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Curso de análisisde proyectosde energía limpia
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El Curso de Análisis de Proyectos de Energía Limpia RETScreen International ha sido creado para uso de centros educacionales y organizaciones de ca-pacitación alrededor del mundo, así como para el uso de profesionales y es-tudiantes “autodidactas” bajo formato de educación a distancia. Cada módulo de capacitación puede ser presentado como un seminario separado o taller, o como una sección de un curso universitario o de un instituto superior. Combi-nados, pueden ser presentados como un curso intensivo de dos semanas de duración. Además de la diapositivas de presentación, la voz del instructor y notas disponibles abajo, el material de capacitación incluye una colección de estudios de casos y un libro de texto de ingeniería (www.retscreen.net).
Curso de análisis de proyectos de energía limpia
INTRODUCCIÓN AL MÓDULO DE ANÁLISIS DE PROYECTOS DEENERGÍA LIMPIA
Compendio del cursoSituación de las tecnologías de energía limpiaAnálisis de proyectos de energía limpia con Software RETScreen®
Análisis de emisión de gas de invernadero con Software RETScreen®
Análisis financiero y de riesgo con Software RETScreen®
Resumen
MÓDULO DE ANÁLISIS DE PROYECTOS DE ENERGÍA EÓLICA
MÓDULO DE ANÁLISIS DE PROYECTOS DE PEQUEÑAS HIDROS
MÓDULO DE ANÁLISIS DE PROYECTOS FOTOVOLTAICOS
MÓDULO DE ANÁLISIS DE PROYECTOS DE COGENERACIÓN
MÓDULO DE ANÁLISIS DE PROYECTOS DE CALENTAMIENTO PORBIOMASA
MÓDULO DE ANÁLISIS DE PROYECTOS DE CALEFACCIÓN SOLARDE AIRE
MÓDULO DE ANÁLISIS DE PROYECTOS DE CALENTAMIENTO SOLAR DE AGUA
MÓDULO DE ANÁLISIS DE PROYECTOS DE CALEFACCIÓN SOLAR PASSIVA
MÓDULO DE ANÁLISIS DE PROYECTOS DE BOMBEO DE CALOR DESDE SUELOS
Disclaimer
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© Minister of Natural Resources Canada 2001-2006.
INTRODUCCIÓN AL MÓDULO DE ANÁLISIS DE PROYECTOS DE ENERGÍA LIMPIA · Compendio del curso · Situación de las tecnologías de energía limpia · Análisis de proyectos de energía limpia con Software RETScreen®
· Análisis de emisión de gas de invernadero con Software RETScreen®
· Análisis financiero y de riesgo con Software RETScreen®
· Resumen
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IntroducciIntroduccióón al Ann al Anáálisis de lisis de Proyectos de EnergProyectos de Energíía Limpiaa Limpia
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.
““AnAnáálisis de Proyectos de lisis de Proyectos de EnergEnergíía Limpiaa Limpia”” es un curso es un curso basado en estudio de casos basado en estudio de casos dirigido a profesionales y dirigido a profesionales y estudiantes universitarios que estudiantes universitarios que quieran aprender en como quieran aprender en como analizar mejor la viabilidad analizar mejor la viabilidad ttéécnica y financiera de cnica y financiera de posibles proyectos de energposibles proyectos de energíía a limpialimpia
Curso de AnCurso de Anáálisis de Proyectos de Energlisis de Proyectos de Energíía Limpiaa Limpia
RETScreenRETScreen®® InternationalInternationalCentro de Apoyo a la DecisiCentro de Apoyo a la Decisióón de Energn de Energíía Limpiaa Limpia
•• Desarrolla herramientas que faciliten, a Desarrolla herramientas que faciliten, a planificadores, los que toman decisiones y la planificadores, los que toman decisiones y la industria, el considerar tecnologindustria, el considerar tecnologíías de eficiencia as de eficiencia energenergéética y energtica y energíía renovables en la etapa inicial, a renovables en la etapa inicial, crcrííticamente importante, de planeamientoticamente importante, de planeamiento
•• Las herramientas significativamente reducen el costo Las herramientas significativamente reducen el costo de evaluar posibles proyectosde evaluar posibles proyectos
•• Difundir estas herramientas gratuitas a usuarios en Difundir estas herramientas gratuitas a usuarios en todo el mundo vtodo el mundo víía Internet y CD ROMa Internet y CD ROM
•• Apoyo tApoyo téécnico y de capacitacicnico y de capacitacióón provista vn provista víía una red a una red internacional de Instructores RETScreeninternacional de Instructores RETScreen®®
•• Productos y servicios accesibles vProductos y servicios accesibles víía un Mercado a un Mercado basado en Internetbasado en Internet
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•• Usted tendrUsted tendráá mmáás conciencia de las s conciencia de las aplicaciones de energaplicaciones de energíía limpia viablesa limpia viables
•• Y Ud. podrY Ud. podráá realizar estudios preliminares realizar estudios preliminares de factibilidad de alta calidad y bajo costo de factibilidad de alta calidad y bajo costo utilizando el Software RETScreenutilizando el Software RETScreen®®
Pared Solar – Edificio de Departamentos
Crédito Fotográfico: Enermodal
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A la CulminaciA la Culminacióón del Curson del Curso
Crédito Fotográfico: Vadim Belotserkovsky
Vivienda del Maestro, Botswana
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Perfil del CursoPerfil del Curso
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IntroducciIntroduccióón al Ann al Anáálisis de Proyectos de Energlisis de Proyectos de Energíía Limpiaa Limpia
AnAnáálisis de Proyectos de Energlisis de Proyectos de Energíía Ea Eóólicalica
AnAnáálisis de Proyectos de Pequelisis de Proyectos de Pequeññas Hidrosas Hidros
AnAnáálisis de Proyectos Fotovoltaicoslisis de Proyectos Fotovoltaicos
AnAnáálisis de Proyectos de Cogeneracilisis de Proyectos de Cogeneracióónn
AnAnáálisis de Proyectos de Calefaccilisis de Proyectos de Calefaccióón por Biomasan por Biomasa
AnAnáálisis de Proyectos de Calefaccilisis de Proyectos de Calefaccióón Solar de Airen Solar de Aire
AnAnáálisis de Proyectos de Calefaccilisis de Proyectos de Calefaccióón Solar de Aguan Solar de Agua
AnAnáálisis de Proyectos de Calefaccilisis de Proyectos de Calefaccióón Solar Pasivan Solar Pasiva
AnAnáálisis de Proyectos de Bombeo de Calor desde Sueloslisis de Proyectos de Bombeo de Calor desde Suelos
AnAnáálisis de Proyectos de Refrigeracilisis de Proyectos de Refrigeracióónn
Descargue Gratuitamente desde : Descargue Gratuitamente desde : www.retscreen.netwww.retscreen.net© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.
Materias del CursoMaterias del Curso
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•• Modelos de TecnologModelos de Tecnologíía de Energa de Energíía Limpiaa Limpia
•• Datos de Productos InternacionalesDatos de Productos Internacionales11..000 Proveedores de Equipos000 Proveedores de Equipos
•• Datos del Tiempo InternacionalesDatos del Tiempo Internacionales
1.000 estaciones terrestre de monitoreoJuego de Datos de Meteorología de Superficie y Energía Solar Satelitales de NASA
•• Manual de Usuario En LManual de Usuario En Lííneanea
Software de AnSoftware de Anáálisis de Proyectos de Energlisis de Proyectos de Energíía Limpia a Limpia RETScreenRETScreen®® InternationalInternational
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Software y DatosSoftware y Datos
•• Curso de AnCurso de Anáálisis de Proyectos de Energlisis de Proyectos de Energíía Limpiaa Limpia
Diapositivas de presentación
Herramientas electrónicas
de aprendizaje
Voz
Notas del conferencista
e-Libros y Estudios de Casos
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Material de CapacitaciMaterial de Capacitacióónn
Calentador Solar de Agua – Piscina Municipal
•• AnAnáálisis de Proyectos de Energlisis de Proyectos de Energíía Limpia: Ingeniera Limpia: Ingenieríía y Casos de a y Casos de RETScreenRETScreen®® EngineeringEngineering
Libro electrónico a nivel Profesional y Universitario
Antecedentes de tecnologías
Descripción Detallada de los algoritmos de RETScreen®
60+ estudios de casos internacionales de proyectos reales
Disponibles gratuitamente en Inglés y Francés
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ee--Libros y Casos de EstudioLibros y Casos de Estudio
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•• Mercado Basado en InternetMercado Basado en Internet
Enlazando en línea a la industria y clientesBúsqueda por asunto, tecnología y regiónEjemplos:
Proveedores de equipos, PV, Norte AméricaProveedores de servicios, energía eólica, Europa
•• Foros Internet PForos Internet Púúblicos y blicos y PrivadosPrivados
•• Registro y calendario de Registro y calendario de capacitacicapacitacióón en ln en lííneanea
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Mercado y CalendarioMercado y Calendario
•• Compendio del Curso (completado)Compendio del Curso (completado)
•• SituaciSituacióón de las Tecnologn de las Tecnologíías de Energas de Energíía Limpiaa Limpia
•• AnAnáálisis de Proyectos de Energlisis de Proyectos de Energíía Limpia con Software RETScreena Limpia con Software RETScreen®®
•• AnAnáálisis de Emisilisis de Emisióón de Gas de Invernadero con Software RETScreenn de Gas de Invernadero con Software RETScreen®®
•• AnAnáálisis Financiero y de Riesgo con Software RETScreenlisis Financiero y de Riesgo con Software RETScreen®®
•• ResumenResumen
CANMET Energy Technology Centre CANMET Energy Technology Centre -- VarennesVarennes
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Perfil del MPerfil del Móódulo Introductoriodulo Introductorio
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Curso de AnCurso de Anáálisis de Proyectos de Energlisis de Proyectos de Energíía Limpiaa Limpia
SituaciSituacióón de las Tecnologn de las Tecnologíías de as de EnergEnergíía Limpiaa Limpia
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Casa Solar Pasiva
Crédito Fotográfico: McFadden, Pam DOE/NREL
Crédito Fotográfico: Nordex Gmbh
Granja de Viento
Generación de Electricidad con Residuos de Madera
ObjetivoObjetivo
•• Incrementar la conciencia en las tecnologIncrementar la conciencia en las tecnologíías de energas de energíía a renovable y medidas de eficiencia energrenovable y medidas de eficiencia energééticatica
Mercados
Aplicaciones Típicas
Celdas Fotovoltaicas y Calentamiento Solar de Agua
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Crédito Fotográfico: Warren Gretz, NREL PIX Crédito Fotográfico: Vadim Belotserkovsky
DefinicionesDefiniciones
Eficiencia EnergEficiencia EnergééticaticaUsando menos recursos energéticos para satisfacer las mismas necesidades de energía
EnergEnergíía Renovablea RenovableUsando recursos naturales no agotables para satisfacer las necesidades de energía
0%
25%
50%
75%
100%
Conventional Efficient Efficient & Renewable
Ene
rgy
Dem
and
Vivienda Solar Pasiva Super AisladaCrédito Fotográfico: Jerry Shaw
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TecnologTecnologíías deas deEnergEnergíía Limpiaa Limpia
Convencional Eficiente Eficiente yRenovable
Dem
anda
de
Ener
gía
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Razones para TecnologRazones para Tecnologíías de as de EnergEnergíía Limpiaa Limpia
•• AmbientalAmbientalCambio climático
Contaminación local
•• EconEconóómicamicaCostos de ciclo de vida
Agotamiento de
combustibles fósiles
•• SocialSocialGeneración de empleo
Reducción de drenaje local de $$$
Crecimiento de la demanda de energía (x3 para el 2050)
Energía Eólica: Costos de Generación Eléctrica
0
10
20
30
40
1980 1990 2000
AñosFuente: National Laboratory Directors
for the U.S. Department of Energy (1997)
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Cos
to d
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cida
d(c
tvs.
US
$/kW
h)
CaracterCaracteríísticas Comunes de sticas Comunes de TecnologTecnologíías de Energas de Energíía Limpiaa Limpia
•• Relacionadas a las tecnologRelacionadas a las tecnologíías as convencionales:convencionales:
Típicamente costos iniciales mayores
Generalmente menores costos operativos
Más limpios ambientalmente
Con frecuencia rentable sobre la base de costos de ciclo de vida
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Costo Total de un Sistema de Costo Total de un Sistema de GeneraciGeneracióón o Consumo de Energn o Consumo de Energííaa
•• Costo TotalCosto Total
•• Costo totalCosto total
+ costos de combustible y OyM+ costos de combustible y OyM
+ costos de reparaciones grales. + costos de reparaciones grales.
mayoresmayores
+ costos de retiro de servicio+ costos de retiro de servicio
++ costos de financiamientocostos de financiamiento
++ etc.etc.
≠≠ costo de adquisicicosto de adquisicióónn
== costo de adquisicicosto de adquisicióónn
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TecnologTecnologíías de Generacias de Generacióón de n de EnergEnergíía Ela Elééctrica Renovablectrica Renovable
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EnergEnergíía Ea EóólicalicaTecnologTecnologíía y Aplicacionesa y Aplicaciones
•• Requiere buenos vientosRequiere buenos vientos(>4 m/s @ 10 m) Áreas costeras, cumbres redondeadas, planicies abiertas
•• Aplicaciones:Aplicaciones:
Red AisladaRed InterconectadaSouthwest Windpower, NREL PIXPhil Owens, Nunavut PowerWarren Gretz, NREL PIX
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Sin Red
Viento
Aleta del Rotor
Viento Torre
Alturadel eje
Caja con Engranajes Y Generador
Mercado de EnergMercado de Energíía Ea Eóólicalica
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Instalaciones Anuales de Turbinas Eólicas en el Mundo
0
1.000
2.000
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8.000
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2001
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2003
MW
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4.000
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6.000
7.000
8.000Capacidad instalada en el mundo (2003): 39.000 MW(~20,6 millones de casas @ 5.000 kWh/casa/año y 30% factor de capacidad)
Alemania: 14.600 MWEspaña: 6.400 MWEstados Unidos: 6.400 MWDinamarca: 3.100 MW
83.000 MW para 2007 (proyectado)
Fuente: Asociación Danesa de Fabricantes de Turbinas Eólicas, BTM Consult, Asociación Mundial de Energía Eólica, Renewable Energy World
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PequePequeñña Hidroa HidroTecnologTecnologíía y Aplicacionesa y Aplicaciones
•• Tipos de Tipos de proyectos:proyectos:
Reservorio De “pasada”
•• Aplicaciones:Aplicaciones:Red InterconectadaRed AisladaSin RedTurbina Francis
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COMPONENTES DE UN SISTEMA HIDRÁULICO
Casa de Máquinas
Tubería de Presión
Represa
Línea de Transmisión Generador
Turbina
AliviaderoEmbalse
Tubo de Descarga
Descarga de Cola
Mercado de PequeMercado de Pequeññas Hidrosas Hidros
•• 19% de la electricidad del mundo producida por grandes 19% de la electricidad del mundo producida por grandes y pequey pequeññas hidrosas hidros
•• En el Mundo: En el Mundo: 20.000 MW desarrollados (tamaño de planta < 10 MW)Proyección: 50.000 a 75.000 MW para el 2020
•• China:China:43.000 plantas existentes (tamaño de planta < 25 MW)19.000 MW desarrolladosmás 100.000 MW econ. factibles
•• Europa:Europa:10.000 MW desarrolladosmás 4.500 MW econ. factibles
•• CanadCanadáá: : 2.000 MW desarrolladosmás 1.600 MW econ. factibles
Fuentes: ABB, Renewable Energy World, e International Small HydrFuentes: ABB, Renewable Energy World, e International Small Hydro Atlaso AtlasPequeña Planta Hidro
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Fotovoltaico (FV) Fotovoltaico (FV) TecnologTecnologíía y Aplicacionesa y Aplicaciones
Crédito Fotográfico: Tsuo, Simon DOE/NREL
Crédito Fotográfico: Strong, Steven DOE/NREL
Sistema FV Doméstico
Bombeo FV de AguaFV Integrado a Edificio y Enlazado a la Red
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Arreglo FV
Acondicionador de Potencia
Batería
Luz
Planta Centralizada FV
Generación Distribuida
Contador
Contador
RedEléctrica
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Mercado FotovoltaicoMercado Fotovoltaico
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Instalaciones Anuales Fotovoltaicas
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1989
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1995
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2001
2002
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MW
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Capacidad Instalada en el Mundo (2003): 2.950 MW(~1,2 millones de casas @ 5.000 kWh/casa/año)
32% de Incremento de embarques en el 2003
Fuente: PV News
f
CogeneraciCogeneracióónn
•• ProducciProduccióón simultn simultáánea de dos o mnea de dos o máás tipos de energs tipos de energíía a úútil de una sola til de una sola fuentefuente
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Eficiencia de recuperación de calor (55/70) = 78,6%Eficiencia total ((30+55)/100) = 86,0%
Sistema Eléctrico de Potencia GeneradorCarga
Eléctrica
CargaDe Calor
Electricidad
30 Unidades
Calor55 Unidades
Gas de Escape
5 Unidades
Combustible
100 Unidades
Calor + Escape70 Unidades
Generador de Vapor
por Recuperación
de Calor
CogeneraciCogeneracióón y Aplicaciones n y Aplicaciones ElElééctricas, Combustibles y Equiposctricas, Combustibles y Equipos
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.Crédito Fotográfico: Rolls-Royce plc
Motor Reciprocante para Generación Eléctrica
Aplicaciones Varias Combustibles Varios
Equipos VariosCrédito Fotográfico: Warren Gretz, DOE/NREL
Biomasa para Cogeneración
Ciclo de Colección de Gas de Relleno
Sanitario
Sistema de tuberías de captación de gas de
relleno sanitario
Filtro
CompresorEnfriador/Secador
Producción de vapor
Proceso
Producción de electricidadFlama
Crédito Fotográfico: Gaz Metropolitan
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Aplicaciones de CogeneraciAplicaciones de Cogeneracióónn
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•• Edificios simplesEdificios simples•• Comercial e industrialComercial e industrial•• Edificios mEdificios múúltiplesltiples•• Sistemas de energSistemas de energíía distritales a distritales
(ej. comunidades)(ej. comunidades)•• Procesos industrialesProcesos industriales
Crédito Fotográfico: Urban Ziegler, NRCan
Cogeneración en Municipio de la Ciudad de Kitchener
Micro turbina en invernadero
Cogeneración con gas de relleno sanitario para sistema de calefacción distrital, Suecia
Crédito Fotográfico: Urban Ziegler, NRCan
CogeneraciCogeneracióónnTipos de CombustibleTipos de Combustible
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•• Combustibles renovablesCombustibles renovablesResiduos de maderaBiogasGas de Relleno SanitarioDerivados AgrícolasBagazoCultivos con Propósito Específico, etc.
•• Combustibles fCombustibles fóósilessilesGas naturalPetróleo Diesel (#2)Carbón, etc.
•• EnergEnergíía geota geotéérmicarmica•• HidrHidróógeno, etc.geno, etc.
Crédito Fotográfico: Warren Gretz, DOE/NREL Biomasa para Cogeneración
Crédito Fotográfico: Joel Renner, DOE/ NREL PIX
Géyser Geotérmico
CogeneraciCogeneracióón Equipos y n Equipos y TecnologTecnologííasas
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.
•• Equipamiento de EnfriamientoEquipamiento de EnfriamientoCompresorEnfriador de AbsorciónBomba de calor, etc.
•• Equipamiento de GeneraciEquipamiento de Generacióón de n de ElectricidadElectricidad
Turbina a gasTurbina a vaporTurbina a gas – ciclo combinadoMotor reciprocanteCelda electroquímica, etc.
•• Equipamiento de calefacciEquipamiento de calefaccióónnRecuperación de calor de desperdicioCaldero / Horno / Calentador Bomba de calor, etc.
Crédito Fotográfico: Rolls-Royce plc Turbina a Gas
Crédito Fotográfico: Urban Ziegler, NRCan Equipo de Enfriamiento
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Mercado de CogeneraciMercado de Cogeneracióónn
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Crecimiento esperado en 10 GW por aCrecimiento esperado en 10 GW por aññoo247 GW247 GWMundoMundo
Reemplazando principalmente electricidad basada en carbReemplazando principalmente electricidad basada en carbóónn0,5 GW0,5 GWSudSudááfricafrica
Mayormente cogeneraciMayormente cogeneracióón basada en bagazo para ingenios n basada en bagazo para ingenios azucarerosazucareros
4,1 GW4,1 GWIndiaIndia
Asociado con instalaciones fuera de redAsociado con instalaciones fuera de red2,8 GW2,8 GWBrasilBrasil
Fuertes incentivos para energFuertes incentivos para energíía renovablea renovable4,9 GW4,9 GWGran Gran BretaBretaññaa
Mercado de cogeneraciMercado de cogeneracióón municipal en alzan municipal en alza11 GW11 GWAlemaniaAlemania
Cerca del 30% de la electricidad proveniente de cogeneraciCerca del 30% de la electricidad proveniente de cogeneracióónn65 GW65 GWRusiaRusia
Predominantemente cogeneraciPredominantemente cogeneracióón basada en carbn basada en carbóónn32 GW32 GWChinaChina
Creciendo rCreciendo ráápidamente, polpidamente, políítica de apoyo a la cogeneracitica de apoyo a la cogeneracióónn67 GW67 GWUSAUSA
Mayormente a la industria de petrMayormente a la industria de petróóleo, y pulpa y papelleo, y pulpa y papel12 GW12 GWCanadCanadáá
ComentariosComentariosCapacidadCapacidadRegiRegióónn
Fuente: World Survey of Decentralized Energy 2004, WADE
EnergEnergíía Renovablea RenovableTecnologTecnologíías de Calefaccias de Calefaccióón y n y EnfriamientoEnfriamiento
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Calentamiento por Biomasa Calentamiento por Biomasa TecnologTecnologíía y Aplicaciones a y Aplicaciones
Picado de Madera
Planta de Calefacción
Edificios Simples y/o Calefacción Distrital
Crédito Fotográfico: Wiseloger, Art DOE/NREL
Crédito Fotográfico: Oujé-Bougoumou Cree Nation
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•• CombustiCombustióón controlada de madera, n controlada de madera, residuos agrresiduos agríícolas, basura colas, basura municipal, etc., para proveer calormunicipal, etc., para proveer calor
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•• Mundo:Mundo:La combustión de Biomasa provee 11% del Suministro Total de Energía Primaria del Mundo (STEP)Sobre 20 GWth de sistemas de calefacción de combustión controlada
•• PaPaííses en desarrollo:ses en desarrollo:Cocina, calefacciónNo siempre sostenibleÁfrica: 50% de STEPIndia: 39% de STEPChina: 19% de STEP
•• PaPaííses Industrializados:ses Industrializados:Calor, electricidad, estufas de maderaFinlandia: 19% de STEPSuecia: 16% de STEPAustria: 9% de STEPDinamarca: 8% de STEPCanadá: 4% de STEPUSA: 68% de todos los renovables
Mercado de Calentamiento por Mercado de Calentamiento por BiomasaBiomasa
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Fuente: Ingwald Obernberger citando la Cámara de Agricultura y Silvicultura, Baja Austria
Fotografía: Ken Sheinkopf/ Solstice CRESTCámara de Combustion
01.0002.0003.0004.0005.0006.0007.0008.000
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
01.0002.0003.0004.0005.0006.0007.0008.000
New Installations of Small Scale (<100 kW) Biomass Heating Systems in Austria
Source: IEA Estadísticas Información de Renovables 2003, Renewable Energy World 02/2003
Nuevas Instalaciones de Sistemas de Calefacción por Biomasa en Pequeña Escala (<100 kW) en Austria
CalefacciCalefaccióón Solar de Aire n Solar de Aire TecnologTecnologíía y Aplicacionesa y Aplicaciones
•• Colector no vidriado para Colector no vidriado para precalentamiento de aireprecalentamiento de aire
•• El aire frEl aire fríío es calentado al o es calentado al pasar a travpasar a travéés de peques de pequeñños os agujeros en la placa agujeros en la placa metmetáálica absorbente lica absorbente (Solarwall(SolarwallTMTM) )
•• Un ventilador circula este Un ventilador circula este aire calentado a travaire calentado a travéés del s del edificioedificio
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Panel SolarPerforado
AireFresco
Ventilador
Difusor de pared
•• Precalentamiento de aire de Precalentamiento de aire de ventilaciventilacióón para edificios con n para edificios con grandes requerimientos de grandes requerimientos de aire frescoaire fresco
•• TambiTambiéén para secado de n para secado de cosechascosechas
•• Competitivo en costos para Competitivo en costos para edificios nuevos o edificios nuevos o renovaciones mayoresrenovaciones mayores
Edificios Industrial
Crédito Fotográfico: Conserval Engineering
Secado Solar de CosechasCrédito Fotográfico: Conserval Engineering
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.
Mercado de CalefacciMercado de CalefaccióónnSolar de AireSolar de Aire
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Calentamiento Solar de AguaCalentamiento Solar de AguaTecnologTecnologíía y Aplicacionesa y Aplicaciones
•• Colectores vidriados y no vidriadosColectores vidriados y no vidriados
•• Almacenamiento de agua (tanque o piscina)Almacenamiento de agua (tanque o piscina)
Edificios Comerciales/Institucionales y Piscinas Acuicultura- Criadero de Salmones
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.
Mercado Solar de Mercado Solar de Calentamiento de AguaCalentamiento de Agua
•• MMáás de 30 millones de ms de 30 millones de m22 de de colectores en el mundocolectores en el mundo
•• Europa:Europa:10 millones de m2 de colectores in operación
Tasa de crecimiento anual del 12%
Alemania, Grecia, y Austria
Meta para el 2010: 100 millones m2
•• Mercado mundial fuerte para Mercado mundial fuerte para calentadores solares de piscinas de calentadores solares de piscinas de natacinatacióónn
•• Barbados tiene 35.000 sistemasBarbados tiene 35.000 sistemas Crédito Fotográfico: Chromagen
Edificios Residenciales
Edificios Residenciales y Piscinas
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.Fuente: Mundo de Energía Renovable, Oak Ridge National Laboratory
CalefacciCalefaccióón Solar Pasiva n Solar Pasiva TecnologTecnologíía y Aplicacionesa y Aplicaciones
•• Suministro del 20 al 50% de Suministro del 20 al 50% de calefaccicalefaccióón de ambientes n de ambientes requerido en la temporada de requerido en la temporada de calefaccicalefaccióónn
•• Ganancia de calor disponible a Ganancia de calor disponible a travtravéés de ventanas de alto s de ventanas de alto desempedesempeñño de cara al ecuadoro de cara al ecuador
•• Almacena calor dentro de la Almacena calor dentro de la estructura del edificioestructura del edificio
•• Utiliza protectores de sol para Utiliza protectores de sol para reducir las ganancias de calor en reducir las ganancias de calor en veranoverano
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.
