Auditoria energetia exploitation LA HOJILLA popular!

Transcripción

AUDITORÍA
ENERGÉTICA
EXPLOTACIÓN
LA HOJILLA
Auditoría energética en explotación ganadera La Hojilla
Índice de contenidos
1.
INTRODUCCIÓN........................................................................... 1
1.1. Objetivos de la auditoría energética .................................... 1
1.2. Metodología............................................................................... 3
2.
DESCRIPCIÓN GENERAL DE LAS INSTALACIONES ..................... 6
2.1. Identificación y ubicación de la explotación ...................... 6
2.2. Identificación de las personas de contacto de la
explotación .......................................................................................... 7
2.3. Régimen de funcionamiento .................................................. 7
2.4. Características constructivas................................................... 8
2.4.1.
3.
4.
Naturaleza y antigüedad de los edificios ................................................... 8
DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS CONSUMIDORES DE ENERGÍA11
3.1.1.
Sistema de iluminación ................................................................................. 11
3.1.2.
Sistema de refrigeración .............................................................................. 13
3.1.3.
Sistema de calefacción ............................................................................... 14
3.1.4.
Sistema de ventilación ................................................................................. 15
3.1.5.
Sistema de alimentación ............................................................................. 17
BALANCES ENERGÉTICOS ......................................................... 19
4.1. Introducción ............................................................................. 19
4.2. Cálculo del balance energético de la instalación ........... 23
4.3. Resultado del balance energético de la instalación ....... 32
5.
ANÁLISIS DE SUMINISTROS Y CONSUMOS ENERGÉTICOS ...... 34
5.1. Situación energética .............................................................. 34
5.1.1.
Resumen de consumos energéticos. ......................................................... 39
5.1.2.
Impacto ambiental asociado al consumo de energía. ........................ 40
5.2. Diagnóstico energético de la explotación y sus
instalaciones ...................................................................................... 44
6.
5.2.1.
Análisis de la situación y calidad del suministro eléctrico...................... 44
5.2.2.
Diagnóstico de las instalaciones de iluminación..................................... 50
5.2.3.
Diagnóstico de las instalaciones de refrigeración .................................. 50
5.2.4.
Diagnóstico de las instalaciones de calefacción ................................... 51
5.2.5.
Diagnóstico de las instalaciones de ventilación ..................................... 51
5.2.6.
Diagnóstico de otras instalaciones y equipos. ......................................... 52
MEDIDAS DE AHORRO............................................................... 53
6.1. Elementos constructivos y aislamientos ............................... 53
6.2. Equipos de calefacción y distribución de calor ................ 56
6.3. Equipos de refrigeración ........................................................ 57
6.4. Equipos de ventilación ........................................................... 58
6.5. Equipos de iluminación........................................................... 62
6.6. Medidas de ahorro en la contratación de tarifas ............. 65
6.6.1.
Introducción ...................................................................................................65
6.6.2.
Optimización ..................................................................................................68
6.6.3.
Simulación de la facturación eléctrica. .................................................... 73
6.7. Implantación de barreras vegetales cortavientos ............ 76
7.
ESTUDIO DE INTEGRACIÓN DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES.. 78
7.1. Biomasa como combustible. ................................................. 79
7.2. Energía solar térmica para apoyo a sistema calefacción.83
7.3. Energía solar fotovoltaica con Balance Neto .................... 84
7.4. Energía geotérmica de baja entalpia ................................. 86
8.
POSIBILIDADES DE APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO DE LOS
RESIDUOS GENERADOS EN LA INSTALACIÓN ................................... 89
1. INTRODUCCIÓN
1.1.
Objetivos de la auditoría energética
El incremento de los gastos relacionados con el consumo energético,
además de otros aspectos derivados de la demanda de servicios de mayor
calidad y la protección medioambiental, exigen cada vez más una gestión
energética adecuada.
La gestión de la demanda de energía es un instrumento importante
que permite ejercer una influencia en el mercado de la energía y, por
ende, en la seguridad de abastecimiento a medio y largo plazo.
El fomento de la eficiencia energética constituye una parte
importante del conjunto de políticas y medidas necesarias para cumplir lo
dispuesto en el Protocolo de Kyoto y así empezar a buscar soluciones al
problema asociado al sistema energético español, y debe estar presente
en todas las medidas que se adopten con el fin de dar cumplimiento a
nuevos compromisos.
La importancia del consumo energético del sector de la agricultura y
ganadería, comparada con el resto de sectores, es pequeña; sin embargo,
en los trabajos realizados en explotaciones ganaderas su consumo de
energía es significativo.
En términos energéticos, el sector ha disminuido su participación
sobre el consumo de energía final, consumo básicamente centrado en
combustibles derivados del petróleo y la energía eléctrica.
A pesar de esta evolución, los indicadores tendenciales para los
próximos años vienen a señalar que se puede producir un incremento del
1
consumo de energía, sobre la base de los diversos cambios previstos en las
técnicas, y del paulatino incremento y modernización de las instalaciones
ganaderas puestas en producción.
Las explotaciones ganaderas tienen un consumo energético variable,
en grandes rasgos, en función de la climatología donde esté ubicada, y de
la tipología de la explotación. Inventariar, analizar y dar alternativas al
consumo energético de las explotaciones es una tarea que dará beneficios
económicos y reducirá la cuenta de gastos de la explotación, haciendo
que se incremente la competitividad de la materia producida.
El IDAE (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía),
creyendo que existe un margen de actuación en este sector para
incrementar su eficiencia energética a través de la adopción de diversas
medidas y actuaciones, agrupó éstas en la Estrategia de Eficiencia
Energética en España desarrollada mediante sus Planes de Acción 20052007 y 2008-2012.
Por todo ello, la utilización racional y eficiente de los recursos
energéticos en la agricultura y la ganadería es un instrumento fundamental
para que dichos sectores mejoren la competitividad en el entorno en el que
nos movemos, mejorando la eficiencia de los procesos y el tiempo así como
para abordar la utilización del potencial energético de los subproductos o
residuos que generan. La finalidad es disminuir costos, rentabilizar los
procesos y disminuir el impacto en el medio ambiente.
La auditoria energética es la herramienta sobre la que se asienta un
plan estructurado de ahorro energético. Esta herramienta implica realizar
una labor de recogida de información, análisis, clasificación, propuesta de
alternativas, cuantificación de ahorros y toma de decisiones.
2
Para cumplir con ese objetivo, las auditorias desarrolladas llevan a
cabo un estudio de la situación energética actual de las explotaciones
analizándolas, para posteriormente evaluar las posibilidades de mejora y las
alternativas posibles junto con su valoración económica para conseguir un
consumo energético optimizado y más racional.
En la presente memoria se resumen los datos, análisis y conclusiones
obtenidas en la auditoría energética de la explotación ganadera La Hojilla
llevado a cabo por la Agencia Extremeña de la Energía.
1.2.
Metodología
Una auditoría energética supone una herramienta muy valiosa para
conocer la distribución de consumos y costes energéticos, detectar los
principales factores que afectan al consumo de energía y evaluar
ordenadamente las distintas posibilidades de ahorro energético en función
de su rentabilidad.
La auditoría energética analiza la situación energética actual en la
explotación agrícola o ganadera en cuestión y partir de ella, evalúa cuales
son las mejoras posibles que se pueden introducir, ya sea una mejor
racionalización de los equipos, como la introducción de las tecnologías con
mejores condiciones de consumo de energía y de comportamiento
medioambiental.
Las auditorías energéticas realizadas a las explotaciones agrícolas y
ganaderas constaron de manera general de las siguientes fases:
Reunión preliminar: reunión previa a la realización de la auditoría en sí
misma, con los responsables de la instalación para puesta en común de los
3
trabajos a realizar y recopilación inicial de proyectos, facturación
energética y otro tipo de información documental disponible.
Análisis de información y programación de visitas: estudio de la
información aportada en la reunión preliminar. Como resultado del mismo
se puede concluir, si es preciso aportar o no más documentos. Además se
establece el programa de visitas y reparto temporal de trabajos.
Inventariado, mediciones y toma de datos: se procede a tomar las
correspondientes mediciones en las visitas programadas, se realiza el
inventariado documental y gráfico de la explotación y se realizan las
pertinentes observaciones.
Diagnóstico energético: a partir de los datos obtenidos se estudia el
consumo energético de la explotación agrícola o ganadera, se desglosan
los consumos, se analizan las deficiencias y se proponen medidas de
actuación para la mejora de la eficiencia energética de la misma.
Memoria técnica: finalmente se plasman los resultados obtenidos y el
plan de actuación en un documento técnico con las valoraciones
energéticas y económicas de las actuaciones propuestas
Esta estructura queda plasmada de los protocolos de auditoría que
se utilizan como referencia para su realización, en especial los desarrollados
por el Instituto de Diversificación y Ahorro Energético (IDAE) en sus
publicaciones “Protocolo de auditoría en comunidades de regantes” y
“Protocolo de auditoría energética en explotaciones ganaderas”
En estos documentos se puede encontrar una estructura ordenada y
un procedimiento para la toma de datos de las auditorias energéticas en
este ámbito.
4
5
2. DESCRIPCIÓN
GENERAL
DE
LAS
INSTALACIONES
2.1.
Identificación y ubicación de la explotación
A continuación se muestran los valores que las características
principales de la explotación agraria estudiada en esta auditoría
energética.
Denominación:
Empresa:
Explotación Agraria La Hojilla
La Hojilla, C.B.
C.I.F.:
Dirección:
Crta. Torrejoncillo – Holguera, s/n
Código postal:
Localidad:
Holguera
Provincia:
Cáceres
Figura 2.1 - Ubicación y vista aérea de la explotación ganadera.
6
2.2.
Identificación de las personas de contacto de
la explotación
Nombre de la persona de contacto:
Juan Carlos Ramos
Cargo:
Teléfono:
Socio
2.3.
608000934
Correo:
[email protected]
Régimen de funcionamiento
La explotación agraria La Hojilla tiene como actividad principal y
única la producción de pollos de carne.
Su producción anual es de unos 178.000 pollos al año. Esta
producción se consigue con 6 camadas en el año, con unas 30.000
unidades en cada una de ellas.
Este ritmo de producción genera aproximadamente 1.220 kg/diarios
de pollos de engorde con una producción anual en torno a los 445.000
kg/año, en régimen de producción intensivo.
Producción
Diaria
-
1.220 kg
Por camadas (6 año)
29.667 pollos
74.168 kg
Anual
178.000 pollos
445.000 kg
La producción anual se parte en 6 camadas al año, las cuales tienen
una duración de dos meses aproximadamente. Dentro de cada camada
se reparten los días entre 45 de ellos para la cría de los animales y 15 días
7
posteriores para limpieza y preparación de las instalaciones para la
siguiente camada.
Durante los 45 días de cría los sistemas de climatización, alimentación
de los animales, iluminación, etc. se encuentran activos las 24 horas del día.
A continuación se muestra una tabla resumen con los procesos y sistemas
activos en cada momento de una camada.
Sistema
Iluminación
Sistema
Climatización
Sistema de
Ventilación
Sistema
Alimentación
Día 1 - 12
100 %
A demanda (24 h)
A demanda (24 h)
100 %
Día 13 - 21
60 %
A demanda (24 h)
A demanda (24 h)
100 %
Día 22 - 33
20 %
A demanda (24 h)
A demanda (24 h)
100 %
Día 34 - 45
0%
A demanda (24 h)
A demanda (24 h)
100 %
Día 46 - 60
0%
0%
0%
0%
2.4.
Características constructivas
En este capítulo se determina el comportamiento energético de las
construcciones que constituyen la explotación ganadera, con el objetivo
de garantizar que a través de sus envolventes se pierde una cantidad de
energía valorada como aceptable para este tipo de instalaciones.
2.4.1. Naturaleza y antigüedad de los edificios
La explotación agraria realiza sus funciones en un solo edificio. El
edificio existente se encuentra en una parcela cercada mediante malla de
alambre de unas 1,07 hectáreas.
8
El edificio es una nave con estructura metálica y cubrición mediante
panel sándwich de 4 cm de poliuretano y terminación en chapa color
blanco.
La cubierta a dos aguas con orientación longitudinal NoresteSuroeste, está formada por panel sándwich de 5 cm de espesor de
poliuretano y terminación en chapa color verde.
Figura 2.2 – Vista exterior e interior del edificio.
La nave se construyó en Febrero de 2010, y dispone de 15 metros de
ancho y 150 metros de longitud. La nave no ha sufrido una reforma de
importancia desde su construcción, tan solo se ha mejorado el aislamiento
en su fachada sureste.
Superficie
2.250 m2
Altura hasta el alero
3m
Altura hasta cumbrera
5m
Tabla 2.1 – Superficie y alturas de la nave.
9
Anexo a la nave hay una sala de unos 30 m2, donde se encuentra el
cuadro eléctrico general y desde donde se realiza el control de la
producción.
