Funciones adicionales Inversores Híbridos

En función de fabricante, las soluciones tecnologicas empleadas para esta funcionalidad se diferencian en pequeños detalles de conexión y operativa.

En el caso de la figura, los inversores híbridos GEN24 de Fronius, disponen de una salida de emergencia, denominada PV-Point, que solamente se activa en caso de fallo de la red. Por otro lado, la función Full-Back-Up la ofrece controlando un contactor que aisla la instalación de la red antes de suministrar energía a las cargas.

Optimización de Excedentes en Instalaciónes FV de Autoconsumo.

En el artículo anterior ¿Dónde están mis kilovatios? hemos podido ver que una correcta gestión de los excedentes de una instalación fotovoltaica de autoconsumo es fundamental para conseguir unos altos niveles de independencia energética y una reducción de los períodos de retorno de la inversión.

En este artículo, vamos a tratar diferentes estrategias que se pueden implementar con el fin de mitigar ese efecto, y de esa forma, permitir el máximo rendimiento a nuestra instalación de autoconsumo.

Desde la forma más básica -y sin coste adicional- que consiste en tratar de desviar los consumos eléctricos a aquellas franjas horarias en las que tenemos radiación (produción), pasando por elementos muy sencillos de gestión de excedentes para calentamiento de Agua Sanitaria, la integración con Bombas de Calor y finalmente, como solución más completa, el acoplamiento de Baterías.

Compensación de Excedentes en Instalaciónes FV de Autoconsumo.

Tomando como base una instalación fotovoltaica de autoconsumo CON excedente, vamos a realizar un estudio del mecanismo de compensación.

En esta configuración,  existe un único consumidor asociado a la instalación en autoconsumo que, mientras tenga demanda, utilizará toda la energía producida por la instalación  fotovoltaica en cada momento.

En aquellos momentos en que no precise utilizar toda la energía producida por la instalación de autoconsumo, los excedentes se volcarán a la red de distribución/transporte y se compensarán al final del mes.

Garantía.

Una manera de poder estimar la calidad de los paneles fotovoltaicos es estudiar la garantía que ofrece el propio fabricante.

Veremos que hay dos tipos de garantías:

⊕ Garantía de producto.

⊕ Garantía de producción.

Conviene mencionar que los períodos de garantía que ofrecen los fabricantes sobre productos relacionados con el sector fotovoltaico son muy superiores a los de cualquier otro producto el mercado, llegando a hasta los 25 años.

Cómo estimar calidad de los paneles fotovoltaicos mediante Indices o Tests.

Si estas buscando información sobre cómo llegar a determinar la calidad de los paneles fotovoltaicos, entonces este artículo te puede ayudar. No se detiene a detallar el funcionamiento básico de una célula fotovoltaica (panel fotovoltaico), sino en exponer los diferentes índices o informes que señalan la calidad de los módulos.

En otro post,  exponemos las últimas tecnologías a día de hoy en el mercado.

CONSUMO DE ENERGÍA PRIMARIA Y EMISIONES DE CO₂.

La Orden FOM/1635/2013 de 10 de septiembre, por la que se actualiza el Documento Básico DB-HE “Ahorro de Energía”, del Código Técnico de la Edificación, aprobado por Real Decreto 314/2006, de 17 de marzo, establece la exigencia de instalar paneles solares térmicos para producción de agua caliente sanitaria (ACS) en los siguientes casos:

a. En los edificios de nueva construcción o en los edificios existentes en los que se reforme íntegramente el edificio en sí o la instalación térmica, o en los que se produzca un cambio de uso característico del mismo, en los que exista una demanda de agua caliente sanitaria (ACS) superior a 50 l/día.

b. Ampliaciones o intervenciones, no cubiertas en el punto anterior, en edificios existentes con una demanda inicial de ACS superior a 5.000 l/día, que supongan un incremento superior al 50% de la demanda inicial.

c. Climatizaciones de piscinas cubiertas nuevas, piscinas cubiertas existentes en las que se renueve la instalación térmica o piscinas descubiertas existentes que pasen a ser cubiertas.

El documento HE-4 del Código Técnico de la Edificación (CTE), no obstante, permite que esta contribución solar mínima para ACS y/o climatización de piscinas cubiertas pueda sustituirse parcial o totalmente mediante una instalación alternativa de de otras energías renovables, bien realizada en el propio edificio o bien a través de la conexión a una red de climatización urbana.

En el apéndice A de la sección HE0 del CTE, se recoge la definición de energía procedente de fuentes  renovables como aquella que incluye “la energía procedente de fuentes renovables no fósiles, es decir, energía eólica, solar, aerotérmica, geotérmica, hidrotérmica y oceánica, hidráulica, biomasa, gases de vertedero, gases de plantas de depuración y biogás”. Dicha definición reproduce la de la directiva Directiva 2009/28/CE.

