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Madrid, 4 de Noviembr e de 2009; Javier F. Urchueguía “ CURSO DE ESPECIALISTA EN GEOTERMIA SOMERA APLICADA A LA EDIFICACIÓN”1

Geotermia de baja entalpía en España: calefacción y refrigeración

JORNADA HISPANO ALEMANA SOBRE GEOTERMIA, 15 de Juni o 2010

Prof. Dr. Javier F. Urchueguía Schölzel

Catedrático de Física Aplicada de la Universidad Politécnica de Valencia

Socio Fundador de Energesis Ingeniería

Copresidente de la sección de Geotermia de Baja Entalpía de APPA

Presidente del European Geothermal Panel Miembro del grupo rector de la Plataforma Tecnológica Española de Geotermia (GEOPLAT)


Resumen

• Bombas de calor geotérmicas: concepto y situación en Europa

• Desarrollo de la GT en España

• Perspectivas de futuro


La energía geotérmica

La energía geotérmica de baja entalpía basa su principio en la capacidad que tiene la tierra para acumular el calor procedente del sol, manteniendo una temperatura prácticamente constante a lo largo del año a partir de determinada profundidad

� Es una energía renovable

(DIRECTIVA 2009/28/EC del Parlamento Europeo y del Consejo 23 de abril de 2009)

� Es un sistema muy eficiente

Al trabajar con un salto térmico menor que los sistemas convencionales


Elementos de la Bomba de Calor Geotérmica

Una Bomba de Calor Geotérmica es un sistema que cede y absorbe calor del terreno a través de un conjunto enterrado de tuberías plásticas de alta densidad.

Está formada por:

� una gran masa térmica (suelo)

que permite ceder/extraer calor

� un conjunto de tuberías enterradas

por las que circula agua/anticongelante

(intercambiador enterrado)

� sistema hidráulico

� bomba de calor agua/agua � sistema interior


Modo de funcionamiento

VERANO (REFRIGERACIÓN)

Calor extraído de la vivienda

Consumo eléctrico

Calor extraído de

la tierra

INVIERNO (CALEFACCIÓN)

Consumo eléctrico

Calor introducido en la vivienda

Calor inyectado a

la tierra

Madrid, 4 de Noviembr e de 2009; Javier F. Urchueguía “ CURSO DE ESPECIALISTA EN GEOTERMIA SOMERA APLICADA A LA EDIFICACIÓN”

Bomba de CalorBomba de Calor

Bomba de aguacuanta más altura hay que vencer, mayor es el consumo eléctrico

Agua a mayor altura

Agua a baja altura

Agu

a

Espacio a baja temperatura

Bomba de calorcuanta más diferencia de temperatura hay que vencer, mayor es el consumo eléctrico

Espacio a mayor temperatura

Cal

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6


Temperatura Estable del SueloTemperatura Estable del Suelo

50 100 150 200 250 300 350

5

10

15

20

25

30

35

0 m

1,5 m

Temperatura estable a lo largo del año

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ClimatizaciClimatizacióón Geotn Geotéérmicarmica

La climatización geotérmica utiliza bombas de calor geotérmicas para producir calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria.

8


Situación en Europa

9

high enthalpy (el. power)

high temperature basins (el.power, district heating)medium temperature basins(district heating)everywhere: EGS, shallow geothermal

The

„ol

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arke

t

?


10

Existe una distribuciónmuy desiguale entrepaises sin relacióncon los recursosNaturales

¿Por qué estánmás del 70% de lasnombas de calor geotérmicas en sólo3 paises?


¿¿Y EspaY Españña?a?

11


• Etapa de investigación y desarrollo• A partir de 2001

• Desarrollo del mercado

Evolución de la GT en España


GeoCoolGeoCool

THE FIFTH FRAMEWORK PROGRAMME

GEOCOOLGeothermal Heat Pump

for Cooling-and Heatingalong European Coastal Areas

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ResultadosResultados

3.463.46

2.002.00

73 %

17


ResultadosResultados

4.364.36

2.722.72

60 %

18


Por primera vez se demuestra experimentalmente el funcionamiento y el ahorro asociado a un sistema de BCG (frente a la “aerotermia”) de manera contrastable y científica, tanto en refrigeraci ón como en

calefacción

Se verifican ahorros que en promedio superan el 40% del consumo de energía eléctrica de la instalación

La instalación GEOCOOL ha permitido hasta la fecha dar soporte a dos tesis doctorales. Varias líneas de investigación se basan en las

posibilidades que ofrece el sistema.

La instalación es regularmente visitada por arquitectos, ingenieros e instaladores interesados en las posibilidades del geotermia somera.

Cada dos semanas se ofrece una presentación y una visita.