Invierno
Verano
Fotografía: Fraunhofer ISE (from Siemens Research and Innovation Website)
Calefacción Solar Pasiva de Departamentos
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Mercado de CalefacciMercado de Calefaccióón n Solar PasivaSolar Pasiva
•• Uso de ventanas eficientes es Uso de ventanas eficientes es actualmente la practualmente la prááctica ctica estestáándar solar pasivandar solar pasiva
•• Para nuevas construcciones Para nuevas construcciones ––ningningúún a bajo incremento de n a bajo incremento de costoscostos
Ventanas de mayor eficienciaOrientación de edificiosProtectores de sol adecuados
•• Competitivo en costos para Competitivo en costos para nuevos edificios y nuevos edificios y rehabilitacionesrehabilitaciones
Edificios Comerciales
DOE/NREL Crédito Fotográfico: Gretz, Warren
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.
Edificios Residenciales
Crédito Fotográfico: DOE/NREL
Bombeo de Calor desde SuelosBombeo de Calor desde SuelosTecnologTecnologíía y Aplicacionesa y Aplicaciones
•• Calentamiento y enfriamiento Calentamiento y enfriamiento de ambientes/aguade ambientes/agua
•• La electricidad opera sobre La electricidad opera sobre ciclo de compresiciclo de compresióón de vaporn de vapor
•• Calor retirado del suelo en Calor retirado del suelo en invierno y desechado al suelo invierno y desechado al suelo en veranoen verano
Lazos Horizontales Enterrados
Lazos Verticales Enterrados
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Mercado de Bombeo de Mercado de Bombeo de Calor desde SuelosCalor desde Suelos
Edificios Industriales, Institucionales y Comerciales
Crédito Fotográfico: Geothermal Heat Pump Consortium (GHPC) DOE/NREL
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Bombeo de Calor desde Suelos - Residencial •• Mundo:Mundo:800.000 unidades instaladasCapacidad Total de 9.500 MWth
Tasa de crecimiento anual de 10%
•• USA: 50.000 instalaciones anualmenteUSA: 50.000 instalaciones anualmente•• Suecia, Alemania, Suiza son los Suecia, Alemania, Suiza son los
mayores mercados Europeosmayores mercados Europeos
•• CanadCanadáá::30.000+ unidades residenciales3.000+ unidades industriales y comerciales435 MWth instalados
11
Otras TecnologOtras Tecnologíías de Energas de Energíía a Limpia ComercialesLimpia Comerciales
•• Combustibles: etanol y bioCombustibles: etanol y bio--dieseldiesel
•• Sistemas de refrigeraciSistemas de refrigeracióón eficienten eficiente
•• Motores de velocidad variableMotores de velocidad variable
•• Sistemas de iluminaciSistemas de iluminacióón eficiente y con n eficiente y con luz diurnaluz diurna
•• RecuperaciRecuperacióón de calor de ventilacin de calor de ventilacióónn
•• OtrosOtrosCrédito Fotográfico: David and Associates DOE/NREL
Crédito Fotográfico: Robb Williamson/ NREL Pix
Iluminación con Luz Diurna e Iluminación Eficiente
Suministro de Combustible de Desecho Agrícola
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Refrigeración Eficiente en Pista de Hielo
TecnologTecnologíías de Energas de Energíía Limpia a Limpia EmergentesEmergentes
•• Electricidad a partir de energElectricidad a partir de energíía a ttéérmica Solarrmica Solar
•• Electricidad a partir de energElectricidad a partir de energíía a ttéérmica del marrmica del mar
•• Electricidad a partir de energElectricidad a partir de energíía de a de MareasMareas
•• Electricidad a partir de energElectricidad a partir de energíía de a de corrientes marinascorrientes marinas
•• Electricidad a partir de energElectricidad a partir de energíía de a de de oleajede oleaje
•• etc.etc.
Crédito Fotográfico: Gretz, Warren DOE/NREL
Crédito Fotográfico: Sandia National Laboratories DOE/NREL
Planta Eléctrica de Parabólicas Solares
Planta Eléctrica de Receptor Central Solar
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•• Existen oportunidades rentables Existen oportunidades rentables en costosen costos
•• Muchas experiencias exitosasMuchas experiencias exitosas
•• Mercados en crecimientoMercados en crecimiento
•• Se tienen oportunidades de Se tienen oportunidades de recursos de energrecursos de energíía renovables a renovables y eficiencia energy eficiencia energééticatica
Crédito Fotográfico: Michael Ross Renewable Energy Research
Crédito Fotográfico: Price, Chuck
Sistema FV Eólico Híbrido Parks Canada (Arctico a 81°N)
Teléfono FVCrédito Fotográfico: Nordex Gmbh
Instalación de Turbina Eólica de 600 kW
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ConclusionesConclusiones
12
¿¿Preguntas?Preguntas?
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1
Curso de AnCurso de Anáálisis de Proyectos de Energlisis de Proyectos de Energíía Limpiaa Limpia
AnAnáálisis de Proyectos de Energlisis de Proyectos de Energíía a Limpia con Software RETScreenLimpia con Software RETScreen®®
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Análisis Estándar de Cinco PasosModelodeEnergía
AnálisisdeCostos
Análisisde EfectoInvernadero
ResumenFinanciero
Análisis de Sensibilidad y de Riesgo
Listo para tomar una decisión
Haga “click” en hiperenlaces azules o íconos flotantes para acceder a datos
Sub – Hoja(s) de Cálculo
Flujos de Caja de Proyectos
Opc
iona
l
Opc
iona
l
ObjetivosObjetivos
•• Ilustrar el rol de estudios de factibilidad Ilustrar el rol de estudios de factibilidad preliminarespreliminares
•• Demostrar cDemostrar cóómo trabaja el Software mo trabaja el Software RETScreenRETScreen®®
•• Mostrar cMostrar cóómo RETScreenmo RETScreen®® facilita la facilita la ayuda de identificaciayuda de identificacióón y evaluacin y evaluacióón de n de proyectos potencialesproyectos potenciales
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Análisis de Pre-factibilidad
AnAnáálisis de lisis de PrePre--factibilidadfactibilidad
Análisis de FactibilidadAnAnáálisis de lisis de FactibilidadFactibilidad
Desarrollo eIngeniería
Desarrollo eDesarrollo eIngenierIngenierííaa
Construcción y Puesta
en Servicio
ConstrucciConstruccióón n y Puestay Puesta
en Servicioen Servicio
Barreras SignificativasBarreras Significativas
Los Proyectos de EnergLos Proyectos de Energíía a Limpia ciertamente no estLimpia ciertamente no estáán n siendo considerados siendo considerados rutinariamente!rutinariamente!
Proceso de ImplementaciProceso de Implementacióón de n de Proyecto de EnergProyecto de Energííaa
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2
PreguntasPreguntas
•• ¿¿CuCuáál es un nivel aceptable de l es un nivel aceptable de precisiprecisióón para los estimados de n para los estimados de costos de proyectos?costos de proyectos?
•• ¿¿CuCuáánto tnto tíípicamente estos estudios picamente estos estudios cuestan?cuestan?
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¡¡100100 $$ a 1a 1..000000..000000 $$!!
El Dilema de la PrecisiEl Dilema de la Precisióón vs. Costo de Inversin vs. Costo de Inversióónn
Rango de precisión de estimado, igual al costo estimado dividido por el costos final suponiendo un valor de la moneda constante
Estimado antes de licitación, costo con precisión ± 10%
Costo final
Todas las ofertas recibidas, costos dentro de ± 5%
Construcción
Estudio de factibilidad, precisión de costo dentro de de ± 15% a 25%
Estudio de pre-factibilidad, precisión de costo dentro de de ± 40% a 50%
Tiempo
¿¿CuCuáándo deben las tecnologndo deben las tecnologíías de as de energenergíía limpia ser evaluadas?a limpia ser evaluadas?
Análisis dePre-factibilidad
AnAnáálisis delisis dePrePre--factibilidadfactibilidad
Análisis deFactibilidadAnAnáálisis delisis deFactibilidadFactibilidad
Estudios de Estudios de factibilidad factibilidad preliminarespreliminares
•• Necesidad de sistema de energNecesidad de sistema de energííaa
•• Nueva construcciNueva construccióón o renovacin o renovacióón n proyectadaproyectada
•• Costos de energCostos de energíía convencional a convencional altosaltos
•• InterInteréés de los ms de los máás involucrados en s involucrados en el negocioel negocio
•• Posibles aprobacionesPosibles aprobaciones
•• Aportes de capital y financiamiento Aportes de capital y financiamiento accesibleaccesible
•• Buen recurso local de energBuen recurso local de energíía a limpia, etc.limpia, etc.
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La Viabilidad de Proyectos (Ej. La Viabilidad de Proyectos (Ej. EEóólico) Depende de Varios Factoreslico) Depende de Varios Factores
Turbina Eólica y Torre
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•• Recurso energRecurso energéético disponible entico disponible enel sitio del proyectoel sitio del proyecto(ej. velocidad del viento)
•• DesempeDesempeñño de Equiposo de Equipos(ej. Curva de potencia de turbina eólica)
•• Costos iniciales del proyectoCostos iniciales del proyecto(ej. Turbinas eólicas, torres, ingeniería)
•• CrCrééditos de ditos de ““Caso BaseCaso Base””(ej. Grupos electrógenos diesel para sitios remotos)
•• Costos de operaciCostos de operacióón y perin y perióódicos deldicos delproyectoproyecto(ej. Limpieza de álabes de turbinas eólicas)
•• Costos evitados de energCostos evitados de energííaa(ej. Precio de electricidad en el mercadomayorista)
•• Financiamiento Financiamiento (ej. Relación de deuda y longitud, tasade interés)
•• Impuestos sobre el equipamiento y a la renta (o ahorros)Impuestos sobre el equipamiento y a la renta (o ahorros)
•• CaracterCaracteríísticas ambientales de la energsticas ambientales de la energíía desplazadaa desplazada(ej. carbón, gas natural, petróleo, grandes hidros, nuclear)
•• CrCrééditos ambientales y/o subsidiosditos ambientales y/o subsidios((ej. tarifas de electricidad ambientalmente adecuadas, créditos GEI, donaciones)
•• Definiciones de costo eficiente del que toma decisionesDefiniciones de costo eficiente del que toma decisiones(ej. período de repago, TIR, VPN, Costos de producción de energía)
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Crédito Fotográfico: Middelgrunden Wind Turbine Co-operative
Energía Eólica
La Viabilidad de Proyectos (Ej. La Viabilidad de Proyectos (Ej. EEóólico) Depende de Varios Factoreslico) Depende de Varios Factores
¿¿Por quPor quéé Utilizar RETScreenUtilizar RETScreen®®??
•• Simplifica evaluaciones preliminaresSimplifica evaluaciones preliminaresRequiere relativamente poco ingreso de datos por parte del usuario
Calcula automáticamente los indicadoresde viabilidad más importantes
•• Cuesta 1/10Cuesta 1/10ªª parte del costo parte del costo de otros mde otros méétodos de evaluacitodos de evaluacióónn
•• Procedimientos estandarizados Procedimientos estandarizados permiten comparaciones objetivaspermiten comparaciones objetivas
•• Incrementa el potencial de implementaciIncrementa el potencial de implementacióón n exitosa de proyectos de energexitosa de proyectos de energíía limpiaa limpia
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4
ValidaciValidacióón RETScreenn RETScreen®® -- EjemplosEjemplos
•• Todos los modelos Todos los modelos validados por validados por comparacicomparacióón con n con monitoreo y datos de monitoreo y datos de fabricantesfabricantes……
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0%
20%
40%
60%
80%
100%
0% 20% 40% 60% 80% 100%Porcentaje de Flujo Nominal
Efic
ienc
ia (%
)Curvas de Eficiencia de Turbinas Hidro:
RETScreen vs. Fabricante
RETScreenFabricante
Comparando las Producciones de Energía FV Calculadas por RETScreen y HOMER
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Month
PV P
ower
(kW
h)
HOMERRETScreen
•• …… y/o comparando con y/o comparando con herramientas de herramientas de simulacisimulacióón horarias.n horarias.
Mes
Elec
tric
idad
FV
(kW
h)
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Set Oct Nov Dic
DemostraciDemostracióón de Software RETScreenn de Software RETScreen®®
(Ejemplo de Modelo de Proyecto de (Ejemplo de Modelo de Proyecto de EnergEnergíía Ea Eóólica)lica)
Análisis Estándar de Cinco PasosModelo
deEnergía
Análisisde
Costos
Análisisde Efecto
InvernaderoResumen
Financiero
Análisis de Sensibilidad y
de Riesgo
Listo para tomar una decisión
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Sub – Hoja(s) de Cálculo
Flujos de Caja de Proyectos
Análisis Estándar de Cinco PasosModelo
deEnergía
Análisisde
Costos
Análisisde Efecto
InvernaderoResumen
Financiero
Análisis de Sensibilidad y
de Riesgo
Listo para tomar una decisión
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Sub – Hoja(s) de Cálculo
Flujos de Caja de Proyectos
Características IntegradasDatos
MeteorológicosDatos de
ProductosManual
en Línea
•Cursos de Capacitación•Libros de Texto de Ingeniería•Estudios de casos•Mercado en línea•Foros Internet
Análisis Estándar de Cinco Pasos
ModelodeEnergía
AnálisisdeCostos
Análisisde EfectoInvernadero
ResumenFinanciero
Análisis de Sensibilidad y de Riesgo
Listo para tomar una decisión
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Sub – Hoja(s) de Cálculo
Flujos de Caja de Proyectos
Opc
iona
l
Opc
iona
l
5
CCóódigo de Colores para Celdasdigo de Colores para Celdas
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blanco
amarillo
azul
gris
Celdas de Entrada y Salida
Salida del modelo – calculado por el modelo
Entrada del usuario – requerido para correr el modelo
Entrada del usuario – requerido para correr el modelo y la base de datos disponible
Entrada del usuario – solo para propósitos de referencia. No requeridos para correr el modelo
Nombre del proyectoUbicación del proyectoFuente de datos de vientoUbicación más cercana de datos meteorológicosVelocidad promedio anual del vientoAltura de medición de vientoExponente de corte de vientoVelocidad de viento a 10 mPresión atmosférica promedioTemperatura promedio anual
Condiciones del Sitio Estimado Notas/Rango Granja de VientoAndrhra, IndiaVeloc. de Viento
Ver Manual en Línea
Ver Datos Meteorológicos
Exponente de corte de viento
Condiciones del Sitio
Características del Sistema
Producción de Energía Anual Estimado
Por Turbina Estimado
Total
Modelo de Energía RETScreen® - Proyecto de Energía Eólica
Datos de Equipos RETScreen® - Proyecto de Energía Eólica
Base de Datos de Productos
6
Análisis de Costos RETScreen® - Proyecto de Energía Eólica
Modelo de Energía RETScreen® - Proyecto de Energía Eólica
Base de Datos Meteorológicos
Juego de Datos de Meteorología de Superficie y Energía Solar
7
Meteorología de Superficie y Energía Solar de la NASA: LocalizarDatos de RETScreen
Opciones:
•Haga “Click” en la imagen para volver a centrar•Seleccione nivel de “zoom” y presione “Entregar”
Nota: El nivel de “Zoom” debe ser mayor que 2x para traer data
Ubicación:
Ubicación:
Entregar para Zoom
O ingrese una latitud y longitud utilizando un formato:
O ingrese una latitud y longitud utilizando un formato:
Entregar para Zoom
Ubicación:
8
Datos de RETScreen
Se eligió Latitud -40 / Longitud -68
Marcar los casilleros y presionar Entregar(Todos los valores por “default”)
Entregar Resetear
Valores Definiciones
Geometría
Modelos de Tecnología RETScreen
Información de la Geometríalatitud/longitud del centro y límites
Proyecto de Calefacción Solar PasivaProyecto de Calentamiento Solar de AguaProyecto de Bomba de Calor desde SuelosProyecto FotovoltaicoProyecto de Valentamiento Solar de AireProyecto de Calefacción por BiomasaProyecto de Energía EólicaProyecto de Pequeña Hidro
Modelo(s) RETScreen elegido(s):Energía Eólica
Temperatura Promedio (ºC)
Velocidad de Viento Promedio (m/s)
Presión Atmosférica Promedio (kPa)
Es recomendable que los usuarios de esta información de vientos vean la Sección de Metodología de este sitio Web. El usuario podría desear corregir por sesgo así como por efectos locales dentro de la red de la región.
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Set Oct Nov Dic
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Set Oct Nov Dic
Prom. 10 Años
Año El Niño (1987)
Año La Niña (1988)
Prom. 10 Años
Año El Niño (1987)
Año La Niña (1988)
Prom.Anual
Prom.Anual
ComparaciComparacióón:n:
•• Caso Base vs. Caso PropuestoCaso Base vs. Caso Propuesto
•• Sistema convencional vs. Sistema convencional vs. Sistema de energSistema de energíía limpiaa limpia
Ejemplo:Ejemplo:
•• Forrado estForrado estáándar de edificio y ndar de edificio y calentador de aire a gas calentador de aire a gas naturalnatural
vs.vs.
•• Forrado deForrado de Paredes Solares Paredes Solares (SolarWall) (SolarWall) con calefaccicon calefaccióón de n de aire, maire, máás calentador de aire s calentador de aire convencional a gas naturalconvencional a gas natural
Software RETScreenSoftware RETScreen®®
MMéétodo de Antodo de Anáálisis Financierolisis Financiero
Pared solar en Construcción de la Escuela de YellowknifeCrédito Fotográfico: Arctic Energy Alliance
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9
Demostraciones de Software Demostraciones de Software Proyecto de EnergProyecto de Energíía Ea Eóólica de 20 MWlica de 20 MW
Entrada/SalidaEntrada/Salida(RETScreen(RETScreen®®))
•• UbicaciUbicacióón del proyecto:n del proyecto:
•• Velocidad del viento:Velocidad del viento:
•• ReducciReduccióón de emisiones GEI:n de emisiones GEI:
•• Costo de turbina eCosto de turbina eóólica:lica:
•• CrCréédito por produccidito por produccióón ER:n ER:
•• CrCréédito GEI (planta de carbdito GEI (planta de carbóón):n):
•• Plazo de la deuda:Plazo de la deuda:
•• Flujo de caja positivo:Flujo de caja positivo:
•• Retorno sobre la inversiRetorno sobre la inversióón:n:
Escenario NEscenario Nºº 22(Planta Ecol(Planta Ecolóógica)gica)
•• Pincher Creek, ABPincher Creek, AB
•• Lethbridge Lethbridge →→ 77,,0 m/s0 m/s
•• →→ 6363..486 tCO486 tCO22/a/aññoo
•• →→ 11..000000 $$/kW/kW
•• →→ 00,,025025 $$/kWh/kWh
•• →→ 55 $$/ton/ton
•• →→ 15 a15 aññosos
•• 55,,2 a2 aññosos
•• 2222,,8%8%
Escenario NEscenario Nºº 11(Planta Comercial)(Planta Comercial)
•• Calgary, ABCalgary, AB
•• 44,,4 4 m/sm/s
•• 2525..123 tCO123 tCO22/a/aññoo
•• 11..200200 $$/kW/kW
•• 00 $$/kWh/kWh
•• 00 $$/ton/ton
•• 10 a10 aññosos
•• 4242,,7 a7 aññosos
•• -- 77,,1%1%
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Demostraciones de Software Demostraciones de Software Escenario NEscenario Nºº 11
Escenario NEscenario Nºº 11(Planta Comercial)(Planta Comercial)
Calgary, ABCalgary, AB
44,,4 4 m/sm/s
11..200200 $$/kW/kW
2525..123 t123 tCOCO22/a/aññoo
00 $$/kWh/kWh
00 $$/ton/ton
10 a10 aññosos
4242,,7 a7 aññosos
-- 77,,1%1%
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Flujos de Caja Acumulativos de Proyecto de Energía EólicaEscenario Nº 1, Calgary, AB
Energía renovable entregada (MWh/año): 25,556 Costos Iniciales Totales: $ 34’760,708 GEI netos reducidos (tCO2/año): 25,123
Años
Tiempo a flujo de caja positivo: más de 25 años Valor Presente Neto: $ -27’163,120
Fluj
o de
Caj
a A
cum
ulat
ivo
($)
Demostraciones de Software Demostraciones de Software Velocidad de Viento y ReducciVelocidad de Viento y Reduccióón de Emisin de Emisióón GEIn GEI
Escenario NEscenario Nºº 1a1a
(Planta Ecol(Planta Ecolóógica)gica)
Pincher Creek, ABPincher Creek, AB
Lethbridge Lethbridge →→ 77,,0 m/s0 m/s
6363..486 t486 tCOCO22/a/aññoo
1818,,2 a2 aññosos
44,,8%8%
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Flujos de Caja Acumulativos de Proyecto de Energía EólicaEscenario Nº 1, Pincher Creek, AB
Energía renovable entregada (MWh/año): 64,583 Costos Iniciales Totales: $ 34’760,708 GEI netos reducidos (tCO2/año): 63,486
Fluj
o de
Caj
a A
cum
ulat
ivo
($)
Años
TIR: 4,8% Tiempo a flujo de caja positivo: 18.2 años Valor Presente Neto: $ -8’842,008
10
Demostraciones de Software Demostraciones de Software Costo de Turbina ECosto de Turbina Eóólicalica
Escenario NEscenario Nºº 1b1b
11..000000 $$/kW/kW
1616,,5 a5 aññosos
66,,5%5%
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Fluj
o de
Caj
a A
cum
ulat
ivo
($)
Energía renovable entregada (MWh/año): 64,583 Costos Iniciales Totales: $ 30’391,448 GEI netos reducidos (tCO2/año): 63,486
Flujos de Caja Acumulativos de Proyecto de Energía EólicaEscenario Nº 1b, Pincher Creek, AB
Años
TIR: 6.5% Tiempo a flujo de caja positivo: 16.5 años Valor Presente Neto: $ -4’539,727
Demostraciones de Software Demostraciones de Software CrCréédito de Produccidito de Produccióón de ERn de ER
Escenario NEscenario Nºº 1c1c
00,,025025 $$/kWh/kWh
1010,,1 a1 aññosos
1717,,7%7%
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Fluj
o de
Caj
a A
cum
ulat
ivo
($)
Energía renovable entregada (MWh/año): 64,583 Costos Iniciales Totales: $ 30’391,448 GEI netos reducidos (tCO2/año): 63,486
Flujos de Caja Acumulativos de Proyecto de Energía EólicaEscenario Nº 1c, Pincher Creek, AB
Años
TIR: 17.7% Tiempo a flujo de caja positivo: 10.1 años Valor Presente Neto: $ 15’446,755
Demostraciones de Software Demostraciones de Software CrCréédito por Emisiones GEIdito por Emisiones GEI
Escenario NEscenario Nºº 1d1d
55 $$/ton/ton
77,,5 a5 aññosos
2020,,1%1%
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Fluj
o de
Caj
a A
cum
ulat
ivo
($)
Energía renovable entregada (MWh/año): 64,583 Costos Iniciales Totales: $ 30’391,448 GEI netos reducidos (tCO2/año): 63,486
Flujos de Caja Acumulativos de Proyecto de Energía EólicaEscenario Nº 1d, Pincher Creek, AB
Años
TIR: 20.1% Tiempo a flujo de caja positivo: 7.5 años Valor Presente Neto: $ 19’376,202
11
DemostraciDemostracióón de Software n de Software Plazo de la DeudaPlazo de la Deuda
Escenario NEscenario Nºº 22
15 a15 aññosos
55,,2 a2 aññosos
2222,,8%8%
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Fluj
o de
Caj
a A
cum
ulat
ivo
($)
Energía renovable entregada (MWh/año): 64,583 Costos Iniciales Totales: $ 30’391,448 GEI netos reducidos (tCO2/año): 63,486
Flujos de Caja Acumulativos de Proyecto de Energía EólicaEscenario Nº 2, Pincher Creek, AB
Años
TIR: 22,8% Tiempo a flujo de caja positivo: 5.2 años Valor Presente Neto: $ 19’534,24
¿¿Preguntas?Preguntas?
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1
Curso de AnCurso de Anáálisis de Proyectos de Energlisis de Proyectos de Energíía Limpiaa Limpia
AnAnáálisis de Emisilisis de Emisióón de Gas de n de Gas de Efecto Invernadero con Software Efecto Invernadero con Software RETScreenRETScreen®®
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Crédito Fotográfico: Environment Canada
ObjetivosObjetivos
•• Introducir una metodologIntroducir una metodologíía para el ca para el cáálculo lculo de reducciones en emisiones de gas de de reducciones en emisiones de gas de efecto invernadero (GEI)efecto invernadero (GEI)
•• Hacer una demostraciHacer una demostracióón del Modelo de n del Modelo de AnAnáálisis de Reduccilisis de Reduccióón de Emisin de Emisióón GEIn GEI
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¿¿QuQuéé se requiere calcular?se requiere calcular?
•• ReducciReduccióón anual de emisin anual de emisióón de GEIn de GEI
Caso base (típicamente tecnología convencional) vs.
Caso propuesto (tecnología de energía limpia)
Unidades: toneladas de CO2 por año
Emisiones de CH4 y N2O convertidas a emisiones
equivalentes de CO2 en términos de su potencial de
calentamiento global
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2
¿¿CCóómo se calcula?mo se calcula?