10
3. DESCRIPCIÓN
DE
LOS
CONSUMIDORES DE ENERGÍA
EQUIPOS
La explotación agraria dispone de los siguientes sistemas principales
consumidores de energía necesarios para la realización de su actividad:
sistema de iluminación, sistema de refrigeración, sistema de calefacción,
sistema de ventilación y sistema de alimentación.
A continuación se describen todos ellos de manera independiente.
3.1.1. Sistema de iluminación
Para la iluminación de la nave no se aprovecha la iluminación
natural, se realiza un aporte de las necesidades completas con iluminación
artificial.
La iluminación artificial es aportada por 58 tubos fluorescentes TL–D
de 36W cada uno de ellos con una luminaria estanca con carcasa de
poliéster reforzado y difusor de policarbonato.
Las luminarias se sitúan pareadas y sujetas de forma paralela a las
vigas de la cubierta de la nave a una altura aproximada de 4 m,
permaneciendo con una inclinación.
Las lámparas disponen de balasto regulador y sistema de regulación
mediante mando rotativo manual, disponiendo de un solo circuito de
distribución, no existiendo partición en varios circuitos.
11
Figura 3.1 – Situación de la iluminación interior.
En dicha iluminación se aprecia que se alcanza el nivel medio
requerido y que la uniformidad es adecuada, no apreciando graves
deficiencias en este sistema.
Sobre dicho sistema se realiza un mantenimiento cada dos meses,
uno por camada, en el que se limpian las luminarias y se sustituyen las
lámparas fundidas, realizándose un mantenimiento correctivo.
En el exterior de la nave también se dispone de una iluminación
mediante lámparas de bajo consumo que no dispone de un uso intensivo,
sino tan solo en momentos determinados.
12
Figura 3.2 – Situación de la iluminación exterior.
3.1.2. Sistema de refrigeración
La refrigeración del ambiente interior de los alojamientos ganaderos
significa la introducción en los mismos de aire exterior o de aire interior
recirculado que previamente ha sido refrigerado. Los sistemas de
refrigeración
más
utilizados
en
naves
ganaderas
son
sistemas
de
refrigeración evaporativa, siendo muy poco empleados, por sus mayores
costes, los de refrigeración sensible.
En el caso de la explotación ganadera La Hojilla, se dispone para la
refrigeración de la nave un sistema evaporativo por paneles evaporadores
asociados a ventiladores que funcionan por extracción.
Los paneles evaporativos cubren casi toda la fachada noroeste, con
un alto de unos 70 cm, y se encuentran situados aproximadamente a 1,2
metros de altura. Los ventiladores de extracción son los descritos en el
apartado del sistema de ventilación.
13
Figura 3.3 – Panel evaporativo de la explotación ganadera.
El principio físico de la refrigeración evaporativa es la evaporación del
agua y la absorción de su calor latente de cambio de estado para
conseguirla (2.253 kJ por cada kg de agua que evapora). Aprovechando
este fenómeno, en los dispositivos de refrigeración evaporativa se pone en
contacto una corriente de aire caliente y seco con una masa de agua, a la
cual el aire cede energía para que evapore, por lo que el aire baja su
temperatura al mismo tiempo que aumenta su contenido en humedad.
Esto hace que los dispositivos de refrigeración evaporativa aumenten su
rendimiento en localizaciones con condiciones ambientales de baja
humedad.
Como agua para el sistema de refrigeración se utiliza el agua de la
concesión de riego, proveniente del canal cercano del Rio Jerte. Para el
refresco de los paneles se utilizan 7 bombas sumergibles de 0,6 kW, cada
una, que son las encargadas de subir el agua desde los depósitos existentes
al propio panel evaporativo.
3.1.3. Sistema de calefacción
14
Con la calefacción se pretende proporcionar durante las épocas frías
el calor suplementario necesario para obtener las condiciones térmicas
adecuadas en el interior de las instalaciones.
Para este cometido se dispone de una instalación de calefacción por
convección. Con este sistema se calienta el aire ambiente con el objetivo
de obtener una temperatura homogénea en toda la nave.
Se utilizan, en esta instalación 5 generadores de calor autónomos a
gas. Estos generadores calientan el aire calentado y es impulsado dentro
de la instalación.
Figura 3.4 – Calentadores de aire del sistemas de calefacción.
El control del sistema se realiza mediante un sistema informático
centralizado automático que toma lecturas de varios sensores en la nave y
arranca o para los sistemas en función de las consignas de temperatura.
3.1.4. Sistema de ventilación
15
La instalación de ventilación está constituida por los equipos que
aseguran la renovación eficaz del aire del interior de los alojamientos
ganaderos, y con ello la eliminación del aire viciado debido a la presencia
de los animales. Además, la instalación de ventilación juega un papel
fundamental en el acondicionamiento térmico de las edificaciones, al
actuar como dispositivos con los que conseguir la refrigeración de las
mismas en los momentos de altas temperaturas.
Para la ventilación la nave estudiada dispone de 90 trampillas a lo
largo de su fachada noroeste, para entrada de aire, con lo que consigue
una ventilación natural.
Figura 3.5 – Sistemas de ventilación instalados.
Además se realiza una circulación forzada del aire gracias a 18
ventiladores helicoidales con persiana, 10 de ellos de diametro 1250 mm,
motor de 4 polos de 0,75 kW y caudal estimado de 31.467 m3/h y otros 8 de
diametro 800 mm, motor de 4 polos de 0,37 kW y caudal estimado de 12.117
m3/h, situados en la fachada sureste. En total la nave dispone de una
superficie de extractores total de 17,3 m2.
16
El control del sistema de ventilación se realiza en función del número
de animales existentes y su tamaño, para mantener una temperatura y
humedad adecuadas, existiendo un sensor que ordena el paro o arranque
de los motores de ventilación.
3.1.5. Sistema de alimentación
El alimento de los animales de cría es almacenado en tres tolvas
situadas en el interior de la parcela junto a la nave. Desde dichas tolvas es
transportado al interior mediante tornillos sinfín que son movidos por unos
motores que lo acumulan en unas tolvas de pequeño tamaño. De estas
tolvas es distribuido mediante otros tornillos sinfín de menso diámetro hasta
los distintos comedores repartidos por la nave.
17
Figura 3.6 – Sistema de alimentación.
18
4. BALANCES ENERGÉTICOS
4.1.
Introducción
La producción ganadera intensiva se realiza en instalaciones
diseñadas para tal fin, en las que se tiene en cuenta la especie animal a la
que se destina, las propias características constructivas de la nave y
aspectos específicos relacionados con el acondicionamiento ambiental.
De hecho, el comportamiento y el bienestar animal quedan condicionados
por las dimensiones y las características de los espacios y equipamientos de
las edificaciones, así como por las condiciones ambientales (temperatura,
humedad relativa, velocidad del aire y concentración de gases) que se
alcanzan en su interior.
Naturalmente, la obtención de las condiciones ambientales más
adecuadas al desarrollo productivo del animal requiere, la mayor parte de
las veces, un consumo de energía para alimentar los dispositivos de
climatización, consumo que deberá ser el mínimo posible para obtener esas
condiciones. La eficiencia energética es por ello un aspecto muy
importante ya que, como se sabe, la energía es un bien escaso y, por tanto
caro, que debe ser utilizado de forma eficiente y racional.
Pocos lugares en el mundo poseen condiciones climáticas que sean
continuamente óptimas a lo largo del año para la producción animal. El
nivel de modificaciones ambientales necesarias no es lo mismo para todas
las especies pecuarias. Así, algunas necesitan de pequeñas o incluso de
ninguna
alteración,
mientras
que
otras
requieren
tan
grandes
modificaciones que el microclima interior de los alojamientos se vuelve
virtualmente
independiente
del
clima
natural
(Bruce,
1977).
19
Desgraciadamente, al mismo tiempo que una construcción ganadera
significa protección contra el viento, la lluvia, la radiación solar y las
temperaturas extremas, restringe también la entrada de aire fresco y la
rápida dispersión de gases y agentes patógenos. El conflicto existente es
evidente, ya que es deseable mantener ciertas cualidades del aire y
eliminar otras.
Es de conocimiento general la enorme influencia ejercida por las
condiciones ambientales en la productividad de las diferentes especies
animales, con especial incidencia en las aves. La salud, la productividad, el
comportamiento y la producción de calor están influenciados por las
condiciones ambientales, y simultáneamente influencian esas condiciones.
El balance térmico de una instalación, como su propio nombre
indica, es un balance entre las ganancias y las pérdidas de calor que se
dan en un determinado intervalo de tiempo en dicha instalación. Este
método permite estimar las necesidades de ventilación, de refrigeración o
de calefacción necesarias para obtener unas determinadas condiciones
en el interior de las construcciones.
Un alojamiento está sujeto a las variaciones climáticas que se dan en
el exterior a lo largo del día y en las distintas épocas del año, por lo que hay
momentos en que se gana y otros en que se pierde calor, mediante
diferentes procesos de transferencia térmica (calor sensible) y másica (calor
latente). Tanto las ganancias como las pérdidas de calor modifican el
contenido energético del sistema, el que se manifiesta con la alteración de
la temperatura. El conocimiento de la dinámica energética es importante
para identificar puntos críticos y evitarlos a través de la utilización correcta
de técnicas de acondicionamiento ambiental.
20
La técnica del balance energético admite, por el principio de la
conservación de la energía, que las ganancias de calor son iguales a las
perdidas, en determinado momento (formulación estática de la ecuación
del equilibrio térmico). Las transferencias de calor entre el interior y el
exterior del edificio implican mecanismos complejos de intercambio,
relacionados normalmente entre si, donde intervienen todas las formas de
transferencia de calor. Así, los intercambios de calor sensible se dan por
conducción (entre medios sólidos en contacto, por ejemplo entre los
animales y el suelo, o a través de un mismo medio solido), convección
(debido al movimiento del aire en contacto con los sólidos, por ejemplo el
movimiento del aire en torno a los animales) y radiación (de un cuerpo
hacia
otro
cuya
temperatura
es
inferior,
mediante
ondas
electromagnéticas a través del medio que los separa).
La ecuación general del balance térmico de un alojamiento
ganadero en situación de equilibrio, puede ser expresada de la siguiente
forma:
QRS + Qani + Qequ + Qilu ± Qcc ± Qven + Qcal − Qref = 0
siendo:
–
QRS las ganancias de calor debidas a la radiación solar
–
Qani las ganancias de calor sensible debidas a los animales
–
Qequ las ganancias de calor debidas a los equipos de la
instalación (motores, bombas, etc.)
–
Qilu las ganancias de calor debidas a la iluminación,
–
Qcc los intercambios de calor por conducción y convección a
través de los paramentos del edificio
21
–
Qven los intercambios de calor debido a la ventilación
–
Qcal las ganancias de calor debidas a los sistemas de
calentamiento
–
Qref las pérdidas de calor debidas a los sistemas de
refrigeración.
Cada término de esta ecuación de balance está definido por una
fórmula matemática que permite su cuantificación para determinadas
condiciones, siendo posible determinar experimentalmente todos excepto
las perdidas por convección.
Por otro lado, algunos de los términos de la ecuación general del
balance térmico de un alojamiento ganadero son muy pequeños en
relación con otros, por lo que son normalmente despreciados. Por ello,
existen ecuaciones simplificadas para el balance térmico considerando las
pérdidas y ganancias más importantes para el estudio en cuestión. Así,
asumiendo como las más importantes las ganancias de calor liberado por
los animales y las perdidas del edificio por conducción-convección y por
ventilación, se puede estimar las necesidades de calefacción y de
refrigeración de la siguiente forma:
Qcal = Qcc + Qven -Qani , si Te < Ti
Qref =Qani + Qcc + Qven , si Te > Ti
Siendo Te y Ti, respectivamente, las temperaturas fuera y dentro de la
construcción.
22
4.2.
Cálculo
instalación
del
balance
energético
de
la
Para el cálculo del balance neto de la instalación de la explotación
ganadera la Hojilla, se ha utilizado las formulas descritas en el apartado
anterior.
Se muestran a continuación los cálculos de cada uno de los
elementos de esta fórmula:
QRS: Ganancias de calor debidas a la radiación solar
La intensidad de la radiación solar o irradiación solar está relacionada
con la posición del Sol, que es a su vez función de la latitud, de la época
del año y de la hora del día. La radiación solar se divide en radiación
directa y difusa, siendo la primera la radiación que alcanza directamente la
superficie terrestre sin sufrir ninguna reflexión o difusión al atravesar la
atmosfera. La radiación difusa es la parte que llega a la Tierra tras la difusión
sufrida al atravesar las capas de la atmosfera. En días claros la mayor parte
de la radiación es directa.
La incidencia de la radiación solar sobre la construcción puede
traducirse en una ganancia directa de calor si los rayos del Sol penetran en
el interior de la instalación a través de las aberturas, o de forma indirecta
por el aumento de la temperatura que se da en paramentos y de cubierta
por absorción de la radiación, cuyo calor se transmitirá hacia el interior.