Iniciativa EnergesisIniciativa EnergesisPrensa

GEOCOOL 20


Desarrollo del mercado de GT baja en España (a partir de 2004)


El mercado de GT baja inicia su desarrollo en España alrededor del año 2004

Entre los años 2004 – 2008 el crecimiento es lento. Se acelera en 2008 a raíz de la implantación del nuevo Código Técnico de la Edificación y RITE, obligando a incorporar renovables en nuevas construcciones

En 2008 se funda el grupo de GT baja de APPA, primera Asociación para defensa de los intereses sectoriales

Se estima en la actualidad una potencia instalada de alrededor de entre 60-80 MWth

Las CCAA con mayor presencia de GT baja son: Galicia, Cataluña, Valencia, País Vasco, Navarra y Madrid

Estas cifras NO incluyen los sistemas abiertos, que vienen siendo utilizados desde hace mucho tiempo, aunque su impacto medioambiental los pone crecientemente en cuestión


Geotermia como ProductoGeotermia como Producto

•Solución completa (climatización + ACS)

•Ahorros energéticos y en emisiones

•Energía renovable �� subvenciones

•Tecnología eficiente (tiempos de retorno competitiv os)

•Bioseguridad

•Mejor mantenimiento, menor ruido, mejor estética

•Tecnología integrable

•Mayor inversión inicial

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InstalacionesInstalaciones

Edificio de oficinas

Gandía (Valencia) - 2007

Refrigeración 180 kW

Calefacción 220 kW

9,1 tCO2/año evitadas

Primer edificio con climatización híbrida en España

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Centro de educación ambiental

Torrente (Valencia)


Calefacción 58 kW


Conjunto formado por un edificio principal y siete bungalós

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InstalacionesInstalacionesBloque de viviendas

Morella (Castellón)

Calefacción 26 kW


Cuenta con contadores entálpicos para determinar el consumo energético de cada vivienda

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Vivienda unifamiliar

Altea (Alicante)

Refrigeración 11, 7 kW

Calefacción 15,4 kW


Climatización + ACS

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Vivienda Unifamiliar

Lloseta (Mallorca)

Refrigeración 12,2 kW




29



Vivienda unifamiliar

Godella (Valencia)

Calefacción 40 kW




Piscina + Solar térmica

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Edificio de oficinas

Albuixech (Valencia)


Refrigeración 22,8 kW

Planta piloto

Proyecto CDTI

Climatización híbrida

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Energesis Home


Test de Respuesta TTest de Respuesta Téérmicarmica

Conductividad térmica efectiva del terreno

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Perspectivas de la GT bajaPerspectivas de la GT bajaen Espaen Españñaa

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Barreras para la geotermia


� Obligatoriedad de producir ACS mediante energías renovables (CTE HE-4)

� Justificación excepciones CTE HE-5

� Certificación Energética de Edificios (RD 47/2007)

� Obligatoriedad de producir ACS mediante energías renovables (CTE HE-4)

� Justificación excepciones CTE HE-5

� Certificación Energética de Edificios (RD 47/2007)

� Falta mayor dimensión del mercado y consiguiente abaratamiento de costes

� Falta investigación y desarrollo de nuevos productos adaptados al mercado

Mejores bombas de calor reversiblesSistemas balanceados (híbridos)Estructuras termoactivas, ETC

� Falta mayor dimensión del mercado y consiguiente abaratamiento de costes

� Falta investigación y desarrollo de nuevos productos adaptados al mercado

Mejores bombas de calor reversiblesSistemas balanceados (híbridos)Estructuras termoactivas, ETC

Fac

tore

s so

bre

el c

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Pilotes termoactivosIn situPrefabricados

Pantallas termoactivas


� Directiva Europea

� Nuevo CTE, nuevo RITE

� Inclusión en el PER 2011-2020

� Near Zero Energy Buildings

�Nuevos programas de IDAE (GEOCASA, CALENER,…)

� Se requiere: coordinación con Entes Locales, desarrollos normativo sobre implantación, Ley de Minas, municipios, tarifas para la energía térmica, etc…

Fac

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s no

rmat

ivos

Fac

tore

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rmat

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� Número relevante de sistemas en funcionamiento

� Creciente número de empresas, también extranjeras

� Sector no sujeto a primas, sólo subvenciones

� Conocimiento creciente en los sectores profesionales, existe amplia demanda de formación

� Congresos temáticos exitosos (GeoENER)

� Se requiere: política de formación de instaladores con garantías

� Campañas de sensibilización

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Conclusiones:

El sector de GT baja en España es un sector en despegue que ofrece nuevas oportunidades a un sectores en crisis, como la construcción y la climatización

Existen aún importantes barreras a su pleno desarrollo, aunque se han dado pasos muy importantes desde el punto de vistatecnológico y normativo

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