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Eficiencia energética y tecnología solar

La eficiencia energética y la integración de energías renovables en edificios, tanto en reformas como en obras de nueva construcción, va a ser unos de los retos de los próximos años

La cumbre de Copenhague sobre el clima mundial no ha llevado al acuerdo deseado, sin embargo, el cambio climático y una necesaria limitación del calentamiento global en máximo 2°C ha sido reconocida. En la Unión Europea se ha acordado en Diciembre de 2008 una estrategia integrada en el área de Energía y Protección del clima, con metas ambiciosas para 2020, con el fin de llevar a Europa hacia un futuro sostenible para el medio ambiente, con una reducción en las emisiones del CO2, y una economía eficiente de energía.

En febrero de este año tuvo lugar en Madrid un seminario sobre la normativa europea 2006 / 32 / CE para la eficiencia energética, bajo la administración de Energy Efficiency Watch – EEW.

El arquitecto Frank Schroeder explica: “Al mismo tiempo que se ahorra energía, tenemos que generarla de manera sostenible. Hoy en día, la modernización de la cartera actual de edificios ha adquirido gran importancia. Las actuaciones de rehabilitaciones de edificios pueden ir acompañadas por mejoras de la eficiencia energética, la generación sostenible de energía, la mejora de diseño, el aumento de superficies y por lo tanto un aumento del valor del edificio.”

SUBVENCIONES Y PLAN DE ACCIÓN GUBERNAMENTAL

Desde febrero de 2009 existe el plan de financiación andaluz A+ que prevé ayudas financieras para rehabilitaciones de edificios en el sentido de mejoras de eficiencia energética, del ahorro de energía y el uso de energías renovables así como la eliminación de barreras arquitectónicas, entre otros.

Las solicitudes pueden ser presentadas hasta el 30/12/2014.

Desde finales de 2008, el gobierno central promueve con el Plan renove la compra de electrodomésticos o aparatos de aire acondicionado nuevos y energéticamente eficientes. Subvenciona en condiciones determinadas hasta 2012 el uso e implantación de energías renovables y ecológicas como por ejemplo las energías solar, la energía eólica, la energía a través de biomasa, la energía de biocarburante y la energía de fuerza hidráulica.

El Plan de Acción 2008-2012 para la eficiencia energética y la introducción de energías renovables está considerado por el gobierno central como altamente rentable. No sólo respecto al medio ambiente y el ahorro de gastos para la sociedad a largo plazo, (gastos resultantes del exceso de emisiones de CO2 que provocan el efecto invernadero), sino que también a medio plazo ya es económicamente rentable para el promotor. El IDAE (Instituto para la Diversificación y el Ahorro de la Energía) otorga créditos o ayudas directas, así como ventajas fiscales para instalaciones de generación de energía alternativa y autosuficientes no inyectando en la red eléctrica y/ó medidas para la mejora de edificios respecto a la eficiencia energética hasta el año 2012. En Andalucía hasta 2014.

Con esta acción se pretende poner al día 2.250.000 pisos o 150.000 edificios, ahorrar 1.885.000 t CO2 y crear 390.000 puestos de trabajo. (Fuente: Plan de Acción 2008-2012 de la Estrategia de Ahorro y Eficiencia Energética en España)

Dado que la cantidad de los incentivos tiene un máximo y puede que se procedan de manera diferente según municipio, comunidad o características del promotor, es aconsejable, presentar las solicitudes cuanto antes.

EFICIENCIA ENERGÉTICA

2002/91/CE, 2006/32/CE

La eficiencia energética de un edificio es la relación entre la cantidad de energía consumida realmente (o que se estime necesario para satisfacer las distintas necesidades asociadas a un uso estándar del edificio) y de un factor teniendo en cuenta medidas empleadas cómo el aislamiento térmico, características técnicas también de las instalaciones, el diseño y la orientación en relación con los aspectos climáticos, la exposición solar, influencia de construcciones próximas, la generación de energía propia y otras medidas que influyan la demanda de energía.

La eficiencia energética de edificios puede ser mejorada evitando el consumo innecesario por cambios de hábitos de cada uno y a través de mejoras técnicas y de gestión.

El sector de la vivienda y de los servicios, compuesto en su mayoría por edificios, absorbe más del 40% del consumo final de energía en la Comunidad. Por eso, el gran número en nuevas normas en el sector de construcción para moderar el consumo de energía a la hora de construir y en el mantenimiento de edificios.

La eficiencia energética (la optimización de la relación energética) es una de las metas principales de la “arquitectura sostenible”, a pesar de que no es lo único. Para conseguilor, los arquitectos usan técnicas diferentes, como por ejemplo la reducción del consumo de energía, el uso de la energía del sol o de las energías renovables, o el uso de la energía auto-producida.