Como en la mayoría de las instalaciones pecuarias las aberturas son
reducidas, la entrada de radiación solar es reducida, razón por la cual es
normalmente considerada como nula. En el caso del efecto indirecto, este
depende sobre todo del nivel de aislamiento térmico de la construcción.
23
En el caso concreto de la explotación de la Hojilla, dado que no
existen huecos transparentes en su cerramiento las ganacias solares
directas serán despreciables. Para calcular las ganancias solares indirectas,
independientemente de la temperatura del aire exterior, se puede recurrir a
la siguiente fórmula:
QsIndirectas = U * A * (G * a * Rse)
Donde:
Qs = Ganancia solar total.
U= Transmitancia del cerramiento. Uc = 0,42 W/m2K para cubierta (Panel
sándwich con poliuretano de 6 cm) y Um = 0,61 W/m2K para fachada
(Panel sándwich con poliuretano de 4 cm)
G = Radiación solar total incidente sobre el elemento opaco.
A = Área del componente opaco en (m2). Acubierta =1750 m2; Afachadas = 990
m2.
a = Absortancia de la superficie. a= 0,4 para cubierta, a = 0,35 para
fachada.
Rse = Resistencia de la película exterior de aire. Rse = 0,04 m2K/W
Teniendo en cuenta los valores anteriores se puede realizar una tabla
con la ganancia solar para cada mes:
24
Mes
Ganancia Solar (kWh)
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
Total
1173
1302
2255
2295
2961
3187
3289
3051
2330
1753
1167
972
25735
Tabla 4.1 – Energía aportada por la radiación solar
Qani: Ganancias de calor sensible debidas a los animales
Los animales liberan calor bajo las formas de calor sensible y calor
latente, verificándose que a medida que la temperatura ambiente
aumenta, disminuyen los intercambios por calor sensible y aumentan los de
calor
latente.
La
mayoría
de
los
animales
en
producción
son
homeotérmicos, es decir, mantienen constante su temperatura corporal a
través de varios mecanismos fisiológicos y de comportamiento.
25
Figura 4.1 – Producción de calor sensible y de calor latente por parte de los animales en
función de la temperatura ambiente (Pedersen y Salvik, 2006)
La tabla siguiente muestra los valores del calor sensible producidos
por las aves, en función de la edad y de la temperatura ambiente.
Tipo
Temperatura
ambiente (ºC)
Producción de calor
sensible (W/cabeza)
Gallinas ponedoras
18
10,5
Pollos de carne
24
7
Especie Animal
Aves
Tabla 4.2 – Valores del calor sensible producidos por las aves, en función de la edad y de
la temperatura ambiente
En el caso concreto de la explotación de la Hojilla, teniendo en
cuenta que existen de media 30.000 aves en 6 camadas de 45 días el calor
desprendido estimado será:
26
Mes
Energía aportada por los animales (kWh)
Enero
11.557
Febrero
10.439
Marzo
11.557
Abril
11.185
Mayo
11.557
Junio
11.185
Julio
11.557
Agosto
11.557
Septiembre
11.185
Octubre
11.557
Noviembre
11.185
Diciembre
11.557
Total
136.079,67
Tabla 4.3 – Energía aportada por los animales
Qequ y Qilu :Ganancias de calor debidas al equipamiento e iluminación
En lo que se refiere al calor liberado en el funcionamiento de algunos
dispositivos existentes en el interior de las instalaciones y por el sistema de
iluminación, en principio se puede considerar aproximadamente igual a su
potencia. De cualquier manera, estas ganancias de calor en las
instalaciones pecuarias son habitualmente pequeñas comparadas con
otras, por lo que se desprecian.
Qcc: Intercambios de calor por conducción-convección a través de los
elementos de la construcción
Estas transferencias de calor por conducción-convección a través de
la envolvente del edificio pueden representar ganancias o pérdidas
térmicas para el sistema en un determinado momento, dependiendo de la
27
temperatura de los componentes que intervienen en este proceso. Así,
suponiendo que la temperatura en el interior es superior a la temperatura
exterior, se producirán perdidas de calor a través del material de la
construcción, y ocurrirá lo contrario si la temperatura exterior fuera superior.
De modo general, los materiales de construcción de las instalaciones
pecuarias no poseen una elevada resistencia térmica, lo que facilita los
intercambios por conducción-convección entre el interior y el exterior.
Los intercambios de calor por conducción-convección que se dan a
través de los distintos elementos del edificio (paredes, puertas, ventanas,
suelo y cubierta), se pueden calcular de la siguiente forma:
Qcc = A·U (Ti − Te )
siendo:
–
A: Área del elemento, m2.
–
U: Coeficiente global de transmision termica, W/(m2ºC).
–
Ti: Temperatura interior, ºC.
–
Te: Temperatura exterior, ºC.
En el caso concreto de la explotación de la Hojilla se puede realizar
una tabla contabilizando las pérdidas para cada mes:
28
Mes
Perdidas de Calor (kWh)
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
Total
-16137
-14324
-12253
-10878
-7371
-1681
2092
1395
-396
-6575
-11867
-15141
-93136
Tabla 4.3 – Perdidas de energía a través de cerramientos.
Qven: Intercambios de calor debidos a la ventilación
En las construcciones animales, la ventilación es esencial tanto en
épocas de altas temperaturas (condiciones de verano), como de bajas
temperaturas (condiciones de invierno). Así, se puede considerar la
existencia de dos situaciones perfectamente distintas y tres objetivos
principales. Durante el verano, la ventilación se destina a mantener la
temperatura interior de los alojamientos en valores aceptables para los
animales, siendo esta, de una forma general, ligeramente superior a la
temperatura exterior.
Por otro lado, durante el invierno, el calor no es un factor limitante del
microclima interior, sino todo lo contrario, por lo que se intenta reducir las
pérdidas y aprovechar al máximo el calor producido por los animales. En
esta situación, la tasa de ventilación es mínima, de modo que se mantenga
29
la atmosfera interior respirable, siendo a veces necesario admitir que la
temperatura alcance valores por debajo del óptimo.
Para calcular los intercambios de calor debidos a la ventilación es
necesario conocer el caudal de ventilación, lo que dependerá del objetivo
a alcanzar (refrigerar, deshumidificar, purificar, etc.), de la especie animal
alojada y de la época del año. Habitualmente, el caudal mínimo de
ventilación es aquel que garantice la pureza del aire interior y puede ser
calculado mediante un simple balance de masa. Algunos valores
indicativos para los caudales de ventilación en épocas de verano y de
invierno aparecen en la siguiente tabla.
Especie Animal
Condiciones de
verano
Condiciones de
invierno
Aves
6
1,4
Tabla 4.4 – Rango admisible de caudales de ventilación (m3/(h.animal)) máximo (verano)
y mínimo (invierno), para diferentes especies animales.
Los intercambios de calor sensible debidos a la ventilación se
calculan a través de la siguiente expresión:
Qven = V· ρ · Cp (Ti − Te)
siendo:
–
V: Caudal de ventilación, m3/h.
–
ρ: Densidad del aire, 1,3 kg/m3.
–
Cp: Calor especifico del aire, 1012 J/(kg ºC).
–
Ti: Temperatura interior, 24 ºC.
–
Te: Temperatura exterior, ºC.
30
En el caso concreto de la explotación de la Hojilla se puede
determinar una tabla para cada mes:
Mes
Perdidas por ventilación (kWh)
Enero
-18.499
Febrero
-15.162
Marzo
-37.121
Abril
-32.127
Mayo
-36.216
Junio
-8.051
Julio
10.277
Agosto
6.852
Septiembre
-1.894
Octubre
-19.919
Noviembre
-13.261
Diciembre
-17.358
Total
-182.479,77
Tabla 4.5 – Perdidas de energía producida por ventilación
31
4.3.
Resultado
instalación
del
balance
energético
de
la
Al realizar los cálculos del balance térmico en una instalación
pecuaria pueden darse tres situaciones:
• Las ganancias de calor son inferiores a las pérdidas, luego la
temperatura interior es inferior al valor que se quiere obtener. En este caso
es necesario recurrir a la utilización de técnicas de calentamiento.
• Las ganancias de calor son superiores a las perdidas, lo que significa
que la temperatura es superior a la deseada, siendo necesario recurrir a
técnicas de enfriamiento, como la ventilación natural o forzada, asociada o
no a sistemas de enfriamiento por evaporación o a medidas de reducción
de las ganancias de calor debidas a la radiación solar (como por ejemplo,
aumentar el nivel de aislamiento térmico de la cubierta o el empleo de
técnicas de sombreo).
• El balance está equilibrado y por tanto no es necesario actuar a
nivel de climatización.
En el caso concreto de la explotación de la Hojilla los datos estimados
anteriormente se pueden establecer en una tabla como:
32
Mes
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
Total
Calor
Perdidas de
sensible
Calor a
Perdidas por
Ganancia
aportado por
través de
ventilación
Solar (kWh)
las aves
cerramientos
(kWh)
(kWh)
(kWh)
1.173
1.302
2.255
2.295
2.961
3.187
3.289
3.051
2.330
1.753
1.167
972
25.735,00
11.557
10.439
11.557
11.185
11.557
11.185
11.557
11.557
11.185
11.557
11.185
11.557
136.079,67
-16.137
-14.324
-12.253
-10.878
-7.371
-1.681
2.092
1.395
-396
-6.575
-11.867
-15.141
-93.135,83
Total
-18.499
-21.906
-15.162
-17.745
-37.121
-35.561
-32.127
-29.525
-36.216
-29.069
-8.051
4.639
10.277
27.216
6.852
22.855
-1.894
11.225
-19.919
-13.183
-13.261
-12.776
-17.358
-19.969
-182.479,77 -113.800,94
Como se puede observar las necesidades de calefacción se estiman en
179.735 kWh y las necesidades de refrigeración en 65.934,15 siendo estos
valores superiores a los consumidos en realidad en la explotación.
33
5. ANÁLISIS DE SUMINISTROS Y CONSUMOS
ENERGÉTICOS
5.1.
Situación energética
Durante el año 2011, la explotación Ganadera La Hojilla disponía de
un total de un contrato de suministro eléctrico. A continuación se muestran
los datos de dicho suministro.
Suministro
(CUPS)
Cía.
Periodo de
Eléctrica facturación
ES0021000017249112WY Iberdrola
28-411/30-1211
Potencia
contratada
(P - LL - V) (kW)
En. Activa En. Reactiva
(kWh/año) (kVArh/año)
24,25;24,25;24,25 40.836,52
34.863,48
Coste
(€)
8.806,94
El consumo energético y su coste anual de la explotación ganadera
se muestra en la siguiente tabla a modo de resumen de la facturación
eléctrica durante el periodo facilitado.
Mes
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
Punta
(kWh)
Llano (kwh)
Valle (kwh)
Total (kwh)
Coste Total (€)
(incluye
perdidas trafo.)
313
353
962
931
962
969
1293
485
1349
185
385
301
621
823
1812
1753
1812
1809
2315
1150
2396
583
890
593
702
1047
1582
1531
1582
1571
1936
1166
1989
894
1127
666
1636
2223
4356
4216
4356
4349
5544
2801
5734
1662
2403
1559
420,99
500,19
918,10
894,57
917,26
915,65
1.126,53
605,90
1.161,48
411,05
525,51
409,70
34
De modo gráfico, las siguientes figuras representan los consumos
energéticos (kWh) junto a los costes1 asociados (euros) de cada suministro,
para una estimación a lo largo del año 2012 basada en las facturas de
referencia:
Consumo de kWh
PUNTA
6.000
5.000
VALLE
4.000
LLANO
3.000
2.000
TOTAL
ACTIVA
1.000
Diciembre
Noviembre
Octubre
Septiembre
Agosto
Julio
Junio
Mayo
Abril
Marzo
Febrero
Enero
0
MES
Figura 5.1 – Estimación consumo energético mensual de la explotación ganadera
1
Para determinar los costes se ha utilizado las tarifas de acceso vigentes para el término de potencia y el precio contratado
con la cía. eléctrica para los términos de energía.
35
Coste en €
(Impuestos incluidos)
400,0
350,0
300,0
PUNTA
250,0
200,0
VALLE
150,0
LLANO
100,0
50,0
Diciembre
Octubre
Noviembre
MES
Septiembre
Agosto
Julio
Junio
Mayo
Abril
Marzo
Febrero
Enero
0,0
Figura 5.2 – Estimación coste energético mensual de la explotación ganadera
Energía frente a Costes
6.000
5.000
4.000
3.000
2.000
1.000
0
Diciembre
Noviembre
Octubre
Agosto
Septiembre
MES
Julio
Junio
Mayo
Abril
Marzo
Febrero
Enero
ENERG
ÍA
COSTE
Figura 5.3 – Energía consumida frente a coste energético de la explotación ganadera
36
Un estudio más detallado de los consumos y costes energéticos
puede arrojar datos sobre el grado de eficacia en la utilización de la
instalación y así detectar posibles mejoras. Para ello se analiza el actual
modelo de demanda de energía eléctrica.
