G05. Energías Renovables.

AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Instalaciones de Energía Código: PCIN02/G05/Energías Renovables Unidad de Aprendizaje N° 3: Instalación de Energías Renovables. Aprendizajes Esperados 1. Determina el uso de energías renovables de acuerdo al contexto dinámico dinámico y características del proyecto.

1.

OBJETIVOS.

El objetivo de esta actividad es: -

2.

Reconocer las características y propiedades de las Energías Renovables empleadas en la Edificación.

ANTECEDENTES GENERALES.

La Eficiencia Energética y el confort ambiental han pasado a ser un tema transversal dentro de la sociedad mundial. Tanto en el sector público como en el privado, existe una creciente preocupación por generar el mínimo consumo de energía al tiempo que se mantengan o aumenten los niveles de producción sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras de satisfacer sus necesidades (concepto de sustentabilidad). Bajo esta nueva concepción de sistema productivo, se han desarrollado gradualmente iniciativas y decisiones conducentes a reducir los consumos energéticos del sector construcción en países desarrollados, tanto a través de la implementación de energías renovables como en el diseño y construcción de edificios bajo los conceptos de Eficiencia Energética y confort ambiental. Ha sido esta la razón por la que el diseño arquitectónico actual dirige sus objetivos al aprovechamiento de las condiciones del entorno; a fin de captar y utilizar eficazmente la energía proporcionada en forma natural, y reducir así el consumo de los sistemas eléctricos, de climatización, iluminación y agua. Energías renovables Aplicadas a Edificación. No todas las energías renovables son utilizables directamente por los edificios. Así, hemos de excluir, la energía eólica, la energía fotovoltaica, la hidráulica o los biogases que como fuentes renovables se utilizan para generar electricidad, si bien en casos muy aislados se pueden utilizar con fines domésticos.

Dirección de Ingeniería – Área Construcción

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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Instalaciones de Energía Código: PCIN02/G05/Energías Renovables Las energías renovables para edificios se sintetizan básicamente en tres: la biomasa, la geotermia y la solar térmica. Estas energías son las que nos proveerán de calor, y en el caso de la geotermia de frío y calor. BIOMASA La biomasa consiste en combustibles renovables de origen animal o vegetal. Normalmente son residuos forestales o agrícolas, naturales o transformados (leña, pellets...) que han transformado la energía solar en energía química mediante fotosíntesis. Se suele aprovechar mediante combustión, pero es renovable y ecológica, pues sólo libera el CO2 almacenado durante el crecimiento. Existen diferentes componentes para la combustión de la biomasa, Estufas, Chimeneas y Calderas. Las Calderas de pellet deben tener siempre un silo o depósito de dimensiones medio-grandes de donde aspiran (o extraen con tornillo sin fin) el combustible biológico y son completamente automatizadas, mientras que las Calderas de Leña deben ser repostadas manualmente. El mismo discurso vale para las Estufas de Leña y las Estufas de pellet, con la diferencia que en las Estufas de pellet, el tanque (de 25-50Kg) está integrado. Para las Chimeneas la diferencia no existe porque todas tienen un tanque para el pellet y además se añade la leña como una chimenea normal. Todos los equipos son automatizados, es decir que se encienden y se apagan automáticamente según la programación del usuario o según sus necesidades momentáneas. Estos sistemas pueden servir para calentar el aire del ambiente en el caso de Estufas y Chimeneas AIRE, o servir para la producción de ACS, Calefacción y Climatización de piscinas con las Estufas Thermo pellet o Estufas Thermo Leña, la Chimeneas HIDRO y por supuesto con las Calderas Pellet y las Calderas Leña. Las ventajas de estos sistemas es que son una excelente alternativa ecológica y de bajo coste a las calderas convencionales, además el usuario notará en sus economía familiar un Ahorro de hasta 40% de coste respecto al gasóleo (2Kg de pellet = 1 litro de gasóleo) y un Ahorro aún superior si lo comparamos con sistemas eléctricos. Existe una gran variedad de biocombustibles sólidos que pueden ser utilizados en sistemas de climatización de edificios. Entre ellos destacan: pellets, astillas, huesos de aceitunas, cáscaras de frutos secos (almendras, piñones), etc. Beneficios socio-económicos y medioambientales de la biomasa. La biomasa contribuye a la conservación del medioambiente, debido a que sus Emisiones a la atmósfera son inferiores que las de los combustibles sólidos por.