Para ello ha de justificarse documentalemente;

A modo de ejemplo, a continuación se incluyen los cálculos justificativos para una vivienda unifamiliar situada en Vitoria – Gasteiz con una ocupación de 4 personas.

CONCLUSIONES

Tanto el consumo de energía primaria como las emisiones de CO₂ con la opción solar fotovoltaica son menores que las del tipo de solar térmica, por tanto, esta plenamente justificada la sustitución.

De igual manera se puede realizar el estudio para cualquier localidad del territorio. En todos los casos el resultado será muy similar, incrementando si fuese necesaria la potencia instalada de módulos fotovoltaicos.

La solución alternativa a

Solar Térmica

La generación de Agua Caliente Sanitaria mediante módulos fotovoltaicos está indicada tanto para edificios de nueva construcción como para sustitución de sistemas menos eficientes.

¿ Cómo funciona ?

El principio de funcionamiento es muy simple y efectivo como puede verse en la imagen a continuación.
La energía captada por los paneles fotovoltaicos , situados normalmente en el tejado, es convertida en electricidad que alimenta a su vez a una resistencia eléctrica  situada en el acumulador de Agua Caliente Sanitaria . El cuadro de control  gestiona la temperatura del depósito, cortando el suministro electrico a la resistencia cuando se alcanza cierto valor deseado.

El sistema tiene tanto la impulsión como la extracción mecánica centralizadas, utilizando una red de conductos por toda la vivienda. Debido a que el aire es extraído e introducido de forma centralizada, los caudales son iguales, por lo que el sistema funciona equilibradamente.

El sistema está compuesto básicamente por un intercambiador de calor, filtros de aire, un ventilador para impulsión y otro para extracción. El aire frío del exterior se precalienta por intercambio con el aire que se extrae del interior sin que se mezclen, lo cual reduce la carga de calefacción por ventilación.

Debido al funcionamiento centralizado, la ventilación es permanente en todas las estancias independientemente de su ocupación o calidad de aire.

A continuación se detallan cada una de las partes que componen el sistema.

Los conductos utilizados son lo más lisos posible por su interior, y la red ha se ser sencilla y hermética para cubrir los siguientes requisitos:

⊕ Eficiencia energética con bajas pérdidas de cargas.

⊕ Sin contaminación acústica derivada de la conducción de aire.

⊕ Higiene y facilidad de limpieza.

Los materiales utilizados normalmente son: acero galvanizado, P.V.C, polietileno, polipropileno…

Todas las derivaciones cuelgan de de una red lineal.

⇒ Menor longitud de tubería que la distribución en estrella.

⇒ Necesidad de  amortiguador de telefonía par evitar puente acústico entre recintos. Si se utilizan reguladores de caudal en los conductos, no son necesarios.

⇒ Se han de proteger de rayos solares.

⇒ Protegidos de áreas contaminadas.

⇒ Altura del suelo > 3mts.

⇒ Separación entre extracción y impulsión > 2mts.

El regulador de caudal es un elemento de control que se instala en el propio conducto y que funciona independientemente de la presión, sin fuente de alimentación externa. Puede considerarse “autorregulable” en el rango de presiones comprendido entre 50 y 250 Pa manteniendo el caudal de aire necesario. En consecuencia, este regulador hace innecesario el costoso equilibrado del sistema, garantizando un caudal de aire constante.

Incorpora un dispositivo que permite modificar manualmente en obra el caudal preajustado en fábrica.

Existen varias formas de ajustar las necesidades y regular un sistema de ventilación y renovación de aire:

CONTROL MANUAL

Los controles manuales tiene al menos 3 posiciones;

• Posición 1: caudal mínimo (modo ausente).
• Posición 2: caudal medio (una o más personas en la vivienda).
• Posición 3: caudal máximo (fiestas, cumpleaños, free-cooling).

REGULACIÓN AUTOMÁTICA BAJO DEMANDA.

Son sistemas totalmente automáticos donde no es necesaria la manipulación por parte del usuario. Siempre se asegura una buena calidad de aire con el mínimo caudal de ventilación.

Estos sistemas tienen sensores que calculan cuánto aire es necesario introducir en la vivienda o espacio en cada momento. Los tipos de sensores más comunes para la regulación de la ventilación y sus características son:

⊕ Sensor de CO₂.
El CO₂ es el indicador más adecuado para determinar el nivel de ocupación de personas y su actividad metabólica en un espacio. Los sensores deberán tomar las medidas de las zonas de ocupación de una vivienda, pudiendo ser únicamente en el salón, dormitorios, etc. También es posible ubicar el sensor en el interior del equipo VMC -en la entrada de aire viciado extraído del edificio-. 