Dicho modelo de demanda eléctrica es el resultado de la estimación
de los regímenes de funcionamiento, potencia eléctrica demandada y
horarios de uso de los siguientes sistemas:
–
Equipos de climatización.
–
Equipos de ventilación.
–
Equipos de iluminación.
–
Sistema de Alimentación.
–
Bajo el título “Otros” se agrupa la maquinaria y herramientas
eléctricas de uso puntual y otros receptores de baja potencia.
Por tanto el reparto de consumos queda tal y como se muestra en la
siguiente figura:
37
Reparto de consumos eléctricos
Climatización
4,8%
Iluminación
Ventilación
Otros
Alimentación
12,9%
40,0%
17,3%
25,0%
Figura 5.4 – Desglose de consumos eléctricos por sistemas
En la explotación ganadera de la Hojilla se utiliza además de
electricidad gas propano para el sistema de calefacción. El consumo total
de gas ascendió en 2011 a 85.801 kWh con un precio medio de compra de
0,1089 €/kWh.
Figura 5.5 –Reparto mensual de consumo de combustible 2011
38
5.1.1.
Resumen de consumos energéticos.
A continuación se muestra el reparto global de costes y consumos
energéticos por tipo de energía.
Distribución Consumos Energéticos
Eléctricos
Propano
32%
68%
Figura 5.7 –Distribución de consumos energéticos por tipo de suministro
Distribución Costes Energéticos
51%
49%
Eléctricos (€)
Térmicos (€)
Figura 5.8 – Distribución de costes energéticos por tipo de energía.
39
En la siguiente tabla se muestra un resumen conjunto de los consumos
energéticos:
Factura
Electricidad
Factura
Combustible
Consumo
Electricidad
Consumo
Combustible
Consumo Energía
Final
8.806,94
9.340,88
40.837
85.801
126.638
€
€
kWh
kWh
kWh
Desglose por Superficie de Instalación
3,91
4,15
18,15
38,13
56,28
(€/m2)
(€/m2)
(kWh/m2)
(kWh/m2)
(kWh/m2)
Desglose por Ave
0,05
0,05
0,23
0,48
0,71
(€/ave)
(€/ave)
(kWh/ave)
(kWh/ave)
(kWh/ave)
Tabla 5.1 –Resumen de consumos y costes energéticos
5.1.2.
Impacto ambiental asociado al consumo de energía.
La producción de energía, su transformación, transporte, distribución
y su empleo como energía final causan, al igual que otras actividades
humanas determinados riesgos para el medio ambiente. Los sistemas
40
naturales resultan insuficientes para hacer frente a dichos riesgos a partir de
cierto nivel por lo requiere un plan de actuación para anularlos o al menos
minimizarlos.
Actualmente, los combustibles usados principalmente para la
generación de energía son los derivados del petróleo, fuel-oil y gasóleo y el
carbón. Los principales agentes contaminantes derivados de su combustión
son los óxidos de azufre y nitrógeno, monóxido de azufre y dióxido de
carbono, hidrocarburos, gases trazas, amoniaco y partículas.
Los principales compuestos del azufre existentes en la atmósfera son
el SO2, SO3, H2S, H2SO4 y las sales de SO42-. Estos compuestos junto con los
óxidos de nitrógeno son los causantes de la denominada lluvia ácida. En la
atmósfera existen también compuestos de nitrógeno, fundamentalmente
N2O, NO, NH3 y las sales de NO2-, NO3- y NH4+
Entre los compuestos del carbono, existen dos óxidos de gran interés
en los estudios de contaminación: CO2 y CO. El anhídrido carbónico es el
causante del efecto invernadero, cuya consecuencia es el aumento de la
temperatura del planeta. Además de dichos óxidos, existen otros
compuestos
del
carbono
que
juegan
papeles
importantes
en
la
contaminación atmosférica, bien sea por su participación en la formación
del smog fotoquímico, o a causa de su alta reacción fisiológica con el
cuerpo humano.
Bajo la denominación de partículas se engloban todos aquellos
constituyentes, a excepción del agua pura, presentes en la atmósfera en
estado sólido o líquido bajo condiciones normales, con un tamaño superior
al de moléculas simples e inferior a 100 micras. El límite superior viene
41
determinado por el hecho de que las partículas grandes sedimentan
rápidamente, permaneciendo muy poco tiempo en la atmósfera.
Combustibles
como
el
gas
natural
se
consideran
limpios
fundamentalmente por estar exento en u composición de azufre, por lo que
no es posible formar los temidos óxidos que ocasionan la lluvia ácida. Esto
hace que este combustible sea recomendable en los casos en que su
acceso lo haga posible.
Para calcular las cargas contaminantes de las emisiones atmosféricas
se utilizarán los siguientes factores, expresados en kg/tep de combustible
empleado:
NO2
SO2
CO
CH4
Part
CO2
Electricidad
15
28
0,4
0,15
180
4.050
Fuel oil
9
19,4
0,26
0,3
2,7
3.238
Propano
3
0
0,01
1
0,3
2.700
Gasóleo
75,2
3,9
16,05
2,11
0,9
3.420
3
0
0,001
1
0,3
2.100
Gas natural
Figura 5.2 –Factores para el cálculo de cargas contaminantes 2.
Para el cálculo de la emisión debido al consumo eléctrico, se
considera el consumo de Energía Primaria supuesto un rendimiento global
2
Fuente de factores de emisión de Co2: IDAE año 2009. Resto de factores de emisión: Perkins, H.C.:Air Pollution, Mc GrawHill, 1.974, Handbook of environmental control, Vol. I, Air Pollution.
42
del 35%, (que incluye la generación en una Central Térmica, el transporte y
la distribución).
Con estas consideraciones, y con los consumos de combustible y de
electricidad
en
la
situación
actual
de
referencia,
la
emisión
de
contaminantes será la siguiente:
Electricidad
Consumo (tep)
Fuel oil
Propano
3,52
Gasóleo
Gas natural
Total
7,40
Emisión de contaminantes (kg)
NO2
0
22,19
22
SO2
0
0,00
0
CO
0
0,07
22
CH4
0
7,40
7
Part
0
2,22
2
CO2
14.292,78
19969,37
34.262
Figura 5.3 –Emisiones de contaminantes.
Entonces, la Emisión Global es de 34,26 toneladas de CO2 al año.
Ratios de Emisiones
Por superficie nave
Por Cabeza de animal
15,23
0,19
KgCO2/m2
KgCO2/Cabeza
Figura 5.4 –Ratios de emisiones.
43
5.2.
Diagnóstico energético de la explotación y sus
instalaciones
5.2.1. Análisis de la situación y calidad del suministro eléctrico
Se analiza en el siguiente apartado los resultados del análisis de redes
realizado para el suministro eléctrico de las instalaciones de la explotación
ganadera la Hojilla.
En concreto para el suministro se han realizado lecturas de los
principales parámetros eléctricos mediante el analizador de redes AR-5 de
la marca Circutor.
Las lecturas se realizaron en el cuadro general de medición de la
instalación eléctrica que suministra a la explotación ganadera y en el
cuadro general de protección de la parte de baja tensión del centro de
transformación.
Mediante el dispositivo, para las tres fases, se recogen mediciones de
valores cada 15 minutos, durante el periodo del 19/7/2012 a 26/7/2012 para
el suministro.
Los valores obtenidos se representan a continuación:
44
Gráfica 5.9 - Tensión fase-neutro.
Gráfica 5.10 - Frecuencia de Red.
45
Gráfica 5.11 - Corrientes por fase.
Gráfica 5.12 - Potencia Activa.
46
Gráfica 5.13 - Potencia Inductiva.
Gráfica 5.14 – Factor de Potencia
47
Gráfica 5.15 – Energía Consumida
A partir de la observación de las anteriores gráficas y los valores
medidos se pueden establecer las siguientes conclusiones sobre el suministro
de la instalación ganadera la Hojilla:

Los valores de tensión de fase presentan valores ligeramente
elevados a los nominales. El valor máximo (241 V) esta dentro de los
límites impuestos por normativa (+-7% Vn). Se observa una fuerte
caida de tensión en la línea el sabado 21-7-12 a las 21:00 h (198 V),
que afecta al equipo de medida, impidiendo la medición de
corriente y resto de magnitudes a partir de ese momento. Las
sobretensiones y caidas de tensión son frecuentes en suministros
rurales conectados a líneas aéreas, no obstante son causantes del
deterioro de equipos eléctricos y electrónicos. Para salvaguardar
estos equipos y especialmente los balastos electrónicos de las
48
luminarias, se recomienda valorar con un instalador electricista la
instalación de varistores para protección contra sobretensiones.

La frecuencia de red se encuentran dentro de los niveles
aceptados en la normativa vigente, salvo durante el momento en
el que se produce la caida de tensión que asciende a 58 Hz.

La potencia demandada tiene un valor máximo de 21,66 kW el el
sabado 21-7-12 a las 19:00 h. La mínima potencia registrada 9,44
kW corresponde al viernes 20-7-12 a las 7:45 h. Como se observa
existe un fuerte consumo nocturno debido a la iluminación (2,2 kW)
y las necesidades de ventilación de los animales. Durante el día se
observan
los
valores
más
altos
de
consumo
debido
al
funcionamiento del sistema de climatización.

Se puede observar un fuerte desequilibrio entre fases. Estando una
de ellas muy sobrecargada respecto a las otras dos con una
potencia de carga superior al doble del resto. Dado las potencias y
horarios implicados, puede ser debido a estar conectadas a esa
fase las bombas de circulación de agua sobre la pantalla
evaporativa del sistema de climatización. Se recomienda repartir
las
bombas existentes equitativamente entre las fases, esto
reducirá el consumo energética al impedir corrientes de circulación
a través del conductor neutro.

La potencia inductiva consumida por la instalación es importante,
presentando la instalación factores de potencia inferiores a 0,81,
con un mínimo de 0,69. La reparación de la batería de
condensadores o instalación de una nueva de 14 KVAr, supondrá
un fuerte ahorro en la factura eléctrica.
49
5.2.2. Diagnóstico de las instalaciones de iluminación
Los consumos producidos por los equipos de iluminación se estiman
en 10.563 kWh, un 25% del total de consumo eléctrico. La instalación se
encuentra dentro de los requisitos exigidos en este tipo de explotaciones
considerandose
técnicamente
adecuada,
posibles
mejoras
como
automatizar la regulación según sensores de medida del nivel de
iluminación, no se considera que aporten reducciones de consumo debido
a la falta de aporte de luz natural de la nave y la inversión presentará plazos
de retorno elevados. Si se considera que puediera ser conveniente la
sustitución de las lámparas existentes: fluorescentes TLD de 36 W, por
fluorescentes tipo ECO de 32 W, con el mismo aporte luminoso y un 11%
menos de consumo.
5.2.3. Diagnóstico de las instalaciones de refrigeración
Se estima que las instalaciones de refrigeración de la explotación
ganadera de la Hojilla son las responsables de un 40 % del consumo total,
alcanzandose los 16.934 kWh. Se realizan las siguientes observaciones:
50

El sistema de paneles evaporativos se encuentran ubicados con
orientación Sureste sin presentar ningún tipo de elemento de
sombreado. De esta forma el aire que se introduce debe evaporar
agua para reducir su entalpía sensible y además contrarrestar la
ganancia de calor originada por la fuerte irradiación solar sobre la
zona de paneles. De esta manera aumenta el consumo de agua
por evaporación necesitándose un mayor consumo en bombeo y
funcionamiento de la extracción forzada de aire.
5.2.4. Diagnóstico de las instalaciones de calefacción
El consumo originado por la instalación de calefacción conlleva un 68
% del consumo total de la instalación, representando el 100 % del consumo
de combustible. Se realizan las siguientes observaciones:

La instalación está compuesta por generadores de aire caliente
alimentados por propano, dado el elevado coste de este
combustible se debe considerar el cambio a otros combustibles
con mejor precio.
5.2.5. Diagnóstico de las instalaciones de ventilación
Los consumos producidos por los equipos de ventilación de la
instalación representan un 17,3 % del total con un consumo estimado en
7.305 kWh. La regulación de la instalación es lineal en función de la edad
de los animales. Se realizan las siguientes observaciones:

Dado las potencias y caudales de extracción de los equipos y
teniendo en cuenta las necesidades de ventilación para aves de
51
engorde recomendadas por el IDAE, el consumo para ventilación
debería rondar los 2.690 kWh/año.
5.2.6. Diagnóstico de otras instalaciones y equipos.
Bajo el título “Otros” se agrupa los sistemas de alimentación,
maquinaria y herramientas eléctricas de uso puntual y otros receptores de
baja potencia. A dichos equipos se les estima un consumo del 17,7% del
total. No se han detectado incidencias
52
6. MEDIDAS DE AHORRO
En las explotaciones ganaderas se puede mejorar la eficiencia
energética y ahorrar energía actuando esencialmente en cuatro niveles: el
aislamiento y la estanqueidad de las construcciones, los equipos de
calefacción, los sistemas de refrigeración y ventilación y, finalmente, los
dispositivos de iluminación. En todos los casos el objetivo es obtener unas
condiciones ambientales adecuadas para el desarrollo, la productividad, la
sanidad y el bienestar de los animales, con el menor consumo posible de
energía.
