El método de análisis exergético en los edificios. Su aplicación en la caracterización en régimen dinámico de los cerramientos.

356 p.

Integración de dispositivos electrónicos inteligentes en Smart Grid

El sector eléctrico está experimentando cambios importantes tanto a nivel de gestión como a nivel de mercado. Una de las claves que están acelerando este cambio es la penetración cada vez mayor de los Sistemas de Generación Distribuida (DER), que están dando un mayor protagonismo al usuario a la hora de plantear la gestión del sistema eléctrico. La complejidad del escenario que se prevé en un futuro próximo, exige que los equipos de la red tenga la capacidad de interactuar en un sistema mucho más dinámico que en el presente, donde la interfaz de conexión deberá estar dotada de la inteligencia necesaria y capacidad de comunicación para que todo el sistema pueda ser gestionado en su conjunto de manera eficaz. En la actualidad estamos siendo testigos de la transición desde el modelo de sistema eléctrico tradicional hacia un nuevo sistema, activo e inteligente, que se conoce como Smart Grid. En esta tesis se presenta el estudio de un Dispositivo Electrónico Inteligente (IED) orientado a aportar soluciones para las necesidades que la evolución del sistema eléctrico requiere, que sea capaz de integrase en el equipamiento actual y futuro de la red, aportando funcionalidades y por tanto valor añadido a estos sistemas. Para situar las necesidades de estos IED se ha llevado a cabo un amplio estudio de antecedentes, comenzando por analizar la evolución histórica de estos sistemas, las características de la interconexión eléctrica que han de controlar, las diversas funciones y soluciones que deben aportar, llegando finalmente a una revisión del estado del arte actual. Dentro de estos antecedentes, también se lleva a cabo una revisión normativa, a nivel internacional y nacional, necesaria para situarse desde el punto de vista de los distintos requerimientos que deben cumplir estos dispositivos. A continuación se exponen las especificaciones y consideraciones necesarias para su diseño, así como su arquitectura multifuncional. En este punto del trabajo, se proponen algunos enfoques originales en el diseño, relacionados con la arquitectura del IED y cómo deben sincronizarse los datos, dependiendo de la naturaleza de los eventos y las distintas funcionalidades. El desarrollo del sistema continua con el diseño de los diferentes subsistemas que lo componen, donde se presentan algunos algoritmos novedosos, como el enfoque del sistema anti-islanding con detección múltiple ponderada. Diseñada la arquitectura y funciones del IED, se expone el desarrollo de un prototipo basado en una plataforma hardware. Para ello se analizan los requisitos necesarios que debe tener, y se justifica la elección de una plataforma embebida de altas prestaciones que incluye un procesador y una FPGA. El prototipo desarrollado se somete a un protocolo de pruebas de Clase A, según las normas IEC 61000-4-30 e IEC 62586-2, para comprobar la monitorización de parámetros. También se presentan diversas pruebas en las que se han estimado los retardos implicados en los algoritmos relacionados con las protecciones. Finalmente se comenta un escenario de prueba real, dentro del contexto de un proyecto del Plan Nacional de Investigación, donde este prototipo ha sido integrado en un inversor dotándole de la inteligencia necesaria para un futuro contexto Smart Grid.

Prácticas ambientales que benefician la sostenibilidad empresarial del sistema metro de las ciudades de Europa, Norteamérica y Latinoamérica

71 p.