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•• RETScreenRETScreen®® ajusta la reducciajusta la reduccióón anual para tomar en n anual para tomar en cuenta las pcuenta las péérdidas de transmisirdidas de transmisióón y distribucin y distribucióón, y las n, y las remuneraciones por transacciones de crremuneraciones por transacciones de crééditos GEI ditos GEI (Versi(Versióón 3.0 o superior)n 3.0 o superior)
ReducciReduccióón anual de emisin anual de emisióón GEIn GEI(t (t COCO22
))
Factor deFactor deEmisiEmisióón GEI de n GEI de
caso basecaso base(t (t COCO22
/MWh)/MWh)
Factor deFactor deEmisiEmisióón GEI den GEI decaso propuestocaso propuesto
(t (t COCO22/MWh)/MWh)
EnergEnergíía anuala anualEntregadaEntregada
para uso finalpara uso final
(MWh)(MWh)
--
==
xx
Modelo de AnModelo de Anáálisis de Reduccilisis de Reduccióón n de Emiside Emisióón de GEI RETScreenn de GEI RETScreen®®
•• MetodologMetodologíía estandarizada a estandarizada desarrollada por NRCan desarrollada por NRCan con el Programa Ambiental con el Programa Ambiental de las Naciones Unidas de las Naciones Unidas (PANU), el Centro PANU (PANU), el Centro PANU RISRISØØ sobre Energsobre Energíía, Clima a, Clima y Desarrollo Sustentable, y y Desarrollo Sustentable, y el Fondo de Carbel Fondo de Carbóón n Prototipo del Banco Prototipo del Banco Mundial (FCP)Mundial (FCP)
•• Validado por un equipo de Validado por un equipo de expertos del Gobierno y la expertos del Gobierno y la IndustriaIndustria
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Tipo de AnTipo de Anáálisislisis
•• AnAnáálisis lisis estestáándarndar: RETScreen: RETScreen®® automautomááticamente utiliza IPCC y ticamente utiliza IPCC y valores estvalores estáándares de la industria para:ndares de la industria para:
Equivalencia de factores de CO2 para CH4 y N2O
Emisiones CO2, CH4, N2O para combustibles comunes
Eficiencia para la conversión de combustible a calor o electricidad
•• AnAnáálisis lisis personalizadopersonalizado: el usuario especifica estos valores: el usuario especifica estos valores
•• AnAnáálisis lisis definido por el usuariodefinido por el usuario: el usuario ingresa los factores : el usuario ingresa los factores de emisiones de GEI directamente (Verside emisiones de GEI directamente (Versióón 3.0 o superior)n 3.0 o superior)
No especifica eficiencias de combustibles y conversión
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3
Definiendo la lDefiniendo la líínea de basenea de base
•• Diferentes lDiferentes lííneas de base para cneas de base para cáálculos de emisiones de GEI:lculos de emisiones de GEI:Línea de base estática histórica (toda la capacidad de generación existente)
Línea de base estática histórica basada en tendencias recientes
Línea de base estática basada en planes de expansión
Línea de base dinámica marginal futura
Otras
•• RETScreenRETScreen®® admite un cambio de ladmite un cambio de líínea de base durante el curso nea de base durante el curso del proyecto (Versidel proyecto (Versióón 3.0 o superior)n 3.0 o superior)
•• Puede basarse en Puede basarse en ááreas internacionales, nacionales, o sub reas internacionales, nacionales, o sub --nacionalesnacionales
•• AAúún en negociacin en negociacióón vn víía el Protocolo de Kyotoa el Protocolo de Kyoto
•• El usuario debe poder defender la selecciEl usuario debe poder defender la seleccióón de la ln de la líínea de base y nea de base y no debe sobreestimar las reducciones de emisino debe sobreestimar las reducciones de emisióónn
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RETScreenRETScreen®® Facilita los Proyectos del Facilita los Proyectos del Protocolo de Kyoto MDL e ICProtocolo de Kyoto MDL e IC
•• Proyectos del Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL):Proyectos del Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL):Países industrializados o empresas que invierten en proyectos de reducción de emisión de GEI en países en desarrollo obtienen créditos de estos proyectos
•• Proyectos MDL en pequeProyectos MDL en pequeñña escala pueden utilizar ma escala pueden utilizar méétodos de ltodos de líínea nea de base simplificadosde base simplificados
Proyectos de generación eléctrica ≤ 15 MW
Ahorros de proyectos de eficiencia energética ≤ 15 GWh por año
•• Proyectos de implementaciProyectos de implementacióón conjunta (IC):n conjunta (IC):Países industrializados o empresas obtienen créditos invirtiendo en un proyecto en otro país que tenga metas de emisión bajo el protocolo de Kyoto (como por ejemplo los países que aparecen en el Anexo I)
Proyectos típicamente en un país de economía en transición
•• Los proyectos MDL e IC requieren demostrar Los proyectos MDL e IC requieren demostrar ““adicionalidadadicionalidad”” en las en las reducciones mas allreducciones mas alláá de aquellos logrados en el escenario de lde aquellos logrados en el escenario de líínea de nea de basebase
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4
ConclusionesConclusiones
•• RETScreenRETScreen®® calcula la reduccicalcula la reduccióón de la emisin de la emisióón anual de GEI n anual de GEI para un proyecto de energpara un proyecto de energíía limpia comparado con un sistema a limpia comparado con un sistema de caso basede caso base
•• FFáácil de usar, pero requiere que el usuario defina cil de usar, pero requiere que el usuario defina cuidadosamente el escenario de caso base para grandes cuidadosamente el escenario de caso base para grandes proyectosproyectos
•• El modelo toma en cuenta reglas que emergen del protocolo El modelo toma en cuenta reglas que emergen del protocolo de Kyoto al nivel de un estudio de pre de Kyoto al nivel de un estudio de pre -- factibilidadfactibilidad
•• Para mantener credibilidad, el usuario no debe sobrestimar las Para mantener credibilidad, el usuario no debe sobrestimar las reducciones de emisireducciones de emisióón de GEI del proyecto propueston de GEI del proyecto propuesto
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¿¿Preguntas?Preguntas?
Crédito Fotográfico: Environment Canada
www.retscreen.netwww.retscreen.net© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.
1
Curso de AnCurso de Anáálisis de Proyectos de Energlisis de Proyectos de Energíía Limpiaa Limpia
AnAnáálisis Financiero y de Riesgolisis Financiero y de Riesgocon Softwarecon Software RETScreenRETScreen®®
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Crédito Fotográfico: Green Mountain Power Corporation/ NRELPix
ObjetivosObjetivos
•• Introducir la metodologIntroducir la metodologíía RETScreena RETScreen®® para la evaluacipara la evaluacióón de la viabilidad n de la viabilidad financiera de un proyecto potencial de energfinanciera de un proyecto potencial de energíía limpiaa limpia
Revisión de parámetros financieros (entrada) importantes
Revisión de indicadores más importantes de viabilidad financiera
Examen de supuestos para cálculos de flujo de caja
Diferencias más saltantes entre los costos iniciales, repago simple e indicadores financieros más importantes
•• Demostrar la hoja de cDemostrar la hoja de cáálculo de resumen financiero RETScreenlculo de resumen financiero RETScreen®®
•• Mostrar cMostrar cóómo los incentivos, crmo los incentivos, crééditos de producciditos de produccióón, crn, crééditos GEI e ditos GEI e impuestos pueden ser incluidos en el animpuestos pueden ser incluidos en el anáálisis financierolisis financiero
•• Introducir el anIntroducir el anáálisis de sensibilidad y el anlisis de sensibilidad y el anáálisis de riesgo conlisis de riesgo conRETScreenRETScreen®®
•• Hacer una demostraciHacer una demostracióón de la Hoja de Cn de la Hoja de Cáálculo de Anlculo de Anáálisis de Sensibilidad lisis de Sensibilidad y Riesgo RETScreeny Riesgo RETScreen®® (Versi(Versióón 3.0 o superior)n 3.0 o superior)
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Costos Iniciales vs. Costos Operativos:Costos Iniciales vs. Costos Operativos:El ejemplo de las Telecomunicaciones El ejemplo de las Telecomunicaciones RemotasRemotas
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0
5
10
15
0 5 10 15 20 25Año
Cos
to(k
$)
Reemplazo de Baterías
Costo Inicial
0
5
10
15
0 5 10 15 20 25Año
Cos
to(k
$)
Reparación Gral. GrupoCombustibleReemplazo de BateríasCosto Inicial
•• Grupo ElectrGrupo Electróógeno + batergeno + bateríía (caso base):a (caso base):Costo inicial: 6.000 $Costo Anual: 1.000 $ for fuel*Reemplazo de baterías cada 4 años (1.500 $)*Reparación general cada 2 años (1.000 $)*
•• Celdas Fotovoltaicas+baterCeldas Fotovoltaicas+baterííaa (caso (caso propuesto):propuesto):
Costo inicial: 15.000 $Reemplazo de baterías cada 5 años (2.000 $)*
*Tasa de inflación y escalamiento de la energía de 2,5%
Determinando la Viabilidad Determinando la Viabilidad Financiera:Financiera: El ejemplo de las El ejemplo de las Telecomunicaciones RemotasTelecomunicaciones Remotas
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•• ¿¿CCóómo comparamos el grupo electr. y el sistema FV?mo comparamos el grupo electr. y el sistema FV?Grupo electrógeno: menores costos inicialesFotovoltaico: menores costos anuales y periódicos
•• RETScreenRETScreen®® calcula calcula indicadoresindicadores quequecontemplan los contemplan los ingresos como los ingresos como los gastos de toda la gastos de toda la vida del proyecto! vida del proyecto!
Tiempo hasta flujo de caja positivo 3,8 años TIR 22,3% VPN 4.771 $
Fluj
os d
e C
aja
Acu
mul
ados
Años
3
CCáálculos de Flujo de Caja: lculos de Flujo de Caja: ¿¿QuQuéé hace RETScreenhace RETScreen®®??
Flujos de Caja Anuales
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Año
Mile
s de
$
Flujos de IngresosFlujos de IngresosAhorros en CombustibleAhorros en CombustibleAhorros en OyMAhorros en OyMAhorros PeriAhorros PerióódicosdicosIncentivosIncentivosCrCrééditos de Producciditos de ProduccióónnCrCrééditos Gas Efecto Inverditos Gas Efecto Inver--naderonadero
Flujos de SalidasFlujos de SalidasInversiInversióón en Capitaln en CapitalPagos de Deuda AnualesPagos de Deuda AnualesPagos OyMPagos OyMCostos PeriCostos Perióódicosdicos
IndicadoresIndicadoresValor Presente NetoValor Presente NetoPerPerííodo de Repagoodo de RepagoTIRTIRCobertura de ServicioCobertura de Serviciode la Deudade la DeudaEtc.Etc.
Time (yr)
$
(20,000,000)
(10,000,000)
0
10,000,000
20,000,000
30,000,000
40,000,000
50,000,000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Years
Flujo de Caja Acumulativo
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Tiempo (Años)
ParParáámetros Financieros (Entrada)metros Financieros (Entrada)UtilizadosUtilizados porpor RETScreenRETScreen®®
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•• Tasa de descuento: tasa usada para convertir flujos de caja futuTasa de descuento: tasa usada para convertir flujos de caja futuros al presenteros al presente•• Costos de energCostos de energíía evitados: a evitados:
Para proyectos de calefacción y enfriamiento: el precio del combustible en el escenario de caso basePara proyectos eléctricos que venden a la red: el precio pagado por la energía limpia vendida (para promotores) o costos marginales (para empresas de servicio público)
Parámetros Financieros
Costo evitado de energíaCrédito de producción ERDuración de crédito de prod. ERTasa de escalam. de crédito ERCrédito de reduc. Emisión GEIDuración de crédito GEITasa de escalam. de crédito GEI
Tasa de escalam. de costo de energíaInflaciónTasa de descuentoVida del proyecto
Relación de deudaTasa de interés de deudaPlazo de deuda
¿Análisis de impto. a la renta?Tasa de impto. efectivo¿Pérdidas en años sgtes.?Método de depreciaciónBase de depreciación de imptos.Tasa de depreciación
¿Hay exención de impuestos?Duración de exención de imptos.
año
año
año
si/no
si/no
si/noaño
Indicadores (Salida) de Viabilidad Indicadores (Salida) de Viabilidad Financiera mFinanciera máás Importantess Importantes
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TIR del 17 %TIR del 17 %VPN de 1,5 $VPN de 1,5 $millonesmillones
3 a3 añños de repago simpleos de repago simpleEjemploEjemplo
TIRTIR > tasa m> tasa míínima nima aceptableaceptable
Valor positivo Valor positivo indica proyecto indica proyecto
rentablerentable
RepagoRepago < n a< n aññososCriteriosCriterios
•• Puede llevar al Puede llevar al engaengañño cuando el flujo o cuando el flujo va de positivova de positivo--negativonegativo--positivopositivo
•• Buena Buena estimaciestimacióónn•• El usuario debe El usuario debe especificar la tasa especificar la tasa de descuentode descuento
•• EngaEngaññosooso•• Ignora flujos de caja de Ignora flujos de caja de financiamiento y de largo financiamiento y de largo plazoplazo•• Se usa cuando el flujo es Se usa cuando el flujo es ajustadoajustado
ComentariosComentarios
Interest yield of Interest yield of project during its project during its
lifetimelifetime
Valor total del Valor total del proyecto en proyecto en
ddóólares actualeslares actuales
# de a# de añños para recuperar los os para recuperar los costos adicionales con los costos adicionales con los
ahorros anualesahorros anuales
SignificadoSignificado
Tasa Interna de Tasa Interna de Retorno (TIRRetorno (TIR yy
Retorno sobre la Retorno sobre la InversiInversióón)n)
Valor Presente Valor Presente NetoNeto(VPN)(VPN)
Repago SimpleRepago Simple
4
ComparaciComparacióón de Indicadores: n de Indicadores: El Ejemplo de las Telecomunicaciones RemotasEl Ejemplo de las Telecomunicaciones Remotas
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FVFVFVFVGrupo Grupo electrelectróógenogeno
DecisiDecisióónn
22%22%4.800 $4.800 $9 a9 aññososFV vs grupo FV vs grupo electrelectróógeno*geno*
Tasa Interna de RetornoTasa Interna de Retorno(TIR y Retorno sobre la (TIR y Retorno sobre la
InversiInversióón)n)
Valor Presente Neto Valor Presente Neto (VPN)(VPN)
Repago SimpleRepago Simple
* Tasa de descuento del 12%; 50% de deuda financiada a 15 años al 7% de tasa de interés
Indicadores de Viabilidad Financiera:Indicadores de Viabilidad Financiera:El Ejemplo de las Telecomunicaciones RemotasEl Ejemplo de las Telecomunicaciones Remotas
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•• RETScreenRETScreen®® provee, provee, para el proyecto, un para el proyecto, un rango de rango de indicadores y un indicadores y un grgrááfico de flujo de fico de flujo de caja acumulativocaja acumulativo
3,8 años para flujo de caja positivo
Fluj
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aja
Acu
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Años
TIR antes de impuestosTIR después de impuestosRepago SimpleTiempo a flujo de caja positivoVPN – Valor Presente NetoAhorros Anuales del Ciclo de Vida Relación Beneficio – Costo (B-C)
Calcular energía prod. si/no
Calcular reduc. GEI si/no
Capital del proyectoDeuda del proyectoPagos de deudaCobertura - servicio de deuda
Factibilidad Financiera
añoaño
año
EnfrentEnfrentáándose a la Incertidumbre: ndose a la Incertidumbre: AnAnáálisis de Riesgo y Sensibilidadlisis de Riesgo y Sensibilidad
•• En la etapa de factibilidad En la etapa de factibilidad preliminar, hay bastante preliminar, hay bastante incertidumbre sobre los incertidumbre sobre los muchos parmuchos paráámetros de metros de entradaentrada
•• ¿¿CCóómo se ve afectada la mo se ve afectada la rentabilidad del proyecto rentabilidad del proyecto por esos errores en los por esos errores en los valores provistos por el valores provistos por el usuario?usuario?
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AnAnáálisis de Sensibilidadlisis de Sensibilidad
•• Muestra como la rentabilidad del proyecto cambia cuando dos Muestra como la rentabilidad del proyecto cambia cuando dos parparáámetros de entrada importantes varmetros de entrada importantes varíían simultan simultááneamenteneamente
•• Por ejemplo:Por ejemplo:
Costos iniciales 10% mayores que los estimados
Costos evitados de energía 20% mayores que los estimados
¿La TIR excede el umbral del 15% deseado por el usuario?
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•• SSíí, es, es 15,2%15,2%
Las combinaciones de costos iniciales y costos evitados de energía debajo del umbral se encuentran sombreadas
Costos InicialesCostos Evitados de Energía
6
AnAnáálisis de Sensibilidad: lisis de Sensibilidad: ParParáámetrosmetros
•• RETScreenRETScreen®® calcula sensibilidad de calcula sensibilidad de ……Tasa Interna de Retorno (TIR)
Años hasta flujo de caja positivo
Valor Presente Neto (VPN)
•• ……hastahasta cambios simultcambios simultááneos en (por ejemplo)neos en (por ejemplo)……Energía Renovable ER entregadas y costo evitado de energía
Costos iniciales y costo evitado de energía
Tasa de interés y plazo de la deuda
Reducción de emisión neta de emisión de GEI y crédito de reducción de GEI
ER entregada y crédito de producción ER
•• ……con cambios decon cambios de ±±xx, , ±±½½xx, y, y 0, donde0, donde xx es el rango de sensibilidad es el rango de sensibilidad especificado por el usuarioespecificado por el usuario
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“Click” para Calcular Análisis de Sensibilidad
TIR después de Imptos.20%
15.0%
Realizar análisis sobreRango de SensibilidadUmbral
AnAnáálisis de Riesgolisis de Riesgo
•• El usuario tiene incertidumbre sobre muchos parEl usuario tiene incertidumbre sobre muchos paráámetros:metros:
El usuario especifica el rango de incertidumbre de cada parámetro (como por ejemplo, ±5%)
Todos los parámetros simultánea e independientemente se desvían de sus estimados
•• ¿¿CCóómo afecta esto a los indicadores financieros?mo afecta esto a los indicadores financieros?
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ParámetroCosto evitado de energíaER entregadoCostos inicialesCostos anualesRelación de la deudaTasa de interés de la deudaPlazo de la deudaCrédito de producción ER
Unidad Valor Rango Mínimo Máximo
AnAnáálisis de Riesgo: lisis de Riesgo: SimulaciSimulacióón de Monte Carlo n de Monte Carlo
•• RETScreenRETScreen®® calcula la distribucicalcula la distribucióón de frecuencias de los indicadores n de frecuencias de los indicadores financieros (TIR, VPN, y tiempo hasta flujo de caja positivo) mefinancieros (TIR, VPN, y tiempo hasta flujo de caja positivo) mediante diante el cel cáálculo de valores de 500 combinaciones de parlculo de valores de 500 combinaciones de paráámetrosmetros
Los parámetros varían de manera aleatoria acorde a la incertidumbre especificada por el usuario
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7% de las veces7% de las veces la TIR estla TIR estáá entre 18,2entre 18,2±±0,7%0,7%
Distribución de TIR después de Impuestos
Frec
uenc
ia
TIR después de Impuestos (%)
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AnAnáálisis de Riesgo: Nivel de Riesgolisis de Riesgo: Nivel de Riesgo
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7% of the time IRR is 7% of the time IRR is 18.218.2±±0.7%0.7%
•• Hay solo un Hay solo un riesgoriesgo del 10% que la TIR caiga fuera de este del 10% que la TIR caiga fuera de este rangorango
Distribución de TIR después de Impuestos
TIR después de Impuestos (%)
Frec
uenc
ia
Mediana MáximaMínimaNivel de Confianza = 90%
MedianoNivel de RiesgoMínimo Nivel de ConfianzaMáximo Nivel de Confianza
AnAnáálisis de Riesgo: lisis de Riesgo: Influencia de los ParInfluencia de los Paráámetrosmetros
•• ““GrGrááfica del Tornadofica del Tornado”” revela:revela:
Qué parámetros tienen la mayor influencia
Cómo los cambios en los parámetros afectan la TIR después de impuestos, el VPN, o el tiempo hasta flujo de caja positivo
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Impacto sobre la TIR después de Impuestos
Efecto de incrementar el valor del parámetro
Costos inicialesER entregada
Tasa de interés-Deuda
Costo evit. de energía
Costos anuales
Crédito de producc. ER
Relación deudaPlazo de deuda
Ord
enad
o po
r im
pact
o
ConclusionesConclusiones
•• RETScreenRETScreen®® toma cuenta de flujos de caja debido a costos iniciales, toma cuenta de flujos de caja debido a costos iniciales, ahorros de energahorros de energíía, OyM, costos de combustible, impuestos, cra, OyM, costos de combustible, impuestos, crééditos ditos GEIGEI y ERy ER
•• RETScreenRETScreen®® automautomááticamente calcula ticamente calcula indicadores importantesindicadores importantes de viabilidad financierade viabilidad financiera
•• La sensibilidad a los cambios de las entradas de los indicadoresLa sensibilidad a los cambios de las entradas de los indicadoresfinancieros mfinancieros máás importantes, pueden ser investigados con s importantes, pueden ser investigados con RETScreenRETScreen®®
•• Los indicadores que consideran rentabilidad sobre la vida del Los indicadores que consideran rentabilidad sobre la vida del proyecto, tales como la TIR y el VPN, son preferibles al mproyecto, tales como la TIR y el VPN, son preferibles al méétodo de todo de repago simplerepago simple
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¿¿Preguntas?Preguntas?
www.retscreen.netwww.retscreen.net© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.
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Curso de AnCurso de Anáálisis de Proyectos de Energlisis de Proyectos de Energíía Limpiaa Limpia
Resumen de MResumen de Móódulo dulo IntroductorioIntroductorio
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.
Crédito Fotográfico : Nordex Gmbh
ConclusionesConclusiones
•• Las tecnologLas tecnologíías de energas de energíía limpia han madurado, existen a limpia han madurado, existen aplicaciones eficientes en costo y los mercados estaplicaciones eficientes en costo y los mercados estáán creciendo n creciendo rráápidamentepidamente
•• Es en la etapa inicial de planeamiento donde las tecnologEs en la etapa inicial de planeamiento donde las tecnologíías de as de energenergíía limpia deben ser adecuadamente consideradas por a limpia deben ser adecuadamente consideradas por planificadores, los que toman decisiones y la industriaplanificadores, los que toman decisiones y la industria
•• RETScreenRETScreen®® ssimplifica las evaluaciones preliminaresimplifica las evaluaciones preliminares
Requiere relativamente pocos datos de entrada
Calculas automáticamente los indicadores de viabilidad financiera y técnicaCuesta una 1/10ª parte del costo de los otros métodos de evaluaciónLos procedimientos estandarizados permiten realizar comparaciones objetivasIncrementa el potencial de implementación exitosa de proyectos de energía limpia
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.
Crecimiento de Base de Usuarios Crecimiento de Base de Usuarios de Software RETScreende Software RETScreen®®
Núm
ero
de U
suar
ios
Abril 1, 1998 Marzo 31, 2005
Canadá
Mundo
56.448 usuarios de 206 países en todo el mundo
Creciendo a un ritmo de 300 usuarios cada semana
Top Ten Countries1 Canadá 18.1782 USA 7.4303 Francia 5.2434 Gran Bretaña 2.4235 España 1.9726 Italia 1.4927 Australia 1.3358 Alemania 1.0909 India 885
10 Bélgica 861
A Marzo, 2005
Software RetScreen®: Crecimiento Acumulado de Base de Usuarios
2
Una Herramienta de ConstrucciUna Herramienta de Construccióón de n de Apoyo a las Decisiones y CapacidadApoyo a las Decisiones y Capacidad
Software RetScreen®: Intención de Uso Reportado
Núm
ero
de U
suar
ios
Respuestas de 42.140 encuestados en línea
Eval
uar
proy
ecto
s
Eval
uar
proy
ecto
s
Capa
cita
ción
Difu
sión
de
In
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es. d
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Estu
dios
de
mer
cado
o
vent
as
Tipo 1 – Implementadores (36%)20% Servicios profesionales10% Desarrollador/propietario del proyecto6% Suministradores de productos
Tipo 2 – Facilitadores (28%)19% Institución educativa/Centro de Investigación y Desarrollo6% Financiero/Gobierno/Multi-lateral3% Asociación/ONG
Tipo 3 – Individuos (36%)
A Marzo, 2005
Perfil de Usuario
Plataforma ComPlataforma Comúún para la Evaluacin para la Evaluacióón y n y el Desarrollo de Proyectosel Desarrollo de Proyectos
Proveedores de fondos y Financistas
Reguladores y Desarrolladores
de Políticas
Consultores y Suministradores de
Productos
Planificadores, Desarrolladores y
Propietarios
RETScreenSoftware
¿¿Preguntas?Preguntas?
www.retscreen.netwww.retscreen.net© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.
MÓDULO DE ANÁLISIS DE PROYECTOS DE ENERGÍA EÓLICA
1
Crédito Fotográfico: Nordex AG
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Curso de AnCurso de Anáálisis de Proyectos de Energlisis de Proyectos de Energíía Limpiaa Limpia
AnAnáálisis de Proyectos de lisis de Proyectos de EnergEnergíía Ea Eóólicalica
Turbina de Escala Comercial
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ObjetivosObjetivos
•• Revisar los fundamentos deRevisar los fundamentos delos sistemas de Energlos sistemas de Energíía Ea Eóólicalica
•• Ilustrar las consideraciones claveIlustrar las consideraciones clavepara el anpara el anáálisis de proyectos de lisis de proyectos de EnergEnergíía Ea Eóólicalica
•• Introducir el Modelo de Proyecto de EnergIntroducir el Modelo de Proyecto de Energíía Ea Eóólica lica RETScreenRETScreen®®
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•• Electricidad paraElectricidad paraRedes Eléctricas InterconectadasRedes Eléctricas AisladasSuministros eléctricos remotosBombeo de agua
…pero también…Apoyo para redes débilesReducción de la exposición a la volatilidad del precio de la energíaReducción de las pérdidas de transmisión y distribución
¿¿QuQuéé ofrecen los sistemas de energofrecen los sistemas de energíía a eeóólica?lica?