6.1.
Elementos constructivos y aislamientos
En este capítulo se determina el comportamiento energético de las
construcciones que constituyen la explotación ganadera, con el objetivo
de garantizar que a través de sus envolventes se pierde una cantidad de
energía valorada como aceptable para este tipo de instalaciones.
La demanda energética de los edificios destinados a viviendas se
encuentra limitada normativamente por el Código Técnico de la
Edificación (exigencia básica HE1 de Ahorro de Energía). Sin embargo, del
cumplimiento
de
esta
exigencia
están
explícitamente
eximidas
instalaciones industriales, talleres y edificios agrícolas no residenciales, por lo
que esta norma no es aplicable para las construcciones ganaderas que son
objeto de este estudio.
Los intercambios de calor por conducción-convección a través de los
paramentos de la construcción dependen de las características térmicas
de los materiales constituyentes y de las condiciones ambientales del
interior y exterior de la misma. De hecho, dependiendo de las condiciones
53
climáticas en la localización de la explotación, el nivel de aislamiento de la
construcción será más o menos importante. Hay que dejar constancia de
que un buen aislamiento reducirá las pérdidas de calor en invierno y las
ganancias en verano, lo que se traducirá en un ahorro de energía para la
correcta climatización.
El coeficiente global de transmisión térmica (U) es un buen indicador
del nivel de aislamiento de una edificación, y por ello se emplea muy
frecuentemente como criterio para evaluar su comportamiento energético.
En la tabla siguiente se incluyen los valores de U correspondientes a la
clasificación
del
comportamiento
energético
de
las
edificaciones
ganaderas, en función de las características climatológicas de su
localización.
Nivel de aislamiento recomendado
Condiciones climáticas
Bueno
Medio
Mínimo
Coeficiente de transmisión térmica (W/m2.ºC)
Muy caliente o muy frio
0,34 a 0,45
0,45 a 0,67
0,67 a 1,11
Moderadamente caliente o frio
0,45 a 0,67
0,67 a 1,11
1,11 a 1,43
Templado
0,67 a 1,11
1,11 a 1,43
1,43 a 2,00
Tabla 6.1 - Nivel de aislamiento recomendado y valores del coeficiente global de transmisión térmica de las edificaciones
(W/(m2ºC)), en función de las condiciones climáticas en la localización de la nave ganadera. (Fuente IDAE)
Las medidas de ahorro energético que se suelen implementar
cuando son analizados los aspectos constructivos de las explotaciones son
las siguientes:
1. Aumento del nivel de aislamiento de las paredes.
2. Aislamiento de puertas y cubierta.
54
3. Sellado de puertas y ventanas para evitar infiltraciones.
4. Protecciones de sombreo para evitar el sobrecalentamiento
debido a la incidencia de la radiación solar durante los meses
de verano.
Un aspecto de gran importancia es el aislamiento de las cubiertas, ya
que gran parte de los intercambios de calor ocurren a través de la misma.
Es relevante indicar que el aislamiento debe extenderse también a todos los
restantes elementos constructivos en contacto con el ambiente exterior,
esto es, paredes, puertas, ventanas y suelo, como medida de reducción de
las pérdidas de calor y por ello de ahorro de energía.
En el caso concreto de la explotación de la Hojilla, el nivel de
aislamiento esta dentro del rango medio, no obstante se detectan algunas
deficiencias en zonas de unión entre paneles de aislamiento y en la unión
entre el paramento y la cubierta, como se aprecian en las imágenes
termográficas realizadas
Tabla 6.2 – Imágenes termográficas de cubierta y encuentro entre cubierta y paramentos.
55
La proyección de una capa de poliuretano en el encuentro entre
fachada y cubierta, puede ser beneficioso sin necesidad de afrontar la
elevada inversión de una proyección sobre toda la superficie.
6.2.
Equipos de calefacción y distribución de calor
Para el manejo del sistema de calefacción con el objetivo de la
mejora de la eficiencia energética son importantes las siguientes
consideraciones:
•
Disponer medios de regulación/control automática de la calefacción
mediante el uso de sensores, de forma que se respeten las consignas
de temperatura y se eviten los consumos innecesarios de energía. En
este sentido, el empleo de sistemas informáticos de control contribuye
muy eficazmente a la obtención de las condiciones ambientales
deseadas y a una gestión más eficiente de la energía, lo que
posibilita la reducción del consumo y de la factura energética.
•
Ventilar las naves con el caudal mínimo necesario para el correcto
control de los gases, de modo que se reduzca al mínimo el volumen
de aire frio introducido en el interior de los alojamientos.
•
Seleccionar sistemas de calefacción localizados ya que son más
eficientes.
•
Zonificar la nave y regular térmicamente de forma independiente
cada zona.
•
Realizar una correcta manutención y limpieza de los equipos.
56
•
Aislar térmicamente los tubos/conductos de distribución del aire o
agua caliente, con el objetivo de evitar pérdidas de calor en el
trayecto.
En el caso concreto de la explotación de la Hojilla el combustible
empleado (propano) conlleva un coste elevado. En el apartado de
biomasa se incluye una valoración sobre la sustitución del sistema actual
por una caldera de biomasa.
6.3.
Equipos de refrigeración
Para que los sistemas de refrigeración sean eficientes hay que tener
en cuenta algunas precauciones:
•
La programación del sistema de control y de regulación automático
debe garantizar el correcto funcionamiento de los sistemas. Conviene
recordar que los sensores deben estar localizados en la zona de los
animales.
•
En los sistemas de refrigeración evaporativa por paneles hay que
garantizar que la entrada del aire se hace a través de los paneles y
no por huecos o aberturas que puedan existir, ya que en este caso se
permitiría la entrada de aire caliente, con lo que aumentarían las
necesidades de energía para enfriamiento.
En el caso concreto de la explotación de la Hojilla:
•
Se propone la instalación de un voladizo de al menos 1,5 m. que
proyecte sombra sobre los paneles evaporativos, con el fin de reducir
el consumo de agua y volumen de aire de extracción. Ademas las
57
reducción de la luz solar directa sobre el panel disminuirá el
crecimiento de algas en el mismo, mejorando las condiciones de
mantenimiento.
6.4.
Equipos de ventilación
En el manejo del sistema de ventilación es importante no olvidar que
en producción animal debe existir una tasa de ventilación mínima que
garantice la calidad del aire interior. En invierno, hay que evitar las pérdidas
de calor por una actuación innecesaria de la ventilación, pero también hay
que realizar la renovación de aire necesaria de forma que se garantice que
el aire está libre de contaminantes, como gases y polvo, lo que implica un
control conjunto efectivo entre la ventilación y la calefacción.
En verano, si la temperatura exterior es mayor que la deseada en el
interior, la ventilación contribuirá a aumentar el nivel térmico de la nave. En
estos casos, el caudal de ventilación será el mínimo exigido por el
mantenimiento de la calidad del aire interior, consiguiéndose un balance
energético positivo del ambiente interior en base al empleo de algún
sistema de refrigeración activa.
En la actualidad hay disponibles en el mercado múltiples sistemas,
más o menos complejos y caros. Los sistemas más sencillos pero también
más empleados están basados en termostatos que controlan la operación
de los motores del sistema de ventilación en función de la medida de la
temperatura interior de la edificación. Estos termostatos pueden enviar
acciones de control únicamente de apertura/cierre (ventilación natural) o
arranque/paro (ventilación forzada) o de tipo regulado, en donde el grado
de apertura de las ventanas (ventilación natural) o la velocidad de giro de
58
los ventiladores (ventilación forzada) depende linealmente (estrategia de
control proporcional) de la diferencia entre la temperatura medida en el
interior y la temperatura de consigna que se desea tener. Por otro lado, en
ventilación natural se emplean los sistemas llamado antiasfixia, en donde las
ventanas toman la posición de abiertas ante un fallo del suministro eléctrico
en la instalación.
Las necesidades de ventilación de los pollos deben estar entre estos
límites:
Peso (g)
Caudal
mínimo
Caudal
máximo
Pollo 7 días
160
0,5
2,0
Pollo 14 días
380
0,6
2,0
Pollo 21 días
700
0,7
3,0
Pollo 28 días
1.070
0,9
4,0
Pollo 35 días
1.500
1,0
5,0
Pollo 42 días
1.920
1,5
6,0
Pollo 49 días
2.350
1,5
6,0
Tabla 6.2 - Necesidades de ventilación de los pollos (m3/h·kg de carne)
Para que los sistemas de ventilación sean eficientes hay que tener en
cuenta algunas precauciones:
•
El cálculo de los caudales de ventilación y de las necesidades de
refrigeración debe resultar de un estudio detallado y estar basado en
las condiciones climáticas de la zona y de la especie animal, además
de en las características constructivas y de los equipos de
climatización disponibles.
59
•
El diseño de las instalaciones debe ser adecuado a los cálculos
anteriores, de manera que no se encuentren ni sobredimensionados,
lo
que
significaría
subdimensionados,
un
lo
consumo
que
innecesario
significaría
que
de
energía,
ni
las
condiciones
ambientales deseadas nos serian alcanzadas.
•
La programación del sistema de control y de regulación automático
debe garantizar el correcto funcionamiento de los sistemas. Conviene
recordar que los sensores deben estar localizados en la zona de los
animales.
•
La manutención y limpieza de todos los componentes de los sistemas.
•
Siempre que con la ventilación natural se puedan obtener las
condiciones ambientales adecuadas, será preferible, por no necesitar
de energía para funcionar.
En el caso concreto de la explotación de la Hojilla las mediciones
realizadas de las condiciones del aire ambiente, ofrecieron los
siguientes resultados:
-
Temperatura: 25,5ºC
-
Humedad relativa: 54,1%
-
[CO2]: 602 ppm
Por lo que se consideran adecuadas.
No obstante el consumo estimado en ventilación es superior al que
debería
producirse
siguiendo
las
recomendaciones
sobre
necesidades de ventilación en aves de engorde. Una de las causas
60
puede estar en un exceso de ventilación ya que como se puede
comprobar la concentración de CO2 de 602 ppm es muy inferior a las
aptas para pollos de engorde (2000 ppm), por lo que habría margen
para disminuir la ventilación aportada, reduciéndose las perdidas
energéticas. Una de las formas de controlar las condiciones
adecuadas es mediante la instalación de sondas de CO2, cuya señal
es recogida por el scada que arrancará o parará los extractores en
consecuencia
estableciendo
un
control
en
lazo
cerrado.
A
continuación en una tabla se valora la actuación para la instalación
de un sistema de control con 15 sondas de medición de CO2,
canalizaciones, cableado y programación de los equipos:
figura 6.3 – Sondas de CO2
Actual
Propuesta
Consumo E. Eléctrica (kWh)
7.305,8
2.690
Consumo Combustible (kWh)
85.801
74.439
-
15.978
Ahorro energía (kWh)
Ahorro económico (€)
Coste Inversión (€)
2.034,51
-
6.949,95
Reducción emisiones (kg CO2)
3.746
P.R.S (años)
3,42
Tabla 6.6 – Valoración de la regulación de ventilación por sondas de calidad de aire ambiente
61
6.5.
Equipos de iluminación
Un adecuado nivel de iluminación es imprescindible para el desarrollo
de cualquier actividad por parte del hombre, en este caso las
correspondientes
a
la
producción
comercial
en
las
explotaciones
ganaderas. El objetivo principal del sistema de iluminación es, por tanto,
proporcionar un alumbrado eficiente energéticamente y con una calidad
tal que asegure el mantenimiento de la productividad y la seguridad de los
trabajadores.
Habitualmente, las explotaciones ganaderas no necesitan elevados
niveles de iluminación, por lo que no se requieren altas potencias eléctricas
instaladas para alimentar la instalación de alumbrado. Lo recomendable en
este caso es la utilización de lámparas de alta eficiencia energética y bajo
consumo. Además, el sistema de iluminación, como cualquier otro
equipamiento, deberá estar correctamente diseñado y sometido a las
revisiones periódicas y limpieza correspondientes, con objeto de aumentar
su rendimiento.
El elemento fundamental de las instalaciones de iluminación que
determina el comportamiento energético de las mismas son las lámparas,
valorándose su eficiencia en términos de rendimiento luminoso (flujo
luminoso emitido por unidad de potencia eléctrica absorbida). Atendiendo
a este parámetro, las lámparas más eficientes son las de descarga en gases
frente a las incandescentes, destacando en concreto las lámparas
fluorescentes (normales o compactas), las de vapor de sodio (a alta y baja
presión) y las de halogenuros metálicos.