Medida y evaluación de la contaminación lumínica en entornos urbanos

Coincidiendo con el planteamiento inicial de esta tesis y la entonces reciente aparición del decreto 357/2010, de 3 de agosto de la Junta de Andalucía por el que se aprueba el reglamento de la calidad del cielo nocturno frente a la contaminación lumínica y el establecimiento de medidas de ahorro y eficiencia energética, se estaban produciendo cambios sustanciales tanto en lo referente a normativas y requerimientos técnicos para su aplicación como en lo referente a tecnologías de alumbrado e instrumentación. Así, en la "Guía técnica de adaptación de las instalaciones de alumbrado exterior al decreto 357/2010", editada por la Junta de Andalucía, en lo referente a la instrumentación utilizable para las mediciones necesarias, se menciona: "Nuevas tendencias en medidas de niveles: La fotografía digital apunta como la nueva metodología de medición lumínica. Se aplica ya en casos específicos, pero los equipos y procesos son aún muy complejos y costosos. Se trabaja ya en el desarrollo de equipos y metodologías aplicables a la gestión práctica de instalaciones." El estudio y desarrollo de equipos y metodologías aplicables a la gestión práctica de instalaciones y, en particular, en lo concerniente a equipos de medición lumínica orientados a tales fines se convirtió así en uno de los principales motivos y objetivos de esta tesis. Esta tesis se realiza en las líneas de trabajo sobre la contaminación lumínica del Área de Proyectos de Ingeniería del Departamento de Expresión Gráfica, Diseño y Proyectos y en las líneas de trabajo sobre instrumentación y adquisición de datos del Departamento y Área de Tecnología Electrónica lo que supuso así una base idónea para la propuesta de este proyecto de tesis. Resultó así mismo motivadora, a modo de ejemplo, la consideración 9 que hace el Reglamento (CE) Nº 245/2009 de la Comisión de 18 de marzo de 2009 por el que se aplica la Directiva 2005/32/CE del Parlamento Europeo y del Consejo: "(9) A falta de métodos científicos consensuados internacionalmente para la medición de su impacto medioambiental, no ha podido evaluarse la importancia de la denominada «contaminación lumínica»." Esta afirmación deja claro que, en los momentos del comienzo de esta tesis, la contaminación lumínica no había alcanzado aún un consenso internacional en lo relativo a los métodos científicos para su medición y evaluación. Consecuentemente, esta tesis se planteó así mismo contribuir, en la medida de sus posibilidades, en la obtención de métodos científicos para la medición y evaluación de la contaminación lumínica. Uno de los primeros aspectos que se constataron fue que la contaminación lumínica estaba siendo contemplada, inicialmente, por el contexto astronómico, uno de los afectados por la misma, y la mayoría de los trabajos, primeras normativas y propuestas se encontraban en este contexto. El entorno urbano no sólo también está afectado sino que, además, es la principal causa que la provoca. Consecuentemente en esta tesis se plantean objetivos que se pueden resumir en implicarse y participar en el estudio de la medición y evaluación de la contaminación lumínica en el entorno urbano así como estudiar y proponer herramientas o alternativas a la escasa instrumentación actualmente en uso. En este sentido se desarrollan los siguientes puntos: * Estudio de la contaminación lumínica, su evolución histórica a través de la normativa que la regula y revisión de las principales organizaciones y proyectos relevantes (estado del arte). * Estudio de la instrumentación utilizada para su medición y evaluación y propuesta de la utilización de cámaras fotográficas comerciales para ello, incluyendo aportación de propuesta de método de calibración y desarrollo de herramienta basada en la propuesta. * Estudios y mediciones de casos prácticos como mediciones con SQM (Sky Quality Meter, un instrumento muy utilizado en contexto astronómico) o aplicación de la propuesta a la medición y evaluación de anuncios y señales luminosas, habiéndose publicado un artículo al respecto en revista referenciada en el JCR. Las conclusiones extraídas de la tesis se pueden resumir en: * Se ha validado una propuesta de calibración de máquina fotográfica digital comercial para su uso en la evaluación y medición de la contaminación lumínica . Se ha diseñado una herramienta basada en esta propuesta. * Los parámetros actualmente utilizados en la definición y consecuente medición y evaluación de la contaminación lumínica no son adecuados. * La contaminación lumínica no es un concepto que pueda ser medido con una única unidad de medida y requiere de una especificación multiparamétrica que contemple diversos aspectos y consideraciones. * La cámara fotográfica digital se postula como una herramienta útil y válida para su utilización como dispositivo de medida. * La normativa relativa a la contaminación lumínica, en particular en lo relativo al contexto urbano, debe revisarse para incluir aspectos más allá de la eficiencia energética, así como contemplar instrumentación más eficiente y válida que el luxómetro y el luminancímetro, que actualmente predominan.