Bajo los conceptos de la Arquitectura Sostenible, se encuentran estrategias del acondicionamiento pasivo o activo, calentamiento de agua sanitaria por uso activo y pasivo de la energía solar, la producción de la energía solar fotoeléctrica y uso de la energía de fuerza de agua, de viento, de biomasa o de la energía térmica.

UTILIZACIÓN ACTIVA DE ENERGÍA SOLAR

Bajo este lema se entiende la utilización de energía solar para la producción de luz eléctrica o mediante colectores solares para el calentamiento de agua de uso general, calefacción, refrigeración o climatización. Idealmente se usa una combinación de los métodos diferentes para asegurar un abastecimiento energético igualado sobre el año, teniendo en cuenta las vacilaciones estacionales.

Sistemas eficientes de Climatización (calefacción, refrigeración o ambos) son una meta primaria de la arquitectura sostenible, dado que ellos consumen normalmente la máxima energía en edificios.

ENERGIA SOLAR TÉRMICA

Los sistemas para la preparación de agua caliente sanitaria mediante los conocidos colectores solares cubren de manera sostenible en total o por partes las necesidades durante el año. La energía solar sirve directamente para calentar un material de soporte en un circuito cerrado (la mayoría de las veces agua) y pasar al consumidor según las necesidades a través de un tanque amortiguador.

Hay sistemas más favorables para aprovechar al máximo todas las horas de sol. Al no tener que ajustarlos perfectamente al sol, pueden traer ventajas para el diseño y la integración de ellos en los edificios.

ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

La técnica se basa en el “efecto fotoeléctrico”. En principio se trata de un fenómeno físico, en cuanto que los fotones (energía de la luz) inciden en un material determinado y en determinadas condiciones, se desprenden electrones de la relación molecular de este material y se libera con esto la energía eléctrica.

Se componen las células sobre todo de placas de semiconductor naturales o fabricadas industrialmente (rendimiento 14-16%) del silicio natural.

La energía generada puede estar almacenada en acumuladores, o ser inyectada a través de un transformador en la red de suministrador de energía. Los fabricantes de módulos fotovoltaicos ofrecen garantía de 25 años. La duración media de la vida de módulos fotovoltaicos está entre 30-40 años. Básicamente un sistema de captación solar necesita poco mantenimiento y prácticamente no sufren averías.

En poco tiempo, España se ha convertido en uno de los productores más importantes del mundo; principalmente en centrales solares eléctricas de tierra.

La tendencia actual podría apuntar hacía sistemas fotovoltaicos de captación solar sobre cubierta ó en fachada, para no impactar en el paisaje. Hablamos de integración de la tecnología solar en edificios.

Aproximadamente 8-10 m2 de superficie de módulos solares corresponden a una energía resultante de 1 Kwh.

Las nuevas normas españolas de construcción CTE, prevén la utilización obligatoria de energía fotovoltaica para cubrir parcialmente la demanda energética de los edificios públicos así como de centros comerciales, edificios de oficina, hoteles, hospitales, etc.

CUBIERTAS SOLARES Y FACHADAS SOLARES

Existen dos tipos de sistemas:

Sistemas fotovoltaicos de conexión a red

Se trata de sistemas fotovoltaicos de captación de la radiación solar, instalados en cubiertas o fachadas de edificios de potencia media (mínimo 6,25 Kwp) para la inyección en la red de la compañía elétrica, promovido desde el 30/09/2008 por el Gobierno Central, si se interpreta la ley perteneciente (R.D. 1578/2008). La luz inyectada debe ser remunerada a 0,34 euros / Kwh. (coste de luz en las facturas de su suministrador actualmente está en 0,12 euros / Kwh aprox.).

Hay también modelos para grupos de inversores pequeños que prometen un rendimiento de hasta el 12% durante 25 años, para sistemas de captación solar a partir de una potencia determinada.

El problema actual consiste en que dichos incentivos todavía tienen un tope definido por el Gobierno, es decir, si se ha conseguido cierta cantidad de energía eléctrica por año (500 MW / en 2010), éstas subvenciones quedan congeladas hasta el próximo año de referencia.

Frank Schroeder explica: ”Por éste motivo, se debería proyectar ya, con vistas al próximo año. La financiación para estos proyectos no sólo las concede el Ministerio, también hay entidades financieras importantes que apuestan por el futuro. También existen compañías de seguros que suplen la pérdida o daño de las instalaciones.”

Lo más eficaz, sin duda alguna, es montar módulos fotovoltaicos con inclinación hacía al ángulo más favorecido de posición solar, en la mayoría de las veces invisibles en cubierta (plana). Sin embargo, hay que destacar una plusvalía por aumentar la superficie de la instalación y un efecto de prestigio mostrar la técnica solar al emplearla adicionalmente en fachada. Emplear técnica solar en fachadas ventiladas o protección al sol pasiva (opaco o medio opaco) es, según contexto arquitectónico, estéticamente favorable.

