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Tipos de Energías Renovables en Edificios

26
Junio
2020
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Contar con sistemas de energías renovables en edificios es un paso necesario para conseguir que, junto a la rehabilitación o la construcción pasiva, ayuden a obtener una mayor eficiencia energética.

 

La Directiva 2010/31/UE considera que aprovechar las energías renovables en la arquitectura para reducir la dependencia energética de la Unión Europea es necesario y todo un acierto.

 

Y es que, reduciendo casi el 40% del consumo total de energía asociado a edificios y las emisiones de gases de efecto invernadero de los edificios construidos, solo estamos dando los primeros pasos para conseguir una mayor sostenibilidad en la construcción.

 

A continuación, te contamos cuáles de estos sistemas de energía inagotables pueden ser integrados en edificios para lograr en estos un consumo nulo de energía.

 

Biomasa Térmica

La biomasa térmica es la energía que utiliza materias primas orgánicas, de origen vegetal o animal, por medio de su combustión. 

 

Chimeneas de leña o las más modernas estufas de pellets forman parte de este sistema de energía renovable, considerada la primera fuente de energía utilizada por el hombre cuando, en las civilizaciones antiguas ya utilizaban la madera para hacer fuego con el que calentarse.

 

Actualmente, los materiales combustibles han sido tratados y optimizados para mejorar su eficiencia y poder calorífico, utilizando el menor número posible de recursos y reduciendo su coste.

 

Fuente: blogedificacionyenergia.com

 

De la misma forma, los sistemas se han ido automatizando, por lo que las propias calderas de biomasa toman la materia prima cuando lo necesita, al estar el combustible ubicado en un silo conectado con la misma.

 

Otro aspecto que ha mejorado en las nuevas chimeneas es que son cerradas, lo que les garantiza una alta eficiencia, al tener un mayor rendimiento gracias a que reducen las pérdidas de calor.

 

En cuanto a sus usos, la biomasa térmica puede usarse para calentar los espacios mediante radiadores pero también para calentar el agua sanitaria (ACS), ya que este sistema puede hacer que el agua alcance temperaturas de entre 70º y 90º.

 

Tipos de Biomasa según su Formato

 

  • Biomasa en bruto. Son residuos agroindustriales o cultivos energéticos, básicamente desechos como cáscaras de almendra o huesos de aceituna, lo que le hace tener un coste muy económico que, además, implica recursos locales para su “fabricación”. En este caso, su poder calorífico y su grado de humedad varían según la procedencia de este material, por lo que debe tenerse en cuenta en el momento de seleccionar uno u otro tipo de caldera, ya que no todas aceptan este tipo de combustible.

 

Fuente: biogramasa.es

 

 

  • Biomasa sin densificar. Se trata de astillas de madera o de serrín, cuyo origen está en industrias dedicadas a la transformación y al tratamiento de la madera. En este caso, la calidad depende del material original, aunque existe una normativa al respecto, las normas UNE, que regulan el nivel de humedad y el tamaño de estas piezas.

 

  • Biomasa densificada. Son los pellets o briquetas, los cuales se crean compactando serrín y virutas de madera secas. Se trata de un combustible estandarizado a nivel internacional, por lo que pasa por controles de calidad, garantizando su óptimo funcionamiento.

 

Paneles Solares

Aunque al oír hablar de paneles solares, puede parecer que solo hay un tipo, pero no, y es que actualmente existen tres modelos de paneles solares en el mercado.

 

  • Paneles solares fotovoltaicos. 
  • Paneles solares térmicos.
  • Paneles solares híbridos (fotovoltaicos e híbridos).

 

Sean del tipo que sean, su principal característica es que aprovechan la energía limpia del sol, un recurso muy abundante en nuestro país gracias a la cantidad de horas en las que podemos disfrutar de luz y, por tanto, de su energía.

 

Paneles Solares Fotovoltaicos

Estos paneles son los encargados de transformar la energía del sol en electricidad, ya sea para reducir la factura del consumo eléctrico o para conseguir una vivienda u otra clase de edificio totalmente autosuficiente energéticamente.

 

Dentro de este tipo de paneles, que están compuestos por células fotovoltaicas de silicio, hay varios modelos.

 

  • Monocristalinos.
  • Policristalinos.
  • Thin Film u orgánicos.

 

El autoconsumofotovoltaico con este tipo de paneles puede ser de dos maneras, conectado a la red, por lo que complementa a la electricidad de la red, o un autoconsumo aislado, con el que no requiere una conexión a la red para cubrir toda la demanda energética del hogar.

 

Fuente: pinterest.fr

 

Paneles Solares Térmicos

Conocidos también como colectores solares, este tipo de paneles transforma la energía del sol en energía térmica o, lo que es lo mismo, en calor.