Crédito Fotográfico: Warren Gretz/ NREL Pix
Bosque Eólico San Gorgino, Palm Springs, California, USA
2
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DescripciDescripcióón de la Turbina En de la Turbina Eóólicalica
•• ComponentesComponentesRotorCaja de EngranajesTorreCimientosControlesGenerador
•• TiposTiposEje Horizontal
El más comúnControla el diseño de giro del rotor en el viento
Eje VerticalPoco común
Esquema de Turbina Eólica de Eje Horizontal
Caja con Engranajes Y Generador
Diámetrodel
Rotor
Área Barrida por Las Aletas
Conexiones EléctricasSubterráneas(Vista Frontal)
Cimientos(Vista Lateral)
Aleta delRotor
Altura del Eje
Torre
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UtilizaciUtilizacióón de la Energn de la Energíía Ea Eóólicalica
•• Sin conexiSin conexióón a red eln a red elééctrica:ctrica:Pequeñas turbinas (50 W a 10 kW)Carga de bateríasBombeo de agua
•• Conectado a red aisladaConectado a red aisladaTurbinas típicas de 10 a 200 kWReduce los costos de generación en áreas remotas: sistema híbrido viento-dieselAlta o baja penetración
•• Conectado a red centralConectado a red centralTurbinas típicas de 200 kW a 2 MW Granjas de Viento de múltiples turbinas Crédito Fotográfico: Charles Newcomber/ NREL Pix
Turbina de 10-kW sin red, México
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Elementos de Proyectos de EnergElementos de Proyectos de Energíía Ea Eóólicalica
•• EvaluaciEvaluacióón de n de recursos erecursos eóólicoslicos
•• EvaluaciEvaluacióón ambientaln ambiental
•• AprobaciAprobacióón de n de regulacionesregulaciones
•• DiseDiseññoo
•• ConstrucciConstruccióónnCaminos
Línea de transmisión
Subestaciones
Crédito Fotográfico: Warren Gretz/NREL Pix
Crédito Fotográfico: GPCo Inc.Instalando un Mástil Meteorológico de 40-m, Québec, Canadá
Subestación, California, USA
3
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•• Es esencial un alto promedio de velocidad de Es esencial un alto promedio de velocidad de vientosvientos
Como mínimo un promedio anual de 4 m/sSe tiende a sobreestimar la velocidad del vientoLa velocidad del viento tiende a incrementarse con la altura
•• Buenos recursos eBuenos recursos eóólicoslicosÁreas costerasCumbres de largas pendientesPasosTerreno abiertoValles que canalizan los vientos
•• TTíípicamente se tienepicamente se tienemmáás viento ens viento en
Invierno que en veranoEl día que en la noche
Recursos ERecursos Eóólicoslicos
1 MW Turbine Power Curve
0
200
400
600
800
1,000
1,200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24Wind speed (m/s)
Pow
er (k
W)
Curva de Potencia - Turbina de 1 MW
Pote
ncia
(kW
)
Velocidad de Viento (m/s)
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Costos de Sistemas ECostos de Sistemas Eóólicoslicos
•• Granjas de vientoGranjas de vientoCosto de Inversión:1.500 $/kW instaladoOperación y Mantenimiento: 0,01 $/kWhPrecio de venta: 0,04 $ - 0,10 $/kWh
•• Turbinas simples Turbinas simples y redes aisladasy redes aisladas
Costos más altos (mas como proyectos específicos)El estudio de Factibilidad, desarrollo e ingeniería representa una mayor porción de costos
•• Se espera el reemplazo de un componente de 20 a 25% de los costoSe espera el reemplazo de un componente de 20 a 25% de los costos s de inverside inversióónn
Aletas del rotor o caja de engranajes
0% 20% 40% 60% 80%
Balance of plant
Turbines
Engineering
Development
Feasibility Study
Portion of Installed Costs
Estudio de Factibilidad
Desarrollo
Ingeniería
Turbinas
Balance de Planta
Porción de Costos Inversión
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Consideraciones de un Proyecto EConsideraciones de un Proyecto Eóólicolico
•• Restricciones y criteriosRestricciones y criteriosAceptación medio ambientalAceptación de la población localCapacidad de transmisión de la interconexión a la red
•• Financiamiento, tasas de interFinanciamiento, tasas de interéés, s, tipos de cambiotipos de cambio
•• Unos buenos recursos eUnos buenos recursos eóólicos reducen dramlicos reducen dramááticamente el costo ticamente el costo de produccide produccióónn
Una buena evaluación de recursos eólicos es una inversión que vale la pena realizarla
•• Fuentes adicionales de ingresosFuentes adicionales de ingresosCréditos de producción del Gobierno o de las empresas de servicios públicos o tarifas para la energía limpiaVentas de créditos de reducción de emisiones (CRE’s)
Turbina de Granja de Viento, Le Nordais, Québec, Canadá
4
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Ejemplos: Europa y Estados UnidosEjemplos: Europa y Estados UnidosSistemas de EnergSistemas de Energíía Ea Eóólica de Redes lica de Redes ElElééctricas Interconectadasctricas Interconectadas
•• La generaciLa generacióón intermitente no es un n intermitente no es un problema: 17% de la electricidad de problema: 17% de la electricidad de Dinamarca proviene del viento sin Dinamarca proviene del viento sin reserva adicional de generacireserva adicional de generacióón. n.
•• Proyectos rProyectos ráápidos (2 a 4 apidos (2 a 4 añños) que os) que pueden crecer siguiendo la demandapueden crecer siguiendo la demanda
Crédito fotográfico: Warren Gretz/ NREL PixGranja de Viento en Palm Springs, California, USA
•• El terreno puede ser utilizado para El terreno puede ser utilizado para otros propotros propóósitos, tales como la sitos, tales como la agriculturaagricultura
•• Personas, negocios, y cooperativas Personas, negocios, y cooperativas frecuentemente poseen y operan frecuentemente poseen y operan turbinas simplesturbinas simples
Crédito Fotográfico: Danmarks Tekniske Universitet
Granja de Viento Costera, Dinamarca
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Ejemplos: India y CanadEjemplos: India y CanadááSistemas ESistemas Eóólicos de Redes licos de Redes ElElééctricas Aisladasctricas Aisladas
•• GeneraciGeneracióón eln elééctrica cara debido al costo de transporte del ctrica cara debido al costo de transporte del combustible diesel a combustible diesel a ááreas remotasreas remotas
Las turbinas eólicas reducen el consumo de combustible diesel
•• Confiabilidad y mantenimiento son importantesConfiabilidad y mantenimiento son importantes
Crédito Fotográfico: Paul Pynn/ Atlantic Orient Canada Crédito Fotográfico: Phil Owens/ Nunavut Power Co.
Turbina de 50-kW, Nunavut, Canadá
Instalación de una turbina de 50-kW, Bengala Occidental, India
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Ejemplos: Estados Unidos, Brasil y ChileEjemplos: Estados Unidos, Brasil y ChileSistemas de EnergSistemas de Energíía Ea Eóólica Sin Redlica Sin Red
•• Electricidad para pequeElectricidad para pequeññas cargas en as cargas en ááreas con viento, sin redesreas con viento, sin redes•• Las baterLas bateríías en sistemas autas en sistemas autóónomos provnomos provéén electricidad durante pern electricidad durante perííodos son odos son
vientoviento•• Bombeo de agua: El reservorio es el almacenamientoBombeo de agua: El reservorio es el almacenamiento•• Puede ser usado en combinaciPuede ser usado en combinacióón con grupos electrn con grupos electróógenos de combustible fgenos de combustible fóósil sil
y/o arreglos fotovoltaicos en un sistema y/o arreglos fotovoltaicos en un sistema ““hhííbridobrido””
Crédito Fotográfico: Arturo Kunstmann/ NREL PixCrédito Fotográfico: Roger Taylor/ NREL PixCrédito Fotográfico: Southwest Windpower/ NREL Pix
Electricidad para una Torre Remota deTelecomunicaciones, Arizona, USA
Electricidad para una AldeaRemota, Brasil
Sistema Híbrido de Energía Eólica, Chile
5
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Modelo de Proyecto de EnergModelo de Proyecto de Energíía Ea Eóólica lica RETScreenRETScreen®®
•• AnAnáálisis de produccilisis de produccióón de energn de energíía de todo el mundo, de a de todo el mundo, de costos de ciclo de vida y de reducciones de emisiones de costos de ciclo de vida y de reducciones de emisiones de gases de efecto invernaderogases de efecto invernadero
Con red interconectada, red aisladay sin red
Turbinas simples o granjas de vientoDistribuciones de viento Rayleigh, Weibull, o definidos por el usuario
•• Solo 1 punto de datos paraSolo 1 punto de datos paraRETScreenRETScreen®® vs. 8.760 paravs. 8.760 paramodelos de simulacimodelos de simulacióón horarian horaria
•• Actualmente no cubiertos:Actualmente no cubiertos:Sistemas autónomos que requierenalmacenamiento
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RETScreenRETScreen®®
CCáálculo de Energlculo de Energíía Ea Eóólicalica
Ver el e-Libro
Análisis de Proyectos de Energía Limpia: RETScreen® Ingeniería y Casos
Capítulo de Análisis de Proyectos de Energía Eólica
Calcular Producciónde Energía Desajustada
Calcular Producciónde Energía en Bruto
Calcular EnergíaRenovable Colectada
Calcular Curva de Energía
Calcular EnergíaRenovable Entregada
Calcular OtrasCantidades Auxiliares
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Ejemplo de ValidaciEjemplo de Validacióón del Modelo de n del Modelo de Proyectos de EnergProyectos de Energíía Ea Eóólica RETScreenlica RETScreen®®
•• RETScreenRETScreen®® comparado con simulacicomparado con simulacióón horaria HOMERn horaria HOMER10 turbinas de 50 kW cada una instaladas en Kotzebue, Alaska
El estimado de la producción anual de energía de RETScreen se encuentra dentro del 1,1% de el de HOMER
•• RETScreenRETScreen®® comparado con los datos monitoreados del mismo comparado con los datos monitoreados del mismo sistema:sistema:
--10%10%1.1701.1701.0571.05719991999--20002000
--8%8%27127125025019981998(3 turbinas)(3 turbinas)
DiferenciaDiferenciaEnergEnergíía a Monitoreada Monitoreada
(MWh)(MWh)
EnergEnergíía a RETScreen RETScreen
(MWh)(MWh)
PerPerííodoodo
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ConclusionesConclusiones
•• Las turbinas eLas turbinas eóólicas suministran electricidad en todo el licas suministran electricidad en todo el mundo conectadas o no a redes elmundo conectadas o no a redes elééctricasctricas
•• A buen recurso eA buen recurso eóólico es un factor importante para lico es un factor importante para proyectos exitososproyectos exitosos
•• Disponibilidad de crDisponibilidad de crééditos de producciditos de produccióón o tarifas para la n o tarifas para la energenergíía limpia son importantes para proyectos conectados a a limpia son importantes para proyectos conectados a una red eluna red elééctricactrica
•• RETScreenRETScreen®® calcula la produccicalcula la produccióón de energn de energíía utilizando los a utilizando los datos anuales con una precisidatos anuales con una precisióón comparable con n comparable con simulaciones horariassimulaciones horarias
•• RETScreenRETScreen®® puede brindar significativos ahorros de puede brindar significativos ahorros de estudios de factibilidad preliminaresestudios de factibilidad preliminares
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¿¿Preguntas?Preguntas?
Módulo de Análisis de Proyectos de Energía EólicaCurso de Análisis de Proyectos de Energía Limpia RETScreen® International
www.retscreen.netwww.retscreen.netPara mayor información por favor visite el sitio web RETScreen® en
MÓDULO DE ANÁLISIS DE PROYECTOS DE PEQUEÑAS HIDROS
1
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Curso de AnCurso de Anáálisis de Proyectos de Energlisis de Proyectos de Energíía Limpiaa Limpia
Crédito Fotográfico: SNC-Lavalin
AnAnáálisis de Proyectos de lisis de Proyectos de PequePequeññas Hidrosas Hidros
Proyecto de Pequeña Hidro de Pasada, Canadá
ObjetivosObjetivos
•• Revisar los fundamentos deRevisar los fundamentos delos sistemas de Pequelos sistemas de Pequeññas Hidrosas Hidros
•• Ilustrar las consideraciones claveIlustrar las consideraciones clavepara el anpara el anáálisis de proyectos de lisis de proyectos de PequePequeññas Hidrosas Hidros
•• Introducir el Modelo de Proyecto de PequeIntroducir el Modelo de Proyecto de Pequeññas Hidros as Hidros RETScreenRETScreen®®
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•• Electricidad paraElectricidad paraRedes Eléctricas Interconectadas
Redes Eléctricas Aisladas
Suministros eléctricos remotos
…pero también…
Confiabilidad
Muy bajos costos operativos
Reducción de la exposición a la volatilidad del precio de la energía
¿¿QuQuéé ofrecen los sistemas de ofrecen los sistemas de pequepequeññas hidros?as hidros?
Crédito Fotográfico: Robin Hughes/ PNS
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DescripciDescripcióón de un Sistema de n de un Sistema de PequePequeñña Hidroa Hidro
Caudal (m3/s)
Altura deCarga (m)
Potencia en kW ≈ 7 x Altura de Carga x Caudal
Represa y
Aliviadero
Embalse/Desarenador
Rejilla de Bloqueode Basura
Conexión a la Red Eléctrica
Turbina
Generador
Tubería de Presión
Casa de Máquinas
Canal de Descarga
Tubo de Succión
ControlesEléctricos Patio de Llaves
•• ““PequePequeññaa”” no estno estáá universalmente definidauniversalmente definida
El tamaño del proyecto está relacionado no solo con la capacidad de generación eléctrica sino también a si se cuenta con ya sea alta o baja altura de carga
Proyectos de Proyectos de ““PequePequeññasas”” HidroHidro
> 0,8 m> 12,8 m3/s1 a 50 MWPequeña
0,3 to 0,8 m0,4 a 12,8 m3/s100 a 1.000 kWMini
< 0,3 m< 0,4 m3/s< 100 kWMicro
Diámetro de Rueda RETScreen®
CaudalRETScreen®
PotenciaTípica
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Tipos de Proyectos de PequeTipos de Proyectos de Pequeññas Hidroas Hidro
•• Tipo de redTipo de redRed interconectadaRed aislada o sin red
•• Tipo de obras civilesTipo de obras civilesDe pasada
Sin almacenamiento de aguaLa potencia varía con caudal disponible del río: menor capacidad firme
ReservorioMayor capacidad firme todo el añoUsualmente requiere represamiento significativo
Crédito Fotográfico: Frontier Technology/Low Impact Hydropower Institute
Crédito Fotográfico: PG&E National Energy Group/Low Impact Hydropower Institute
Proyecto Hidro de Pasada de 17,6 MW,Massachusetts, USA
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Proyecto Hidro de Pasada de 4,3 MW,Oregón, EE.UU.
3
Componentes: Obras CivilesComponentes: Obras Civiles
•• TTíípicamente alcanzan el 60% de los costos de inversipicamente alcanzan el 60% de los costos de inversióón de la plantan de la planta
•• Represa o dique de desviaciRepresa o dique de desviacióónnRepresa baja de construcción simple para central de pasadaConcreto, madera, albañileríaSólo el costo de la represa puede hacer el proyectoinviable
•• ConducciConduccióón de aguan de aguaToma con rejilla de bloqueo de basura y compuerta;canal de descarga a la salidaCanal excavado, túnel subterráneo y/o tubería de presiónVálvulas/compuertas a la entrada/salida de la turbina,para mantenimiento
•• Casa de mCasa de mááquinasquinasAloja la turbina, y equipos mecánicos y eléctricos
Crédito Fotográfico: Ottawa Engineering
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Componentes: TurbinaComponentes: Turbina
•• Versiones en pequeVersiones en pequeñña escala de grandes a escala de grandes turbinas hidrturbinas hidrááulicasulicas
•• Eficiencia del 90% posibleEficiencia del 90% posible
•• En centrales de pasada, los caudales son muy En centrales de pasada, los caudales son muy variablesvariables
La turbina debe funcionar muy por encima de un rango de caudales o se debe usar turbinas múltiples
•• ReacciReaccióón: Francis, hn: Francis, héélice de paso fijo, Kaplanlice de paso fijo, KaplanPara aplicaciones de baja y media altura de cargaTurbinas sumergidas utilizan presión de agua y energía cinética
•• Impulso: Pelton, Turgo, flujo tranversalImpulso: Pelton, Turgo, flujo tranversalPara aplicaciones de alta altura de carga (caída)Utiliza la energía cinética de un chorro de agua de alta velocidad
Turbina Francis
Crédito Fotográfico:PO Sjöman Hydrotech Consulting
Crédito Fotográfico:PO Sjöman Hydrotech Consulting
Turbina Pelton
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Componentes:Componentes:Equipos ElEquipos Elééctricos y Otrosctricos y Otros
•• GeneradorGeneradorInducción
Debe estar enlazado con otros generadores
Uso para suministrar electricidad a una gran red
SíncronoPuede funcionar de forma aislada de otros generadores
Para aplicaciones autónomas y redes aisladas
•• Otros equiposOtros equiposVariador de velocidad para igualar a la turbina con el generador
Válvulas, controles electrónicos, dispositivos de protección
Transformador
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•• MMáás lluvia cae sobre los continentes que los que se evapora de s lluvia cae sobre los continentes que los que se evapora de ellosellos
•• Para equilibrar, la lluvia debe fluir hacia los ocPara equilibrar, la lluvia debe fluir hacia los océéanos en ranos en rííosos
19200Australasia451.070Europa
9350América Central113.190Sudamérica55970Norte América
63.830Ex Unión Soviética61.920China82.280Sur de Asia y Medio Oriente31.150Africa
% DesarrolladoPotencial Técnico(TWh/año)
Fuente: Renewable Energy: Sources for Fuels and Electricity, 1993, Island Press.
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Recursos HidrRecursos Hidrááulicos en el Mundoulicos en el Mundo
Recursos HidrRecursos Hidrááulicos en el Sitioulicos en el Sitio
•• Muy especMuy especííficos del sitio: ficos del sitio: ¡¡se requiere un rse requiere un ríío explotable!o explotable!Cambio en la elevación sobre una relativa corta distancia (altura de carga o caída)
Variación aceptable en el caudal en el tiempo: curva de duración de caudalEl caudal residual reduce el disponible para generación eléctrica
Flow-Duration Curve
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Percent Time Flow Equalled or Exceeded (%)
Flow
(m³/s
)
•• Estimar la curva de Estimar la curva de duraciduracióón de caudal n de caudal basbasáándose enndose en
Medición del caudal en el tiempo
Tamaño de la cuenca sobre el sitio, escorrentía específica, y perfil de la curva de duración del caudal
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Curva de Duración de Caudal
Cau
dal (
m3 /s
)
Porcentaje del Tiempo que el Caudal Iguala o Excede (%)
Costos de Sistemas de Costos de Sistemas de PequePequeññas Hidrosas Hidros
•• 75% de los costos son espec75% de los costos son especííficos al sitioficos al sitio
•• Altos costos inicialesAltos costos inicialesPero las obras civiles y equipos pueden durar >50 años
•• Muy bajos costos de operaciMuy bajos costos de operacióón y mantenimienton y mantenimientoUsualmente es suficiente un operador a tiempo parcial
El mantenimiento periódico de los equipos mayores requieren un contratista externo
•• Desarrollos de mayores alturas de carga tienden a ser menos Desarrollos de mayores alturas de carga tienden a ser menos costososcostosos
•• Rango tRango tíípico: 1.200 $ a 6.000$ por kW instaladopico: 1.200 $ a 6.000$ por kW instalado
Crédito Fotográfico: Ottawa Engineering
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Proyecto de PequeProyecto de Pequeñña Hidroa HidroConsideracionesConsideraciones
•• Mantener los costos bajos con diseMantener los costos bajos con diseñños simples y estructuras os simples y estructuras civiles prciviles práácticas y de fcticas y de fáácil construccicil construccióónn
•• Pueden ser usadas represas y obras civiles existentesPueden ser usadas represas y obras civiles existentes
•• Tiempo de desarrollo de 2 a 5 aTiempo de desarrollo de 2 a 5 aññososEstudios de recursos y estudios ambientales:aprobaciones
•• Cuatro etapas para el trabajo de ingenierCuatro etapas para el trabajo de ingenieríía:a:Inspección de reconocimiento/estudios hidráulicos
Estudio de pre-factibilidad
Estudio de factibilidad
Planeamiento del sistema e ingeniería del proyectoCrédito Fotográfico: Ottawa Engineering
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PequePequeñña Hidroa HidroConsideraciones AmbientalesConsideraciones Ambientales
•• Un desarrollo de una pequeUn desarrollo de una pequeñña hidro puede cambiara hidro puede cambiarHábitat de peces
Estética del sitio
Usos recreacionales/de navegación
•• Requerimientos de evaluaciRequerimientos de evaluacióón de impactos ambientales n de impactos ambientales dependen del sitio y tipo de proyecto:dependen del sitio y tipo de proyecto:
Planta de pasada en represa existente: relativamente menor
Planta de pasada en sitio no desarrollado: construcción de represa/dique/derivación
Desarrollos de almacenamiento de agua: mayores impactos que crece con la escala del proyecto
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Ejemplos: Eslovaquia, CanadEjemplos: Eslovaquia, Canadáá y EE.UU.y EE.UU.Sistemas de PequeSistemas de Pequeññas Hidro as Hidro Enlazadas a Redes InterconectadasEnlazadas a Redes Interconectadas
•• Proyectos de pasada alimentarProyectos de pasada alimentaráán a la red n a la red cuando se tenga caudal disponiblecuando se tenga caudal disponible
•• De propiedad de una empresa de servicios De propiedad de una empresa de servicios ppúúblicos o un productor independiente de blicos o un productor independiente de electricidad con contratos de largo plazoelectricidad con contratos de largo plazo
Crédito Fotográfico: Emil Bedi (Foundation for Alternative Energy)/ Inforse Crédito Fotográfico: CHI Energy
Crédito Fotográfico: CHI Energy
2 Turbinas 2,3-MW, Jasenie, Eslovaquia Pequeño Desarrollo Hidro, Newfoundland, Canadá
Pequeño Desarrollo Hidro,Sureste, EE.UU.
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Ejemplos: EE.UU. y ChinaEjemplos: EE.UU. y ChinaSistemas de PequeSistemas de Pequeññas Hidros Aisladas as Hidros Aisladas de Redesde Redes
•• Comunidades remotasComunidades remotas
•• Residencias remotasResidencias remotase industriae industria
Crédito Fotográfico: Duane Hippe/ NREL Pix
Crédito Fotográfico: International Network on Small Hydro Power
Generadoras de Pequeña Hidro, China
Sistema de Pequeña Hidro King Cove 800 kW,Pueblo de 700 Personas
•• Se paga precios mSe paga precios máás altos por s altos por la electricidadla electricidad
•• Los proyectos de pasada Los proyectos de pasada ttíípicamente requieren capacidad picamente requieren capacidad suplementaria y podrsuplementaria y podríían tener an tener caudales en exceso de la caudales en exceso de la demandademanda
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Modelo de Proyecto de PequeModelo de Proyecto de Pequeñña Hidro a Hidro RETScreenRETScreen®®
•• AnAnáálisis de produccilisis de produccióón de energn de energíía de todo el mundo, de costos de ciclo a de todo el mundo, de costos de ciclo de vida y de reducciones de emisiones de gases de efecto invernade vida y de reducciones de emisiones de gases de efecto invernaderodero
Con red interconectada, red aisladay sin red
Micro hidro con simple turbina a pequeñahidro multi-turbinaMétodo de costeo por “Formula”
•• Actualmente no cubre:Actualmente no cubre:
Variaciones estacionales en cargas deredes aisladasVariaciones en altura de carga en proyectos de almacenamiento(el usuario debe suministrar valorpromedio)
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CCáálculo de Energlculo de Energíía de Pequea de Pequeññas as HidrosHidros RETScreenRETScreen®®
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Análisis de Proyectos de Energía Limpia: RETScreen® Ingeniería y Casos
Capítulo de Análisis de Proyectos de Pequeñas Hidros
Curva de duración de
caudal
Cálculo de la curva de eficiencia de la
turbina
Cálculo de la capacidad de la
planta
Cálculo de la curva de
Duración-potencia
Cálculo de la energía renovable
disponible
Curva de duración de
carga
Cálculo de la energía renovable entregada (redes aisladas o sin red)
Cálculo de la energía renovable
entregada (red interconectada)
7
Ejemplo de ValidaciEjemplo de Validacióón del Modelo de n del Modelo de Proyecto de PequeProyecto de Pequeñña Hidro RETScreena Hidro RETScreen®®
•• Eficiencia de la TurbinaEficiencia de la TurbinaComparado con los datos del fabricante para una turbina Francis de 7 MW GEC Alsthom
•• Capacidad de planta y Capacidad de planta y salidasalida
Comparado con HydrA para un sitio en EscociaTodos los resultados dentro del 6,5%
•• MMéétodo de costeo por ftodo de costeo por fóórmularmulaComparado con RETScreen®, dentro del 11% de un estimada detallado de costos para un proyecto de 6 MW en Newfoundland
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0% 20% 40% 60% 80% 100%Percent of Rated Flow
Effic
ienc
y (%
)
Turbine Efficiency Curves: RETScreen vs. Manufacturer
RETScreenManufacturer
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Efic
ienc
ia (%
)
Porcentaje del Caudal Nominal
Curvas de Eficiencia de Turbina:RETScreen vs. Fabricante
FabricanteRETScreen
ConclusionesConclusiones
•• Los proyectos de pequeLos proyectos de pequeññas hidros (hasta 50 MW) pueden proporcionar as hidros (hasta 50 MW) pueden proporcionar electricidad para redes interconectadas o aisladas y para suminielectricidad para redes interconectadas o aisladas y para suministros stros elelééctricos remotosctricos remotos
•• Proyectos de pasada:Proyectos de pasada:Menor costo y menores impactos ambientales
Pero necesitan potencia de respaldo en redes aisladas
•• Tienen costos de inversiTienen costos de inversióón altos de los que el 75% son especn altos de los que el 75% son especííficos ficos al sitioal sitio
•• RETScreenRETScreen®® estima la capacidad, capacidad firme, salida, y costos estima la capacidad, capacidad firme, salida, y costos basados en las caracterbasados en las caracteríísticas del sitio tales como la curva de duracisticas del sitio tales como la curva de duracióón n del caudal y la altura de cargadel caudal y la altura de carga
•• RETScreenRETScreen®® puede brindar significativos ahorros de estudios de puede brindar significativos ahorros de estudios de factibilidad preliminaresfactibilidad preliminares
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MÓDULO DE ANÁLISIS DE PROYECTOS FOTOVOLTAICOS
1
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Curso de AnCurso de Anáálisis de Proyectos de Energlisis de Proyectos de Energíía Limpiaa Limpia
AnAnáálisis de Proyectos Fotovoltaicoslisis de Proyectos Fotovoltaicos
Crédito Fotográfico: CANMET Energy Technology Centre -Varennes
Fotovoltaicos en el National Research Laboratory, Québec, Canadá
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ObjetivosObjetivos
•• Revisar los fundamentos deRevisar los fundamentos delos sistemas Fotovoltaicos (FV)los sistemas Fotovoltaicos (FV)
•• Ilustrar las consideraciones claveIlustrar las consideraciones clavepara el anpara el anáálisis de proyectos FVlisis de proyectos FV
•• Introducir el Modelo de FV RETScreenIntroducir el Modelo de FV RETScreen®®
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¿¿QuQuéé proveen los sistemas FV?proveen los sistemas FV?