Sólo cuando se incremente el nivel de ocupación (producción de CO₂), el aire de la sala se irá contaminando, entonces el sistema empezará a reaccionar y a ajustar el caudal de aire fresco según se necesite.

⊕ Humedad.
La humedad es el factor más importante para calcular cuánto aire se ha de renovar en una vivienda. Por este motivo, la extracción se realiza por las zonas húmedas de la vivienda, evitando que se puedan ocasionar condensaciones no deseadas que puedan acarrear graves problemas tanto para la vivienda como para la salud. La extracción funcionará permanentemente en la posición de mínimo caudal para mantener el edificio en condiciones saludables.

El sensor detectará incrementos de la humedad relativa (variaciones del 10%), incrementando el caudal de aire mientras se mantenga dicho nivel de humedad. Al recuperar los niveles programados, volverá a su funcionamiento a caudal mínimo.

El sensor de humedad puede estar ubicado en las estancias del edificio o en el propio equipo VMC (en el flujo de aire de extracción).

⊕ VOC
Bajo la denominación de VOC (Compuestos Orgánicos Volátiles) existe un gran abanico de sustancias que se consideran contaminantes y que provienen tanto del edificio (mobiliario y materiales de construcción), como de las personas (ropa) o de la propia actividad (productos de limpieza…).

La composición de los VOC’s pueden variar incluso a lo largo del día, y es difícil delimitar unos valores máximos aconsejables en una vivienda, sobre todo, cuando la percepción de los mismos es, en la mayoría de los casos, subjetiva. Se estima que una concentración inferior a 300 mg/m3 puede considerarse correcta.

REGULACIÓN POR PROGRAMADOR HORARIO.

Se trata de un control basado en las previsiones de ocupación horaria. La programación horaria de la ventilación sólo es útil en espacios donde se sepa a priori las franjas horarias en las que vaya a haber ocupación, como en dormitorios u oficinas.

Hay que tener en cuenta que puede haber variaciones puntuales de horario-ocupación y estar ventilando con el edificio vacío, o, por el contrario, que el sistema de renovación esté parado cuando haya ocupación. Por tanto, es necesario que el sistema permita un control mixto (manual o automático) que se superponga al control horario de la ventilación, y haga que se ajuste a las necesidades reales.

Los equipos más avanzados permiten la monitorización y gestión de los equipos de forma remota, a través de Internet, por  medio de ordenadores centralizados, tablets y smartphones.

Con esta funcionalidad el usuario podrá consultar el estado de la instalación, ajustar los valores y modificar la programación desde cualquier ubicación y en cualquier instante.

Así mismo, permite al servicio post-venta acceder vía remota al equipo para efectuar un análisis y chequeo ante cualquier posible incidencia sin la necesidad de desplazamiento al lugar de la instalación.

Aspectos a tener en cuenta:

Concentración de CO₂. En los locales habitables de las viviendas debe aportarse un caudal de aire exterior suficiente para conseguir que en cada local la concentración media anual de CO₂ sea menor que 900 ppm y que el acumulado anual de CO₂ que exceda 1.600 ppm sea menor que 500.000 ppm·h.

Caudal de aire exterior. El caudal aportado debe ser suficiente para eliminar los contaminantes no directamente relacionados con la presencia humana. Esta condición se considera satisfecha con el establecimiento de un caudal mínimo de 1,5 l/s por local habitable en los periodos de no ocupación.

Las dos condiciones anteriores se consideran satisfechas con el establecimiento de una ventilación de caudal constante acorde con la tabla 2.1

Tabla 2.1 HS-3

En la tabla a continuación, se recogen los valores que exige el Reglamento.

IT 1.1.4.2.3

Los elementos que componen una VMC con recuperador de calor son los siguientes:

1.- Equipo de ventilación compuesto de dos ventiladores, uno para impulsar y el otro para extraer aire y la unidad de recuperación de calor.

2.- Red de conductos encargados de distribuir el aire limpio a los locales secos (habitaciones y salón) y extraerlo de los locales húmedos (cocina y baños).

3.- Rejillas de entrada y salida de aire en los locales secos y húmedos, junto con las rejillas de entrada y salida de aire del edificio.

4.- Dispositivos de tratamiento del aire. Precalentamiento del aire exterior antes de entrar a la unidad y postcalentamiento en la impulsión a la vivienda.

5.- Sistema de control. Sondas de CO₂, humedad, VOC…