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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Instalaciones de Energía Código: PCIN02/G05/Energías Renovables Aplicaciones de de la biomasa en edificaciones CALDERAS DE BIOMASA La tecnología de las calderas de biomasa ha hecho importantes progresos en la última década. Las emisiones de CO han disminuido desde valores del rango de 5.000 mg/m hasta valores de 50 mg/m y los rendimientos han alcanzado valores entre un 85 y un 92 %, es decir, del mismo orden que los que presentan las calderas de gasóleo o de gas. La tecnología actual permite:



Arranque automático y regulación en función de la demanda. Actuación por Adaptación a cualquier sistema de gestión.



Limpieza automática de las superficies de intercambio. Extracción automática de cenizas.

 

INSTALACIONES DE CALEFACCIÓN CON BIOMASA Los sistemas de calefacción con biomasa presentan tecnologías y estructuras de alimentación de combustible distintas en función del tamaño de la instalación o del número de usuarios a los que hay que suministrar calor. Generación de calor mediante plantas de district heating (sistemas de calefacción distribuidos) Las plantas tipo district heating (calefacción distribuida) presentan una potencia instalada superior a 500 kW, siendo los valores normales entre 600 y 2.500 kW. Estos sistemas se utilizan para dar calefacción y agua caliente sanitaria a varios edificios y viviendas unifamiliares, a un barrio e, incluso, a poblaciones completas. Su origen histórico se debe al aprovechamiento del calor residual generado en industrias y plantas de generación de energía eléctrica (cogeneración) situadas en el entorno de poblaciones o en el interior de éstas, con necesidades de calefacción muy altas. b) Sistemas de calefacción con calderas de tamaño medio (50-500 kW) Las calderas de tamaño medio están diseñadas para suministrar calefacción y ACS a un edificio, que puede ser de viviendas, oficinas, hotel, etc. La calefacción y ACS se producen en unas

condiciones similares de confort y seguridad las calderas de gasóleo o gas natural. Estos sistemas intermedios, al igual que las calderas de mayor tamaño expuestas anteriormente, también se utilizan para dar calefacción a industrias (por ejemplo aserraderos) e instalaciones agrícolas tipo


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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Instalaciones de Energía Código: PCIN02/G05/Energías Renovables invernaderos. Los nuevos combustibles de la biomasa densificados, principalmente los pellets (que se describen en detalle más adelante), permiten aumentar las posibilidades de las calderas a cualquier aplicación. Estas calderas utilizan distintos combustibles: 

Subproductos madereros (astillas y trozos de madera).



Biomasa densificada (pellets).



Residuos agrícolas (huesos de aceituna, cáscaras de almendra, trozos de piña, etc.).

Los beneficios de estos sistemas en la edificación son varios, entre ellos el menor precio de la

energía entregada (de un 50 a un 100 %), la reducción de los ruidos, y la mejora del medioambiente local. Su instalación es altamente recomendable en edificaciones con alto consumo de calefacción y ACS, como son los edificios de viviendas, hoteles, etc., donde su rentabi lidad es alta

Almacenamiento intermedio de biomasa.

Caldera automática de pellets

GEOTERMIA La energía geotérmica de alta entalpía o gran profundidad se utiliza para generar electricidad. El calor geotérmico de baja entalpía (poca profundidad) se utiliza para aplicaciones domésticas y en el sector terciario. Las bombas de calor de nueva generación utilizan intercambiadores de calor


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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Instalaciones de Energía Código: PCIN02/G05/Energías Renovables instalados a unos 100 metros bajo tierra y de esta manera se aprovecha la energía solar almacenada naturalmente en la corteza terrestre. Suecia, Alemania, Suiza, Austria y Francia han desarrollado planes nacionales para potenciar esta aplicación. Dado el sentido reversible de la bomba de calor (puede dar calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria), hace que sea considerada como una energía con gran futuro en los países de clima más continental: en este caso España es uno de los países pioneros en el sistema de reversión. Podemos considerar el subsuelo a pequeñas profundidades como fuente de calor (energía), totalmente renovable e inagotable. Mediante un sistema de captación adecuado y una bomba de calor geotérmica, se consigue transferir calor de esta fuente de 15 grados (subsuelo) a otra de 50 grados, para ser utilizada en la calefacción y/o para agua caliente sanitaria. Este sistema de climatización es altamente ecológico puesto que no hay ninguna combustión y por tanto sin emisiones de CO². La eficiencia del sistema representa en el proceso un ahorro de más del 75% de los KW consumidos a los KW aportados. Esta eficiencia es un 50% más grande que los sistemas tradicionales de refrigeración con bombas de calor. Equipo y funcionamiento:

La bomba de calor La bomba de calor es una máquina que basándose en el Ciclo de Carnot, realizado por un gas, absorbe calor de una fuente para entregarla a otra que está a una temperatura superior. Las bombas de calor son muy populares desde hace años, utilizadas en todos los frigoríficos, en la mayor parte de los aires acondicionados y últimamente en los climatizadores de tipo doméstico. Físicamente el condensador y el radiador pueden ser compatibles, hecho que permite cambiar el sentido del traspaso de calor de una fuente a otra, simplemente cambiando el sentido de la circulación del gas en el circuito. Por esto las bombas son reversibles y pueden dar calor o frío. ¿Qué aporta el sistema de captación de energía geotérmica solar a un climatizador por bomba de calor? El rendimiento (energía suministrada / energía absorbida) depende de la temperatura de la fuente que suministra el calor al condensador. Los sistemas de climatización convencionales absorben el calor de la atmósfera, que en invierno puede llegar a temperaturas por debajo de los 2º C. A estas temperaturas el condensador no puede captar prácticamente nada de calor y el rendimiento de la bomba es muy bajo. En verano, cuando hace más calor, la bomba debe ceder el calor a la


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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Instalaciones de Energía Código: PCIN02/G05/Energías Renovables atmósfera que puede estar a 40º C, situación en la cual el rendimiento no es el mejor que se podría esperar. En el sistema de captación geotérmico, al disponer de una fuente a temperatura constante, el rendimiento siempre es óptimo sin que importen las condiciones de temperatura atmosférica. La bomba de calor

Intercambio directo de la bomba de calor Este sistema, para realizar el intercambio de calor, hace circular el aire por la superficie del edificio, distribuyendo aire frío / caliente por toda la vivienda, mediante canalizaciones aisladas térmicamente. Se puede utilizar para su distribución los “Split”, que son aparatos que pueden

distribuir el calor o el frío a la vivienda utilizando el mismo circuito de la bomba de calor. Por lo tanto, con un sistema único de distribución de calor queda solucionada la distribución del frío y calor en la vivienda. Las principales ventajas son su bajo coste y la simplicidad en su instalación, y los inconvenientes son esencialmente su rendimiento bajo, su confort moderado (el aire caliente y frío sale de la misma situación) y sólo es aplicable a viviendas de nueva construcción o que dispongan de las condiciones necesarias, normalmente no deben ser muy grandes. Distribución por un circuito cerrado de agua fría y caliente Este sistema, para realizar el intercambio de calor, hace circular un caudal de agua por la superficie de la vivienda. El agua se suele enfriar hasta 10 grados en verano y calentarse a 45 grados en invierno, de esta forma conseguimos la climatización de la vivienda. El sistema geotérmico permite escoger cualquier intercambio con la vivienda, es decir: convectores hidráulicos de aire (fan-coils), tierra o pared radiante o radiadores.


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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Instalaciones de Energía Código: PCIN02/G05/Energías Renovables Los fan-coils son los únicos que permiten tener un único sistema de climatización. En caso de escoger suelo radiante para calentar es recomendable escoger un convector de aire para hacer frío. Dado que el suelo radiante es el método con un mejor rendimiento y mejor confort para solucionar la calefacción, escoger este método o el de radiadores por agua caliente supone instalar otro sistema para solucionar la refrigeración (fan-coils). Por lo tanto las ventajas del suelo radiante son su grado de confort y su rendimiento muy alto, y el principal inconveniente es que duplica el sistema si se quiere ir a todo confort. Fancoils