•• Electricidad (CA/CC)Electricidad (CA/CC)
•• Agua de bombeoAgua de bombeo
…pero también…
Confiabilidad
Simplicidad
Modularidad
Imagen
Silencio
Sistema de Iluminación para Viviendas,Bengala Occidental, India
Crédito Fotográfico: Harin Ullal (NREL PIX)
2
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Componentes de Sistemas FVComponentes de Sistemas FV
•• MMóódulosdulos•• Almacenamiento: baterAlmacenamiento: bateríías,as,
tanquetanque•• Acondicionador deAcondicionador de
ElectricidadElectricidadInversorControlador de CargaRectificadorConvertidor CC-CC
•• Otros generadores: diesel/gasolina, turbina eOtros generadores: diesel/gasolina, turbina eóólicalica
•• BombaBomba
Fuente: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.
ArregloMódulo
Celda
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Sistemas Conectados a la RedSistemas Conectados a la Red
•• IntegraciIntegracióón FVn FVDistribuidas
Centralizadas
•• Tipo de RedTipo de RedInterconectada
Aislada
•• Usualmente no es Usualmente no es efectivo en costos efectivo en costos sin subsidiossin subsidios
Fuente: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.
Planta Centralizada FV
RedEléctrica
Contador
ContadorGeneraciónDistribuida
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Sistemas No Conectados a la RedSistemas No Conectados a la Red
•• ConfiguraciConfiguracióónnAutónomos
Híbrido
•• Frecuentemente son muy Frecuentemente son muy efectivos en costosefectivos en costos
Mejor en pequeñas cargas (< 10 kWp)
Menores costos de inversión queuna línea de conexión a la red
Menores costos de O y M que los grupos electrógenos y baterías primarias Fuente: Photovoltaics in Cold Climates,
Ross & Royer, eds.
Arreglo FV
Acondicionadorde Potencia
Banco deBaterías
Transmisor de TV-Radio
GrupoElectrógeno
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Sistemas de Bombeo de AguaSistemas de Bombeo de Agua
•• Clase especial de sistema sin Clase especial de sistema sin conexiconexióón a la redn a la red
•• Frecuentemente es efectivo en Frecuentemente es efectivo en costoscostos
Suministro de agua para ganado
Suministro de agua para aldeas
Suministro de agua doméstica
Fuente: Photovoltaics in Cold Climates,Ross & Royer, eds.
Arreglo FV
Acondicionadorde Potencia
Bomba
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Recursos SolaresRecursos Solares
•• 1 W1 Wpp de FV= 800 a 2.000 Wh por ade FV= 800 a 2.000 Wh por aññooLatitud
Nubosidad
•• El recurso solar en invierno es crEl recurso solar en invierno es crííticoticopara sistemas no conectados a la redpara sistemas no conectados a la red
Mayores ángulos de inclinación (latitud +15º)
Sistemas híbridos
•• El recurso solar anual es crEl recurso solar anual es crííticoticopara sistemas conectados a la redpara sistemas conectados a la red
Rastreadores cuando se requiera una alta proporción del haz de radiación
Crédito Fotográfico: Environment Canadá
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CorrelaciCorrelacióón Solarn Solar--CargaCarga
•• CorrelaciCorrelacióón estacionaln estacional
Irrigación
Sistemas de cabañas
•• CorrelaciCorrelacióón Diurnan Diurna
Positiva, cero y negativa
Fuente: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.
Crédito Fotográfico : Sandia Nat. Lab. (NREL PIX)
Crédito Fotográfico: BP Solarex (NREL PIX)
NegativaPositiva
Cero
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Casa conectada a red, 1 kW(38ºN, California)
Energía = 1,6 MWh/añoCosto = 0,35 $/kWhCostos de la Red= 0,08 $/kWh
Ejemplos de Costos de Sistemas FVEjemplos de Costos de Sistemas FV
Arreglo
Invertidor
Montaje
Misc.
Híbrido para telecom fuera de red, 2,5 kW (50ºS, Argentina)
Energía = 5 MWh/año, (FV=50%)Costo = 2,70 $/kWhCosto de Grupo Electrógeno/Batería = 4,00 $/kWh
Arreglo
Baterías
Desm.& montaje
Grupos Elect.
Combustible
Operación
Misc
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Consideraciones de Proyectos FotovoltaicosConsideraciones de Proyectos Fotovoltaicos
•• Distancia a la redDistancia a la red
•• Costo de visitas al sitioCosto de visitas al sitio
•• Costos O y MCostos O y M
•• Confiabilidad vs, costoConfiabilidad vs, costo
•• GestiGestióón de las expectativasn de las expectativas
•• Aspectos socialesAspectos sociales•• Valor de intangiblesValor de intangibles
ImagenBeneficios ambientalesReducción de ruido y contaminación visualModularidad y simplicidad
Crédito Fotográfico: Vadim Belotserkovsky
Estación Repetidora de NorthwesTel en la Cima de una Montaña -, Columbia Británica del Norte, Canadá
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Ejemplos: TEjemplos: Tííbet, Botswana, Swazilandia y Kenyabet, Botswana, Swazilandia y KenyaSistemas FV para Viviendas e IluminaciSistemas FV para Viviendas e Iluminacióón Solarn Solar
•• Costos prohibitivos de lCostos prohibitivos de lííneas de conexineas de conexióón a la redn a la red
•• PequePequeññas cargasas cargas
•• MantenidasMantenidasLocalmenteLocalmente
•• SimpleSimple
•• ConfiableConfiableCrédito Fotográfico: Simon Tsuo (NREL PIX)
Crédito Fotográfico: Vadim Belotserkovsky
Crédito Fotográfico: Frank Van Der Vleuten(Renewable Energy World)
Crédito Fotgráfico: Energy Research Center of the Netherlands
Crédito Fotográfico: Energy Research Center of the Netherlands
Batik para Propósitos Educacionales Sistema Solar para Vivienda
Vivienda para Personal Médico de Clínica Sistema Solar para Vivienda
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Ejemplos: Finlandia y CanadEjemplos: Finlandia y Canadáá
CabaCabaññas y Viviendas Remotasas y Viviendas Remotas
•• ModularModular
•• SimpleSimple
•• Ruido reducidoRuido reducido
•• Sin lSin lííneasneaselelééctricasctricas
•• CabaCabañña: a: correlacicorrelacióón estacional den estacional dela cargala carga
•• Para todo el aPara todo el añño: o: Sistemas hSistemas hííbridosbridos
Crédito Fotográfico: Fortum NAPS (Photovoltaics in Cold Climates)
Crédito Fotográfico: Vadim Belotserkovsky
Crédito Fotográfico: Vadim Belotserkovsky
Cabaña Vivienda
Sistema Híbrido
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Ejemplos: Marruecos y BrasilEjemplos: Marruecos y BrasilSistemas ElSistemas Elééctricosctricos HHííbridos para Aldeasbridos para Aldeas
•• Costos prohibitivos de lCostos prohibitivos de lííneas de conexineas de conexióón a la redn a la red
•• Costos altos del combustible diesel y mantenimiento de Costos altos del combustible diesel y mantenimiento de grupos electrgrupos electróógenosgenos
•• Aspectos HumanosAspectos HumanosExpectativasGestión de la demandaImpactos sociales
Crédito Fotográfico: Roger Taylor (NREL PIX)Crédito Fotográfico: BP Solarex (NREL PIX)
Aldea
Colegio Rural
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Ejemplos: AntEjemplos: Antáártica y Canadrtica y Canadáá
Sistema Sistema Industrial: Telecom y MonitoreoIndustrial: Telecom y Monitoreo
•• Sitios muy remotos Sitios muy remotos ……Costo de O y M
Grupos Electrógenos y FVcomplementariamente
•• ……y ay aúún en n en sitios cercanos a sitios cercanos a la red la red ……
Costo del transformador
Pueden ser reubicados
Más confiables que la redCrédito Fotográfico: Soltek Solar Energy
Crédito Fotográfico: Northern Power Systems(NREL PIX)
Sistema de Monitoreo Sísmico
Sistema de Monitoreo de Cabezade Pozo de Gas
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Ejemplos: Suiza y JapEjemplos: Suiza y Japóónn
Edificios conectados a la red con FVEdificios conectados a la red con FV
•• Con frecuencia no esCon frecuencia no esefectivo en costosefectivo en costossin subsidiossin subsidios
•• Justificado por:Justificado por:Imagen
Beneficios ambientales
Estímulo del mercado
•• Los acuerdos de largo plazo por parte Los acuerdos de largo plazo por parte de los fabricantes, gobierno y las de los fabricantes, gobierno y las empresas de servicio pempresas de servicio púúblico han blico han reducido costosreducido costos
Crédito Fotográfico: Atlantis Solar Systeme AG
FV Integrada en Vidriado de Oficinas
Crédito Fotográfico: Solar Design Associates (IEA PVPS)
Sistema Solar en Techos
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Ejemplos: India y USAEjemplos: India y USA
Sistemas FV de Bombeo de AguaSistemas FV de Bombeo de Agua
•• Efectivo en costros cuando no Efectivo en costros cuando no estestáá conectada a la redconectada a la red
•• CorrelaciCorrelacióón de cargasn de cargasAlmacenamiento en tanque de aguaCorrelación de carga estacional
•• Calidad de agua mejoradaCalidad de agua mejorada
•• ConvenienteConveniente
•• ConfiableConfiable
•• SimpleSimple Crédito Fotográfico: Harin Ullal, Central Elects. Ltd. (NREL PIX)Crédito Fotográfico: Jerry Anderson,Northwest Rural Public Power District (NREL PIX)
Agua Doméstica
Sistema de Agua para Ganado
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Modelo de Proyecto Fotovoltaico Modelo de Proyecto Fotovoltaico RETScreenRETScreen®®
•• AnAnáálisis de produccilisis de produccióón de energn de energíía de todo el mundo, de costos de a de todo el mundo, de costos de ciclo de vida y de reducciones de emisiones de gases de efecto ciclo de vida y de reducciones de emisiones de gases de efecto invernaderoinvernadero
Conectados a red (redes interconectados o aislados)
No conectado a red (Baterías FV- ogrupo electrógeno-baterías FV)
Bombeo de agua
•• Solo 12 puntos de datos paraSolo 12 puntos de datos paraRETScreenRETScreen®® vs. 8.760 paravs. 8.760 paramodelos de simulacimodelos de simulacióón horarian horaria
•• Actualmente no cubiertos:Actualmente no cubiertos:Sistemas concentradoresCálculos de probabilidad de pérdida de carga
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CCáálculo de Energlculo de Energíía Fa FVVRETScreenRETScreen®®
Ver el e-Libro
Análisis de Proyectos de Energía Limpia: RETScreen® Ingeniería y Casos
Capítulo de Análisis de Proyectos Fotovoltaicos
Calcular la radiaciónsolar en el planodel arreglo FV
Calcular laspérdidas del
inversor
Calcular la faltade absorción a ser
dada por la red
Calcular la demandaencontrada por elgrupo electrógeno
(Solo sistemas híbridos)
Calcular la energía entregada
Calcular la energíaentregada porel arreglo FV
Modelocon red
Multiplicar porbomba promedio/
eficiencia del sistema
Convertir a energíahidráulica
Modelo bombeode agua
Calcular la demandaencontrada directamente
por el arreglo FV (demanda igualada)
Calcular la demandaencontrada por la
batería
Modelosin red
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0
20
40
60
80
100
120
140
160
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Month
PV P
ower
(kW
h)
HOMERRETScreen
Ejemplo de ValidaciEjemplo de Validacióón del Modelo de n del Modelo de Proyecto FV RETScreenProyecto FV RETScreen®®
•• Sistema hSistema hííbrido FV/grupo electrbrido FV/grupo electróógeno/batergeno/bateríía en Argentina a en Argentina comparado a simulacicomparado a simulacióón horaria de HOMERn horaria de HOMER
Carga 500 WAC
Arreglo de 1 kWp, batería de 60 kWh, grupo de 7.5 kW, inversor de 1 kW
0
50
100
150
200
250
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Month
Gen
set c
onsu
mpt
ion
(L)
HOMERRETScreen
Comparando el Consumo de Combustible del Grupo Electrógeno Calculado por RETScreen y por HOMER
Comparando la Producción de Energía FV calculada porRETScreen y por HOMER
Ener
gía
FV (k
Wh)
Mes
Con
sum
o de
l Gru
po E
lect
róge
no (L
)
Mes
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ConclusionesConclusiones
•• FV para electricidad con red y sin red, bombeo de aguaFV para electricidad con red y sin red, bombeo de agua
•• El recurso solar es bueno alrededor del mundoEl recurso solar es bueno alrededor del mundoSistemas FV instalados en todos los climas
•• Costos de inversiCostos de inversióón altosn altosEfectivo en costos para los sistemas no conectados a la red
Subsidios requeridos para los sistemas conectado a la red
•• RETScreenRETScreen®® es un anes un anáálisis anual con clisis anual con cáálculos de lculos de recursos mensuales que puede lograr precisirecursos mensuales que puede lograr precisióón n comparable a modelos de simulacicomparable a modelos de simulacióón horarian horaria
•• RETScreenRETScreen®® puede brindar significativos ahorros de puede brindar significativos ahorros de estudios de factibilidad preliminaresestudios de factibilidad preliminares
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¿¿Preguntas?Preguntas?
Módulo de Análisis de Proyectos FotovoltaicosCurso de Análisis de Proyectos de Energía Limpia RETScreen® International
www.retscreen.netwww.retscreen.netPara mayor información por favor visite el sitio web RETScreen® en
MÓDULO DE ANÁLISIS DE PROYECTOS DE COGENERACIÓN
1
Curso de AnCurso de Anáálisis de Proyectos de Energlisis de Proyectos de Energíía Limpiaa Limpia
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AnAnáálisis de Proyectos de lisis de Proyectos de CogeneraciCogeneracióónn
Crédito Fotográfico: Warren Gretz, DOE/NREL PIXCentral de Generación Eléctrica
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ObjetivosObjetivos
•• Revisar los fundamentos de los Revisar los fundamentos de los Sistemas de CogeneraciSistemas de Cogeneracióónn
•• Aclarar las consideraciones mAclarar las consideraciones máás s importantes para el animportantes para el anáálisis de lisis de proyectos de cogeneraciproyectos de cogeneracióónn
•• IntroducciIntroduccióón al Modelo de Proyectos n al Modelo de Proyectos de Cogeneracide Cogeneracióón RETScreenn RETScreen®®
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•• ElectricidadElectricidad•• CalorCalor
Edificios
Servicios Comunales
Procesos industriales…pero también…
•• Eficiencia energEficiencia energéética tica incrementadaincrementada
•• Desperdicios y emisiones Desperdicios y emisiones reducidasreducidas
•• PPéérdidas en Transmisirdidas en Transmisióón y n y DistribuciDistribucióón Reducidasn Reducidas
•• Una oportunidad para usar el Una oportunidad para usar el sistema distrital de energsistema distrital de energííaa
•• EnfriamientoEnfriamiento
¿¿Que suministran los sistemas de Que suministran los sistemas de CogeneraciCogeneracióón?n?
Crédito Fotográfico: Andrew Carlin, Tracy Operators/NREL PIX
Planta de Generación Eléctrica a Combustible de Biomasa, USA
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MotivaciMotivacióón para el uso de un n para el uso de un Sistema de CogeneraciSistema de Cogeneracióónn
•• El sistema elEl sistema elééctrico centralizado tradicional es ineficientectrico centralizado tradicional es ineficienteDe una mitad a dos tercios de la energía es desperdiciada en forma de calor
Este calor, que de otra forma se pierde, puede ser usado en procesos industriales, calentamiento de ambientes y agua, enfriamiento, etc.
•• La electricidadLa electricidadttíípicamente tienepicamente tienemas valor que elmas valor que elcalorcalor
Adaptado de World Alliance for Decentralized Energy; Units in TWh
Biomasa RenovableGeotérmico 1.24
Carbón 17.075
Petróleo 3.215
Gas 8.384
Nuclear 7.777
Hidro 2.705
Entrada
total de
energía
primaria
para
producción
de
electricidad40.180
Pérdidas de conversión de
producción térmica24.726
Planta de Generación
eléctrica propia963
Pérdidas de transmisión
y distribución 1.338
Industria 5.683
Industria 7.470
Electricidadentregada a
Clientes13.153
Producción Neta de
electricidad14.491
Producción
bruta
de electricidad15.454
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El Concepto de la CogeneraciEl Concepto de la Cogeneracióónn
•• ProducciProduccióón simultn simultáánea de dos o mas tipos de nea de dos o mas tipos de energenergíía utilizable de una sola fuente de energa utilizable de una sola fuente de energíía a
•• Uso de calor de desperdicio de equipos de generaciUso de calor de desperdicio de equipos de generacióón de electricidadn de electricidad
Eficiencia de recuperación de calor (55/70) = 78,6%
Eficiencia total ((30+55)/100) = 86,0%
Sistema Eléctrico de Potencia GeneradorCarga
Eléctrica
CargaDe Calor
Electricidad30 Unidades
Calor55 Unidades
Gas de Escape5 Unidades
Combustible
100 Unidades
Calor + Escape
70 Unidades
Generador de Vapor
por Recuperación
de Calor
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DescripciDescripcióón de la Cogeneracin de la CogeneracióónnEquipamiento y TecnologEquipamiento y Tecnologííasas
•• Equipamiento de calefacciEquipamiento de calefaccióónnRecuperación de calor de desperdicioCaldero / Horno / Calentador Bomba de calor, etc.
•• Equipamiento de EnfriamientoEquipamiento de EnfriamientoCompresorEnfriador de AbsorciónBomba de calor, etc.
•• Equipamiento de GeneraciEquipamiento de Generacióón de n de ElectricidadElectricidad
Turbina a gasTurbina a vaporTurbina a gas – ciclo combinadoMotor reciprocanteCelda electroquímica, etc.
Crédito Fotográfico: Rolls-Royce plc Turbina a Gas
Crédito Fotográfico: Urban Ziegler, NRCan Equipo de Enfriamiento
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DescripciDescripcióón de la Cogeneracin de la Cogeneracióón (cont.)n (cont.)Tipos de CombustibleTipos de Combustible
•• Combustibles fCombustibles fóósilessilesGas naturalPetróleo Diesel (#2)Carbón, etc.
•• Combustibles renovablesCombustibles renovablesResiduos de maderaBiogasDerivados AgrícolasCultivos con Propósito Específico, etc.BagazoGas de Relleno Sanitario
•• EnergEnergíía geota geotéérmicarmica
•• HidrHidróógeno, etc.geno, etc.
Crédito Fotográfico: Joel Renner, DOE/ NREL PIX
Géyser Geotérmico
Crédito Fotográfico: Warren Gretz, DOE/NREL Biomasa para Cogeneración
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CHP Description (cont.)CHP Description (cont.)ApplicationsApplications
•• Edificios simplesEdificios simples
•• Comercial e industrialComercial e industrial
•• Edificios mEdificios múúltiplesltiples
•• Sistemas de energSistemas de energíía distritales (ej. a distritales (ej. comunidades)comunidades)
•• Procesos industrialesProcesos industrialesCogeneración con gas de relleno sanitario para sistema de calefacción distrital, Suecia
Crédito Fotográfico: Urban Ziegler, NRCan Crédito Fotográfico: Urban Ziegler, NRCan Micro turbina en invernadero
Crédito Fotográfico: Urban Ziegler, NRCan
Cogeneración en Municipio de la Ciudad de Kitchener
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•• El calor de una planta de cogeneraciEl calor de una planta de cogeneracióón puede ser distribuida a n puede ser distribuida a edificios medificios múúltiples cercanos para calefacciltiples cercanos para calefaccióón y enfriamiento.n y enfriamiento.
Los tubos de acero aislados son enterrados a 0,6 a 0,8 m bajo el suelo.
•• Ventajas comparadas con que cada edificio cuente con suVentajas comparadas con que cada edificio cuente con supropia planta:propia planta:
Más alta eficienciaControl de emisiones en una sola planta SeguridadConfortFacilidad operativa
•• TTíípicamente costos inicialespicamente costos inicialesmmáás altoss altos
Sistemas de EnergSistemas de Energíía Distritalesa Distritales
Crédito Fotográfico: SweHeat
Planta de Energía del Distrito District Heat Hot Water PipesTubos de Agua Caliente de Calentamiento Distrital
Crédito Fotográfico: SweHeat
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Costos del Sistema de CogeneraciCostos del Sistema de Cogeneracióónn
•• Costos altamente variablesCostos altamente variables
•• Costos inicialesCostos inicialesEquipos de generación de electricidad Equipos de calefacciónEquipos de enfriamientoInterconexión eléctricaCaminos de Acceso roadsTendido de tuberías de energía del Distrito
•• Costos recurrentesCostos recurrentesCombustibleOperación y mantenimientoReemplazo y reparación de equipos
Tipo de equipo de generación eléctrica RETScreen Costo Instalado Típico ($/kW)Motor reciprocante 700 a 2.000Turbina a gas 550 a 2.500Turbina a gas - ciclo combinado 700 a 1.500Turbina a vapor 500 a 1.500Sistema geotérmico 1.800 a 2.100Celda electroquímica 4.000 a 7.700Turbina eólica 1.000 a 3.000Turbina hidráulica 550 a 4.500Módulo fotovoltaico 8.000 a 12.000Nota: Los valores de costos típicos instalados en $ Canadienses al 1º de Enero, 2005. Tipo de cambio aproximado a esa fecha fue 1 CAD = 0,81 USD y 1 CAD = 0,64 EUR
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Consideraciones en Proyectos de Consideraciones en Proyectos de CogeneraciCogeneracióónn
•• Suministro de combustible de largo plazo, confiableSuministro de combustible de largo plazo, confiable
•• Los costos de capital deben mantenerse bajo controlLos costos de capital deben mantenerse bajo control
•• Necesita Necesita ““clientesclientes”” tanto para el calor como para la electricidad tanto para el calor como para la electricidad producidaproducida
Debe negociarse la venta de electricidad en la red pública si es que no se consume todo en el sitio
•• TTíípicamente la planta es dimensionada para la carga de calentamienpicamente la planta es dimensionada para la carga de calentamiento to de base (es decir mde base (es decir míínima carga de calefaccinima carga de calefaccióón bajo condiciones de n bajo condiciones de operacioperacióón normal)n normal)
Calor producido, típicamente está entre el 100 y el 200% de la electricidad producida
El calor puede ser utilizado para enfriamiento a través de los enfriadores de absorción
•• El riesgo asociado a la incertidumbre de la dispersiEl riesgo asociado a la incertidumbre de la dispersióón futura del precio n futura del precio de la electricidad / gas naturalde la electricidad / gas natural
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Ejemplo: CanadEjemplo: CanadááEdificiosEdificios
•• Edificios que requieren calefacciEdificios que requieren calefaccióón, n, enfriamiento y un suministro enfriamiento y un suministro confiable de electricidadconfiable de electricidad
Hospitales, escuelas, edificios comerciales, edificios agrícolas, etc.
