ÁREA TÉCNICA Proyecto: Evaluación de la eficiencia energética y de la integración de energías renovables en la vivienda bioclimática demostrativa del P.E. Experimental de Sotavento

La Fundación Sotavento Galicia dispone en el Parque Eólico (P.E.) Experimental Sotavento de una “vivienda bioclimática demostrativa”, la cual fue inaugurada el 21 de junio de 2010. Se trata de una vivienda de 240 m2 construida bajo criterios bioclimáticos, en la que se minimizan sus necesidades energéticas de climatización y de iluminación, incluyendo además la utilización de fuentes de energía renovable
Las principales instalaciones de energía renovable de la vivienda son:

•  Un aerogenerador de 1,5 kW.
• Generación fotovoltaica de 2,7 kWp instalada en la cubierta de la vivienda en tres grupos con orientaciones Oeste, Este y Sur.
• Generación solar térmica formada por 8 captadores de 2,5 m2 con un total 16 kWt, instalados sobre la cubierta cara el Sur.
• Una bomba de calor geotérmica de 8,2 kW con un COP de 4,7 y 100 m de captador geotérmico horizontal a 2 m de profundidad.
• Una caldera de biomasa de 20 kW alimentada por pellets.

Otros elementos de relevancia relacionados con las instalaciones de climatización son los depósitos de almacenamiento de energía térmica (solar y depósito de inercia) y un refrigerador evaporativo. La vivienda cuenta además de unos sistemas pasivos como muros trombe, galerías, parasoles,…
Además de las mencionadas instalaciones es necesario destacar que la vivienda fue diseñada con la finalidad de poder ser empleada con fines divulgativos y, sobre todo, como un elemento que permitiera la investigación y desarrollo de actividades relacionadas con la eficiencia energética, energías renovables y arquitectura bioclimática. En este sentido en la vivienda se instalaron sensores y elementos de control relacionadas con su funcionamiento. Dada la complejidad de este sistema, el número de estos elementos supera las 300 unidades. Entre las variables monitorizadas o controladas cabe destacar:

• Variables climatológicas (temperatura, humedad relativa, viento,...)
• Temperaturas en las distintas estancias de la vivienda a distintas alturas y la humedad relativa interior.
• Temperatura, caudal y energía calorífica en los principales circuitos de calefacción.
• Temperatura del terreno en el entorno de la captación geotérmica.
• Energía eléctrica aportada por las instalaciones eólica y fotovoltaica, así como variables eléctricas relacionadas con su funcionamiento (tensión, corriente,...).
• Actuadores sobre electro-válvulas, orden marcha y paro sobre instalaciones.

La integración entre los sistemas de climatización, el comportamiento bioclimático de la vivienda y los sistemas de energías renovables definen un sistema complejo al cual se tiene acceso a través de las variables de monitorización y control implantadas. A día de hoy, en la vivienda están implantadas unas estrategias básicas de gestión de la climatización y otros elementos de control que necesitan ser optimizados con la finalidad de garantizar que la vivienda funciona bajo criterios de eficiencia energética y maximizando la utilización de energías renovables. Este es el ámbito en el que se plantea este proyecto, el diseño de los sistemas de análisis y gestión necesarios que permitan:

• Maximización de la eficiencia energética de la vivienda.
• Integración de las energías renovables.

Los trabajos descritos son parte del proyecto “Evaluación de la eficiencia energética y de la integración de energías renovables en la vivienda bioclimática demostrativa del P.E. Experimental de Sotavento” (2010-2011) financiado por la Consellería de Economía e Industria (Xunta de Galicia) y dirigido por personal del Departamento de Enerxía Eléctrica de la Universidade de Vigo. En este proyecto colaboran las siguientes entidades: GOC,S.A., IDI Energía, FAIMEVI además de Sotavento, facilitando este último el acceso a todos los datos monitorizados de la vivienda además de sus parámetros.

Para conseguir los objetivos mencionados es necesario abordar las siguientes fases:

• Análisis del recurso eólico, solar y geotérmico.
• Análisis de las instalaciones en servicio y del comportamiento de vivienda.
• Análisis de las variables monitorizadas y de las variables de control. Esta es una de las fases fundamentales del proyecto, ya que de ella depende que se puedan conseguir los objetivos planteados. Esta fase se pode dividir en:
• Análisis de coherencia de medidas y actuación y métodos de filtrado de errores.
• Propuesta de variables a monitorizar y de variables de control
• Propuesta de estrategias de control.

El proyecto ha finalizado, los estudios y conclusiones más relevantes han sido:

• Recopilación de la información técnica relacionada con la construcción y el funcionamiento de la vivienda bioclimática.
• Calificación energética de la vivienda
• Análisis y simulación del comportamiento del acumulador de inercia
• Análisis del funcionamiento de la instalación geotérmica
• Desarrollo de herramientas de análisis de los datos de monitorización de la vivienda
• Desarrollo de herramientas de estimación de estado para los sistemas eólicos y fotovoltaicos.
  
• Análisis de la generación fotovoltaica (obtención de las curva V-I y análisis de funcionamiento)