Radiador

Suelo radiante

ENERGIA SOLAR La energía solar es la energía obtenida a partir del aprovechamiento de la radiación electromagnética procedente del Sol. La radiación solar que alcanza la Tierra ha sido aprovechada por el ser humano desde la Antigüedad, mediante diferentes tecnologías que han ido evolucionando con el tiempo desde su concepción. En la actualidad, el calor y la luz del Sol puede aprovecharse por medio de captadores como células fotovoltaicas, helióstatos o colectores térmicos, que pueden transformarla en energía eléctrica o térmica. Es una de las llamadas energías renovables o energías limpias, que puede hacer considerables contribuciones a resolver algunos de los más urgentes problemas que afronta la Humanidad. Las diferentes tecnologías solares se clasifican en pasivas o activas en función de la forma en que capturan, convierten y distribuyen la energía solar. Las tecnologías activas incluyen el uso de paneles fotovoltaicos y colectores térmicos para recolectar la energía. Entre las técnicas pasivas, se encuentran diferentes técnicas enmarcadas en la arquitectura bioclimática: la orientación de los edificios al Sol, la selección de materiales con una masa térmica favorable o que tengan


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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Instalaciones de Energía Código: PCIN02/G05/Energías Renovables propiedades para la dispersión de luz, así como el diseño de espacios mediante ventilación natural. En 2011, la Agencia Internacional de la Energía se expresó en los siguientes términos: "el desarrollo de tecnologías solares limpias, baratas e inagotables supondrá un enorme beneficio a largo plazo. Aumentará la seguridad energética de los países mediante el uso de una fuente de energía local, inagotable y, aún más importante, independendiente de importaciones, aumentará la sostenibilidad, reducirá la contaminación, disminuirá los costes de la mitigación del cambio climático, y evitará la subida excesiva de los precios de los combustibles fósiles. Estas ventajas son globales. De esta manera, los costes para su incentivo y desarrollo deben ser considerados inversiones; deben ser realizadas de forma sabia y deben ser ampliamente difundidas". La fuente de energía solar más desarrollada en la actualidad es la energía solar fotovoltaica. Según informes de la organización ecologista Greenpeace, la energía solar fotovoltaica podría suministrar electricidad a dos tercios de la población mundial en 2030. Actualmente, y gracias a los avances tecnológicos, la sofisticación y la economía de escala, el coste de la energía solar fotovoltaica se ha reducido de forma constante desde que se fabricaron las primeras células solares comerciales,3 aumentando a su vez la eficiencia, y su coste medio de generación eléctrica ya es competitivo con las fuentes de energía convencionales en un creciente número de regiones geográficas, alcanzando la paridad de red. Otras tecnologías solares, como la energía solar termoeléctrica está reduciendo sus costes también de forma considerable. ENERGIA PROVENIENTE DEL SOL La Tierra recibe 174 petavatios de radiación solar entrante (insolación) desde la capa más alta de la atmósfera. Aproximadamente el 30% es reflejada de vuelta al espacio mientras que el resto es absorbida por las nubes, los océanos y las masas terrestres. El espectro electromagnético de la luz solar en la superficie terrestre está ocupado principalmente por luz visible y rangos de infrarrojos con una pequeña parte de radiación ultravioleta. La potencia de la radiación varía según el momento del día; las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud. Se puede asumir que en buenas condiciones de radiación el valor es de aproximadamente 1000 W/m² en la superficie terrestre. A esta potencia se la conoce como irradiación. La radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas. La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes y el resto de elementos atmosféricos y