62
Otras características importantes de las lámparas de descarga en
gases son su potencia eléctrica, flujo luminoso (energía luminosa emitida
por unidad de tiempo) e índice de rendimiento en color (capacidad de
reproducir correctamente los colores de los objetos iluminados, tomando
como base 100 la de la reproducción perfecta).
Todas las lámparas industriales de descarga en gases metálicos
necesitan de un equipamiento auxiliar para su correcta operación. Este
equipamiento puede ser:
•
Reactancia
o
balasto.
Existen
dos
tecnologías
distintas,
la
electromagnética y la electrónica. La primera de ellas supone un
consumo adicional de la lámpara de un 25% de su potencia nominal.
Los balastos electrónicos eliminan este consumo adicional y añaden
una serie de ventajas, como que incluyen arrancador y condensador
integrados, de forma que solo hay que instalar un equipo. Son más
caros que los electromagnéticos pero se amortizan rápidamente por
el menor consumo y la mayor duración de las lámparas.
•
Arrancador. En algunas lámparas es necesario un elemento que
permita elevar la tensión inicial en el momento del encendido por
encima de un umbral, a partir del cual la lámpara es capaz de
mantenerse en funcionamiento por sí misma.
•
Condensador. Utilizado para la corrección del factor de potencia, ya
que en lámparas fluorescentes y de descarga, debido a la
reactancia, es muy bajo.
Por otro lado, la operación eficiente desde el punto de vista
energético de una instalación de iluminación viene dada por la adecuada
63
gestión del modo de funcionamiento, del nivel de iluminación y del tiempo
de encendido de las lámparas, factores que dependen del sistema de
control y gestión que se emplee. Los sistemas más utilizados son los
siguientes:
•
Programadores horarios. Son interruptores horarios que se utilizan para
controlar grupos de lámparas en locales cuya ocupación siga un
patrón temporal muy definido (diario, semanal, etc.).
•
Detectores de presencia. Se activa por presencia y se mantiene por
presencia o sonidos. Su utilización resulta interesante en locales de
ocupación esporádica, como almacenes, vestuarios, pasillos, etc.
•
Reguladores de luz. Permiten variar el flujo luminoso de las fuentes de
luz en una instalación de alumbrado. Su principal objetivo es reducir el
nivel de iluminación a determinadas horas y obtener un importante
ahorro energético. La aplicación más importante de este tipo de
elementos es en locales con cierto grado de iluminación natural. De
este modo se aprovecha de forma óptima el aporte de luz natural y
se obtiene un considerable ahorro de energía.
En el caso concreto de la explotación de la Hojilla se propone la
sustitución de los fluorescentes actuales de 36 W por fluorescentes tipo
ECO de 32 W. A continuación se estima el ahorro producido:
Actual
Propuesta
fluorescente
fluorescente
Nº lámparas por luminaria
1
1
Potencia lámpara (W)
36
32
Tipología de lámpara
64
Nº de luminarias
58
58
-
480
Ahorro energético (kWh/año)
-
1.174
Ahorro económico anual
-
199,52
317
P.R.S (años)
2,40
Tabla 6.7 – Valoración de la sustitución de fluorescentes.
6.6.
Medidas de ahorro en la contratación de tarifas
6.6.1. Introducción
En el presente apartado, se estudian las medidas oportunas para
mejorar la contratación actual de la factura eléctrica.
Para el análisis de la facturación eléctrica se han tomado como base
los consumos y parámetros de contratación de las facturas facilitadas
correspondientes a las fechas del 28-4-11 al 30-12-11, estimándose el resto
de meses.
En general, los ahorros económicos que se pueden derivar de la
corrección de la facturación eléctrica, son los relativos a los siguientes
parámetros:
a) El tipo de tarifa
Las tarifas para baja tensión son:
65
•
Tarifa de Último Recurso: disponibles para suministros con menos de 10
kW de potencia contratada. Los precios de esta tarifa están
regulados.
•
Tarifa contratada con una comercializadora de mercado libre. Los
precios de esta tarifa son negociados.
Las tarifas para alta tensión son:
•
Tarifa 3.1A: para suministros con tensión superior a 1 kV y potencias
contratadas inferiores a 450 kW.
•
Tarifa 6 periodos: para suministros para suministros con tensión superior
a 1 kV con potencias contratadas inferiores a 450 kW.
b) La discriminación horaria empleada
El Real Decreto 1164/2001 define las tarifas de acceso a las redes de
transporte y distribución de energía eléctrica estableciendo los periodos
horarios aplicables a las distintas tarifas.
Así, para el caso de las tarifas de B.T. con potencias contratadas
inferiores a 15 kW, se puede optar por la opción de doble discriminación
horaria, que supone diferenciar el consumo en dos periodos: las horas punta
(10 al día) y horas valle (14 al día), con un precio menor en las horas valle.
En el caso de suministros con más de 15 kW de potencia contratada
resulta de aplicación un complemento por discriminación horaria que
diferencia tres períodos tarifarios al día. La duración de cada período será
la que se detalla a continuación:
66
Invierno
Verano
Punta
Valle
Punta
Valle
12 – 22
0 – 12, 22 – 24
13 – 23
0 – 13, 23 – 24
Tabla 6.3 - Horarios para modalidad de 2 periodos.
Invierno
Verano
Punta
Llano
Valle
Punta
Llano
Valle
18 – 22
8 – 18, 22 – 24
0–8
11 – 15
8 – 11, 15 – 24
0–8
Tabla 6.4 - Horarios para modalidad de 3 periodos.
El cambio del horario de invierno a verano o viceversa coincide con
la fecha oficial del cambio de hora.
c) El modo de contratación de la potencia y la potencia contratada
La potencia demandada queda registrada mensualmente en un
dispositivo denominado maxímetro, o bien es limitada a la potencia
contratada por un interruptor de control de potencia (ICP). En el caso de
disponer de maxímetro, para evitar recargos en la facturación, la potencia
contratada debe ajustarse al valor real demandado por el edificio.
d) La corrección del factor de potencia cuando sea necesario.
Los excesos en el consumo de energía reactiva por parte de una
instalación, serán penalizados económicamente por la Cía. Eléctrica.
Término de facturación de energía reactiva:
Para cos φ entre 0,95 y 0,80: 0,041554 €/kVArh.
67
Para cos φ <0,80: 0,062332 €/kVArh.
6.6.2. Optimización
A continuación se detallan las optimizaciones realizadas para el
suministro
analizado, corresponde a los consumos realizados en la
explotación ganadera la Hojilla, las condiciones se resumen en:
Periodo
de
referencia:
facturación
de
Compañía suministradora:
28-4-11/30-12-11
Iberdrola
CUPS:
ES0021000017249112WY
Tarifa:
3.1A
Potencia contratada (kW):
24,25;24,25;24,25
Tipo DH:
3
Consumo de
(kWh/año):
Consumo de
(kVArh/año)
Energía
Energía
Activa
Reactiva
40.836,52
34.863,48
Tabla 6.5 - Condiciones actuales del suministro.
Una vez que se ha llevado a cabo el análisis de la facturación
eléctrica, se puede comprobar que el suministro presenta una tarifa de alta
tensión con medida en baja tensión y dado que el transformador es
propiedad del abonado, según el R. D. 1164/2001, del 26 de octubre, se
faculta a la compañía eléctrica a facturar un recargo por pérdidas en el
transformador de un 4% de la energía y potencia consumida además de un
incremento de 0,01 kWh por 0,01 kWh por cada kVA de potencia nominal
del transformador, durante cada hora del mes. El sobrecoste por el recargo
68
para la explotación “La Hojilla C.B.” asciende a 1.257,23 €. Este problema es
de difícil solución ya que el transformador se encuentra ubicado sobre
poste a la intemperie. Dentro de las posibles soluciones estarían:
-
Instalación de un centro de transformación tipo caseta con celda
de línea, de medida y de protección con ruptofusibles. Dado su
elevada inversión, con plazos de retorno superiores a 20 años se
considera inviable.
-
Cesión del transformador a la Cía. Para ello la instalación debe
cumplir además del RAT, la normativa particular de Iberdrola. En
caso de que no exista más que un abonado interesado en la
conexión a ese suministro, es muy probable que la cía. desestime
la oferta de cesión.
-
Reducción de la potencia del Trafo. de 100 kVA a 50 kVA. Con
esto se reduciría el recargo aplicado en 4.380 kWh y 748,8 €. Se
aconseja valorar con un instalador electricista la posibilidad del
cambio de trafo. Esta medida, obviamente reduciría la potencia
de la que el abonado podría disponer en un futuro.
a) Tarifa:
El coste del término de energía a fecha de 30/12/2011 es de:
•
Período 1: 13,14153 c€/kWh
•
•
Los precios del contrato se consideran adecuados y no se han
encontrado ofertas más atractivas, no obstante se recomienda que los
69
responsables de la explotación soliciten ofertas siempre que el contrato
firmado con la cía. Comercializadora esté próximo a extinguirse.
b) Discriminación horaria:
Dado que la explotación presenta potencias inferiores a 450 kW y
conexión en alta tensión no es posible el cambio de los periodos de
facturación
c) Optimización de potencia:
La potencia contratada es ligeramente superior a la necesaria,
existiendo por tanto un exceso en la facturación. Tomando como base los
valores registrados en cada período de facturación, y con objeto de
minimizar la facturación del término de potencia se concluye que el valor
óptimo de potencia a contratar para el suministro debe ser de 20 kW para
el periodo 1 o punta, 21 kW para los periodo 2 y 3 (llano y valle). En estas
condiciones el ahorro obtenido en el término de potencia constituye un
ahorro de 48,78 €, un 4,44% con respecto al coste de la potencia en la
situación actual.
Actual
Potencia (kW)
Optimizada
P1: 24,25
P1: 20
P2: 24,25
P2: 21
P3: 24,25
P3: 21
1.099,52 €
1.050,74 €
Coste
Potencia (€/año)
Tabla 5.1.1.5 - Optimización de la potencia contratada.
70
d) Optimización de la energía reactiva demandada
La energía reactiva está asociada a los campos magnéticos internos
de motores, transformadores (receptores) y otros elementos. Estos absorben
energía de la red durante la creación de los campos magnéticos
necesarios para su funcionamiento, entregándola durante la destrucción
de los mismos. Existen algunos efectos negativos que se derivan del
consumo de este tipo de energía:
•
Costes económicos para el consumidor.
•
Caídas de tensión.
•
Pérdida de potencia.
•
Sobrecargas en las redes de distribución.
Para evitar estos efectos perjudiciales la normativa vigente establece
el término de facturación de energía reactiva.
El término de facturación por energía reactiva será de aplicación a
cualquier tarifa, para lo cual se deberá disponer del contador de energía
reactiva permanentemente instalado, excepto en el caso de la tarifa
simple de baja tensión (2.0A). Este término se aplicará sobre todos los
períodos tarifarios, excepto en el período 3, para las tarifas 3.0A y 3.1A, y en
el período 6, para las tarifas 6, siempre que el consumo de energía reactiva
exceda el 33% del consumo de activa durante el período de facturación
considerado (cosϕ < 0,95) y únicamente afectará a dichos excesos.
La instalación dispone de un batería de condensadores con
regulación. Aún así por lo observado en las facturas se producen elevados
71
consumos de energía reactiva, presentando un
cosϕ
mensual medio de
0,78 por lo que se producen importantes recargos por consumo de energía
reactiva, ascendiendo a 721,89 € anuales.
Figura 6.1 - Batería de condensadores existente.
El problema debe ser corregido por un instalador electricista
presentando un coste reducido ya que dado la reciente apertura de la
explotación, es posible que el equipo se encuentre en garantía. Se
recomienda acometerla con alta prioridad debido a los elevados recargos
por reactiva que se están produciendo.
Optimizada
Actual
Coste E. reactiva (€/año)
Inversión (€)
Tasa de retorno
(Reparación o instalación de nueva batería
de condensadores de 14 kVA)
721,89
-
0
1.244,55 (Instalación batería de 14 kVA)
1,39
Tabla 5.1.1.7- Optimización de la energía reactiva.
72
6.6.3. Simulación de la facturación eléctrica.
A continuación se exponen los resultados de la simulación de los
costes asociados al suministro eléctrico. La tabla 6.8 ofrece un resumen de
las actuaciones propuestas, la tabla 6.9 simula los costes para el 2012 en
caso de mantenerse las condiciones de contratación actuales y la tabla
6.10 considera las modificaciones en la contratación propuestas en los
puntos anteriores (situación óptima) (se ha considerado un IVA del 18% en
ambos casos).
Actual
Optimizada
3.1.A
3.1.A
P1: 24,25
P1: 20
P2: 24,25
P2: 21
P3: 24,25
P3: 21
Coste Potencia (€)
1.099,52 €
1.050,74 €
Ahorro (%)
-
4,43%
Tipo DH:
3P
3P
Batería de condensadores
Fuera de servicio
Funcionamiento
correcto
Coste (€)
-
Ahorro (€)
-
Tarifa
Potencia contratada (kW)
1.244,55
(Instalación batería de
14 kVA)
Período Amort. (años)
Precio Medio (€/kWh)
721,89
1,39
0,17
0,15
Tabla 6.8- Resumen general de optimización de factura
73
P1
P2
P3
(kWh) (kWh) (kWh) (kWh)
Enero
465
923
1.044
(kVar)
Max.
