ENERGÍA SOLAR TÉRMICA COLECTORES SOLARES PLANOS...APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA SOLAR CON...

ENERGÍA SOLAR TÉRMICACOLECTORES SOLARES

PLANOS

APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA SOLAR CON SISTEMAS ACTIVOS

Sistemas térmicos

Sistemas térmicosSistemas termoeléctricos

Sistemas térmicosSistemas termoeléctricosSistemas fotovoltaicos

LOS ELEMENTOS DE CAPTACIÓN DE BAJA Y MEDIA TEMPERATURA

Sistemas térmicos

Baja temperatura: Colector plano

Sistemas térmicos

Media temperatura: Colector concentrador

Sistemas térmicos

Media temperatura: Colector concentrador

Alta temperaturaCentral solar

Sistemas térmicos de baja temperatura

Colector planoSin cubierta

Colector planoSin cubiertaCon cubierta

Colector planoSin cubiertaCon cubiertaDe vacío

Cubierta transparenteAire

AbsorbedorFluido caloportadorAislanteCaja o carcasa

Componentes del colector plano

Absorbedor, absorbente o superficie absorbedoraRecibe la radiación solar, la absorbe y la transmite al fluido caloportador

Según la circulación del fluido

Canales abiertos

Canales cerrados

Canales abiertos

Canales cerrados

Según el fluido

Canales abiertos

Canales cerrados

Según el fluido

Bajo rendimiento

Canales abiertos

Canales cerrados

Según el fluido

Rendimiento medio

Canales abiertos

Canales cerrados

Según el fluido

Absorbedor tipo Roll-bond. Rendimiento alto.

Según el material

Plásticos y gomas En colectores sin cubierta

Polipropileno.

Colectores sin cubierta

Según el material

Plásticos y gomas En colectores sin cubierta

Polipropileno

Superficies metálicasEn colectores con cubierta

CobreAcero inoxidableAceroAluminio (no aconsejable)Acero galvanizado (no aconsejable)

Superficies selectivas.

Fluido caloportadorExtrae el calor captado del absorbedor y lo cede a un circuito secundario

AireRaramente utilizado:

InconvenientesBajo calor específico (1,0213 kJ/kg ·K)Baja densidad (1,1 kg/m3)Reducida conductividad térmica (0,025 W/m ·K)

VentajasEvita problemas de corrosión e incrustacionesNo se congelaMinimiza los problemas derivados de fugas.

Fluido caloportadorExtrae el calor captado del absorbedor y lo cede a un circuito secundario

AguaGeneralmente utilizado en dilución con anticongelantes:

VentajasAlto calor específico (4,18 kJ/kg ·K)Media densidad (1000 kg/m3)Mayor conductividad térmica (0,590 W/m ·K)

InconvenientesProblemas de corrosión e incrustacionesRiesgo de congelaciónProblemas por fugas.

Cubierta transparenteAísla. Reduce las pérdidas por radiación y convecciónCrea efecto invernadero

Vidrio Prácticamente transparente a la radiación solar de baja longitud de ondaPrácticamente opaco a la radiación emitida por el absorbente

Vidrio selectivoAl calentarse no emite en el infrarrojo

Vidrio con bajo contenido en hierroMayor transmitancia por menor absorción

Doble o triple vidrioMayor aislamiento pero menor transmitancia

Plásticos y láminas transparentes.

Cubierta transparenteAísla. Reduce las pérdidas por radiación y convecciónCrea efecto invernadero

INTEGRACION ENERGIA SOLAR TERMICAINTEGRACION ENERGIA SOLAR TERMICA

CAMPING VILLASOL(BENIDORM)

Sistemas térmicosBaja temperatura:

Colector planoSin cubiertaCon cubiertaDe vacío

INTEGRACION ENERGIA SOLAR TERMICA INTEGRACION ENERGIA SOLAR TERMICA (TUBOS DE VACÍO)(TUBOS DE VACÍO)