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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Instalaciones de Energía Código: PCIN02/G05/Energías Renovables terrestres. La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas las direcciones. La irradiación directa normal (o perpendicular a los rayos solares) fuera de la atmósfera, recibe el nombre de constante solar y tiene un valor medio de 1366 W/m² (que corresponde a un valor máximo en el perihelio de 1395 W/m² y un valor mínimo en el afelio de 1308 W/m²). La radiación absorbida por los océanos, las nubes, el aire y las masas de tierra incrementan la temperatura de éstas. El aire calentado es el que contiene agua evaporada que asciende de los océanos, y también en parte de los continentes, causando circulación atmosférica o convección. Cuando el aire asciende a las capas altas, donde la temperatura es baja, va disminuyendo su temperatura hasta que el vapor de agua se condensa formando nubes. El calor latente de la condensación del agua amplifica la convección, produciendo fenómenos como el viento, borrascas y anticiclones. La energía solar absorbida por los océanos y masas terrestres mantiene la superficie a 14 °C. Para la fotosíntesis de las plantas verdes la energía solar se convierte en energía química, que produce alimento, madera y biomasa, de la cual derivan también los combustibles fósiles. Se estima que la energía total que absorben la atmósfera, los océanos y los continentes puede ser de 3.850.000 exajulios por año. En 2002, esta energía en un segundo equivalía al consumo global mundial de energía durante un año. La fotosíntesis captura aproximadamente 3.000 EJ por año en biomasa, lo que representa solo el 0,08% de la energía recibida por la Tierra. La cantidad de energía solar recibida anual es tan vasta que equivale aproximadamente al doble de toda la energía producida jamás por otras fuentes de energía no renovable como son el petróleo, el carbón, el uranio y el gas natural. ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA La energía solar fotovoltaica consiste en la obtención de electricidad (de ahí que se denomine electricidad solar) directamente a partir de la radiación solar mediante un dispositivo semiconductor denominado célula fotovoltaica, o una deposición de metales sobre un sustrato llamada célula solar de película fina. Este tipo de energía se usa para alimentar innumerables aparatos autónomos, para abastecer refugios o casas aisladas y para producir electricidad a gran escala para redes de distribución. Debido a la creciente demanda de energías renovables, la fabricación de células solares e instalaciones fotovoltaicas ha avanzado considerablemente en los últimos años. Los rendimientos típicos de una célula fotovoltaica de silicio policristalino oscilan entre el 14%20%. Para células de silicio monocristalino, los valores oscilan en el 15%-21%. Los más altos se consiguen con los colectores solares térmicos a baja temperatura (que puede alcanzar un 70% de rendimiento en la transferencia de energía solar a térmica).


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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Instalaciones de Energía Código: PCIN02/G05/Energías Renovables Los paneles solares fotovoltaicos no producen calor que se pueda reaprovechar -aunque hay líneas de investigación sobre paneles híbridos que permiten generar energía eléctrica y térmica simultáneamente. Sin embargo, son muy apropiados para proyectos de electrificación rural en zonas que no cuentan con red eléctrica, instalaciones sencillas en azoteas y de autoconsumo fotovoltaico. El autoconsumo fotovoltaico consiste en la producción individual a pequeña escala de electricidad para el propio consumo, a través de los paneles solares. Ello se puede complementar con el balance neto. Este esquema de producción, que permite compensar el consumo eléctrico mediante lo generado por una instalación fotovoltaica en momentos de menor consumo, ya ha sido implantado con éxito en muchos países. Para incentivar el desarrollo de la tecnología con miras a alcanzar la paridad de red -igualar el precio de obtención de la energía al de otras fuentes más económicas en la actualidad-, existen primas a la producción, que garantizan un precio fijo de compra por parte de la red eléctrica. Es el caso de Alemania, Italia o España. Este esquema de incentivos ya ha dado sus frutos, logrando que los costes de la energía fotovoltaica se sitúen por debajo del precio de venta de la electricidad tradicional en un número creciente de regiones. Según un estudio publicado en 2007 por el Word Energy Council, para el año 2100 el 70% de la energía consumida será de origen solar. Según informes de Greenpeace, la fotovoltaica podrá suministrar electricidad a dos tercios de la población mundial en 203 0.

ENERGIA SOLAR TERMICA Los sistemas fototérmicos convierten la radiación solar en calor y lo transfieren a un fluido de trabajo. El calor se usa entonces para calentar edificios, agua, mover turbinas para generar electricidad, secar granos o destruir desechos peligrosos. Los Colectores Térmicos Solares se dividen en tres categorías: 

Colectores de baja temperatura:

Proveen calor útil a temperaturas menores de 65 °C mediante absorbedores metálicos o no metálicos para aplicaciones tales como calentamiento de piscinas, calentamiento doméstico de agua para baño y, en general, para todas aquellas actividades industriales en las que el calor de proceso no es mayor de 60 °C, por ejemplo la pasteurización, el lavado textil, etc. 

Colectores de temperatura media:


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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Instalaciones de Energía Código: PCIN02/G05/Energías Renovables Son los dispositivos que concentran la radiación solar para entregar calor útil a mayor temperatura, usualmente entre los 100 y 300 °C. En esta categoría se tiene a los concentradores estacionarios y a los canales parabólicos, todos ellos efectúan la concentración mediante espejos dirigidos hacia un receptor de menor tamaño. Tienen el inconveniente de trabajar solamente con la componente directa de la radiación solar por lo que su utilización queda restringida a zonas de alta insolación. 

