vivienda Ya ha pasado Evolución de las fuentes de energía Los datos en 2003 son claros Evolución de las fuentes

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Vicenta Maldonado Godoy
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Oil Heavy Deepwater Polar NGL Gas Non-Con Gas Oil availability [Gb] Tanto en la extracción como en las reservas 5 4 3 2 1-1 -2 ME Gulf Eurasia N America Latin America Africa W Europe Oil Used

1 Energía y vivienda Evolución de las fuentes de energía Evolución de las fuentes D.Guinea Instituto de Automática Consejo Superior de Investigaciones Científicas Febrero 27 Gboe El máximo de producción de petróleo Ya ha pasado Conventional Oil Heavy Deepwater Polar NGL Gas Non-Con Gas Oil availability [Gb] Tanto en la extracción como en las reservas ME Gulf Eurasia N America Latin America Africa W Europe Oil Used Reserves Yet to be found Asia ME Others Es cierto que ni los gobiernos ni las compañias son transpatentes respecto a sus reservas Los datos en 23 son claros País USA Norway Venezuela Producción [Mb/day] Año pico Descenso [%] Pero. UK Indonesia

Y.. El cambio climático es un hecho real!

Desde1979 a 23 el hielo Ártico presenta una

energía abundante y barata Flujo de energía E.U.

pozo de petróleo 5 1 15 2 25 Anno Domini?

2 Y.. El cambio climático es un hecho real! Lo que amenaza de extinción algunas especies Desde1979 a 23 el hielo Ártico presenta una reducción clara en estas fotografías de satélite National Geographic Sept. 24 La explosión de población coincide con la energía abundante y barata Flujo de energía E.U. Población en miles de m illones Primer pozo de petróleo Anno Domini? La eficiencia del sistema Las perdidas de energía 16% al usuario 41% perdidas inevitables 43% perdidas evitables 2

Eficiencia energética Cadenas de despilfarro Cuanto

noche desde Europe y Australia A la misma escala y

como motor del ciclo del agua Energía y agua como

especie humana Necesidades Edificación Calefacción

3 Eficiencia energética Cadenas de despilfarro Cuanto necesito? Cuanto uso? Cuanto gasto? Cuanto desperdicio? El derroche de energía Iluminando el cielo en la noche desde Europe y Australia A la misma escala y con el mismo brillo Es posible el ahorro? Donde? Cuanto? Cuando? Energía, agua y calidad de vida La energía del sol como motor del ciclo del agua Energía y agua como base de la vida Energía, agua y vida sustento de la especie humana Necesidades Edificación Calefacción Refrigeración Agua caliente Iluminación Electrodomésticos Comunicaciones Transporte Industria 7% TERMICO 3% ELECTRICO Irradiación en Europa Irradiación solar en Iberia 3

Necesidades de energía: Residencial Temperatura en el campus de CSIC en Arganda Media en una vivienda en España: 1 kwh /m2 año (IDAE) Luego el sol nos proporciona 17 veces más de lo que necesitamos

4 Necesidades de energía: Residencial Temperatura en el campus de CSIC en Arganda Media en una vivienda en España: 1 kwh /m2 año (IDAE) Luego el sol nos proporciona 17 veces más de lo que necesitamos (en una planta) Con una tecnología adecuada de captura, transformación y almacenamiento la radiación recibida en la cubierta de nuestra vivienda podría satisfacer nuestro consumo residencial, de transporte y.exportar a la industria refrigeración calefacción Temperatura interior 22ºC Banda de confort 2-24ºC Temperatura media 16ºC Temperatura en el subsuelo Eficiencia y salto térmico Variación diaria en invierno Coeficiente de operación de una bomba de calor en una casa a 22ºC C. Operación Bomba de calor (depende de la T de la fuente) Rendimiento del sistema radiador eléctrico -----> 1 bomba aire a -4ºC -----> 1 bomba terreno 16ºC --> 4 Eficiencia 4 2 calefacción Calefactor eléctrico cte.1 T (ºC) Intercambiador subterráneo Fuente de calor en el subsuelo 4

5 Fuente de calor en el subsuelo Variación diaria en verano refrigeración Calefacción?? Fuente de frío en el subsuelo Fuente de frío en el subsuelo Cambiadores estructurales Calefacción de los caminos en Klamath Falls, Oregon 5

6 La inercia del subsuelo Barrera térmica: Invierno Mortero Temperatura interior 22ºC Banda de confort 2-24ºC Interior 2-22 ºC Con barrera 16ºC Sin barrera T. de barrera de la envolvente entre capas aislantes (E.Krecke) Temperatura media 16ºC Temperatura en el subsuelo Exterior 4ºC Poliestireno Barrera térmica: Verano Mortero Almacenamiento Baja radiación solar Sin barrera Exterior 4ºC Interior 2-22 ºC Con barrera 26ºC Poliestireno 16-24ºC Radiación solar media Alta radiación solar 24-35ºC >35ºC 6

Ecuaciones de difusión Acumulación en el

la temperatura de cada uno de los nodos es

crisis de los 7 Barrera térmica Gestión de

7 Ecuaciones de difusión Acumulación en el subsuelo La ecuación térmica para calcular la temperatura de cada uno de los nodos es la siguiente: Simulator.exe Donde la temperatura actual de cada nodo depende de la temperatura de los nodos que lo rodean y de su propia temperatura en el instante anterior, a su vez también depende su capacidad calorífica Ci y de la conductividad térmica Rij Climatización del aire Captación solar Junto a la herencia de la crisis de los 7 Barrera térmica Gestión de flujo aire para ventilación y recuperación Acumulador Conductos de aire Intercambio tierra-aire 7

8 Aire bajo el agua Acumulador ACS y sondas Terminales y sondas Losa de hormigón Barrera en los muros 2ª planta 8

de las necesidades de energía en la vivienda?

Solar Generation (Greenpeace EPIA) 3 25 5 2

9 Muros completos La cubierta El consumo térmico Autosuficiencia Queda resuelto el 7% de las necesidades de energía en la vivienda? Los principios son sencillos Los modelos parecen confirmarlo Existen numerosos ejemplos en otros países Es una tecnología barata, abierta y mejorable Un sistema completo Tecnología fotovoltaica 7 6 Source: Solar Generation (Greenpeace EPIA) cost ($/Wp) MW shipped

Del combustible a la electricidad: Eficiencia en función de la carga caldera Energía térmica Combustible químico Motor de explosión Rend. max. 2% Teórico y práctico Rend. teor.

10 Del combustible a la electricidad: Eficiencia en función de la carga caldera Energía térmica Combustible químico Motor de explosión Rend. max. 2% Teórico y práctico Rend. teor. 9% práctico 5 % Pila de combustible Energía mecánica Energía eléctrica generador Tensión Rendimiento % P max 1,2 9% rendimiento 8% rendimiento 1,8,6,4 25% P. max,2 5% P. max Carga creciente Intensidad Pot.max. Y el restante 3% Sol en la cubierta 17 kw h/m 2 año Electricidad fotovoltaica 16% Electrolizador 8% Acumulación de hidrógeno 9% Pila de combustible 6% Consumo eléctrico 3 kw h/m 2 año Cuanto nos sobra? Para el transporte y la industria? El futuro reside en la adecuada gestión de los recursos disponibles La energía solar capturada en el 1% de la superficie! Es suficiente Gracias por su atención Les invito a visitar el prototipo en el Instituto de Automática Industrial del CSIC en Arganda y en la plaza OIKOS: agua y energía de la EXPO28 en Zaragoza domingo@iai.csic.es 1

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