LA INSTALACION ENERGIA SOLAR TERMICALA INSTALACION ENERGIA SOLAR TERMICA

1. Subsistema de captaciónConexión en paralelo:

El número máximo de captadores que indique el fabricante

Conexión en paralelo:5 colectores en las zonas I y II4 colectores en la zona III3 colectores en las zonas IV y V

2. Subsistema de intercambioPotencia del intercambiador independiente:

P (W) ≥ 500 · A (m2)

Potencia del intercambiador integrado: Aintercambio/Acaptación < 0,15

3. Subsistema de acumulaciónVolumen del depósito:

50 l/m2 < V/A < 180 (100) l/m2

3. Subsistema de control y protecciónVaso de expansión, bombas de circulación,

purgadores, etc.Protección contra heladas

Siempre que la temperatura exterior pueda bajar de 0 ºCVaciadoAnticongelante

3. Subsistema de control y protecciónProtección contra sobecalentamiento

Siempre que la producción supere el 100% de la demandaVaciadoSombreamientoRecirculación nocturnaDisipación (disipadores, piscina, etc)Aplicación a otros usos

COLECTOR Rango de temperaturas

η0 1/UL(K⋅m2/W)

Sin cubierta 10...40 0,9 15...25

Cubierta simple 10...60 0,8 7

Cubierta doble 10...80 0,65 5

Superficie selectiva 10...80 0,8 5

Tubos de vacío 10...130 0,70

Cálculo de una instalación

DB HE: Ahorro de energía

Documento Básico Ahorro de Energía

Origen del CTE

Ley 38/1999 de Ordenación de la Edificación (LOE)Artículo 3. Requisitos básicos de la edificación (que garantizan la calidad de los edificios y de sus instalaciones)

Seguridad

Habitabilidad

Funcionalidad

Seguridad estructuralSeguridad estructural

Seguridad en caso de incendioSeguridad en caso de incendio

Seguridad de utilizaciónSeguridad de utilización

Higiene, salud y protección del medio ambienteHigiene, salud y protección del medio ambiente

Protección contra el ruidoProtección contra el ruido

Ahorro de energíaAhorro de energía

UtilizaciónUtilización

AccesibilidadAccesibilidad

Acceso a los servicios de telecomunicación...Acceso a los servicios de telecomunicación...

Estructura del CTE

Parte I: Disposiciones de carácter generalExigencias para satisfacer requisitos de seguridad y habitabilidad

Parte II: Documentos que garantizan el cumplimiento de las exigencias básicas

Métodos de verificación o soluciones aceptadas(Documentos básicos DB)

Complemento: Documentos reconocidos

Documentos básicos DBDB SE: Seguridad estructuralDB SI: Seguridad contra incendiosDB SU: Seguridad de utilización

DB HS: SalubridadDB HR: Protección contra el ruidoDB HE: Ahorro de energía

Documentos reconocidosEspecificaciones y guías técnicasMétodos de evaluación, soluciones constructivas, programasComentariosCualquier otro documento

Estructura del CTE

LOE 39/1999: Requisito básico HE

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

Exigencias ligadas al requisito de ahorro de energía

Funcionalidad

Seguridad

Habitabilidad•Salubridad

•Protección ruido

•Ahorro de Energía

Código Técnico

HE 1: Limitación de demanda energética

HE 2: Rendimiento de las instalaciones térmicas

HE 3: Eficiencia energética de las instalaciones de iluminación

HE 4: Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria

HE 5: Contribución fotovoltaica mínima de energía eléctrica

Sección HE 4Producción de agua caliente sanitaria por energía solar térmica

Ámbito de aplicaciónEs aplicable a los edificios de cualquier uso en los que exista una demanda de agua caliente sanitaria.