Punta
(kW)
Max.
Llano
(kW)
979
9
21
Activa Reactiva
2.431
Max.
Valle Cos fi
(kW)
Término
Energía
( €)
Término
Potencia
( €)
Reactiva Impuesto Alquiler
I.V.A.
Total
( €)
( €)
( €)
( €)
( €)
64,22
420,99
22
0,87
249,85
73,09
5,06
16,77
12,00
Febrero
484
1.126
1.432
3.042
1.557
7
21
22
0,83
305,99
73,09
12,77
20,03
12,00
76,30
500,19
Marzo
1.162
2.188
1.910
5.260
4.239
21
16
21
0,73
556,78
72,94
99,07
37,26
12,00
140,05
918,10
Abril
1.130
2.127
1.857
5.114
4.102
21
16
21
0,73
541,31
72,94
95,57
36,29
12,00
136,46
894,57
Mayo
1.162
2.188
1.910
5.260
4.217
21
16
21
0,73
556,77
72,94
98,40
37,23
12,00
139,92
917,26
Junio
1.170
2.186
1.897
5.252
4.083
21
23
21
0,74
556,54
75,74
94,53
37,16
12,00
139,68
915,65
Julio
1.515
2.713
2.268
6.495
5.360
21
23
21
0,73
692,45
75,74
128,65
45,85
12,00
171,84
1.126,53
Agosto
630
1.496
1.516
3.643
2.290
21
23
21
0,79
375,03
75,74
26,32
24,39
12,00
92,43
605,90
2.797
2.321
6.693
5.574
21
23
16
0,73
714,41
75,69
134,91
47,29
12,00
177,17
1.161,48
Septiembre 1.575
Octubre
274
862
1.322
2.458
1.260
21
16
21
0,81
238,89
72,94
8,15
16,36
12,00
62,70
411,05
Noviembre
518
1.196
1.514
3.229
1.673
9
21
22
0,83
325,12
73,09
14,05
21,08
12,00
80,16
525,51
Diciembre
453
894
1.005
2.352
925
9
9
10
0,87
241,97
72,51
4,41
16,30
12,00
62,50
409,70
36.259
17
19
20
0,78
5.355,12
886,47
721,89
356,02
144,00 1.343,43 8.806,94
TOTAL
10.538 20.696 19.996 51.229
Tabla 6.9 - Coste para las condiciones de contratación actuales del suministro
74
P1
P2
P3
Max.
Punta
Max.
Llano
(kVar)
(kW)
(kW)
Activa Reactiva
(kWh) (kWh) (kWh) (kWh)
Max.
Valle Cos fi
(kW)
Término
Energía
Término
Potencia
( €)
( €)
( €)
( €)
Reactiva Impuesto Alquiler
I.V.A.
Total
( €)
( €)
( €)
Enero
465
923
1.044
2.431
0
9
21
22
1,00
249,85
65,86
0,00
16,14
12,00
61,89
405,75
Febrero
484
1.126
1.432
3.042
28
7
21
22
1,00
305,99
65,86
0,00
19,01
12,00
72,52
475,38
Marzo
1.162
2.188
1.910
5.260
673
21
16
21
1,00
556,78
69,53
0,00
32,02
12,00
120,66
791,00
Abril
1.130
2.127
1.857
5.114
650
21
16
21
1,00
541,31
69,53
0,00
31,23
12,00
117,73
771,81
Mayo
1.162
2.188
1.910
5.260
660
21
16
21
1,00
556,77
69,53
0,00
32,02
12,00
120,66
790,98
Junio
1.170
2.186
1.897
5.252
916
21
23
21
0,99
556,54
77,79
0,00
32,43
12,00
122,18
800,94
Julio
1.515
2.713
2.268
6.495
1.395
21
23
21
0,98
692,45
77,79
0,00
39,38
12,00
147,89
969,51
Agosto
630
1.496
1.516
3.643
173
21
23
21
1,00
375,03
77,79
0,00
23,15
12,00
87,83
575,80
2.797
2.321
6.693
960
21
23
16
0,98
714,41
76,95
0,00
40,46
12,00
151,89
995,71
Septiembre 1.575
Octubre
274
862
1.322
2.458
91
21
16
21
1,00
238,89
69,53
0,00
15,77
12,00
60,52
396,71
Noviembre
518
1.196
1.514
3.229
23
9
21
22
1,00
325,12
65,86
0,00
19,99
12,00
76,14
499,11
Diciembre
453
894
1.005
2.352
0
9
9
10
1,00
241,97
61,09
0,00
15,50
12,00
59,50
390,07
5.569
17
19
20
1,00
5.355,12
847,14
0,00
317,10
144,00 1.199,41 7.862,78
TOTAL
10.538 20.696 19.996 51.229
Tabla 6.10 - Coste para las condiciones de contratación optimizadas del suministro
75
6.7.
Implantación
cortavientos
de
barreras
vegetales
La elección de la ubicación de una explotación ganadera está
sometida
a
una
serie
de
condicionantes
de
orden:
normativo,
infraestructuras (accesos, agua y luz), eliminación de residuos, etc.
En general, se buscan terrenos sanos, protegidos de los vientos fuertes,
pero aireados, secos y bien drenados, que permitan de partida la
instalación de la granja sin problemas añadidos.
En esta elección se evitarán:
•
Los obstáculos excesivamente próximos que puedan interferir en la
ventilación.
•
Colinas muy expuestas al viento que puedan producir un exceso de
entrada de aire.
•
Lugares encajonados, con insuficiente ventilación, húmedos y muy
calurosos.
Figura 6.2 – Protección mediante barreras vegetales cortavientos.
76
En
este
contexto,
resultan
interesante
contar
con
barreras
cortavientos naturales que o bien existen de antemano o conviene
implantar.
Las barreras vegetales cortavientos, además de ser un elemento
ornamental y de mimetización, que facilita la integración de las naves
ganaderas en el medio natural, tienen otras ventajas añadidas:
•
Facilitan la gestión de la ventilación en naves con ventilación natural.
•
Las naves están menos expuestas a los vientos, reduciendo las
pérdidas energéticas por ventilación y los posibles daños por la propia
acción del viento sobre las superficies exteriores.
Hay dos tipos de barrera cortavientos: las creadas con especies
perennes y con especies caducas.
Calcular una protección cortavientos es una tarea compleja, pues
depende de muchos factores y es una práctica muy imprecisa.
Para la protección de naves con sistemas de ventilación natural, la
recomendación es la siguiente: una plantación vegetal donde la
permeabilidad al aire estimada es del 50%, ofrece una protección a los
vientos en una distancia aproximadamente igual a 20 veces su altura
(como se ha visto en la figura anterior).
77
7. ESTUDIO DE INTEGRACIÓN DE LAS ENERGÍAS
RENOVABLES
El consumo de combustibles fósiles y la consecuente emisión de gases
de efecto invernadero es uno de los factores fundamentales, por no decir el
principal, que influyen en el problema medioambiental mundial que se ha
venido a denominar como “Cambio Climático”. Por ello, de las reservas de
combustibles fósiles económicamente recuperables existentes en la
actualidad, no se debería consumir más que la cuarta parte si se quiere que
el planeta sobreviva a esta problemática.
Una de las herramientas más efectivas para mejorar la gestión
energética española de los sectores productivos y, en concreto, del sector
ganadero, es la disminución del uso de las energías convencionales,
normalmente energía eléctrica suministrada por la red de suministro
público, gasóleo, gas natural o GLP, sustituyéndolas por energías
renovables, las cuales suponen un bajo impacto ambiental en el
aprovechamiento energético, con menores emisiones de gases de efecto
invernadero.
Existen diversas fuentes energéticas consideradas como renovables, y
entre ellas, las que tienen mayores posibilidades de aplicación en las
explotaciones ganaderas son las siguientes:
•
Energía solar térmica.
•
Energía solar fotovoltaica.
•
Energía de la biomasa solida.
•
Energía geotérmica de baja entalpia.
78
7.1.
Biomasa como combustible.
La biomasa se puede utilizar en múltiples aplicaciones de generación
de calor, incluidos por supuesto las explotaciones ganaderas. Las
limitaciones técnicas son menores y la mayor parte de las veces salvables,
por lo que en la mayor parte de los casos la viabilidad de la aplicación de
biomasa viene determinada por los parámetros que determinan los costes
de cada caso. Los sistemas de calefacción con biomasa tienen en muchos
casos considerables ventajas económicas y son, generalmente, fáciles de
realizar.
Los factores clave que determinan la viabilidad económica son dos:
•
Número de horas de demanda de calor anuales.
•
Tamaño de la caldera necesaria.
El primero de ellos depende fundamentalmente de la climatología, es
decir, de la localización del invernadero, y del tipo de cultivo. El segundo
factor depende fundamentalmente de la superficie de cultivo y de la
climatología.
En el mercado existen diferentes tipos de biomasas que se
comercializan como combustible (Fig. 9). El precio de los combustibles de
biomasa que se comercializan es muy inferior al de los combustibles fósiles.
Al tratarse en muchos casos de residuos de industrias agrícolas puede haber
variaciones importantes por regiones y de un año a otro en función de las
cantidades generadas y de la demanda existente. Existen diferencias
significativas de unos combustibles de biomasa a otros en función de las
calidades (densidad, poder
79
Los biocombustibles más utilizados para el uso de biomasa con
aplicaciones para calefacción son los pellets, las astillas de madera y los
residuos agroindustriales como los orujillos, las pepitas de uva o las cáscaras
de almendra.
Humedad (%)
Cenizas (%)
PCI (kcal/kg)
Densidad
(kg/m3)
Precio
aproximado
(€/MWh)
Pellets de madera
< 12
<1
> 4.000
700
25-34
Hueso de aceituna
21-23
<1
> 3.800
680
23
Cáscara de almendra
9-15
1-3
> 3.700
400
13
Orujo de uva seco
< 12
<4
> 3.800
275-300
11
Astillas de madera
20-55
1-2
1.600 – 3.300
250
9-13
Tabla 7.1 - Ejemplos de características de algunas biomasas
No todas las biomasas son combustibles iguales y las calderas están
diseñadas para un combustible con unas especificaciones determinadas.
Normalmente las calderas de pequeña potencia admiten un combustible
estandarizado según una norma, como por ejemplo los pellets o astillas
secas (<30%) y cribadas con una granulometría adecuada. Por otro lado,
las calderas de gran potencia se diseñan a medida de un combustible
determinado y admiten una variación limitada en las características de
éste.
Los pellets son un biocombustible estandarizado, cilíndrico, hecho por
la compresión de virutas y astillas molturadas y secas, y en muchos casos
procedentes de residuos de madera limpios, de serrerías o de otras
industrias de la madera. El poder calorífico inferior de los pellets es
aproximadamente 4,7 kWh/kg (4.000 kcal/kg).
80
Dos kilogramos de pellets equivalen aproximadamente a un litro de
gasóleo. Los pellets tienen una densidad energética mayor y necesitan
menos volumen de almacenamiento que el resto de los biocombustibles
Los sistemas modernos de calefacción con biomasa trabajan del
mismo modo que los sistemas de calefacción convencionales con gasóleo
o gas. El estado actual de desarrollo tecnológico de estas calderas permite
que la limpieza de las superficies de intercambio y la extracción de cenizas
sean automáticas.
Estos sistemas de calefacción arrancan automáticamente y modulan
la potencia según la demanda. Sin embargo, hay que destacar la
existencia de una amplia gama de calidades disponibles en el mercado. La
selección cuidadosa de una caldera de alta calidad es esencial para
realizar con éxito un proyecto.
Un sistema de calefacción con biomasa necesita algo más de
espacio para la caldera, espacio para el silo de combustible y el acceso
para el suministro del mismo.
La inversión inicial en calderas de biomasa es mayor que con los
combustibles fósiles pero, sin embargo, el coste de combustible es
claramente menor. Por lo tanto, cuanto mayor sea el ahorro anual en
combustible respecto a la inversión inicial antes se amortizará la instalación
y
menor
será
el
coste
del
calor
generado.
Esto
depende
fundamentalmente de los siguientes factores:
•
Horas anuales de funcionamiento a plena carga: ratio entre el
consumo anual de combustible (expresado en kWh) y la potencia de
la caldera (en kW).
81
•
Potencia de la caldera.
•
Diferencial de coste entre el combustible fósil y la biomasa utilizada.
En el caso concreto de la explotación de la Hojilla se valora la
instalación de una caldera de biomasa de 120 kW nominales con silo,
alimentación automática, elementos auxiliares y sistema de distribución de
calefacción con fancoils a 2 tubos.