Motor ReciprocanteCrédito Fotográfico: GE Jenbacher
Caldero de Recuperación de CalorCredito Fotográfico: GE Jenbacher
Hospital, Ontario, CanadáCrédito Fotográfico: GE Jenbacher
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Ejemplos: Suecia y Estados UnidosEjemplos: Suecia y Estados UnidosEdificios MEdificios Múúltiplesltiples
•• Grupos de edificios servidos por una planta de generaciGrupos de edificios servidos por una planta de generacióón de n de electricidad calefaccielectricidad calefaccióón/enfriamiento centraln/enfriamiento central
Universidades, complejos comerciales, comunidades, hospitales, complejos industriales, etc.Sistema de energía distrital
Turbina utilizada en el MIT, Cambridge, Mass. EEUUCrédito Fotográfico: SweHeat
Planta de Energía Distrital
Turbina a Gas GT10 25 MW
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Ejemplo: Brasil Ejemplo: Brasil Procesos IndustrialesProcesos Industriales
•• Industrias con alta y constante demanda de Industrias con alta y constante demanda de calentamiento o enfriamiento son buenos calentamiento o enfriamiento son buenos candidatos para la Cogeneracicandidatos para la Cogeneracióónn
Bagazo para Proceso de Calor en Acería, Brasil
Crédito Fotográfico: Ralph Overend/ NREL Pix
•• TambiTambiéén aplicable a n aplicable a industrias que industrias que producen material de producen material de desperdicio que desperdicio que puedan ser usados puedan ser usados para generar calor y para generar calor y electricidadelectricidad
Combustible
Combustor
Turbina a gasCompresor Generador
AireCombustible –encendido en
ducto
Turbina a vapor Generador
Puerto de extracción Puerto de Presión Reversa
Carga de
Calefacción
Carga de
Calefacción
Condensador
Agua de alimentación
Gas de escape
Vapor
Carga eléctrica
Carga eléctrica
Generador de Vapor por Recuperación
de Calor
Generador de Vapor por Recuperación
de Calor
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Ejemplos: CanadEjemplos: Canadáá y Sueciay Suecia
Gas de Relleno SanitarioGas de Relleno Sanitario
•• Los rellenos sanitarios producen Los rellenos sanitarios producen metano cuando la basura se metano cuando la basura se descompone descompone
•• Esto puede ser utilizado como Esto puede ser utilizado como combustible para proyectos de combustible para proyectos de enfriamiento, calefaccienfriamiento, calefaccióón o n o generacigeneracióón de electricidadn de electricidad
Crédito Fotográfico: Urban Ziegler, NRCan
Crédito Fotográfico: Gaz Metropolitan
Cogeneración con gas de relleno sanitario para sistema de calefacción distrital, Suecia
Ciclo de Colección de Gas de Relleno
Sanitario
Sistema de tuberías de captación de gas de
relleno sanitario
Filtro
CompresorEnfriador/Secador
Producción de vapor
Proceso
Producción de electricidadFlama
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Modelo de Proyectos de Modelo de Proyectos de CogeneraciCogeneracióón RETScreenn RETScreen®®
•• AnAnáálisis Universal de produccilisis Universal de produccióón de energn de energíía, costos de ciclos de vida y a, costos de ciclos de vida y reducciones de emisiones de gas de efecto invernaderoreducciones de emisiones de gas de efecto invernadero
Enfriamiento, calefacción, electricidad,y todas las combinaciones deTurbinas de gas o vapor, motores reciprocantes, celdas electroquímicas, calderos, compresores, etc. Vasto rango de combustibles, que van desde combustibles fósiles a biomasa y geotérmicosVariedad de estrategias operacionalesHerramienta de gas de Relleno SanitarioSistemas de Energía Distritales
•• TambiTambiéén incluye:n incluye:Idiomas y monedas múltiples, cambio de unidades, y herramientas de usuario
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ModeloModelo de de ProyectosProyectosRETScreenRETScreen®®
(cont.)(cont.)
•• Capacidades para Capacidades para diversos tipos de diversos tipos de proyectosproyectos
Solo calefacción
Solo electricidad
Solo enfriamiento
Calor y Electricidad Combinados
Enfriamiento y electricidad combinados
Calentamiento y enfriamiento combinados
Enfriamiento, calefacción y electricidad combinados
Carga de calefacción
Carga de enfria-miento
Carga eléctrica
Sistemaeléctrico
de potencia
Sistemade enfria-
miento
Sistemade
calenta-miento
Electricidad
CalorCalor
Recuperado
Calor
Frío
ElectricidadCombustible
Combustible
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Sistemas de CalefacciSistemas de Calefaccióón del Modelo de n del Modelo de Proyectos de CogeneraciProyectos de Cogeneracióón RETScreenn RETScreen®®
Mes
Car
ga (
kW)
Calefacción carga de
punta
Calefacción carga de
media
Calefacción carga de base
EnfriamientoElectricidadCalefacción
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Set Oct Nov Dic
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Sistemas de Enfriamiento del Modelo de Sistemas de Enfriamiento del Modelo de Proyectos de CogeneraciProyectos de Cogeneracióón n RETScreenRETScreen®®
Car
ga (
kW)
Mes
Enfriamientocarga de base
Enfriamientocarga de punta
EnfriamientoElectricidadCalefacción
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Set Oct Nov Dic
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Sistemas de GeneraciSistemas de Generacióón Eln Elééctrica del Modelo ctrica del Modelo de Proyectos de Cogeneracide Proyectos de Cogeneracióón n RETScreenRETScreen®®
EnfriamientoElectricidadCalefacción
Mes
Car
ga (
kW)
Electricidadcarga de punta
Electricidadcarga de media
Electricidadcarga de base
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Set Oct Nov Dic
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CCáálculo de Energlculo de Energíía de a de CogeneraciCogeneracióón RETScreenn RETScreen®®
Ver e-Libro
Análisis de Proyectos de Energía Limpia: Ingeniería y Casos RETScreen®
Capítulo Análisis de Proyectos de Cogeneración Diagrama de Flujo Simplificado del Modelo Diagrama de Flujo Simplificado del Modelo de Energde Energíía de Cogeneracia de Cogeneracióónn
Cargas y demandas estimadas:• Proyecto de calefacción;• Proyecto de enfriamiento; y/o• Proyecto de generación eléctrica
Definir características de equipos
Calcular energía entregada y su correspondiente consumo de
combustible
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Ejemplo de ValidaciEjemplo de Validacióón del Modelo de n del Modelo de Proyectos de CogeneraciProyectos de Cogeneracióón RETScreenn RETScreen®®
•• ValidaciValidacióón total realizada por consultor independiente (FVB n total realizada por consultor independiente (FVB Energy Inc.) y por numerosos examinadores beta de la industria, Energy Inc.) y por numerosos examinadores beta de la industria, empresas de servicio pempresas de servicio púúblico, gobierno y acadblico, gobierno y acadéémicosmicos
•• Comparado con muchos otros modelos y/o datos medidos, con Comparado con muchos otros modelos y/o datos medidos, con excelentes resultados excelentes resultados (por ejemplo c(por ejemplo cáálculos de desempelculos de desempeñño de turbinas o de turbinas a vapor comparado con el software de simulacia vapor comparado con el software de simulacióón de proceso energn de proceso energéético tico GE denominado GateCycle)GE denominado GateCycle)
Kpph = 1.000 lbs/hr
Cálculo de Comparación de Desempeño de Turbinas a VaporCorrida Flujo de Ingreso,
P, TKpph/psia/F
Flujo de SalidaP, T
Kpph/psia/F
Flujo Extraido, P, T
Kpph/psia/F
Eficiencia Salida de Potenciade Gate Cycle
MW
Salida de PotenciaRETScreen
MW
1 50/1000/750 40/14/210 10/60/293 80% 3.896 3.883
2 50/1000/545 50/60/293 0 80% 2.396 2.404
3 50/450/457 50/60/293 0 80% 1.805 1.827
4 50/450/457 50/14,7/212 0 81% 2.913 2.915
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ConclusionesConclusiones
•• Sistemas de cogeneraciSistemas de cogeneracióón hacen el uso mn hacen el uso máás eficiente del s eficiente del calor que de otra manera estarcalor que de otra manera estaríía desperdiciada.a desperdiciada.
•• RETScreen calcula las curvas de duraciRETScreen calcula las curvas de duracióón de demanda y n de demanda y carga, energcarga, energíía entregada, y consumo de combustible a entregada, y consumo de combustible para diversas combinaciones de calefaccipara diversas combinaciones de calefaccióón, enfriamiento n, enfriamiento y/o sistemas ely/o sistemas elééctricos de potencia utilizando datos de ctricos de potencia utilizando datos de entrada mentrada míínimosnimos
•• RETScreen RETScreen provee significantes ahorros de costos de provee significantes ahorros de costos de estudios de factibilidad preliminaresestudios de factibilidad preliminares
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¿¿Preguntas?Preguntas?
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Módulo de Análisis de Proyectos de CogeneraciónCurso de Análisis de Proyectos de Energía Limpia RETScreen®® International
MÓDULO DE ANÁLISIS DE PROYECTOS DE CALENTAMIENTOPOR BIOMASA
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Curso de AnCurso de Anáálisis de Proyectos de Energlisis de Proyectos de Energíía Limpiaa Limpia
Crédito Fotográfico: Bioenerginovator
AnAnáálisis de Proyectos de lisis de Proyectos de Calentamiento por BiomasaCalentamiento por Biomasa
Planta de Calefacción Distrital, Suecia
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ObjetivosObjetivos
•• Revisar los fundamentos de losRevisar los fundamentos de losSistemas de Calentamiento por BiomasaSistemas de Calentamiento por Biomasa
•• Ilustrar las consideraciones clave paraIlustrar las consideraciones clave parael anel anáálisis de proyectos delisis de proyectos deCalentamiento por BiomasaCalentamiento por Biomasa
•• Introducir el Modelo de Proyecto de Calentamiento por Introducir el Modelo de Proyecto de Calentamiento por Biomasa RETScreenBiomasa RETScreen®®
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•• Calor paraCalor paraEdificiosComunidadesProcesos Industriales
…pero también…
Creación de empleosUn uso de materiales de desechoUna oportunidad de utilizar calefacción distrital y recuperación de calor de desecho
¿¿QuQuéé brindan los sistemas de brindan los sistemas de calentamiento por biomasa?calentamiento por biomasa?
Photo Credit: Centrales Agrar-Rohstoff-Marketing- und Entwicklungs-Netzwork
Planta de Calefacción Distrital, Calor Provenientede Semillas de Colza, Alemania
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DescripciDescripcióón del Sistema de n del Sistema de Calentamiento por BiomasaCalentamiento por Biomasa
•• Planta de CalentamientoPlanta de CalentamientoSistema de recuperación de calorde desechoSistema de combustión de biomasapara carga de baseSistema de calefacción para cargaen horas puntaSistema de respaldo opcional
•• Sistema de DistribuciSistema de Distribucióón den deCalorCalor
Suministro de agua caliente, retornode agua fríaPara un solo edificio o un sistema decalefacción distrital
•• OperaciOperacióón de Suministro de Combustiblen de Suministro de CombustibleInstalaciones de recepción, almacenamiento, y transporte de combustibleTípicamente transferencia automática de combustible del reservorio diario a la combustión
Crédito Fotográfico: Bioenergia Suomessa
Desechos de Madera Empaquetados enFardos de Pequeño Diámetro, Finlandia
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DescripciDescripcióón del Sistema de n del Sistema de Calentamiento `por Biomasa (Cont.)Calentamiento `por Biomasa (Cont.)
Diagrama: Buyer’s Guide To Small Commercial Biomass Combustion Systems NRCan
Recuperación de CombustibleBiomasa (feedstocks)
CombustibleBiomasa(Depósito defeedstocks)
Entrega deCombustibleBiomasa(Feedstocks) Suministro de
Agua CalienteSistema de Escapey Chimenea
Remoción y Almacenamientode Cenizas
Caldero deRespaldo y paraHoras Punta
Transferencia
Cámara deCombustión
Colector dePartículas
Intercambiadorde Calor
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Sistema de Carga de Punta vs. BaseSistema de Carga de Punta vs. Base
El sistema de biomasa puede ser dimensionado para:El sistema de biomasa puede ser dimensionado para:
•• Carga de PuntaCarga de PuntaUso de biocombustible maximizado y uso de combustible fósil minimizadoSistema más grande y costosoLa operación parcial de la carga disminuye la eficiencia si la carga es variable
•• Carga de BaseCarga de BaseOpera cerca de la capacidad de diseño, por lo que la eficiencia es altaLos costos de inversión son mucho menoresSistema convencional requerido para la carga punta
Gráfico de Diseño del Sistema
Gráfico de Diseño del Sistema
Potencia Energía
Potencia Energía
Biomasa
Biomasa Punta
Punta
(*) Recuperación de calor
(*) Recuperación de calor
RC (*)
RC (*)
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Sistema de CalefacciSistema de Calefaccióón Distritaln Distrital
•• El calor de una planta central puede ser distribuido a mEl calor de una planta central puede ser distribuido a múúltiples ltiples edificios cercanos para calefacciedificios cercanos para calefaccióón y servicio de agua calienten y servicio de agua caliente
Tubos de acero aislados son enterrados a 0,6 a 0,8 m bajo el suelo
•• Ventajas comparadas con que cada edificio tenga su propia Ventajas comparadas con que cada edificio tenga su propia planta:planta:
Mayor eficienciaMenores emisionesSeguridadConfortConveniencia en la operación
•• Los costos de inversiLos costos de inversióónnson altosson altos
•• Necesita mayor atenciNecesita mayor atencióón n que los de combustible fque los de combustible fóósilsil
Crédito Fotográfico: SweHeatCrédito Fotográfico: SweHeat
Planta de Calefacción Distrital Tubos de Agua CalienteCalor Distrital
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•• Combustible Biomasa (feedstocks) Combustible Biomasa (feedstocks) incluyeincluye
Madera y residuos de madera (trozos, aserrín de sierra, pellets, virutas)Residuos de agricultura (paja, desperdicios, cáscaras, lechos de paja para animales y abono) Cultivos de energía (álamos híbridos, césped, sauce)Basura Sólida Municipal
•• Importantes consideraciones del Importantes consideraciones del ““feedstockfeedstock””
Valor calorífico y contenido de humedadConfiabilidad, seguridad, y estabilidad de precios de suministroInstalaciones de transporte y almacenamiento
Combustibles BiomasaCombustibles Biomasa
Crédito Fotográfico: Warren Gretz/ NREL Pix
Crédito Fotográfico: ECOMatters Inc
Madera para Combustión de Biomasa
Cáscaras de Nueces paraCombustión de Biomasa
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•• Si es cosechado de manera sostenible: Si es cosechado de manera sostenible:
Nula producción neta de gases de invernadero
•• Contenido bajo de azufre reduce la lluviaContenido bajo de azufre reduce la lluviaáácidacida
•• Emisiones de contaminantes del aire localEmisiones de contaminantes del aire local
Partículas (hollín)
Contaminantes gaseosos
Rastros de cancerígenos
Podría estar sujeto a regulación
Atributos Ambientales de los Atributos Ambientales de los Combustibles BiomasaCombustibles Biomasa
Crédito Fotográfico: Warren Gretz/NREL Pix
Crédito Fotográfico: Bioenerginovator
Bagazo
Virutas de Madera
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Ejemplos de Costos de Calentamiento Ejemplos de Costos de Calentamiento por Biomasapor Biomasa
•• Para un sistema de 150 Para un sistema de 150 kW para calentar un kW para calentar un edificio de 800 medificio de 800 m22::
1.700 $1.700 $18.000 $18.000 $Combustible AnualCombustible Anual
8.000 $8.000 $1.000 $1.000 $O y M AnualO y M Anual
80.000 $80.000 $21.000 $21.000 $Costos de InversiCostos de Inversióónn
Viruta de Madera
Petróleo
6,706,7040 $/ton40 $/tonAstillas de Astillas de áárbolesrboles
1,701,7010 $/ton10 $/tonResiduos de Residuos de AserraderoAserradero
5,805,800,20/m0,20/m33GasGas8,508,500,30 $/L0,30 $/LPetrPetróóleo Residualleo Residual
15,6015,600,40 $/L0,40 $/LPropanoPropano22,5022,500,08 $/kWh0,08 $/kWhElectricidadElectricidad
Costo del Calor($/GJ)
Precio
•• Altos costos de Altos costos de inversiinversióón, n, potencialmente bajos potencialmente bajos costos de costos de combustible:combustible:
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Proyecto de Calentamiento por Proyecto de Calentamiento por Biomasa Biomasa -- ConsideracionesConsideraciones
•• Disponibilidad, calidad y precio de Disponibilidad, calidad y precio de ““feedstockfeedstock”” de biomasa de biomasa versus combustibles sversus combustibles sóólidoslidos
Usos futuros no energéticos de la biomasa (ej., pulpa)
Contratos de largo plazo
•• Espacio disponible para despacho y almacenamiento de Espacio disponible para despacho y almacenamiento de combustible, y grandes calderoscombustible, y grandes calderos
•• Requiere operadores dedicados y confiablesRequiere operadores dedicados y confiables
Obtención de combustible y manipuleo de la remoción de cenizas
•• Regulaciones ambientales sobre la calidad de aire y Regulaciones ambientales sobre la calidad de aire y eliminacieliminacióón de cenizasn de cenizas
•• Asuntos de seguros y seguridadAsuntos de seguros y seguridad
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Ejemplos: Austria, Alemania y EsloveniaEjemplos: Austria, Alemania y EsloveniaSistemas de EnergSistemas de Energíía Comunitariosa Comunitarios
•• Grupos de edificios incluyendo Grupos de edificios incluyendo escuelas, hospitales, y grupos escuelas, hospitales, y grupos de residenciasde residencias
Crédito Fotográfico:Ken Sheinkopf/ Solstice CREST
Crédito Fotográfico:Centrales Agrar-Rohstoff-Marketing-und
Entwicklungs-Netzwerk
Manipulador Automáticode Feedstock
Caldero con Quemadode Madera
Calentamiento Distrital Convertido de CombustibleFósil a Biomasa, Eslovenia
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Ejemplo: CanadEjemplo: CanadááEdificios Edificios Institucionales y ComercialesInstitucionales y Comerciales
•• Edificios individuales pueden proporcionar su propio Edificios individuales pueden proporcionar su propio calor de biomasacalor de biomasa
Institucional: escuelas, hospitales, edificios municipales
Comercial: almacenes, garajes, etc.
Crédito Fotográfico: ECOMatters Inc.Pequeño Sistema de Calentamiento Comercial, Canadá
Crédito Fotográfico: Grove Wood Heat
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Ejemplos: Brasil y EE.UU. Ejemplos: Brasil y EE.UU. Calor de ProcesosCalor de Procesos
•• Frecuentemente utilizado cuando la biomasa es Frecuentemente utilizado cuando la biomasa es producida y el calor de procesos requeridoproducida y el calor de procesos requerido
Aserraderos, fábricas de azúcar y alcohol, lugares de fabricación de muebles, y sitios de secado para procesos agrícolas.
Crédito Fotográfico: Ken Sheinkopf/ Solstice CRESTCrédito Fotográfico: Ralph Overend/ NREL PixCrédito Fotográfico:Warren Gretz/ NREL Pix
Interior de una Cámarade Combustión
Bagazo para Calor de Procesoen Aserradero, BrasilCaña de Azúcar para
Calor de Procesos, Hawaii
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Modelo de Proyecto de Calentamiento Modelo de Proyecto de Calentamiento por Biomasa RETScreenpor Biomasa RETScreen®®
•• AnAnáálisis de produccilisis de produccióón de energn de energíía de todo el mundo, de a de todo el mundo, de costos de ciclo de vida y decostos de ciclo de vida y dereducciones de emisiones dereducciones de emisiones degases de efecto invernaderogases de efecto invernadero
Edificios individuales a grandesconglomerados con calor distritalBiomasa, para punta, respaldo yrecuperación de calor de desechoDimensionamiento y costeo de la red de calor del distrito
•• Actualmente no cubiertos:Actualmente no cubiertos:Para calentamiento distrital de gran escala(>2,5 MW)
Utilice mas bien el Modelo de Cogeneración
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CCáálculo de Energlculo de Energíía de Calentamiento por a de Calentamiento por BiomasaBiomasa RETScreenRETScreen®®
Ver el e-Libro
Análisis de Proyectos de Energía Limpia: RETScreen® Ingeniería y Casos
Capítulo de Análisis de Proyectos de Calentamiento por Biomasa
Calcular el equivalente de grados – día para
calentamiento de agua caliente para uso
doméstico
Calcular las curvas de duración de carga y
energía u horasequivalentes de plena
carga
Calcular la demanda
total de energía
Determinar la mezcla de energía
Calcular los requerimientosde combustible
Calcular la carga de calentamiento de
punta
Determinar las dimensiones
de la red de tuberías
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Ejemplo de ValidaciEjemplo de Validacióón del Modelo de Proyectos n del Modelo de Proyectos de Calentamiento por Biomasa RETScreende Calentamiento por Biomasa RETScreen®®
•• CCáálculo de la curva de lculo de la curva de duraciduracióón de cargan de carga
Comparado con el modelo sueco DD-IL modelado para 4 ciudades de Europa y Norte América
•• Dimensionamiento de Dimensionamiento de la red de tuberla red de tuberíías para as para calentamiento distritalcalentamiento distrital
Comparado con el programa ABB R22–buenos resultados
•• Poder calorPoder caloríífico de la maderafico de la maderaComparado con 87 muestras de ramas de árboles del Este de CanadáEstimado de RETScreen® para madera de desecho dentro del 5% de los datos de muestra
Curva de Duración de Carga para Uppsala, Suecia
0
20
40
60
80
100
0 2000 4000 6000 8000Número de Horas
Porc
enta
je d
e C
arga
Pun
ta
RETScreenDD-IL
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ConclusionesConclusiones
•• Los costos de energLos costos de energíía de calefaccia de calefaccióón por biomasa pueden n por biomasa pueden ser mucho menores que los costos de calefacciser mucho menores que los costos de calefaccióón n convencionales, aconvencionales, aúún cuando se considere mn cuando se considere máás altos s altos costos de inversicostos de inversióón de los sistemas de biomasan de los sistemas de biomasa
•• RETScreenRETScreen®® calcula las curvas de duracicalcula las curvas de duracióón de carga, la n de carga, la biomasa requerida y la capacidad de la planta en punta, y biomasa requerida y la capacidad de la planta en punta, y dimensiona la red de tuberdimensiona la red de tuberíías de calentamiento distrital as de calentamiento distrital utilizando un mutilizando un míínimo de datos de entradanimo de datos de entrada
•• RETScreenRETScreen®® brinda ahorros significativos en costos de brinda ahorros significativos en costos de estudios preliminares de factibilidadestudios preliminares de factibilidad
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¿¿Preguntas?Preguntas?
www.retscreen.netwww.retscreen.netPara mayor información por favor visite el Sitio Web RETScreen en
Módulo de Análisis de Proyectos de Calentamiento por BiomasaCurso de Análisis de Proyectos de Energía Limpia RETScreen® International
MÓDULO DE ANÁLISIS DE PROYECTOS DE CALEFACCIÓNSOLAR DE AIRE
1
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Curso de AnCurso de Anáálisis de Proyectos de Energlisis de Proyectos de Energíía Limpiaa Limpia
Crédito Fotográfico: Conserval Engineering
Sistema de Calefacción Solar de Aire, Québec, Canadá
AnAnáálisis de Proyectos de Calefaccilisis de Proyectos de Calefaccióón n Solar de AireSolar de Aire
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ObjetivosObjetivos
•• Revisar los fundamentos de los sistemasRevisar los fundamentos de los sistemasde Calefaccide Calefaccióón Solar de Airen Solar de Aire
•• Ilustrar las consideraciones claveIlustrar las consideraciones clavepara el anpara el anáálisis de proyectos de lisis de proyectos de CalefacciCalefaccióón Solar de Airen Solar de Aire
•• Introducir el Modelo de Proyecto de Introducir el Modelo de Proyecto de CalefacciCalefaccióón Solar de Airen Solar de Aire RETScreenRETScreen®®
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•• Aire caliente de Aire caliente de ventilaciventilacióónn
•• Aire de proceso calienteAire de proceso caliente
…pero también…
Revestimiento contra la intemperiePérdida de calor reducida a través de las paredesReducida estratificación de calor del ambienteMejor calidad de aireMenores problemas depresión negativa
¿¿QuQuéé brindan los sistemas de brindan los sistemas de CalefacciCalefaccióón Solar de Aire?n Solar de Aire?
Crédito Fotográfico: Arctic Energy Alliance
Crédito Fotográfico: Enermodal Engineering
Escuela, Yellowknife, Canadá
Colector Solar
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OperaciOperacióón del Sistema de Calefaccin del Sistema de Calefaccióón n Solar de AireSolar de Aire1.1. El absorbente perforado oscuro El absorbente perforado oscuro
capta la energcapta la energíía solara solar
2.2. El ventilador lleva aire a travEl ventilador lleva aire a travéés del s del colector y el doselcolector y el dosel
3.3. Los controles regulan la Los controles regulan la temperaturatemperatura
DeflectoresCalentamiento auxiliar
4.4. El aire es distribuido en todo el El aire es distribuido en todo el edificioedificio
5.5. Se recupera la pSe recupera la péérdida de calor por rdida de calor por las paredeslas paredes
6.6. Se rompe la estratificaciSe rompe la estratificacióón de calor n de calor del ambientedel ambiente
7.7. Deflector Deflector ““byby--passpass”” para el veranopara el verano
1155
4433
2266
77SISTEMA DE DUCTOS DE
DISTRIBUCIÓN
SEPARACIÓN DE AIRE
ESPACIO DEAIRE
ABSORBENTE DE CALOR SOLAR
ESPACIO DE AIRE BAJO PRESIÓN NEGATIVA
LÁMINA PERFILADA PROPORCIONACAPA LÍMITE DE VIENTO
UNIDAD DEVENTILACIÓN
EL AIRE EXTERIOR ES CALENTADO AL PASAR A TRAVÉS DEL ABSORBENTE
LAS PÉRDIDAS DE CALOR POR LA PARED RECUPERADAS POREL AIRE DE INGRESO
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Sistemas Comerciales/Residenciales Sistemas Comerciales/Residenciales de Calefaccide Calefaccióón Solar de Airen Solar de Aire
•• Se aSe aññade calor ade calor convencional como sea convencional como sea requeridorequerido
•• No hay rompimiento de No hay rompimiento de la estratificacila estratificacióón de calor n de calor del ambientedel ambiente
•• Ciclo economizador Ciclo economizador permite usar mpermite usar máás aire s aire frescofresco
•• Dos tipos de sistemasDos tipos de sistemas
Ventilación dedicada (departamentos y escuelas)Calefacción, enfriamiento y ventilación con 10-20% de aire fresco
•• El colector del sistema conecta los ventiladores convencionales El colector del sistema conecta los ventiladores convencionales y ductosy ductos
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Sistemas Industriales deSistemas Industriales deCalefacciCalefaccióón Solar de Airen Solar de Aire
•• El control de la El control de la temperatura: mezcla temperatura: mezcla aire fresco y aire aire fresco y aire recirculado adiciona recirculado adiciona calor si es necesariocalor si es necesario
•• Rompimiento de la Rompimiento de la estratificaciestratificacióón de n de calor del ambiente: el calor del ambiente: el aire fraire fríío se mezcla o se mezcla con el aire del techo con el aire del techo raso y descienderaso y desciende
•• Para ventilaciPara ventilacióón de aire en fn de aire en fáábricas, almacenes, etc.bricas, almacenes, etc.