Fachadas solares, muro cortina ventilada o técnica fotovoltaica integrada en edificios son sistemas complejos. Hay que considerar no sólo el posible sombreamiento, sino también el comportamiento térmico en la fachada del edificio, dado que aquí pueden presentarse temperaturas superiores, que en el montaje libre de módulos.

Los sistemas de fachadas ventiladas se han extendido por toda España y han dado buenos resultados; son eficientes , y con el empleo de módulos fotovoltaicos además genera energía. Esta técnica es usada desde hace tiempo como producto estándar en España; los módulos se pueden producir a medida. Una superficie especial de pirámides pequeñas puede traer un 10% más de entrada de luz y aumentar el rendimiento. También hay vidrio aislante (doble cristal) con láminas fotovoltaicas integradas p. ej. para fachadas ligeras de cristal.

“Esta aplicación de fachada solar es altamente exigente a la hora de proyectar con vistas a la estética y conocimientos técnicos. Es importante encontrar la aplicación idónea de la eficiencia energética óptima y de la estética.” dice Schroeder.

Sistemas fotovoltaicos autónomos

La energía generada sólo sirve para el consumo propio. La IDAE (Instituto para la Diversificación y el Ahorro de la Energía) otorga créditos o ayudas directas, así como ventajas fiscales para instalaciones autosuficientes

Los expertos y el Ministerio están de acuerdo en que estas inversiones se habrán amortizado por el promotor en pocos años y que son altamente rentables.

Cuanto antes se solicita, más probable son las posibilidades de la autorización.

El interesado puede informarse directamente en el Ministerio. Sin embargo, finalmente podrá ser aconsejado por un especialista en eficiencia energética de edificios sobre las posibilidades individuales respectivas y los pasos convenientes.

REFRIGERACIÓN SOLAR

Un tema muy interesante, particularmente en zonas de clima cálido, es la técnica eficiente de frío solar. Se basa en aprovechar el calor para generar frío (No me refiero a que el tradicional aparato split de aire acondicionado funcione con electricidad a través de placas fotovoltaicas). El consumo eléctrico es mínimo. La técnica no sólo sirve para la refrigeración, si no también para la calefacción.

Esta técnica ya es realidad en potencias grandes, p. ej., en la Universidad de Sevilla.

Actualmente hay en el mercado maquinaría pionera para el uso de potencia pequeña (unifamiliar hasta plurifamiliar). La base de la técnica son fenómenos físicos como, p. ej., del frío por evaporación de agua (la base para sistemas térmicos, abiertos), o la temperatura de la materia dependiendo de presión. Estos efectos se mejoran al mezclarlo con agua, p. ej. con el amoniaco. (La base para sistemas térmicos, cerrados). Las instalaciones trabajan con el principio de bomba de calor, con un rendimiento económico y sin agente refrigerante perjudiciales para el ozono.

También la Unión Europea destaca la importancia de ésta técnica. Estudios realizados por la U.E. estiman que las necesidades en la técnica del frío solar se cuadruplicarán hasta 2020. Por ello, se lanzó un proyecto de cooperación Europeo, de Enero de 2007 a Diciembre de 2009, para el apoyo y la difusión de ésta técnica para el acondicionamiento de edificios. Esto apunta sobre todo al fomento de ésta técnica así como la influencia en procesos decisivos para la aplicación practicable de sistemas de pequeña a media potencia. Se pretende aumentar la confianza en la tecnología y fortalecer su introducción.

Frank Schroeder es arquitecto alemán, ejerciendo en el décimo año sin interrupción en la Costa del Sol, España y está colegiado en el Colegio oficial de Arquitectos de Málaga.

Con el grupo de ingenieros civiles colegiados y técnicos de BAUPHYSICS S.L. – ingenieros consultores SPAIN., una ingeniería independiente para el ámbito de la construcción, se realiza conceptos y Proyectos sostenibles en rehabilitaciones de eficiencia energética y eco-eficiencia de edificios. Levantamientos, informes de desperfectos y asesoría para soluciones parciales o integrales en Mejoras de calidades en la edificación e instalaciones técnicas. Certificados de eficiencia energética.

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MÁS INFORMACIÓN:

BAUPHYSICS S.L. – ingenieros consultores SPAIN. Frank Schroeder, Arquitecto colegiado Paseo de Reding 43, 1 º izq. 29016 Málaga Tel. de información: 686876684 Web: www.bauphysics.com Publicaciones: www.bauphysics.blogspot.com