Actual
(Generadores de aire
caliente a gas propano)
Biomasa
Rendimiento (%)
90
80
Coste combustible 3 (€/kWh)
0,109
0,021
Consumo anual (kWh)
85.801
96.526
Coste anual (€)
9.341,00
2.027,04
Ahorro (%)
78,3%
Coste aproximado (€)
40.312
Reducción de emisiones de CO2 (kg)
18.876,2
PRS (años)
5,51
Tabla 7.2 – Valoración de la sustitución del sistema de calefacción actual por caldera de biomasa
3
Coste Biomasa: Supuesto Hueso de aceituna a 0,021 €/kWh (considerando 90 €/Tn y un PCI de
4,3 kWh/kg).
Coste Gas Propano: coste de aprovisionamiento de la explotación durante 2011: 0,109 €/kWh
82
7.2.
Energía solar térmica para apoyo a sistema
calefacción.
Las instalaciones de energía solar térmica de baja temperatura tienen
como objetivo la producción y almacenamiento de agua caliente
mediante la conversión térmica de la radiación solar. En la actualidad, su
uso más extendido (90% de la superficie captadora instalada) y rentable es
el uso sanitario, seguido de la calefacción y la climatización de piscinas
cubiertas en aplicaciones domesticas y del sector servicios.
Las temperaturas nocturnas y en determinadas épocas del año en el
interior de las naves de la explotación, en ciertas regiones son demasiados
bajas, por lo que es necesario contar con algún sistema de calefacción
para evitar daños en los animales.
Para estas explotaciones lo que se propone es una instalación solar
térmica como apoyo a un sistema general de calefacción. Estos sistemas
de calefacción mixtos por suelo radiante aprovechan el calor del sol en
época estival con un campo de captación pequeño que acumula la
energía a través de un fluido en grandes tanques en superficie o enterrados
bajo el suelo de la explotación. De esta forma, durante la época de mayor
demanda calorífica, permiten tener un reservorio de energía en perfectas
condiciones para circularlo por el suelo radiante de la explotación
produciendo un gran ahorro en el combustible.
Cuando el sistema solar no sea capaz de proporcionar la energía
necesaria para mantener la temperatura óptima del invernadero entrará
en funcionamiento el sistema convencional o caldera de biomasa; de esta
83
forma tenemos garantizado el suministro y el ahorro energético con la diversificación a través de la energía solar térmica.
La inversión con estas configuraciones es más alta en el sistema de
acumulación que en el sistema de captación.
Para la explotación La Hojilla no se considera viable la inversión en
esta tecnología
7.3.
Energía solar fotovoltaica con Balance Neto
La energía solar fotovoltaica es el aprovechamiento eléctrico de la
radiación solar mediante el efecto fotovoltaico, es una fuente renovable de
energía en fase comercial que puede producir electricidad allí donde se
consume, evitando la saturación de las redes de distribución eléctricas y
disminuyendo las perdidas en el transporte de la electricidad. De ahí, una
de las principales razones que justifican su empleo.
El sector agropecuario, caracterizado en muchos casos por su
aislamiento de las redes de distribución publica de energía eléctrica, es un
sector donde la energía solar fotovoltaica presta buenos servicios,
principalmente para el bombeo (en superficie y de profundidad) y el
tratamiento de aguas.
El bombeo de agua por energía solar fotovoltaica (lo que se viene a
llamar bombeo solar) se ha extendido, sobre todo en los países
subdesarrollados, pero también se emplea en los países con mayor nivel
tecnológico, por ejemplo, para extraer agua del subsuelo en zonas áridas.
Los generadores solares alcanzan en estos casos capacidades de 2 a 5
84
kWp, sin baterías, pero con un inversor o un arrancador electrónico
(“booster”) que alimenta directamente el motor de la bomba.
Otra opción que se presentará en breve es el llamado autoconsumo
mediante Balance Neto. El autoconsumo permite que los usuarios puedan
producirse su propia electricidad gestionando el sistema por medio de un
intercambio de energía con la Compañía Distribuidora denominado
Medición Neta (Net Metering), Saldo Neto o Balance Neto.
La producción de energía de pequeña potencia acerca los puntos
de producción a los lugares de consumo permitiendo además una mayor
democratización de la actividad de generación eléctrica. Es fundamental
en el nuevo modelo energético a nivel mundial, pero para incentivar su
desarrollo requiere un importante esfuerzo regulatorio, y el más extendido es
el modelo de la Medición Neta (Net Metering), que en España se llama
coloquialmente Autoconsumo.
Con el Balance Neto, los usuarios pueden compensar la energía
consumida menos la energía vertida a la red. Así se salda en un balance los
periodos de producción y consumo en la facturación establecida.
Aún no existe una regulación definitiva respecto al balance neto,
pero se espera que en breve se impongan las condiciones necesarias para
poder realizar una instalación fotovoltaica con esta opción.
En el caso concreto de la explotación de la Hojilla se puede
predimensionar una instalación que produzca la misma cantidad de
kWh que la explotación consume. Para la instalación de un sistema
fotovoltaico la situación de la nave, orientación, inclinación,
estructura y cubierta, se consideran casi óptimas permitiendo la
85
instalación directamente adosada a la cubierta con una estructura
que permita la ventilación necesaria de los paneles, lo cual abarata
significativamente los costes de montaje. En concreto para producir
un total de 40.800 kWh/año con una inclinación de 15º y orientación
sureste de 35º, se necesitaría una instalación compuesta por un total
de 170 módulos de silicio monocristalino de 200 Wp de potencia, 3
inversores monofásicos de 10 kW de potencia nominal, estructura de
sujeción, cableado y protecciones que ocuparía una superficie de
270 m2 en la cubierta. A continuación se valora la actuación:
Consumo E. Eléctrica (kWh)
Ahorro energía (kWh)
Actual
Propuesta
40.836
36
-
40.800
Ahorro económico (€)
6.936
-
78.200
11.016
P.R.S (años)
11,27
Tabla 7.3 – Valoración de una instalación fotovoltaica en régimen de autoconsumo
7.4.
Energía geotérmica de baja entalpia
La energía geotérmica tiene su origen en la generación continua de
calor que tiene lugar en el centro de la Tierra producida en los procesos de
fisión que se llevan a cabo en el núcleo, debido a la existencia de
elementos radiactivos como el uranio y el torio. Así, la energía geotérmica
se basa en la enorme diferencia de temperaturas que existe en el interior de
la Tierra, y que van desde los 15 ºC de la superficie a los 4.000 ºC del núcleo.
Este gradiente térmico origina una transferencia continua de calor por
86
conducción desde el centro de la Tierra a la superficie, cuyo flujo es, sin
embargo, bajo, debido a la baja conductividad de sus materiales, lo que
hace que sea muy difícil su aprovechamiento. El gradiente térmico normal
se encuentra entre 2 y 4 ºC cada 100 m de profundidad.
El
uso
directo
del
calor
es
la
forma
más
extendida
de
aprovechamiento de la energía geotérmica. Las aplicaciones domesticas
(calefacción individual y de distrito), urbanas (secado de pavimentos), en
ganadería, agricultura y acuicultura, y algunos usos industriales (como
secado, destilación o esterilización), constituyen las formas más conocidas
de utilización.
En el sector agropecuario, la EG se aplica fundamentalmente para la
calefacción
ambiental
(alojamientos
ganaderos
o
invernaderos)
o
localizada (cama de animales o sustratos de cultivo). En agricultura
también se emplea en el riego con agua tibia, tanto de forma superficial
como enterrada. Aunque la aplicación agropecuaria más común de la
energía geotérmica es la climatización de invernaderos, también existen
instalaciones ganaderas alimentadas geotérmicamente.
Incluso
existen
explotaciones
en
las
que
se
plantea
un
aprovechamiento combinado en cascada para las dos aplicaciones, ya
que
las
necesidades
térmicas
de
un
alojamiento
ganadero
son
aproximadamente el 50% de las de un invernadero, para la misma
superficie.
El agua caliente de origen geotérmico, además de ser utilizada para
calefacción, es empleada en tareas de limpieza de los establos y para
higienizar las instalaciones y a los propios animales. Además, los sistemas de
energía geotérmica pueden combinarse con sistemas de refrigeración por
87
absorción, con objeto de producir frío y proporcionar una solución integral
de climatización de locales.
Sin embargo, en la actualidad el mayor número de aplicaciones de
la energía geotérmica se produce en la modalidad de baja entalpia,
siendo además la tipología de instalación con mayor proyección. La de la
energía geotérmica de baja entalpía basa su principio en la capacidad
que tiene la tierra para acumular el calor procedente del sol, manteniendo
su temperatura prácticamente constante a lo largo del año a partir de una
determinada profundidad. Así, a partir de 1 m de profundidad, la
temperatura sufre pequeñas variaciones, manteniéndose en un valor
próximo a la media anual de la temperatura ambiente en la localización, y
a partir de 5 m de profundidad, la temperatura se mantiene más o menos
constante en torno a los 15 ºC, con independencia de la ubicación
geográfica y de la época del año.
Una bomba de calor geotérmica, dispositivo en el que se basan las
instalaciones de energía geotérmica de baja entalpía, es una máquina
frigorífica que cede y absorbe calor del terreno a través de un conjunto
enterrado de tuberías de polietileno, las cuales se pueden conectar de
varias formas: en serie, en paralelo y en vertical. La instalación está formada
por una gran masa térmica (suelo) que permite ceder/extraer calor, un
conjunto de tuberías enterradas por las que circula agua/anticongelante y
una bomba de calor geotérmica agua/agua.
Para la instalación ganadera de la Hojilla, no se aconseja este tipo de
instalaciones por la excesiva inversión a realizar y disponiendo de equipos
con poco tiempo de uso, aunque puede ser una opción a estudiar en el
momento de querer cambiar los equipos de climatización existentes
actualmente.
88
8. POSIBILIDADES
DE
APROVECHAMIENTO
ENERGÉTICO DE LOS RESIDUOS GENERADOS
EN LA INSTALACIÓN
Los residuos orgánicos tienen una elevada carga contaminante y
pueden contribuir a la degradación de los recursos naturales, como el
agua, los suelos y el aire. Los principales agentes de contaminación del
agua son la materia orgánica fácilmente biodegradable, con su elevada
demanda biológica y química de oxigeno, el nitrógeno, el fosforo, los
microorganismos patógenos y, eventualmente, los metales pesados. La
degradación de la calidad del aire ambiental en las explotaciones
pecuarias se produce como consecuencia de los gases y vapores
producidos por la descomposición de los residuos, así como debido a la
presencia de polvo y de microorganismos patógenos. La contaminación
del aire es debida principalmente al metano y al CO2 producidos en las
instalaciones de almacenamiento y de tratamiento biológico de los
residuos.
Por ello, los residuos de las explotaciones ganaderas deben ser
gestionados de forma que se aseguren unas buenas condiciones sanitarias
de los animales, con el objetivo de minimizar la producción de malos olores
y para reducir su potencial contaminante.
En resumen, una gestión de los residuos ganaderos que prevenga los
riesgos para el medio ambiente y para la salud animal y de las personas.
La digestión anaerobia es un proceso de tratamiento biológico de
efluentes orgánicos que se desarrolla en ausencia de oxigeno y que
permite convertir la mayor parte de la carga contaminante del efluente en
89
fuente de energía en forma de biogás. Este biogás está constituido por
metano (60-75%), CO2 y otros componentes, principalmente H2O, H2, H2S y
N2, en proporciones bastante inferiores. El metano contenido en el biogás le
confiere potencial energético y posibilita su correspondiente utilización
como combustible gaseoso en diversas aplicaciones.
Los objetivos que se persiguen cuando se realizan tratamientos de
aprovechamiento del estiércol en las granjas son:
–
Recuperar la energía residual (biogás).
–
Reducir las emisiones de olor durante el almacenamiento o
aplicación al campo.
–
Disminuir
el
contenido
en
nitrógeno
para
prevenir
contaminación del agua subterránea y superficial como
resultado de su aplicación a la tierra.
–
Permitir un transporte más seguro a otros destinos para su
aplicación en otros procesos.
Los sistemas de tratamiento utilizados son diversos, aunque la mayoría
de las explotaciones son capaces de gestionar el estiércol sin recurrir a las
técnicas que se indican a continuación. Además del tratamiento en la
explotación,
el
estiércol
avícola
puede
tratarse
externamente,
en
instalaciones industriales de combustión, compostaje o secado.
Las técnicas aplicadas para el tratamiento de estiércol avícola en la
explotación son:
–
Separación mecánica
–
Aireación del estiércol líquido
90
–
Tratamiento biológico
–
Compostaje del estiércol sólido
–
Tratamiento anaeróbico del estiércol
–
Incineración del estiércol
–
Aplicación de aditivos al estiércol
El tratamiento del estiércol en la granja puede implicar un riesgo
sanitario, no siendo una alternativa recomendable en estos casos.
91

Auditoria energetia exploitation LA HOJILLA popular!

Transcripción

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