Colectores de temperatura alta:

Existen en tres tipos diferentes: los colectores de plato parabólico, la nueva generación de canal parabólico y los sistemas de torre central. Operan a temperaturas superiores a los 50 0 °C y se usan para generar electricidad (electricidad termosolar) y transmitirla a la red eléctrica; en algunos países estos sistemas son operados por productores independientes y se instalan en regiones donde las posibilidades de días nublados son remotas o escasas.

LA ENERGIA SOLAR EN LA CONSTRUCCION Debido a la inminente limitación de recursos energéticos a la que la humanidad se enfrentará en los próximos años, y a la creciente contaminación, las energías renovables se han situado como una eficiente alternativa para conseguir que en los hogares haya luz y calor. Calentar el agua potable de uso doméstico o acceder a la calefacción en invierno y aire acondicionado en verano a través de la energía solar es hoy en día posible, ya que existe la tecnología y la posibilidad de hacerlo. Pero en España, donde el sol es un recurso bastante abundante, no se aprovecha de forma eficiente esta posibilidad, y estamos todavía a años luz de la cantidad de paneles solares que se colocan en las edificaciones europeas. El gobierno español en los últimos años ha querido que esta situación cambie a través de subvenciones y ayudas a todas aquellas nuevas


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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Instalaciones de Energía Código: PCIN02/G05/Energías Renovables construcciones que cuenten con paneles solares en su estructura para promulgar el ahorro energético. Sin embargo, a pesar de los esfuerzos a nivel formativo, lo cierto es que el uso de energía solar a nivel doméstico es todavía muy escaso en nuestro país, principalmente por el desconocimiento y desconfianza por parte de la población. Si supieran que con sólo la colocación de un panel solar en la edificación de dos metros cuadrados se ahorrarían un cuarenta por ciento en la factura de la luz, y que la inversión sería menos de dos mil euros, amortizables en menos de cinco años, muchos de los habitantes de grandes y pequeñas poblaciones seguramente accederían al uso de esta energía renovable. Además, gozarían de una subvención de hasta el veinticinco por ciento del gobierno de la comunidad autónoma donde residan. Pero el problema no está sólo en el desconocimiento de los ciudadanos, sino también en el que tienen de esta tecnología tanto arquitectos como instaladores a la hora de realizar una nueva construcción. Se debe empezar por integrar lo máximo posible en la educación de estos profesionales el uso de energías renovables en la edificación, es decir, cómo diseñar, dimensionar, cuáles son las características y las posibles soluciones para aplicar en las instalaciones solares domésticas. Se debe tener en cuenta que no todas las construcciones necesitan el mismo tipo de paneles solares, hay que conocer las diferentes topologías y cada uno de los subsistemas que las componen: la captación de energía solar, la acumulación y el control y distribución de la misma. También se debe investigar el uso de la energía solar térmica para nuevas aplicaciones, como la refrigeración asociada a la tecnología de la absorción, que todavía está en período inicial pero tiene bastante futuro en nuestro país. Además, en lo que hay que hacer hincapié es en el gran ahorro que supondría para las economías familiares la instalación de los paneles solares. Ésta sólo encarecería el coste total de la construcción en menos de un uno por ciento, es decir, entre un 0'3 y un 0'8, y la inversión estaría amortizada completamente en un plazo aproximado de entre cinco y diez años, dependiendo del tamaño y del tipo de instalación de la que se trate. A partir de ese momento el combustible sería gratis totalmente, ya que el sol es una fuente de energía que no se paga.

¿CÓMO FUNCIONAN LOS PANELES SOLARES? Las células fotovoltaicas se fabrican con semiconductores. Los semiconductores son elementos que tienen una conductividad eléctrica muy pequeña, pero superior a la de un aislante. Los más utilizados son los de silicio, este es un material muy abundante, de ahí su bajo costo. Cuando los rayos del sol inciden sobre las células, la unión P – N de los semiconductores de ella junto con su metal conductor ayuda a producir energía. En esta coyuntura, la unión PN son cargas positivas y


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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Instalaciones de Energía Código: PCIN02/G05/Energías Renovables negativas que ayudan a producir corriente eléctrica, debido a una diferencia de potencial que se crea cuando se ilumina la célula. Cuando se cortocircuita la célula (es decir, se unen las regiones P y N mediante un conductor con resistencia nula) los electrones de la región N se desplazan a través del conductor y se unen con los huecos de la región P produciendo electricidad gracias al flujo de electrones, esta corriente se mantendrá mientras la célula esté iluminada. Tipos de célula fotovoltaica dependiendo del material: Las células se pueden hacer de tres tipos de materiales. 