•• Sistema de ductos perforados distribuyen aire al nivel del cieloSistema de ductos perforados distribuyen aire al nivel del cielo rasoraso
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Sistemas de CalefacciSistemas de Calefaccióón Solar de Aire n Solar de Aire para Procesos de Calorpara Procesos de Calor
•• El colector se monta en cualquier superficie El colector se monta en cualquier superficie convenienteconveniente
•• La salida del colector en ducto hacia el La salida del colector en ducto hacia el procesoproceso
•• La temperatura puede ser reguladaLa temperatura puede ser reguladaporpor
Calentadores convencionalesDeflectores “By-pass”
•• Secado de cultivosSecado de cultivosRequiere baja temperatura para evitar daño a la cosecha
•• Aire precalentado para procesosAire precalentado para procesosindustrialesindustriales Crédito Fotográfico: Conserval Engineering
Cobertizo de Secado de Té, Java Occidental, Indonesia
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Recursos Solares vs. Recursos Solares vs. Demanda de Calor para VentilaciDemanda de Calor para Ventilacióónn
0
2
4
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
0
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Iqaluit, Canadá, 64ºN
Moscú, Rusia, 55ºN
Buffalo, EE.UU., 43ºN
Lanzhou, China, 36ºN
0
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4
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Yakarta, Indonesia, 6ºS
Hor
as P
ico
de S
ol p
or D
ía e
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Pla
no d
el C
olec
tor
Meses con temperatura promedio <10ºC están sombreadasVertical, superficies frente al ecuador excepto Yakarta (horizontal)Fracción de meses usados
0
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Sistemas de CalefacciSistemas de Calefaccióón Solar de Aire n Solar de Aire Costos y AhorrosCostos y Ahorros
Costos de InversiCostos de Inversióón:n:Colector: 100 $ a 250 $/m2
Sistema de Ventilación: 0 $ a 100 $/m2
Total: 100 $ a 350 $/m2
menos el costo de revestimiento convencional
EnergEnergíía Colectada:a Colectada:1 a 3 GJ/año
0 $ 20 $ 40 $ 60 $0,17 $/m3 0,45 $/m3
0,30 $/L 0,70 $/L
0,05 $/kWh 0,12 $/kWhElectricidadDiesel
GasAhorros Anualespara 2 GJ de Salida
1 m2 de colector
4
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Consideraciones para un Proyecto de Consideraciones para un Proyecto de CalefacciCalefaccióón Solar de Airen Solar de Aire•• El mEl máás efectivo en costos en nuevas construcciones y renovacis efectivo en costos en nuevas construcciones y renovacióónn
Crédito por el revestimientoAsegura que los sistemas de ventilación existentes se acomoda fácilmente al Sistema de Calefacción Solar de Aire
•• Muchos de los colores oscuros tienen un grado de absorciMuchos de los colores oscuros tienen un grado de absorcióón de 0,80n de 0,80--0,950,95Las consideraciones arquitectónicas pueden ser muy importantes
•• Una alta ocupaciUna alta ocupacióón lleva a n lleva a ser mser máás efectivo en costoss efectivo en costos
•• Puede ser instalado Puede ser instalado alrededor de puertas y alrededor de puertas y ventanasventanas
•• Pueden usarse ventiladores Pueden usarse ventiladores y ductos existentesy ductos existentes
•• Bajo o sin costos de Bajo o sin costos de mantenimiento adicionalesmantenimiento adicionales
Photo Credit: NRCan
Componentes del Sistema deCalefacción Solar de Aire
Ventilador de Escape Ducto Distribuidor de Aire
Reflector “By-pass” derecirculación de Aire
Deflector Frontal
Deflector “By-pass”de Verano
Dosel
Ventilador
Absorbente dePlaca Perforada
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Ejemplos: CanadEjemplos: Canadáá y Estados Unidosy Estados UnidosSistemas de CalefacciSistemas de Calefaccióón de Aire de Ventilacin de Aire de Ventilacióónn
•• Calidad de aire mejorada a bajo costoCalidad de aire mejorada a bajo costo•• TamaTamañños en el rango de unos pocos mos en el rango de unos pocos m22 a 10.000 ma 10.000 m22
•• Los ductos deben ser ubicados cerca del muro sur (para el Los ductos deben ser ubicados cerca del muro sur (para el hemisferio norte)hemisferio norte)
•• PerPerííodos Todos Tíípicos de Retorno de la inversipicos de Retorno de la inversióón de 2 a 5 an de 2 a 5 aññosos•• Los sistemas industriales Los sistemas industriales
frecuentemente tienen el perfrecuentemente tienen el perííodo odo de retorno mde retorno máás rs ráápidopido
Crédito Fotográfico: Conserval Engineering
Edificio de Viviendas, Ontario, Canadá
Salón de Clase Portátil, Ontario, Canadá
Colector Marrón en EdificioIndustrial, Connecticut, EE.UU.
Crédito Fotográfico: Conserval Engr.
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Ejemplo: IndonesiaEjemplo: IndonesiaSistemas de Calor de ProcesosSistemas de Calor de Procesos
•• Sistemas de caudal Sistemas de caudal normalmente constante normalmente constante con controles muy simplescon controles muy simples
•• Usado para el secado de Usado para el secado de cosechas que son cosechas que son recogidas a lo largo del recogidas a lo largo del aaññoo
•• Mejor si la estaciMejor si la estacióón n soleada coincide con la soleada coincide con la cosechacosecha
Crédito Fotográfico: Conserval Engineering
Cobertizo de Secado de Té, Java Occidental, Indonesia
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Modelo de Proyecto de CalefacciModelo de Proyecto de Calefaccióón n Solar de Aire RETScreenSolar de Aire RETScreen®®
•• AnAnáálisis de produccilisis de produccióón de energn de energíía de todo el mundo, de costos de ciclo a de todo el mundo, de costos de ciclo de vida y de reducciones de emisiones de gases de efecto invernade vida y de reducciones de emisiones de gases de efecto invernaderodero
Aire de VentilaciónCalor de ProcesoRecuperación de CalorRompimiento de la estratificación decalor del ambiente
•• Solo 12 puntos de datos paraSolo 12 puntos de datos paraRETScreenRETScreen®® vs. 8.760 paravs. 8.760 paramodelos de simulacimodelos de simulacióón horarian horaria
•• Actualmente no cubiertos:Actualmente no cubiertos:Sistemas avanzados HRV(ventilador de recuperación de calor)Sin Tecnología Solarwall®
Sistemas de ventilación desbalanceada
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Ver el e-LibroAnálisis de Proyectos de Energía Limpia:
RETScreen® Ingeniería y Casos
Capítulo de Análisis de Proyectos de Calefacción Solar de Aire
RETScreenRETScreen®®
CCáálculo de Energlculo de Energíía de Sistemasa de Sistemasde Calefaccide Calefaccióón Solar de Airen Solar de Aire
Calcular la energía solar
utilizable
Sistemas Industriales:3 iteraciones
Calcular la eficiencia del
colector
Calcular la elevación de la temperatura y el
factor de utilización solar
Ahorros de la energía solar
colectada
Ahorros de la energía por calor
recuperadoAhorros de la energía por rompimiento de
estratificación
Ahorros totales:calefacción de aire de proceso
Ahorros totales:calefacción de aire de edificios comerciales/
residenciales
Ahorros totales:calefacción de aire
de edificios industriales
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Ejemplo de ValidaciEjemplo de Validacióón del Modelo de Proyecto n del Modelo de Proyecto de Calefaccide Calefaccióón Solar de Aire RETScreenn Solar de Aire RETScreen®®
RETScreen SWift Diferencia[kWh/m2/d] [kWh/m2/d]
1,23 1,21 2%1,64 1,79 -8%1,39 1,28 9%
1,40 1,64 -15%2,00 2,20 -9%2,03 1,93 5%
Industrial (Elevación de Alta Temp.)Industrial (Alta Eficiencia)Comercial (Alta Eficiencia)
Comparación con SWiftTM
Toronto, Ontario, Canadá
Winnipeg, Manitoba, Canadá
Industrial (Elevación de Alta Temp.)Industrial (Alta Eficiencia)Comercial (Alta Eficiencia)
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ConclusionesConclusiones
•• El Sistema de Calentamiento Solar de Aire provee calentamiento pEl Sistema de Calentamiento Solar de Aire provee calentamiento para ara aire de procesamiento y ventilaciaire de procesamiento y ventilacióónn
•• Las locaciones alrededor del mundo tienen energLas locaciones alrededor del mundo tienen energíía solar disponible a solar disponible cuando se requiera calefaccicuando se requiera calefaccióón de aire para ventilacin de aire para ventilacióónn
•• El Sistema de Calentamiento Solar de Aire sirve como revestimienEl Sistema de Calentamiento Solar de Aire sirve como revestimiento to contra la intemperie y se alimenta con sistemas de ventilacicontra la intemperie y se alimenta con sistemas de ventilacióón n convencionalesconvencionales
•• Para el Sistema de Calentamiento Solar de Aire, Para el Sistema de Calentamiento Solar de Aire, RETScreenRETScreen®® calculacalculaEnergía colectada, eficiencia, y elevación de temperaturaPérdidas de calor por los muros recuperadasPérdidas de calor reducidas debido al rompimiento de la estratificación de calor ambiental
•• RETScreenRETScreen®® es un anes un anáálisis anual con clisis anual con cáálculo de recursos mensuales lculo de recursos mensuales que pueden lograr precisique pueden lograr precisióón comparable a modelos de simulacin comparable a modelos de simulacióón n horariahoraria
•• RETScreenRETScreen®® puede brindar significativos ahorros de costos en estudios puede brindar significativos ahorros de costos en estudios de factibilidad preliminaresde factibilidad preliminares
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¿¿Preguntas?Preguntas?
Módulo de Análisis de Proyectos de Calefacción Solar de AireRETScreen® International Curso de Análisis de Proyectos de Energía Limpia
www.retscreen.netwww.retscreen.netPara mayor información por favor visite el sitio web RETScreen en
MÓDULO DE ANÁLISIS DE PROYECTOS DE CALENTAMIENTOSOLAR DE AGUA
1
Curso de AnCurso de Anáálisis de Proyectos de Energlisis de Proyectos de Energíía Limpiaa Limpia
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Crédito Fotográfico: NRCan
AnAnáálisis de Proyectos de lisis de Proyectos de Calentamiento Solar de AguaCalentamiento Solar de Agua
Colectores de Placas Vidriadas Planas, Ontario, Canadá
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ObjetivosObjetivos
•• Revisar los fundamentos de los sistemasRevisar los fundamentos de los sistemasde Calentamiento Solar de Aguade Calentamiento Solar de Agua
•• Ilustrar las consideraciones claveIlustrar las consideraciones clavepara el anpara el anáálisis de proyectos de lisis de proyectos de Calentamiento Solar de AguaCalentamiento Solar de Agua
•• Introducir el Modelo de Proyecto de Introducir el Modelo de Proyecto de Calentamiento Solar de Agua RETScreenCalentamiento Solar de Agua RETScreen®®
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•• Agua Caliente Agua Caliente DomDoméésticastica
•• Calor para ProcesosCalor para Procesos•• Calentamiento para Calentamiento para
Piscinas de NataciPiscinas de Natacióónn
…pero también…
Incrementa el almacenamiento de agua calienteExtiende la temporada de natación (calentamiento de piscinas)
¿¿QuQuéé ofrecen los sistemas de ofrecen los sistemas de Calentamiento Solar de Agua?Calentamiento Solar de Agua?
Crédito Fotográfico: Vadim Belotserkovsky
Centro de Conferencias, Bethel, Lesotho
Unidad Vecinal, Kungsbacka, Suecia
Crédito Fotográfico: Alpo Winberg/ Solar Energy Association of Sweden
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Componentes de los Sistemas de Componentes de los Sistemas de Calentamiento Solar de AguaCalentamiento Solar de Agua
Crédito Fotográfico: NRCan
Intercambiadorde Calor
PanelFotovoltaico Colectores Solares
Circuito de Calentamientode Agua de Sifón Térmico
Agua Caliente ala Casa
Suminsitrode Agua Fría
Suministro y Retornode Tuberías de Glicol
Caja deEmpalme
Drenaje de Sedimento
Agua
Cal
enta
da p
or e
l Sol
Bomba de Glicol
Tanque Precalentado
Almacena el AguaCalentada por el
Sol
TanqueEstándar
Esquema de Sistema deCalentamiento Solar de Agua
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Colectores Solares No VidriadosColectores Solares No Vidriados
•• Bajo CostoBajo Costo
•• Baja TemperaturaBaja Temperatura
•• RobustoRobusto
•• LivianoLiviano
•• Calentamiento Calentamiento estacional de piscinasestacional de piscinas
•• Baja presiBaja presióónn
•• Pobre desempePobre desempeñño en climas fro en climas frííos o con vientoos o con vientoCrédito Fotográfico: NRCan
Ranuras de Medición de Flujo
Los Canales de Flujo Originan Flujos Uniformesa Través de los Tubos
2º Tubo Colector
Canal de Ingreso
Flujo Desdela Piscina
Colector Solar No Vidriado
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Colectores Solares de Placas Colectores Solares de Placas Vidriadas PlanasVidriadas Planas
•• Costos moderadosCostos moderados
•• OperaciOperacióón a mn a máás alta s alta temperaturatemperatura
•• Puede operar a la Puede operar a la presipresióón de agua del n de agua del suministro principal de suministro principal de aguaagua
•• MMáás pesado y ms pesado y máás s frfráágilgil
Crédito Fotográfico: NRCan
Vidriado
Recipiente
Placa Absorbente
Tubos Elevadores
Colectores
Asilamiento
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Colectores de Tubo EvacuadoColectores de Tubo Evacuado
•• Costos mCostos máás altoss altos
•• Sin pSin péérdidas derdidas deconvecciconveccióónn
•• Alta temperaturaAlta temperatura
•• Climas cClimas cáálidoslidos
•• FrFráágilgil
•• La instalaciLa instalacióónnpuede ser mpuede ser máásscomplicadacomplicada
•• La nieve ya no esLa nieve ya no esproblemaproblema
Crédito Fotográfico : NRCan
Crédito Fotográfico: NautilusTubo Desarrollado y Fabricado en China
Vapor y LíquidoCondensado dentrodel Tubo de Calor
PlacaAbsorbenteTubo de
Calor
Tubo Evacuado
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Calentamiento Solar de Agua en Calentamiento Solar de Agua en Diferentes ClimasDiferentes Climas
•• Para cada sistema de calentamiento solar de agua con Para cada sistema de calentamiento solar de agua con 6 m6 m22 de de colector vidriadocolector vidriado, una demanda de , una demanda de 300 l/d300 l/dííaa de agua caliente a de agua caliente a 6060ººCC y y 300 l de almacenamiento300 l de almacenamiento, la , la fraccifraccióón solar n solar es:es:
21% en Tromsø, Noruega (70ºN)
40% en Yellowknife, Canadá (62ºN)
32% en Varsovia, Polonia (52ºN)
51% en Harbin, China (46ºN)
67% en Sacramento, USA (39ºN)
39% en Tokio, Japón (36ºN)
78% en Marrakech, Marruecos(32ºN)
75% en Be’er-Sheva, Israel (31ºN)
81% en Matam, Senegal (16ºN)
59% en Puerto Limón, Costa Rica (10ºN)
59% en Yakarta, Indonesia (6ºS)
86% en Huancayo, Perú (12ºS)
69% en Harare, Zimbabwe (18ºS)
65% en Sydney, Australia (34ºS)
39% en Punta Arenas, Chile (53ºS)
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Ejemplos de Sistemas de Calentamiento Ejemplos de Sistemas de Calentamiento Solar de Agua Solar de Agua -- Costos y BeneficiosCostos y Beneficios
Sistema vidriado para todo el Sistema vidriado para todo el aañño (con almacenamiento)o (con almacenamiento)
La Paz, BoliviaLa Paz, Bolivia2,2 GJ/m2,2 GJ/m22
400 $/m400 $/m22
Sistema de tubo evacuado Sistema de tubo evacuado para todo el apara todo el aññoo(con almacenamiento)(con almacenamiento)
Copenhague, DinamarcaCopenhague, Dinamarca1,8 GJ/m1,8 GJ/m22
1.000 $/m1.000 $/m22
0102030405060708090
100
5 15 25 35 45
Cost of energy ($/GJ)
Annu
al S
avin
gs ($
/m2 )
Gas
@ 0
.15
$/m
3
Gas
@ 0
.50
$/m
3
Elec
trici
dad
@ 0
.05
$/kW
h
Elec
trici
dad
@ 0
.15
$/kW
h
Sistema No Vidriado para Piscina de Sistema No Vidriado para Piscina de natacinatacióón solo para veranon solo para verano
Montreal, CanadMontreal, Canadáá1,5 GJ/m1,5 GJ/m2 2
150 $/m150 $/m22
Costo de la Energía ($/GJ)
Ahor
ros
Anua
les
($/m
2 )
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Consideraciones para un Proyecto de Consideraciones para un Proyecto de Calentamiento Solar de AguaCalentamiento Solar de Agua
•• Factores para proyectos exitosos:Factores para proyectos exitosos:
Gran demanda de agua caliente para reducir la importancia de los costos fijos
Altos costos de energía (como en lugares donde no se dispone de gas natural)
Suministro de energía convencional no confiable
Fuerte Interés en el medio ambiente del propietario / operadorde la edificación
•• Cargas diurnas de agua caliente requieren menos almacenamientoCargas diurnas de agua caliente requieren menos almacenamiento
•• Sistemas estacionales de bajo costo pueden ser financieramente Sistemas estacionales de bajo costo pueden ser financieramente preferibles a sistemas de mayor costo para todo el apreferibles a sistemas de mayor costo para todo el aññoo
•• El mantenimiento es similar al de cualquier sistema de caEl mantenimiento es similar al de cualquier sistema de caññereríías, pero as, pero el operador debe estar comprometido a realizar a tiempo las el operador debe estar comprometido a realizar a tiempo las reparaciones y los mantenimientosreparaciones y los mantenimientos
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Ejemplos: Australia, Botswana y SueciaEjemplos: Australia, Botswana y SueciaSistemas DomSistemas Doméésticos de Agua Calientesticos de Agua Caliente
•• Conectado a la red, requiere un propietario que Conectado a la red, requiere un propietario que se encuentre comprometidose encuentre comprometido
Puede tener largos períodos de retorno de la inversión cuando los precios de la energía son bajosEl sistema provee el 20 al 80% de agua caliente
•• Sin conexiSin conexióón a la red donde el suministro de n a la red donde el suministro de energenergíía sea poco confiablea sea poco confiable
Crédito Fotográfico: Marie Andrén, Solar Energy Association of Sweden Crédito Fotográfico: Vadim Belotserkovsky
Crédito Fotográfico: The AustralianGreenhouse Office
Sistema de Sifón Térmico, Australia
Casa para el Personal Médico en Área Rural, BotswanaCasas, Malmö, Suecia
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Ejemplo: Estados Unidos y CanadEjemplo: Estados Unidos y CanadááSistemas de Piscinas de NataciSistemas de Piscinas de Natacióónn
•• Colectores No Vidriados de bajo costoColectores No Vidriados de bajo costoPiscinas para verano en climas fríosExtiende la temporada en climas cálidosPara uso en verano en piscinas para todo el año en climas fríosPuede tener períodos de retorno de la inversión de 1 a 5 años
•• Colectores vidriados para calor durante Colectores vidriados para calor durante todo el atodo el aññoo
•• Los sistemas de filtraciLos sistemas de filtracióón sirven como n sirven como bombabomba
Crédito Fotográfico: NRCan
Crédito Fotográfico: Aquatherm Industries/ NREL Pix
Sistema para Piscina, USA
Sistema para Piscina Comunal, Ontario, Canadá
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Ejemplos: Grecia y CanadEjemplos: Grecia y CanadááSistemas Comerciales/Industriales de Sistemas Comerciales/Industriales de Agua CalienteAgua Caliente
•• Hoteles/moteles, departamentos y edificios de oficinasHoteles/moteles, departamentos y edificios de oficinas
•• Centros de salud y hospitalesCentros de salud y hospitales
•• Lavado de carros, lavanderLavado de carros, lavanderíías, restaurantesas, restaurantes
•• Instalaciones deportivas, escuelas, instalaciones de duchasInstalaciones deportivas, escuelas, instalaciones de duchas
•• Acuacultura, otras pequeAcuacultura, otras pequeññas industriasas industrias
Crédito Fotográfico: NRCanCrédito Fotográfico: Regional Energy Agency of Crete/ISES
Hotel, Agio Nikolaos, Creta Operación de Acuacultura, Columbia Británica, Canadá
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Modelo de Proyecto de Calentamiento Modelo de Proyecto de Calentamiento Solar de Agua RETScreenSolar de Agua RETScreen®®
•• AnAnáálisis de produccilisis de produccióón de energn de energíía de todo el mundo, de costos a de todo el mundo, de costos de ciclo de vida y de reducciones de emisiones de gases de de ciclo de vida y de reducciones de emisiones de gases de efecto invernaderoefecto invernadero
Vidriados, no vidriados, y tubo evacuadoPiscinas de natación en interiores o exteriores (con o sin cubierta)Sistemas de agua caliente de servicio(con o sin almacenamiento)
•• Solo 12 puntos de datos paraSolo 12 puntos de datos paraRETScreenRETScreen®® vs. 8.760 paravs. 8.760 paramodelos de simulacimodelos de simulacióón horarian horaria
•• Actualmente no cubiertos:Actualmente no cubiertos:Cambios en cargas diarias de aguacaliente de servicioAgua caliente de servicio autónomosSistemas sin almacenamiento tienen altas fracciones solaresConcentrador y Colectores solares integrados con rastreo del sol
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RETScreenRETScreen®®
CCáálculo de Energlculo de Energíía de a de Calentamiento Solar de AguaCalentamiento Solar de Agua Calcula las
variables ambientales,incluyendo radiación
solar en el planodel colector
Método deUtilizabilidad
Método “F-Chart”
Otros cálculos:área de colector sugerida,
requerimientos de bombeo, etc.
Evaluar requerimientos de
energía de la piscina
Calcular la energía renovable
entregada y requerimientos de
calentamiento auxiliar
Agua caliente de Serviciosin almacenamiento
Piscinas de Natación
Ver el e-Libro
Análisis de Proyectos de Energía Limpia: RETScreen® Ingeniería y Casos
Capítulo de Análisis de Proyectos de calentamiento Solar de Agua
Calcula la energía solar que puede ser
colectada
Agua caliente de Serviciocon almacenamiento
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Ejemplo de ValidaciEjemplo de Validacióón del Modelo de Proyecto n del Modelo de Proyecto de Calentamiento Solar de Agua RETScreende Calentamiento Solar de Agua RETScreen®®
RETScreenRETScreen®® comparado con:comparado con:
•• WATSUN para sistemasWATSUN para sistemasdomdoméésticos de agua caliente en sticos de agua caliente en Toronto, CanadToronto, Canadáá::
500
1000
1500
2000
2500
3000
500 1000 1500 2000 2500 3000Measured annual solar energy delivered (kWh)
RET
Scre
en p
redi
cted
ann
ual s
olar
ene
rgy
deliv
ered
(k
Wh)
•• ENERPOOL para piscina de ENERPOOL para piscina de verano de 48 mverano de 48 m22 in Montreal, in Montreal, CanadCanadáá
Energía requerida dentro del 2%
•• Datos monitoreados de una Datos monitoreados de una piscina de verano de 1.200 mpiscina de verano de 1.200 m22 en en MMööhringen, Alemaniahringen, Alemania
Energía requerida dentro del 3% y producción de energía solar dentro del 14%
RETScreen vs. Datos monitoreados de 10 sistemas domésticos de agua caliente en Guelph, Canadá
4,1%1.8001,874Tiempo de operación de la bomba (h)
0,1%8,018,02Energía Entregada (GJ)
-0,5%19,7319,64Carga (GJ)
-1,8%24,7924,34Radiación incidente (GJ)
Dif.WATSUNRETScreen
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ConclusionesConclusiones
•• Colectores no vidriados, vidriados y de tubo evacuado provColectores no vidriados, vidriados y de tubo evacuado provéén agua n agua caliente para muchos usos y cualquier climacaliente para muchos usos y cualquier clima
•• La demanda significativa de agua caliente, altos costos de energLa demanda significativa de agua caliente, altos costos de energíía, y a, y un fuerte compromiso de parte del propietario/operador son factoun fuerte compromiso de parte del propietario/operador son factores res importantes de importantes de ééxitoxito
•• RETScreenRETScreen®® calcula: calcula: La carga de agua caliente de servicio y la carga de piscina de nataciónEl Desempeño de los sistemas solares de piscina de natación y agua caliente de servicio con y sin almacenamiento
•• RETScreenRETScreen®® es un anes un anáálisis anual con clisis anual con cáálculo de recursos mensuales lculo de recursos mensuales que pueden lograr precisique pueden lograr precisióón comparable a modelos de simulacin comparable a modelos de simulacióón n horariahoraria
•• RETScreenRETScreen®® puede brindar significativos ahorros de costos en estudios puede brindar significativos ahorros de costos en estudios de factibilidad preliminaresde factibilidad preliminares
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¿¿Preguntas?Preguntas?
Módulo de Análisis de Proyectos de Calentamiento Solar de AguaRETScreen® International Curso de Análisis de Proyectos de Energía Limpia
www.retscreen.netwww.retscreen.netPara mayor información por favor visite el sitio web RETScreen® en
MÓDULO DE ANÁLISIS DE PROYECTOS DE CALEFACCIÓN SOLAR PASSIVA
1
Curso de AnCurso de Anáálisis de Proyectos de Energlisis de Proyectos de Energíía Limpiaa Limpia
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Crédito Fotográfico: Pamm McFadden (NREL Pix)
AnAnáálisis de Proyectos de Calefaccilisis de Proyectos de Calefaccióón n Solar PasivaSolar Pasiva
Calefacción Solar Pasiva en Residencia, Francia
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ObjetivosObjetivos
•• Revisar los fundamentos deRevisar los fundamentos delos sistemas de Calefaccilos sistemas de Calefaccióón Solarn SolarPasiva (CSP)Pasiva (CSP)
•• Ilustrar las consideraciones claveIlustrar las consideraciones clavepara el anpara el anáálisis de proyectos CSPlisis de proyectos CSP
•• Introducir el Modelo de RETScreenIntroducir el Modelo de RETScreen®® CSPCSP
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•• 20 a 50% de los requerimientos 20 a 50% de los requerimientos de calefaccide calefaccióón de ambientesn de ambientes
…pero también…
Mejora del confort
Mayor luz solar
Puede reducir los costos de enfriamiento
Reduce la condensación en las ventanas
Puede conducir a tenerplantas de calefacción yenfriamiento más pequeñas
¿¿QuQuéé proveen los sistemas CSP?proveen los sistemas CSP?