Exenciones al cumplimiento mínimo

a) Cuando se cubra la producción mediante otras fuentes de energíasrenovables, cogeneración o energía residual

b) Cuando el cumplimiento de este nivel de producción suponga sobrepasar los criterios de cálculo que marca la normativa

c) Cuando el emplazamiento del edificio no cuente con suficienteacceso al sol por barreras externas al mismo

d) En rehabilitación de edificios, cuando existan limitaciones no subsanables derivadas de la configuración previa del edificio existente

e) En edificios de nueva planta, cuando existan limitaciones no subsanables derivadas de la normativa urbanística

f) Cuando así lo determine el órgano competente que deba dictaminar en materia de protección histórico-artística.

Aportación mínima en % (general)Demanda total de ACS

del edificio (l/d)Zonas climática(% de aporte)

I II III IV V

50-5.000 30 30 50 60 705.000-6.000 30 30 55 65 706.000-7.000 30 35 61 70 707.000-8.000 30 45 63 70 708.000-9.00 30 52 65 70 709.000-10.000 30 55 70 70 7010.000-12.500 30 65 70 70 7012.500-15.000 30 70 70 70 7015.000-17.500 35 70 70 70 7017.500-20.000 45 70 70 70 70 > 20.000 52 70 70 70 70

Aportación mínima en % (electricidad)

Demanda total de ACS del edificio (l/d)

Zonas climática(% de aporte)

I II III IV V

50-1.000 50 60 70 70 701.000-2.000 50 63 70 70 702.000-3.000 50 66 70 70 703.000-4.000 51 69 70 70 704.000-5.000 58 70 70 70 705.000-6.000 62 70 70 70 70>6.000 70 70 70 70 70

Aportación mínima en % (climatización de piscinas)

I II III IV V

Piscinas cubiertas 30 30 50 60 70

Cálculo de los consumosCriterio de demanda Litros ACS/día a 60º CViviendas unifamiliares 30 por personaViviendas multifamiliares 22 por personaHospitales y clínicas 55 por camaHotel **** 70 por camaHotel *** 55 por camaHotel/Hostal ** 40 por camaCamping 40 por emplazamientoHostal/Pensión * 35 por camaResidencia (ancianos, estudiantes, etc) 55 por camaVestuarios/Duchas colectivas 15 por servicioEscuelas 3 por alumnoCuarteles 20 por personaFábricas y talleres 15 por personaOficinas 3 por personaGimnasios 20 a 25 por usuarioLavanderías 3 a 5 por kilo de ropaRestaurantes 5 a 10 por comidaCafeterías 1 por almuerzo

Cálculo de los consumos

Aportación mínima en % (general)Demanda total de ACS del edificio (l/d)

I II III IV V50-5.000 30 30 50 60 705.000-6.000 30 30 55 65 706.000-7.000 30 35 61 70 707.000-8.000 30 45 63 70 708.000-9.000 30 52 65 70 709.000-10.000 30 55 70 70 7010.000-12.500 30 65 70 70 7012.500-15.000 30 70 70 70 7015.000-17.500 35 70 70 70 7017.500-20.000 45 70 70 70 70 > 20.000 52 70 70 70 70

114...142142...170170...199199...227

102...11491...10280...9175...8057...75

1...57

Número de viviendas de tres

dormitorios

Pérdidas de rendimiento máximas admitidas

Caso Orientación e inclinación

Sombras Total

General 10 % 10 % 15 %Superposición 20 % 15 % 30 %Integración

arquitectónica 40 % 20 % 50 %

Gráfica de pérdidas de rendimiento para una latitud de 41º

7º 7 – (41 – 42)= 8º

60 – (41 – 42)= 61º60º

Cálculo analítico de las pérdidas por desorientación y desinclinación

Pérdidas (%)= 100 ·( 1,2·10-4 · (β - βopt)2 + 3,5 · 10-5 · α2)

β (inclinación): 70ºα (acimut): -15ºβopt (latitud): 42º

Pérdidas (%)= 10,2 > 10

Pérdidas (%)= 2,52 < 10

Pérdidas (%)= 10,48 > 10

29º36º

49º43º

23º41º

ALZADO

PLANTA

Parcial: A1(0,75); A2(0,75); A3(0,50); A5(0,50); A8(0,25); B6(0,25); B4(0,25)