Evaluación de tecnologías de manejo de arvenses en el cultivo de la caña de azúcar

La investigación se desarrolló en áreas de producción de la Empresa Azucarera Majibacoa de la provincia Las Tunas, Cuba; para hacer una evaluación económica, energética y ambiental de tecnologías de manejo de arvenses en caña planta de primavera quedada, en un suelo del tipo Vertisol. En el área experimental se trazaron parcelas, según un diseño de bloques al azar con cuatro réplicas, se evaluaron nueve tecnologías, donde se combinaron el control mecánico y el químico, se utilizó la limpia manual, la tracción animal, el cultivo mecanizado y como medios de aplicación de herbicidas, máquina y asperjadora manual. A las diferentes tecnologías se le determinó utilidades económicas, eficiencia energética, carga contaminante hacia la atmósfera y efectos sobre la compactación del suelo a través de la resistencia a la penetración. Se obtuvo que las tecnologías más eficientes de modo general resultaron aquellas que incluyeron el herbicida Isoxaflutol, donde se utilizó menor cantidad de pases de implementos agrícolas y aplicaciones de herbicidas.

Evaluación del consumo energético de la memoria transaccional en procesadores heterogéneos

Actualmente existe una enorme cantidad de dispositivos y sistemas, como ordenadores portátiles y teléfonos móviles, que dependen de una batería para su funcionamiento. Como consecuencia, el hardware que incorporan debe ser energéticamente eficiente. La industria, para soportar este mercado, está desarrollando procesadores con el objetivo de reducir su consumo energético. Por ejemplo, ARM propone la arquitectura big.LITTLE como un procesador multi-núcleo heterogéneo: unos núcleos más rápidos para aplicaciones orientadas al rendimiento, y otros más lentos orientados a la eficiencia energética. Puesto que todos los núcleos acceden a la misma memoria física, las aplicaciones multi-hilo deben recurrir a algún tipo de sincronización para coordinar el acceso a los datos compartidos. La memoria transaccional (TM) es una solución optimista para ofrecer sincronización de hilos concurrentes en memoria compartida. En TM se permite el acceso en paralelo a los datos compartidos y, mediante un mecanismo de detección de conflictos, se puede garantizar la exclusión mútua. Para beneficiarse de las ventajas que ofrece TM, así como de las características de los procesadores heterogéneos de bajo consumo, es necesario que las soluciones de TM tengan en cuenta los requisitos energéticos y de rendimiento de las aplicaciones en consonancia con lo que ofrece el procesador. Como paso inicial, hay que comprender el rendimiento y consumo energético de las soluciones TM actuales. Para ello, hemos realizado una evaluación de consumo y rendimiento de una librería de TM software, TinySTM, sobre un procesador del tipo big.LITTLE. Los resultados revelan una buena escalabilidad en los núcleos de bajo consumo para la mayoría de las aplicaciones evaluadas. Sin embargo, la aplicación con mayores requerimientos de cómputo resulta ser energéticamente más eficiente en los núcleos orientados al rendimiento, a pesar de su mayor consumo.

El bono social y las cooperativas energéticas verdes: situación y perspectivas

Las tarifas sociales son, junto con la transferencia de rentas y las medidas de eficiencia energética, uno de los instrumentos para paliar la pobreza energética. A la tarifa social española, creada en el año 2009 se le denomina “bono social”. Para acceder al bono social, aparte de cumplir los requisitos socioeconómicos estipulados por ley, hay que tener contratada la electricidad con alguna comercializadora de referencia, las cuales tienen la obligación de ofrecer el bono social. Las cooperativas energéticas verdes, un fenómeno reciente, al no ser comercializadoras de referencia, no están obligadas a ofrecer el bono social. Esto no quiere decir que entre los socios de estas cooperativas no haya personas vulnerables o en riesgo de pobreza energética. Este trabajo centra su análisis en dos objetivos. El primero es trazar el perfil socioeconómico del socio de las cooperativas verdes. El segundo es observar si estos socios tienen derecho al bono social actual, así como a otras tarifas sociales alternativas con requisitos diferentes a los del bono social. Para ello, se realiza una encuesta a los socios de la mayor cooperativa energética verde de España. Los resultados evidencian que sí existe riesgo de pobreza energética entre los socios de las cooperativas energéticas verdes, si bien su incidencia depende de cómo se defina al consumidor vulnerable.