Crédito Fotográfico: Fraunhofer ISE (del Sitio Web de Investigación e Innovación de Siemens)
Calefacción Solar Pasiva Diseñadapara Edificio Residencial, Alemania
El Edificio NREL en Golden, Colorado
Crédito Fotográfico: Warren Gretz (NREL Pix)
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Principios de OperaciPrincipios de Operacióón de CSPn de CSP
Convencional
Verano Invierno
VentanasAvanzadas
Masa Térmica
CSP
Dispositivosde Sombra
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TecnologTecnologíías de Ventanas Avanzadasas de Ventanas Avanzadas
•• Doble y triple vidriadoDoble y triple vidriado•• Baja emisividadBaja emisividad•• Relleno de gas inerteRelleno de gas inerte
•• Espaciadores AislantesEspaciadores Aislantes•• Marcos Aislados, rotura Marcos Aislados, rotura
ttéérmicarmica
MarcoMarcoEspaciadorEspaciadorRellenoRellenoeePaPaññoo
AluminioAluminio----0,80,811
AluminioAluminioAluminioAluminioAireAire0,80,822
MaderaMaderaAluminioAluminioAireAire0,80,822
MaderaMaderaAislanteAislanteInerteInerte0,10,122
MaderaMaderaAluminioAluminioAireAire0,80,833
MaderaMaderaAislanteAislanteInerteInerte0,10,133
0 2 4 6 8
Valor-U (W/(m2 oC))
0 0,2 0,4 0,6 0,8
Coef. de Ganancia de Calor Solar
Centro del Vidrio
Toda laVentana
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Sombreado y Masa TSombreado y Masa Téérmicarmica
•• El sombreado previene el sobrecalentamiento en veranoEl sombreado previene el sobrecalentamiento en verano
Sobresale sobre la exposición de cara al ecuador cuandoel sol se encuentra en lo alto
Árboles estacionales, edificios cercanos y estructuras
Alambreras, contraventanas, toldos, ventanas hundidas, persianas, etc.
•• La masa tLa masa téérmica almacena el calor, minimizando las variaciones de rmica almacena el calor, minimizando las variaciones de temperaturatemperatura
Si el área de las ventanas frente al ecuador excede entre 8 al 10% del área del piso calentado, la casa de construcción tradicional con materiales livianos sobrecalentará.
El uso de paredes dobles livianas de tablas de yeso, cielos rasos, pisos de cerámica, chimenea de ladrillos, etc.
•• Pueden usarse sistemas activos para distribuir el calor en el edPueden usarse sistemas activos para distribuir el calor en el edificioificio
3
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Recursos Solares vs. Recursos Solares vs. Requerimientos de CalefacciRequerimientos de Calefaccióón Ambientaln Ambiental
0
2
4
6
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
0
2
4
6
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
0
2
4
6
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Iqaluit, CanadIqaluit, Canadáá, 64, 64ººNN
MoscMoscúú, Rusia, 55, Rusia, 55ººNN
Buffalo, EE.UU., 43Buffalo, EE.UU., 43ººNN
Lanzhou, China, 36Lanzhou, China, 36ººNN
Hor
as P
unta
de
Sol p
or D
Hor
as P
unta
de
Sol p
or D
íí aa
Meses con temperatura promedio menor o igual a 10Meses con temperatura promedio menor o igual a 10ººC estC estáán n sombreadossombreados
0
2
4
6
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Hor
as P
unta
de
Sol p
or D
Hor
as P
unta
de
Sol p
or D
íí aa
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Ejemplo de Costos y Ahorros de la CSPEjemplo de Costos y Ahorros de la CSP
0 100 200 300Costo de Ventana+instal. ($/m2)
Vidriado doble+bajo e+argón+espaciador aislado+3er vidriado
•• CostosCostos adicionales en adicionales en ventanasventanas
5 a 35%5 a 35%400 $ a 2.000 $ por casa400 $ a 2.000 $ por casa
•• AhorrosAhorros de 20 a 50% de los costos de calefaccide 20 a 50% de los costos de calefaccióón ambientaln ambientalGasGas 0,25 $/m0,25 $/m33 150 $ a 380 $ por a150 $ a 380 $ por aññooPetrPetróóleoleo 0,35 $/l0,35 $/l 210 $ a 520 $ por a210 $ a 520 $ por aññooElectricidadElectricidad 0,06 $/kWh0,06 $/kWh 270 $ a 680 $ por a270 $ a 680 $ por aññoo
Residencia Canadiense UnifamiliarResidencia Canadiense Unifamiliar
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Consideraciones de Proyectos de Consideraciones de Proyectos de CalefacciCalefaccióón Solar Pasivan Solar Pasiva
•• MMáás efectivo en costos en nuevas construccioness efectivo en costos en nuevas construccionesLa libertad para orientar las ventanas frente al ecuador y evitarel oeste
Se puede reducir el tamaño del sistema de calefacción y elperímetro a calentar
•• RefacciRefaccióón efectiva en costos si las ventanas tienenn efectiva en costos si las ventanas tienenque ser reemplazadas de todas manerasque ser reemplazadas de todas maneras
•• MMáás efectivo en costos donde la carga de calefaccis efectivo en costos donde la carga de calefaccióón es alta n es alta comparada con la carga de enfriamientocomparada con la carga de enfriamiento
Lo mejor se presenta cuando se tienen residencias de baja elevación en climas moderados a fríos
Los edificios comerciales e industriales tienen altas ganancias internas
•• Considerar las ventanas conjuntamente con el resto de la cobertuConsiderar las ventanas conjuntamente con el resto de la coberturara
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Ejemplos: CanadEjemplos: Canadáá y Estados Unidosy Estados UnidosEdificios de Baja EnergEdificios de Baja Energííaa
•• TTéécnicas solares pasivas en edificios de apariencia cnicas solares pasivas en edificios de apariencia convencionalconvencional
•• Las consideraciones financieras no siempre son las Las consideraciones financieras no siempre son las principales: confort, reducciprincipales: confort, reduccióón del sonido, aprecio de la n del sonido, aprecio de la calidad, y medio ambientecalidad, y medio ambiente
Crédito Fotográfico: Hickory Corporation (NREL Pix)
Casa Verde Waterloo, Ontario, CanadáBuen Sombreado y Ventanas Avanzadas, EE.UU
Crédito Fotográfico: Waterloo Green Home
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Ejemplos: Alemania y LesothoEjemplos: Alemania y LesothoCasas Solares AutosuficientesCasas Solares Autosuficientes
•• MMáás vidriado, ms vidriado, máás masa ts masa téérmica, y control de la distribucirmica, y control de la distribucióón de n de aireaire
•• Todas las necesidades de calefacciTodas las necesidades de calefaccióón ambiental pueden ser n ambiental pueden ser satisfechas con energsatisfechas con energíía solara solar
•• Las tecnologLas tecnologíías avanzadas de ventanas permiten mas avanzadas de ventanas permiten máás flexibilidad s flexibilidad en la colocacien la colocacióón de n de ééstas, ganancias de calor de radiacistas, ganancias de calor de radiacióón difusan difusa
Crédito Fotográfico: Vadim Belotserkovsky Crédito Fotográfico: Fraunhofer ISE(del Sitio Web Siemens de Investigación e Innovación)
Casa Rural Solar, Thaba-Tseka, Lesotho Freiburg, Casa Solar
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Modelo de Proyecto de CalefacciModelo de Proyecto de Calefaccióón n Solar Pasiva RETScreenSolar Pasiva RETScreen®®
•• AnAnáálisis de produccilisis de produccióón (o ahorro) de energn (o ahorro) de energíía de todo el mundo, de a de todo el mundo, de costos de ciclo de vida y de reducciones de emisiones de gases dcostos de ciclo de vida y de reducciones de emisiones de gases de e efecto invernaderoefecto invernadero
Residencias de baja elevación y pequeñosedificios comercialesEn un clima dominado por la calefacciónGanancias y pérdidas en ventanasEfectos promedios de sombreado
•• Solo 12 puntos de datos Solo 12 puntos de datos RETScreenRETScreen®® vs. 8.760 paravs. 8.760 paramodelos de simulacimodelos de simulacióón horarian horaria
•• Actualmente no cubiertos:Actualmente no cubiertos:Ventanas no verticalesEfectos instantáneos de sombreadoMasa térmica especificada por el usuario
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RETScreenRETScreen®®
CCáálculo de la Energlculo de la Energíía CSPa CSP
Ver el e-Libro
Análisis de Proyectos de Energía Limpia: RETScreen® Ingeniería y Casos
Capítulo de Análisis de Proyectos de Calefacción Solar Pasiva
Calcular gananciasinternas
Calcular los ahorrosde energía totales
AHORROS DE ENERGÍA DE
CALEFACCIÓN
Calcular la demanda de enfriamientobase / propuesta
Ajustar las propiedadestérmicas de las ventanas
Calcular el incremento en carga de enfriamiento base / propuesto debido
a ganancias solares
Calcular los ahorros de energía en toda la
temporada de enfriamiento
AHORROS DE ENERGÍA DE
ENFRIAMIENTO
Calcular las reducciones de cargas
pico de calefacción y enfriamiento
Calcular la demanda de calefacción
base / propuesta
Calcular el incremento en carga de
calefacción base / propuesto debido a ganancias solares
Calcular los ahorros de energía en toda la
temporada de calefacción
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Ejemplo de ValidaciEjemplo de Validacióón del Modelo den del Modelo deCSP RETScreenCSP RETScreen®®
•• RETScreenRETScreen®® comparado con HOT2comparado con HOT2--XP para una casa tXP para una casa tíípica de 200 mpica de 200 m22
con estructura de maderacon estructura de maderaVentanas de doble vidriado mejoradas a doble vidriado de baja – e con argónRETScreen® a dentro del 18% de HOT2-XP
•• TambiTambiéén RETScreen comparado con el Mn RETScreen comparado con el Méétodo de Clasificacitodo de Clasificacióón de n de EnergEnergííaa
Los ahorros de energía anuales de 8 ventanas de mayor rendimiento comparados con el caso base de ventanas de doble vidriado
0
50
100
150
200
250
300
Ann
. Ene
rgy
Savi
ngs
(kW
h/m2 )
Energy Rating MethodRETScreen
Método de Clasificaciónde Energía
Ahor
ros
de E
nerg
ía A
nual
es (k
Wh/
m2 )
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ConclusionesConclusiones
•• La CSP comprende la orientaciLa CSP comprende la orientacióón de edificios, ventanas eficientes en n de edificios, ventanas eficientes en energenergíía, sombreado, y masa ta, sombreado, y masa téérmica para reducir los costos de rmica para reducir los costos de calefaccicalefaccióón ambientaln ambiental
•• Inversiones mInversiones míínimas en ventanas pueden mejorar grandemente el nimas en ventanas pueden mejorar grandemente el rendimiento de la cobertura de la edificacirendimiento de la cobertura de la edificacióón con beneficios financieros n con beneficios financieros de largo plazode largo plazo
•• RETScreenRETScreen®® calcula: calcula: El efecto de la orientación, tamaño, y tecnología en las ganancias solaresEl efecto de la tecnología de ventanas en las pérdidas de calorEl efecto del sombreado en la carga de enfriamiento
•• RETScreenRETScreen®® es un anes un anáálisis anual con clisis anual con cáálculo de recursos mensuales lculo de recursos mensuales que puede lograr precisique puede lograr precisióón comparable a los modelos de simulacin comparable a los modelos de simulacióón n horariahoraria
•• RETScreenRETScreen®® puede brindar significativos ahorros de costos en estudios puede brindar significativos ahorros de costos en estudios de factibilidad preliminaresde factibilidad preliminares
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¿¿Preguntas?Preguntas?
Módulo de Análisis de Proyectos de Calefacción Solar PasivaCurso de Análisis de Proyectos de Energía Limpia de
RETScreen® International
Para mayor información por favor visite el sitio web RETScreen en www.retscreen.netwww.retscreen.net
MÓDULO DE ANÁLISIS DE PROYECTOS DE BOMBEODE CALOR DESDE SUELOS
1
Crédito Fotográfico: Geothermal Heat Pump Consortium (NREL PIX)
Curso de AnCurso de Anáálisis de Proyectos de Energlisis de Proyectos de Energíía Limpiaa Limpia
AnAnáálisis de Proyectos de Bombeo de lisis de Proyectos de Bombeo de Calor desde SuelosCalor desde Suelos
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Centro Empresarial de Filadelfia, EE.UU. – 28 BCSs para Calefacción y Enfriamiento
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ObjetivosObjetivos
•• Revisar los fundamentos de los Revisar los fundamentos de los sistemas de Bombeo de Calor desde sistemas de Bombeo de Calor desde Suelos (BCS)Suelos (BCS)
•• Ilustrar las consideraciones clave para Ilustrar las consideraciones clave para el anel anáálisis de proyectos de BCSlisis de proyectos de BCS
•• Introducir el Modelo de Proyecto de Introducir el Modelo de Proyecto de BCS BCS RETScreenRETScreen®®
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•• CalefacciCalefaccióónn
•• EnfriamientoEnfriamiento
•• AguaAguacalientecaliente
•• Cimientos seguros sobre permafrostCimientos seguros sobre permafrost
…pero también…
EficienciaMantenimiento reducidoRequerimientos de espacio reducidosCostos operativos bajos
¿¿QuQuéé brindan los sistemas BCS?brindan los sistemas BCS?
Capacidad estableConfort y calidad de aireCargas eléctricas en horas punta reducidas para aire acondicionado
Crédito Fotográfico: Solar Design Associates (NREL PIX)
Hogar Impacto 2000, Massachusetts, EE.UU.
Bomba de Calor Residencial
2
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1.1. ConexiConexióón a la Tierran a la TierraAcoplada al sueloAgua subterráneaAgua superficial
2.2. Bomba de calor de fuente Bomba de calor de fuente llííquidaquida
3.3. Subsistema de Subsistema de distribucidistribucióón de n de calefaccicalefaccióón/enfriamiento n/enfriamiento en el interioren el interior
Ductería Convencional
Componentes de Sistemas de BCSComponentes de Sistemas de BCS
11
2233
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Bomba de Calor de FuenteBomba de Calor de Fuente--LLííquidaquida
•• Bomba de calor deBomba de calor deagua a aireagua a aire
•• ReversibleReversible
•• Enfriamiento de 3,5Enfriamiento de 3,5a 35 kW por unidada 35 kW por unidad
•• MMúúltiples unidadesltiples unidadespara grandespara grandesedificiosedificios
•• El exceso de calor proveniente de la compresiEl exceso de calor proveniente de la compresióón n proporciona agua caliente por medio del desrecalentadorproporciona agua caliente por medio del desrecalentador
EvaporadorCondensador
Compresor
Válvula de Expansión
Baja PresiónLíquido de BajaTemperatura
Alta PresiónLíquido de AltaTemperatura
Alta PresiónVapor de AltaTemperatura
Baja PresiónVapor de BajaTemperatura
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Tipos de ConexiTipos de Conexióón a la Tierran a la Tierra
VerticalVerticalSuelo rocosoMás caroOcupa poco terrenoAlta eficiencia
HorizontalHorizontalUtilizado en la mayoría de terrenosMenos caroPequeños edificiosCambios de Temp.
Agua SubterrAgua SubterrááneaneaAcuífero + InyecciónMenos caroRegulacionesObstrucción de tuberías
•• TambiTambiéén agua superficial e intercambiadores de calor de columna n agua superficial e intercambiadores de calor de columna verticalvertical
3
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Recursos del BCS: Recursos del BCS: Temperaturas del sueloTemperaturas del suelo
•• El suelo absorbe la mitad El suelo absorbe la mitad de la energde la energíía que incide a que incide del soldel sol
•• El suelo amortigua la El suelo amortigua la variacivariacióón de temperaturasn de temperaturas
BCS es mas eficiente
•• La temperatura varLa temperatura varíía con a con la profundidadla profundidad
Despreciable por debajo de 15 m
•• Las temperaturas locales del suelo depende del clima, Las temperaturas locales del suelo depende del clima, cubierta del terreno o la nieve, pendientes, propiedades del cubierta del terreno o la nieve, pendientes, propiedades del suelo, etc.suelo, etc.
Gráfico: Canadian Building DigestINVIERNO VERANO OTOÑO
TEM
PER
ATU
RA
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ATU
RA
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Ejemplos de Costos de Sistemas BCSEjemplos de Costos de Sistemas BCS
•• La empresa elLa empresa elééctrica subsidia para ctrica subsidia para bajar la punta de cargas de aire bajar la punta de cargas de aire acondicionadoacondicionado
Costos Calefac. Enfriam. Total EnergíaIniciales Anual Anual Anual Anual
Petróleo/Ac. Aire
16.000 $ 600 $ 900 $ 1.500 $ 27 MWh
BCS 20.500 $ 450 $ 600 $ 1.050 $ 11 MWh
Connecticut, EE.UU, Casa de 275 m2
Costos Calefac. EnergíaIniciales Anual Anual
Eléctrica 8.000 $ 800 $ 20 MWhBCS 13.000 $ 350 $ 6,5 MWh
Finlandia, Casa de 150 m2
Crédito Fotográfico: Suomen Lämpöpumpputekniikka Oy
Crédito Fotográfico: GeoExchange Consortium
•• Costos de la energCostos de la energíía en aumentoa en aumento•• Preocupaciones ambientalesPreocupaciones ambientales•• El aire acondicionado es un El aire acondicionado es un
beneficio adicionalbeneficio adicional
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Proyecto de Bombeo de Calor desde Proyecto de Bombeo de Calor desde Suelos Suelos -- ConsideracionesConsideraciones
•• Es mEs máás efectivo en costos cuando:s efectivo en costos cuando:Se requiere calefacción y enfriamientoGrandes variaciones de temperatura estacionalesNueva construcción o reemplazo del sistema de ventilación de calefacción y aire acondicionadoPara calefacción: bajos costos de electricidad y altos costos de gas y petróleoPara enfriamiento: altos costos de electricidad y cargos por cargas en horas punta
•• Disponibilidad de equipos de excavaciDisponibilidad de equipos de excavacióón n de zanjas y perforacide zanjas y perforacióónn
•• Incertidumbre acerca de los costos de la Incertidumbre acerca de los costos de la instalaciinstalacióón del intercambiadorn del intercambiador
•• Criterios del cliente para establecer los Criterios del cliente para establecer los costos efectivoscostos efectivos
Crédito Fotográfico: Craig Miller Productions and DOE (NREL PIX)
Instalación del Sistema de BCS
Disposición del Intercambiador de Calor Edificio Comercial
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Ejemplos: Australia, Alemania y SuizaEjemplos: Australia, Alemania y SuizaSistemas de Edificios ResidencialesSistemas de Edificios Residenciales
•• Casas de Alta Casas de Alta CalidadCalidad
Costos de inversión más altos
Visión de largo plazo de costo efectivo
Beneficios ambientales o de confort
•• Incentivos de la Incentivos de la empresa elempresa elééctrica ctrica puede ser un factor puede ser un factor significativosignificativo
Crédito Fotográfico: Bundesverband WärmePumpe (BWP) e.V.
Crédito Fotográfico: GeoExchange ConsortiumCrédito Fotográfico:Eberhard & Partner AG
Bomba de Calor de AguaSubterránea 20 kW, Alemania
Torre de Perforaciónpara Agujeros Verticales,
Residencia Suiza
320 Departamentos,Australia del Sur
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Ejemplos: Reino Unido y EE.UU. Ejemplos: Reino Unido y EE.UU. Sistemas de Edificios ComercialesSistemas de Edificios Comerciales
•• A menudo perA menudo perííodos de repago odos de repago cortos (< 5 acortos (< 5 añños) requeridosos) requeridos
•• Puede tenerse problemas de Puede tenerse problemas de disponibilidad de terrenosdisponibilidad de terrenos
•• Menos espacio interno utilizadoMenos espacio interno utilizado
•• Controles distribuidos y simplesControles distribuidos y simples
•• Riesgo de vandalismo Riesgo de vandalismo reducidoreducido
•• Cargos reducidos por cargas Cargos reducidos por cargas en horas puntaen horas punta
•• No se requiere calefacciNo se requiere calefaccióón n auxiliarauxiliar
Crédito Fotográfico: Groenholland B.V.
Crédito Fotográfico: Marion Pinckley(NREL PIX)
Crédito Fotográfico: International GroundSource Heat Pump Association
Building Cluster, Kentucky, USA Filling Station, Kansas, USA
Edificio Comercial, Croydon, Reino Unido
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Ejemplos: CanadEjemplos: Canadáá y EE.UU.y EE.UU.Sistemas de Edificios InstitucionalesSistemas de Edificios Institucionales
•• Mayores perMayores perííodos de repago son odos de repago son aceptadosaceptados
•• MMáás abiertos a sistemas innovativoss abiertos a sistemas innovativos
•• Cargas de calefacciCargas de calefaccióón y enfriamiento n y enfriamiento simultsimultááneosneos Crédito Fotográfico: Robert R. Jones/Oklahoma
State University (NREL PIX)
Zanja para Intercambiador Horizontal
Escuela, Québec, Canadá
Crédito Fotográfico: Natural Resources Canada
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Modelo de Proyecto de Bombeo de Calor Modelo de Proyecto de Bombeo de Calor desde Suelos RETScreendesde Suelos RETScreen®®
•• AnAnáálisis de produccilisis de produccióón de energn de energíía de todo el mundo, de costos de ciclo a de todo el mundo, de costos de ciclo de vida y de reducciones de emisiones de gases de efecto invernade vida y de reducciones de emisiones de gases de efecto invernaderodero
Circuitos cerrados horizontalesy verticalesCircuitos abiertos de agua subterráneaResidencial, comercial,institucional e industrial
•• Actualmente no cubiertos:Actualmente no cubiertos:
BCSs de Agua SuperficialDesbalances térmicos de largo plazoen el sueloCalefacción y enfriamiento simultáneo(solo bloques de cargas)Calentamiento de agua
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Análisis de Proyectos de Energía Limpia: RETScreen® Ingeniería y Casos
Capítulo de Análisis de Proyectos de Bombeo de Calor desde Suelos
RETScreenRETScreen®®
CCáálculo de la Energlculo de la Energíía BCSa BCS Entrada de datos delsistema BCS del usuario
Entrada de datosdel edificio del usuario
Entrada de datos meteorológicos
del usuario
Relación carga general vs.
temperatura, diseño de cargas y puntos
de balance
Generar los compartimientos de
temperatura y calcular la
temperatura del suelo
Evaluar las dimensiones del lazo enterrado o caudal de agua
subterránea
Estimar la capacidad
instalada de bombeo de calor Calcular la carga del
edificio para cadacompartimiento
Evaluar el desempeñoreal de la bomba de calor y la capacidad
para cada compartimiento
Calcular las necesidades de calefacción o
enfriamiento suplementarioy el uso de energía anual
del sistema BCS(calefacción y enfriamiento)
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Ejemplo de ValidaciEjemplo de Validacióón del Modelo de n del Modelo de Proyecto BCS RETScreenProyecto BCS RETScreen®®
•• Uso de energUso de energíía comparado por a comparado por compartimientos sintetizados compartimientos sintetizados versus datos monitoreadosversus datos monitoreados
•• Longitud de Intercambiador de Longitud de Intercambiador de Calor de Suelos comparado con Calor de Suelos comparado con 6 programas de 6 programas de dimensionamiento y programa dimensionamiento y programa de simulacide simulacióón detalladon detallado
-5%14124%16017%3440%14129%16029%344vs. Real
-12%
-18%
-2%
5%
-19%
-12%
-6%
-14%
2%
9%
-11%
-4%
* Valores de diseño de 1 Año utilizado para comparaciones con RETScreen
132127236132127236vs. RETScreen Uso de Energía
121135257121135257vs. RETScreen Descriptivo
148129293141124266Promedio de otro software
ComercialNebraska
Residencia 2Wisconsin
Residencia 1Louisiana
ComercialNebraska
Residencia 2Wisconsin
Residencia 1Louisiana
Diseño de 10 Años*Diseño de 1 Año
Programa
RETScreen 37.202
Monitoreado 36.686
RETScreen 36.138
Monitoreado 35.490
RETScreen 37.158
Monitoreado 36.922
RETScreen 33.243
Monitoreado 32.926
RETScreen 37.888
Monitoreado 39.016
1,8
0,6
1,0
-3,0
Montreal
Charlottetown
Winnipeg
Vancouver
Diferencia %
Toronto 1,4
Uso de Energíade Calefacción (kWh)
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ConclusionesConclusiones
•• BCS proporciona calefacciBCS proporciona calefaccióón, enfriamiento y agua calienten, enfriamiento y agua caliente•• El suelo amortigua las variaciones de temperatura y lleva a altaEl suelo amortigua las variaciones de temperatura y lleva a altas s
eficiencias del BCSeficiencias del BCS•• Los costos de inversiLos costos de inversióón del BCS son mn del BCS son máás altos, pero los costos O y s altos, pero los costos O y
M son menoresM son menoresLos climas que requieren calefacción y enfriamiento son más prometedores
•• Estimados RETScreenEstimados RETScreen®::Distribución de frecuencia de temperatura exteriorCargas de edificios son una función de la temperatura exteriorBeneficios de energía anual de calefacción y enfriamiento
•• RETScreenRETScreen®® es un ces un cáálculo de anlculo de anáálisis anual que puede lograra lisis anual que puede lograra precisiprecisióón comparable a los modelos de simulacin comparable a los modelos de simulacióón horarian horaria
•• RETScreenRETScreen®® puede brindar ahorros significativos de estudios puede brindar ahorros significativos de estudios preliminares de factibilidadpreliminares de factibilidad
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Módulo de Análisis de Proyectos de Bombeo de Calor desde SuelosCurso de Análisis de Proyectos de Energía Limpia RETScreen® International
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