Silicio monocristalino

Este material tiene una eficiencia del 16 – 19%, tiene una estructura cristalina uniforme y se fabrica en lingotes cilíndricos que son cortados posteriormente en finas láminas. Se gasta mucha energía en su construcción, se usa en las industrias. 

Silicio policristalino

Tiene una eficiencia del 13 – 15%, tiene una estructura cristalina no uniforme. Se fabrica en moldes rectangulares y es más barato que el monocristalino. 

Silicio amorfo

Este último tiene una eficiencia del 7 – 10%, tiene una estructura no cristalina y su potencia disminuye conforme pasa el tiempo, este tipo de material es muy barato. Los módulos fotovoltaicos: Una célula solar produce 2w aproximadamente. Los módulos tienen entre 40 y 100 células conectadas todas entre ellas y al conjunto de células solares se le denominan módulo fotovoltaico. Un módulo está formado por: 1. Cubierta frontal 2. Encapsulante 3. Cubierta posterior


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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Instalaciones de Energía Código: PCIN02/G05/Energías Renovables 4. Marco 5. Conexiones 6. Células

Tipos de instalación: Se pueden instalar en tres tipo diferentes de superficies, pueden ser en: 

Instalación de tejados de viviendas

Se pueden apoyar los módulos directamente en el techo si este es de tejas, si es una azotea se pueden poner previa instalación de un soporte. 

Instalación en grandes superficies

Se utiliza grandes áreas libres para instalar paneles solares, se pueden utilizar por ejemplo aparcamientos, campos de fútbol. 

Instalación en grandes edificios

Se instalan por ejemplo en la fachada de los edificios (que tengan una altura considerable) para aprovechar la radiación directa que reciben estos y autoabastecerse de energía eléctrica.

3.

DESARROLLO -

Desarrollar un trabajo de Investigación acerca de las características del Sello Verde Ecológico, y de cómo es posible lograrlo en la construcción de viviendas.

-

Elaborar un informe técnico de acuerdo al formato anexo.


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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Instalaciones de Energía Código: PCIN02/G05/Energías Renovables 4.

INSUMOS Materiales. Papel Carta.

5.

Unidad. resma

Cantidad. 0,25

# Alumnos. 20

EQUIPAMIENTO

6.

Equipos.

CANTIDAD

N° MAX ALUMNOS

Data Show. Computador

1 1

20 20

BIBLIOGRAFÍA. -

Guía de la Energía Solar, Caja Madrid, Madrid 2006. http://cer.gob.cl/informacion-documentos/libros/Atlas ERNC http://cer.gob.cl/informacion-documentos/libros/Atlas Set de difusión tecnológica: energía eólica. http://cer.gob.cl/informacion-documentos/libros/Atlas Energía Marina


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7.

ANEXO.

Formato de Informe de Trabajo.

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Portada. Debe reflejar el título del trabajo en su parte central, los datos del alumno o el grupo, curso, fecha y nombre del docente, en la parte inferior derecha, además el logo de la institución., la sede y la carrera, en la parte superior izquierda. Resumen. (En castellano y en Inglés) En esta página se presenta un breve resumen sobre el contenido del informe o trabajo. Se debe especificar el objetivo principal y una descripción de los materiales o sistemas evaluados. Se describe la estructura del trabajo y sus capítulos, así como la metodología de investigación, se pueden adelantar algunos resultados concretos del trabajo. Índice. Indica cada punto tratado en el trabajo, su distribución en capítulos y sub capítulos, además de su ubicación en el mismo.

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Introducción. Es una sinopsis del trabajo, que indica en qué consiste el mismo, como se desarrolla, los aspectos más importantes a considerar, el tipo de investigación, y un breve resumen de los resultados logrados que no representan una conclusión. Objetivos. Constituye uno de los aspectos más importantes del trabajo, se divide en objetivos generales y específicos, y responden a dos preguntas, ¿qué se va a hacer en el trabajo?, y ¿cómo se va a hacer? Marco Teórico. Es un resumen de los contenidos teóricos tratados en el trabajo.