 

Se usan por tanto para la climatización de espacios, como piscinas, como para calentar el agua corriente sanitaria o para crear vapor.

 

Al igual que en el caso de las fotovoltaicas, también existen varios tipos de placas solares térmicas, que clasificadas como:

 

  • Colectores de baja temperatura. También denominados captadores solares planos protegidos, se utilizan para la calefacción y para el ACS, ya que la temperatura alcanzada es de un máximo de 50º.
  • Colector de media temperatura. Muy parecidos a los colectores de baja temperatura, incorporan una cubierta transparente sobre el panel, que evita que este pierda calor. De este modo, la temperatura puede alcanzar hasta los 90º.
  • Colector de alta temperatura. Con una cubierta extra entre la ya existente en los colectores de media temperatura y el convertidor, el vacío que se produce entre ambas hace que la temperatura pueda alcanzar hasta 150º. Este tipo de paneles solares térmicos son utilizados normalmente para producir vapor que sea capaz de mover turbinas de generación eléctrica.

 

Panel Solar Híbrido

Este tipo de paneles reúne las características de los dos anteriores, por lo que consigue las bondades tanto de los paneles solares fotovoltaicos como de los térmicos, logrando producir a la vez electricidad y calor. 

 

Sin duda, una de las grandes de estos paneles es el ahorro de espacio que generan, por lo que son una buena alternativa para aquellos lugares que no dispongan de mucho espacio y quieran disfrutar tanto de la electricidad como del calor generador por las placas solares.

 

En cuanto a la integración de los paneles solares en viviendas y edificios, lo común es hacer este tipo de instalación en tejados o cubiertas, aunque también se pueden instalar en jardines o incluso.

 

Existen opciones más sofisticadas, como la integración de los paneles en ventanas, la instalación de tejas solares o, por ejemplo, la instalación de paneles solares bifaciales en toldos que, además de captar la energía, produzcan sombraje en un determinado espacio.

 

Geotermia

Otra de las energías renovables en la construcción de viviendas es la energía geotérmica, cuya gran y principal ventaja es que un recurso totalmente natural e inagotable, situado bajo la superficie de la tierra.

 

¿Cómo Funciona la Energía Geotérmica?

La energía geotérmica se extrae de yacimientos que se encuentran bajo la corteza de la tierra. Estos yacimientos tienen en su interior agua caliente, vapor u otras sustancias que, dado que están en capas profundas tienen una temperatura elevada.

 

Para aprovechar este recurso, se perfora la tierra hasta alcanzar los yacimientos, se extrae la sustancia hirviente y, por otro lado, se inyecta agua, de modo que se pueda continuar el ciclo.

Por tanto, para realizar su instalación, es muy importante realizar un estudio del terreno sobre el que se sitúa la vivienda, ya que la generación de esta energía por parte de la tierra no es igual en todas las zonas.

 

Fuente: docplayer.es

 

En este mapa se pueden ver los diferentes tipos de yacimientos que existen en nuestro país y que se pueden clasificar en

 

  • Yacimientos de alta temperatura. El agua que se extrae de la tierra se encuentra entre unos 150 y 400º.
  • Yacimientos de media temperatura. La temperatura que alcanza está entre los 70 y los 150º, por lo que utilizan para la explotación de pequeñas centrales eléctricas.
  • Yacimientos de baja temperatura. Alcanzan temperaturas de entre 50 y 70º.
  • Yacimientos de muy baja temperatura. Se utiliza para espacios de tamaño reducido, puesto que solo alcanza temperaturas con un máximo de 50º.

 

Instalación de Sistemas de Geotermia

La energía geotérmica puede usarse para varios propósitos, como la generación de electricidad o para calefacción, refrigeración y agua caliente, este último uso gracias a una bomba calor.

 

En cuanto a los posibles métodos de instalación, los sistemas de geotermia pueden instalarse de tres formas y, dependiendo de la profundidad a la que se encuentren los yacimientos, la captación podrá ser:

 

  • Horizontal enterrada. Este tipo de instalación requiere de parcelas amplias en las que se puedan desplegar todas las tuberías necesarias, las cuales deben estar enterradas a no más de 1,5 metro de profundidad.
  • Vertical. Es la más recomendable de todas las opciones, ya que al contrario que la enterrada, esta sí permite edificar sobre el sistema. Para ello, se instalan los tubos a una profundidad de entre 25 y 100 metros bajo la superficie terrestre.
  • Abierta. Es la más complicada de instalar, ya que requiere de trámites administrativos para ser instalada. Su principal característica es que este sistema cuenta con un colector abierto con dos tomas de agua, de las que una bombea el agua del mar, río o lago, y la otra devuelve el agua a su lugar de origen.

 

Aerotermia

La aerotermia extrae energía contenida en la temperatura del aire y la transfiere por medio de calor a una habitación o al agua corriente sanitaria.