Total: A4; A6

Apéndice B Tablas B.1; B.2 y B.3

Parcial: A1(0,75); A2(0,75); A3(0,50); A5(0,50); A8(0,25); B6(0,25); B4(0,25)

Total: A4; A6Para: β (inclinación): 30º

α (acimut): -15º

Pérdidas por sombras (%): 3,17x0,75 + 3,17x0,75 + 2,70x0,50 + 1,84x0,50 + 0,89x0,25 + 1,51x0,25 +1,89x0,25 + 2,70x1 + 1,79x1= 13,02 > 10

Comparativa (caso general)Demanda total de

ACS del edificio (l/d)

Ordenanza de Madrid

Ordenanza de Barcelona

0-1.000 60 1.000-5.000 75

>2.000 (equivalente a 14 viviendas ó57 personas)

50-5.000 60 5.000-6.000 65 75 6.000-20.000 70 75> 20.000 70 75

Comparativa (electricidad)Demanda total de

ACS del edificio (l/d)

Ordenanza de Madrid

Ordenanza de Barcelona

0-1.000 70 1.000-5.000 75

>2.000 (equivalente a 14 viviendas ó57 personas)

50-5.000 70 5.000-6.000 70 75 6.000-20.000 70 75> 20.000 70 75

Mantenimiento

Plan de vigilanciaPlan de mantenimiento preventivo

Mantenimiento

Plan de vigilanciaObservaciones visuales y de funcionamiento (diaria, 3 meses,6 meses)

Plan de mantenimiento preventivo

Mantenimiento

Plan de vigilanciaPlan de mantenimiento preventivo

Instalaciones de <20 m2, anualInstalaciones de >20 m2, cada 6 meses

Libro de mantenimiento

Mantenimiento

Criterio de consumo:CTE igual a la Ordenanza de Madrid

Viviendas unifamiliares: 30 l/persona (60 ºC de consumo)

Viviendas multifamiliares 22 l/persona (60 ºC de consumo)

Barcelona

Viviendas: 35 l/persona (45 ºC de consumo)

Comparativa

COMUNIDAD ANDALUZAFuengirola (Málaga) Ordenanza sobre la incorporación de sistemas de captación de energía solar en los edificios (BOP 13-pag 31, de 21-01-2003)http://www.bopmalaga.org/bop_lib/2003/210103013.pdfGranadaOrdenanza municipal sobre captación solar térmica en el Municipio de Granada (BOP nº 8 de 13-01-2003)http://www.granada.org/ordenanz.nsf/991bedd16df477c1c1256d18003446a4/e2a587e0c21ad29dc1256cad004b2a09?OpenDocumentPuebla de D. Fabrique (Granada) Ordenanza municipal sobre captación solar para agua caliente (BOP 155, de 09-07-2002)http://www.dipgra.es/paginasbop/20020709019.pdfRota (Cádiz)Ordenanzas sobre la incorporación de sistemas de captación de energía solar en los edificios (BOP 127-pág. 04, de 04-06-2002).http://www.bopcadiz.org/pdfs/BOP_127;04-06-02.pdfSevillaOrdenanza para la gestión local de la energía de Sevilla (BOP 154, de 05-07-2002) Anexo técnico II.http://www.agencia-energia-sevilla.com/Normativa/ordenanza04.htm

COMUNIDAD BALEARIbiza (Eivissa)Ordenanza municipal sobre captación solar para usos térmicos (BOIB 143-pág 18731, de 29-11-2001)http://www.caib.es/boib/interior.es.jsp?p_numero=2001143&p_seccio=Secci%F3+IV+-+Administraci%F3+Municipal

COMUNIDAD CANARIALey 1/2001, de 21 de mayo sobre construcción de edificios para la utilización de energía solar(BOCA 67, de 30-05-01 - BOE 160, de 05-07-01)http://www.boe.es/boe/dias/2001-07-05/pdfs/A24024-24026.pdf.

