real needs of the building. In addition, the following table shows comparative data on consumption and production from the beginning of the DOMOTIC project to date, with a saving of over 20%. 2011-1012 2013 1014 (Proyección) (Projected) Electricidad | Electricity Energía Solar Térmica Thermal solar Energy Energía Solar Fotovoltaica Photovoltaic solar energy Biomasa (pellets Biomass (pellets 310 MWh 258 MWh 230 MWh 30 MWh (T) 18 MWh 25 MWh ------- 45 MWh 60 MWh 20 t 140 t 130 t Conclusions In the three years of the DOMOTIC project three models of “good building governance” have been validated. This was done on the basis of home automation applications, making them benchmarks for other buildings with similar uses (schools, universities, exhibition halls), as a result of their high levels of energy efficiency. Furthermore a reduction of over 50% was achieved in energy consumption, compared to their initial energy demand, as demonstrated in the three pilot projects. Following the three pilot projects, emissions of greenhouse gases have been reduced by more than 400 tons. In addition, with the development of the three demo pilot projects, the consumption of heating oil has been reduced by over 30,000 litres/year; electricity consumption by 750,000 kWh/year; and consumption of natural gas by more than 40,000 m3/year. The added value of applications and home automation technologies on the market has been clearly demonstrated: these are highly useful tools for achieving a significant reduction in emissions with a good cost/environmental benefit ratio as well as in economic terms. In addition, it has been found that by automating buildings, energy consumption on HVAC and lighting can be reduced Por último, se ha estimulado un comportamiento eficiente en la utiby up to 50%; compared with conventional installations. lización de la energía entre los trabajadores y usuarios (profesores, Finally, efficient behavior in energy use has been given a boost funcionarios, estudiantes y ciudadanos) de los edificios, mediante among workers and users (faculty, staff, students and citizens) el uso de herramientas que evaof buildings, by using tools to evaluate lúan y muestran los rendimienand demonstrate energy output César Pedro Romero, Nieves Zubalez, Julián Lago, Javier Lorente, tos energéticos y los indicadores and associated emission reduction Jesús Diez, Jorge Guerra, Julián Herrero, Raquel Gómez. de reducción de emisiones asoindicators; and these results can Fundación San Valero ciados; y permiten la difusión be publicized within an educational pedagógica de los resultados. context. FuturEnergy | Junio June 2014 The monthly average of Spanish spot prices jumped by 16 EUR/MWh in May over April. Since power demand remained stable m-o-m, the price drivers are found on the supply side. Hydro power generation was reduced by 2.6 GW although hydro reservoir levels had only slightly lost - tors seem to retain hydro reserves for the summer months, typically being warm and dry and suggesting low chance for additional reservoir and river inflows. Moreover, the start of the nuclear maintenance season pushed nuclear power generation down by 1.2 GW as the plants Asco 1 and later Trillo were taken offline. These factors lend upwind to coal power production, lifting it by 2.6 GW. Higher renewables output (+0.8 GW) had some damping effect on the price rally. Informe Mensual | Monthly report Uncertain hydro power production In June, fundamental price drivers are expected to have a bullish impact on spot prices again. Current long range weather forecasts point to scarce rainfalls and temperatures around 1°C above seasonal norm from June 10th on, suggesting higher cooling demand. Nuclear maintenance is scheduled to go on for the entire month, although Asco 1 and Trillo are planned to reconnect mid month, but will be followed by Almaraz, which will leave the grid for maintenance, too. Hydro power generation is difficult to predict. We assume that hydro operators will act cautiously and keep hydro power production on moderate levels awaiting even better production opportunities during summer. We expect the spot price in June to settle around 49 EUR/ MWh. Spanish forward market contracts rose on the entire curve along with higher spot levels. Lower carbon, coal and NBP gas prices were not able to provide bearish momentum and to change power price’s direction. A few days ago, the nuclear power plant operator Nuclenor applied for permission to reopen Santa María de Garoña (466MW). This would lift Spain’s available nuclear power capacity up to 7.5 GW. Garoña had been closed in December 2012 after the government burdened nuclear plant operators a new tax on nuclear power generation and nuclear waste, making the plant operation unprofitable. Later on, the latter tax was amended by the government. The elaboration of a reopen consent could take several months and the restart is not expected before 2015. This document is purely for information purposes. Information contained in this document is no guarantee whether explicit or implicit of results. Any transaction based on this document is the entire responsibility of those making it. Any loss resulting from the use of information contained in this document may not be attributed to Axpo Trading AG. © 2014. All rights reserved, No part of this document may be reproduced or distributed without the written authorisation of Axpo Trading AG. In the event of reproduction Axpo Trading AG must be consulted. Axpo Trading AG particularly forbids the redistribution of this document over the internet. For more information, contact: : José Rey | Axpo Iberia S.L. | E- 28046 Madrid | Tlf +34 91 594 71 73 | [email protected] | www.axpo.com www.futurenergyweb.es FuturEnergy | Junio June 2014 Starting from currently traded levels, we expect stable prices for the short end of the forward curve. We assume that upside risks coming from the spot are already mostly priced in and that current hydro reservoir levels should provide a price cap. For the Cal15 we predict a sideways move, following our mixed outlook for fuels and carbon prices. 67 Nº 11 | Junio June 2014 Nº 11 Junio | June | 2014 | 15 e Español | Inglés | Spanish | English FuturENERGY PROYECTOS, TECNOLOGÍA Y ACTUALIDAD ENERGÉTICA PROJECTS, TECHNOLOGIES AND ENERGY NEWS FuturENERGY verde E pantone 356 C verde N pantone 362 C verde E pantone 368 C allo R pantone 3945 C naranja G pantone 716 C rojo Y pantone 485 C PROYECTOS, TECNOLOGÍA Y ACTUALIDAD ENERGÉTICA PROJECTS, TECHNOLOGIES AND ENERGY NEWS TERMOSOLAR | CSP BIOMASA | BIOMASS EFICIENCIA ENERGÉTICA: CENTROS CULTURALES Y EDUCATIVOS ENERGY EFFICIENCY: EDUCATIONAL & CULTURAL CENTRES