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Desarrollo. Consiste en el desarrollo de los objetivos trazados.

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Resultados. Los resultados constituyen la información obtenida mediante el desarrollo de los objetivos planteados, que se pueden expresar de forma cualitativa o cuantitativa, además de forma numérica o gramática. Análisis de resultados. En este punto se realiza un análisis de los resultados del trabajo, la tendencia de variación, las causas y la comparación con respecto a normas o valores recolectados.


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Conclusiones. Constituye un análisis objetivo de los resultados obtenidos.

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Recomendaciones. Constituyen un análisis subjetivo de los resultados planteados, depende fundamentalmente de la opinión del autor.

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Bibliografía. Es un resumen de las fuentes consultadas en el desarrollo del trabajo, ya sean libros, revistas, apuntes o Internet.

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Anexos. Es información complementaria del trabajo, ya sea fotos, planos, tablas, normas, etc.

Las citas bibliográficas es posible realizarla de variadas maneras. Para el caso de los informes del área de Construcción y Urbanismo, se utiliza el formato estandarizado según las normas APA (American Psychological Association), las que indican para cada caso lo siguiente: Libro. Elementos: 

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Autor(es): ya sea institución o persona. Título de la publicación. Número de edición (excepto la primera). Lugar de publicación. Editorial. Año de publicación. Paginación (si se trata de obras de más de un volumen, se debe indicar el número de éstos sin mencionar las páginas). Nota de serie.

Ejemplos: 



De autor personal: WANOUS, John P. Organizational entry: recruitment, selection and socialization of newcomers. 2 nd. ed. Reading, Mass., Addison-Wesley. 1980. 223 p. De dos autores: MARTINEZ López, Pedro y NUÑEZ, Juan Antonio. Psicomotricidad y educación preescolar. Madrid, Nuestra Cultura, 1978. 246 p.


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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Instalaciones de Energía Código: PCIN02/G05/Energías Renovables 

De más de tres autores: Los PAISES del Atlántico Sur. Geopolítica de la Cuenca del Plata por Luis Dallanegra, Nicolás Boscovich, Therozinha de Castro y Bernardo Quagliotti. Buenos Aires, Pleamar, 1983. 199 p.

Tesis. Elementos: 

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

Autor. Título. Mención de la tesis (indicar grado al que opta entre paréntesis). Lugar. Nombre de la Universidad, Facultad o Escuela. Fecha de publicación Paginación

Ejemplo: 

HOLUIGUE Barros, Ana. Movimientos internacionales de capital: análisis teórico y aplicación del caso chileno en el período 1959 - 1975. Tesis (Magister en Economía). Santiago, Chile, Pontificia Universidad Católica de Chile, Instituto de Economía, 1979. 118 p.

Plano. Elementos: 













Título del plano y autor(es) (ya sea una institución o una persona). Número de edición (excepto la primera). Datos matemáticos (escala, proyecciones, etc.). Lugar de publicación. Editor. Año de publicación. Número de planos, dimensión, color (cuando lo tiene).

Ejemplo: 

COMUNA Santiago y Renca: nudo y Sector Río Mapocho: levantamiento planimétrico desde Puente Manuel Rodríguez hasta puente la Máquina. Chile, Ministerio de Obras Públicas, Dirección de Planeamiento y Urbanismo, Departamento de Estudios de Transporte Urbano. Escala 1:1.000. Santiago, Chile, MOPT. 1968. 1 plano, 1,93 x 0,62 cm.


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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Instalaciones de Energía Código: PCIN02/G05/Energías Renovables Norma. Elementos: 

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Institución responsable. Título de la norma. Designación fija para esta norma seguido de año de adopción original o en el caso de revisión, del año de la última revisión. Lugar de publicación. Año de publicación. Paginación.

Ejemplo: 

INSTITUTO Nacional de Normalización (Chile). Gases licuados de petróleo (GLP) - Determinación de la precisión de vapor - Método GLP. NCH77: Of. 1985. Santiago, Chile, 1985. 12 p.

Sitios Web. Elementos:

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Autor. Título. Página Web . [Fecha de consulta:].

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Ejemplo: PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE. Estudiantes UC. . [Fecha de consulta: 4 de mayo 2009].”


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G05. Energías Renovables.

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