COMUNIDAD CASTELLANO-LEONESABurgosOrdenanza sobre captación y aprovechamiento de la energía solar térmica en edificios (09-05-2003)http://www.aytoburgos.es/contenidos/content.asp?contentid=1316&nodeid=1102

CIUDAD AUTÓNOMA DE CEUTACeutaOrdenanza sobre energía solar para producir agua caliente sanitaria (BOCCE 4.198 – pág. 788, de 11-03-2003)http://www.ciceuta.es/inicio.htm → Boletín → búsquedas desde 1999 hasta hoy → 11-03-2003 →BOCCE 4.198

COMUNIDAD CATALANA (1/4)Toda la normativa municipal de la Comunidad catalana, se puede encontrar en:https://www.diba.es/iebos/iebos_normativa_institucio.aspAltafulla (Tarragona)Ordenanza reguladora de la incorporación de la energía solar activa a los edificios y construcciones situados en el término municipalhttps://www.diba.es/iebos/temp/bopt-2003-12-20031227-BOPT_20031227_007_009.pdfBadalona (Barcelona)Ordenanza reguladora de la incorporación de sistemas de captación de energía solar para usos térmicos en las edificacioneshttps://www.diba.es/iebos/temp/bopb-2003-11-20031118-BOPB_20031118_051_053.pdfhttps://www.diba.es/iebos/temp/dogc-2003-12-20031211-DOGC_20031211_071_071.pdf(corrección de errores)Barberá del Vallés (Barcelona)Ordenanza municipal reguladora de la implantación de sistemas de captación de energía solar para usos térmicos en las edificaciones (BOPB 69, de 21-03-2003)https://www.diba.es/iebos/temp/bopb-2003-03-20030321-BOPB_20030321_021_025.pdfBarcelonaOrdenanza general del medio ambiente urbano

Anexo sobre captación solar (BOP 181, de 30-07-1999)Correcciones (BOP 265, de 05-11-1999)

http://www.bcn.es/urbanisme/catala/normes/welcome.html

COMUNIDAD CATALANA (continuación 2/4)Cambrils (Tarragona)Ordenanza reguladora de la utilización de la energía solar para las instalaciones de agua caliente sanitariahttps://www.diba.es/scripts/ftpisa.dll?fnew?iebos&bopt/2004/02/20040202/BOPT_20040202_006_009.pdfCardedeu (Barcelona)Ordenanza sobre incorporación de sistemas de captación de energía solar térmica de los edificios del término municipal (BOPB 143, de 15-06-2002)https://www.diba.es/iebos/temp/bopb-2002-06-20020615-BOPB_20020615_036_039.pdfCornellá de Llobregat (Barcelona)Ordenanza reguladora de la incorporación de sistemas de captación de energía solar en los edificioshttps://www.diba.es/iebos/temp/bopb-2003-08-20030801-BOPB_20030801_037_041.pdfEsplugues de Llobregat (Barcelona)Ordenanza sobre captación solar (BOPB 267, de 07-11-2001)https://www.diba.es/iebos/temp/bopb-2001-11-20011107-BOPB_20011107_032_034.pdfLa Garriga (Barcelona)Ordenanza sobre gestión de residuos y medidas de eficiencia energética, ahorro y otros criterios ambientales a incorporar en los edificios de nueva construcción (BOPB 61, de 12-03-2003)https://www.diba.es/iebos/temp/bopb-2003-03-20030312-BOPB_20030312_072_076.pdfGranollers (Barcelona)Ordenanza de captación solar térmicahttps://www.diba.es/iebos/temp/bopb-2003-06-20030610-BOPB_20030610_049_051.pdfhttps://www.diba.es/scripts/ftpisa.dll?fnew?iebos&bopb/2003/12/20031230/BOPB_20031230_029_029.pdf (modificación)