 

Es, por tanto, una fuente de energía limpia y renovable que se está convirtiendo en uno de los sistemas más instalados en España. Su funcionamiento se produce mediante una bomba de calor aerotérmica, con la que extrae hasta un 80% para aclimatar una vivienda, lo cual supone que sea una tecnología muy eficiente.

 

Fuente: airzone.es

 

Este proceso se realiza de una forma muy sencilla, y es que el calor se transporta de un ambiente al otro, pasando por una bomba de calor que hace pasar el aire por un circuito refrigerante donde se produce un intercambio de temperaturas.

 

En ese circuito, el refrigerante va cambiando su estado de gas a líquido por medio de un compresor y en el proceso cede su temperatura al aire o a un circuito de agua caliente al circular por el intercambiador.

 

Si quieres conocer más información sobre este sistema, te recomendamos consultar nuestro artículo sobre cómo funciona la aerotermia.

 

Energía Minieólica

La energía eólica se vale de aerogeneradores de potencia inferior a 100kW para aprovechar totalmente el poder y la fuerza del viento para la creación de energía eléctrica.

 

Al igual que sucede con los paneles solares fotovoltaicos, las turbinas eólicas tienen una serie de ventajas, puesto que permiten:

 

  • Generar energía eléctrica en una vivienda, incluso en viviendas aisladas de la red eléctrica.
  • Generar energía por medio de la microgeneración distribuida, con la cual se reducen las pérdidas de energía en su transporte y distribución.
  • Se adapta a los diferentes lugares y a sus necesidades energéticas, produciendo electricidad en los puntos de consumo.
  • Se puede combinar con el uso de paneles fotovoltaicos o híbridos.

 

Por otro lado, su instalación requiere de una serie de requisitos para que el funcionamiento de las turbinas eólicas sea óptimo y eficiente. Estos son:

 

  • Que en la zona donde se realice la instalación de la microturbina eólica haga suficiente viento como para generar energía. Actualmente, el IDAE cuenta con el Atlas Eólico de España, donde puedes ver toda la información sobre qué lugares son mejores para el uso de este tipo de sistemas.
  • Verificar que se dispone de espacio para realizar correctamente la instalación, sin elementos de por medio que puedan chocar con las hélices de la microturbina ni impidan la circulación del viento. En caso de que se resida en una ciudad será necesario pedir permiso al Ayuntamiento para la instalación de este sistema.
  • Que el modelo de mini turbina sea el adecuado para cubrir las necesidades energéticas de la vivienda.

 

Fuente: elperiodicodelaenergia.com

 

De Qué se Compone una Mini Turbina Eólica

Un microgenerador se compone de varios elementos que te detallamos a continuación:

 

  • Rotor. Convierte la energía cinética del viento en energía mecánica.
  • Generador eléctrico. Está acoplado al rotor y convierte la energía mecánica en energía eléctrica.
  • Timón o aleta de cola. Se trata del sistema de orientación del molino.
  • Soporte o torre.
  • Inversor o convertidor de carga. Adapta la energía generada por los demás elementos en energía de consumo para la vivienda.
  • Limitador de potencia. Regula la velocidad, como mecanismo de seguridad, sobre todo en momentos de climatologías extremas.

 

Tipos de Aerogeneradores Eólicos

Dentro de los modelos de aerogeneradores que encontramos en el mercado, los más comunes que podemos encontrar y por lo que se distinguen los diferentes tipos son:

 

  • Eje horizontal. El rotor se orienta a la dirección en la que incide el viento, delante de la torre, o detrás de la misma, siendo esta la dirección dominante del viento. En el primer caso, se trata de una turbina eólica que necesitaría de un sistema de orientación, mientras que la segunda es autoorientable.
  • Eje vertical. Son simétricos y, gracias a ello, se orientan siempre a la dirección predominante del viento. Son, menos eficientes y algo más caros que los aerogeneradores de eje horizontal.

 

Estos son los 5 sistemas para la captación y uso de energías renovables más comunes en edificios, pero existen otros como como la energía hidrotérmica y oceánica, de la que os hablaremos para finalizar este artículo, hidráulica o gases de vertederos o plantas de depuración.

 

Energía Hidrotérmica

La hidrotermia aprovecha la energía,en forma de calor, que almacena el agua superficial de lagos, ríos y mares

 

Su uso está menos extendido que el del resto de energías renovables, ya que no todas las viviendas se encuentran cerca de la orilla de alguno de estos elementos, aunque también se puede aprovechar el poder de la hidrotermia mediante las aguas que son desechadas, conocidas como aguas grises. 

 

Si después de leer nuestro artículo has descubierto que sería una gran idea instalar algunos de estos sistemas de energías renovables en tu edificio o vivienda, te recomendamos consultar nuestra guía de empresas, donde puedes consultar a los mejores profesionales del sector.

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