COMUNIDAD CATALANA (continuación 3/4)L’Hospitalet de Llobregat (Barcelona)Ordenanza sobre la incorporación de sistemas de captación de energía solar para la producción de agua caliente en edificios y construcciones (BOPB 67, de 19-03-2003)https://www.diba.es/iebos/temp/bopb-2003-03-20030319-BOPB_20030319_042_047.pdfMontcada i Reixac (Barcelona)Ordenanza sobre la incorporación de sistemas de captación de energía solar térmica en los edificios. (BOPB 272, de 13-11-2000) https://bop.diba.es/temp/11-002729999.pdf - xml=/hig/37.higOlesa de Montserrat (Barcelona)Ordenanza municipal para el aprovechamiento de energía solar (BOPB 86, de 10-04-2003)https://www.diba.es/iebos/temp/bopb-2003-04-20030410-BOPB_20030410_072_075.pdfSabadell (Barcelona)Ordenanza municipal sobre la incorporación de sistemas de captación de energía solar para usos térmicos en las edificacioneshttp://www.sabadell.net/Cat/Actuació/documents/E_ordenança%20solar.pdfSant Cugat del Vallès (Barcelona)Ordenanza municipal reguladora de la implantación de sistemas de captación de energía solar para usos térmicos en las edificaciones (BOPB 261, de 31-10-2002)https://www.diba.es/iebos/temp/bopb-2002-10-20021031-BOPB_20021031_054_056.pdfSan Joan Despí (Barcelona)Ordenanza municipal para la incorporación de sistemas de captación de energía solar en los edificios de nueva construcción (BOPB 271-pag 85, de 12-11-1999)http://bop.diba.es/temp/11-992719999.pdf#xml=/hig/85.hig

COMUNIDAD CATALANA (continuación 4/4)Terrasa (Barcelona)Ordenanza municipal para el aprovechamiento de energía solar (BOPB 69, de 21-03-2002)https://www.diba.es/iebos/temp/bopb-2002-03-20020321-BOPB_20020321_097_109.pdfTorredembarra (Tarragona)Ordenanza reguladora de la incorporación de la energía solar activa en los edificios y construcciones situados en el término municipalhttps://www.diba.es/scripts/ftpisa.dll?fnew?iebos&bopt/2003/08/20030825/BOPT_20030825_024_031.pdfVic (Barcelona)Ordenanza sobre la incorporación de sistemas de captación de energía solar térmica de los edificios y construcciones situadas en el término municipal (BOPB 282, de 25-11-2003)https://www.diba.es/iebos/temp/bopb-2003-11-20031125-BOPB_20031125_062_066.pdfVall-llobregá (Girona), tiene ordenanza solar en preparación o pendiente de aprobación.

COMUNIDAD DE MADRIDMadridOrdenanza sobre captación de energía solar para usos térmicos de 27-03-2003 (BOCM 109, de 09-05-2003)http://www.munimadrid.es/legalexp/enlace.asp?referencia=/Principal/portada.html&volver=PublicacionesSoto del RealOrdenanza sobre energía solar para producir agua caliente sanitaria en el municipio de Soto del Realde 30-01-2003 (BOCM 47 – pág. 81-83, de 25-02-2003)http://www.comadrid.es/comun/0,2616,3029_14210_80749_291061_20030225_81,00.htmlEl municipio de Getafe, tiene una ordenanza solar en preparación.

COMUNIDAD FORAL DE NAVARRAPamplonaOrdenanza sobre captación y aprovechamiento de la energía solar térmica en edificios (BON 140 –pág. 10.697, de 03-11-2003)http://www.cfnavarra.es/bon/03B/bon03140.pdf

COMUNIDAD VALENCIANACastell de Castells (Alicante)Ordenanza municipal sobre captación solar para usos térmicos. (BOP 231 de 7-10-2002)http://www.dip-alicante.es/bop/pdf/2002/10/07/2002-24755.pdfOnil (Alicante)Ordenanza sobre la incorporación de sistemas de captación de energía solar térmica en los edificios (BOP 139 de 19-06-2001)http://www.dip-alicante.es/bop/pdf/2001/06/19/2001-15902.pdf

ENERGÍA SOLAR TÉRMICA COLECTORES SOLARES PLANOS...APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA SOLAR CON...

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