La Eficiencia ambiental y Energética en la Rehabilitación de edificios: Conceptos.

Conferencia en el Seminario de Gestión Ambiental La Eficiencia ambiental y Energética en la Rehabilitación de edificios

La revolución energética cubana en la UCLV: ¿un paso en el camino hacia la sostenibilidad?. Parte I: Análisis de los impactos ambientales

La Revolución Energética Cubana (REC) surge de las necesidades de resolver la situación social y económica de Cuba, sumergida en una crisis energética con constantes apagones que limitaban por completo todo desarrollo del país. La REC (2006) se basa en los principios de la autosuficiencia energética, el ahorro y uso racional de la energía, y el incremento de la eficiencia en todos los aspectos. En el presente trabajo se realiza el análisis de la sostenibilidad socio-ambiental de la REC en la Universidad Central Marta Abreu de Las Villas (UCLV), ubicada en Santa Clara (Cuba). La valoración se ha efectuado mediante el análisis de los impactos ambientales y sociales en dos estudios paralelos que se complementan aplicando la técnica de conmensurabilidad débil. El conjunto de los programas de la REC han propiciado mejoras en el suministro eléctrico y en el ahorro energético, disminuyendo en un 44% las emisiones de CO2, a pesar del incremento en la actividad docente y en la flota de equipos. Las medidas adoptadas han incidido en la calidad de la docencia, las condiciones de vida, la concienciación y la participación de la población, dando lugar a un impacto social positivo. De esta manera, el balance global de la REC es positivo ya que ha permitido el desarrollo de la UCLV sin incrementar los impactos ambientales, por lo que se puede considerar un paso en el camino hacia la sostenibilidad socio-ambiental.

La revolución energética cubana en la UCLV: ¿un paso en el camino hacia la sostenibilidad?. Parte II: Análisis de los impactos sociales

La Revolución Energética Cubana (REC) surge de las necesidades de resolver la situación social y económica de Cuba, sumergida en una crisis energética con constantes apagones que limitaban por completo el desarrollo del país. La REC (2006) es un conjunto de medidas basadas en los principios de la autosuficiencia energética, el ahorro y uso racional de la energía, y el incremento de la eficiencia en todos los aspectos. En el presente trabajo se realiza el análisis de la sostenibilidad socio-ambiental de la REC en la Universidad Central Marta Abreu de las Villas (UCLV), ubicada en Santa Clara (Cuba). La valoración se ha efectuado mediante el análisis de los impactos ambientales y sociales en dos estudios paralelos que se complementan aplicando la técnica de conmensurabilidad débil. El conjunto de los programas de la REC han propiciado mejoras en el suministro eléctrico y en el ahorro energético, disminuyendo en un 30% las emisiones de CO2, a pesar del incremento en la actividad docente y en la flota de equipos, en la universidad. Las medidas adoptadas han incidido en la calidad de la docencia, las condiciones de vida, la concienciación y la participación de la población, dando lugar a un impacto social positivo. De esta manera, el balance global de la REC se califica de positivo ya que ha permitido el desarrollo de la UCLV sin incrementar los impactos ambientales, por lo que se puede considerar un paso en el camino hacia la sostenibilidad socio-ambiental.

Cap a l'autosuficiència energètica: barri La Plana, Sitges

En el present estudi s’ha analitzat si és possible l’autosuficiència energètica al barri projectat de La Plana de Sitges a partir de fonts renovables d’energia. S’ha realitzat un anàlisi de l’oferta potencial del barri de La Plana, format per habitatges unifamiliars i plurifamiliars, serveis i equipaments i s’ha comparat el potencial de producció energètica dels recursos renovables locals a cada subsistema i pel sistema de La Plana. Diferenciant si són una Oferta estàndard (4.000 MWh/a) seguint la Normativa d’ecoeficiència de Sitges o bé una Oferta renovable (19.000 MWh/a) segons un Ecobarri proposat en aquest projecte a partir d’energia solar fotovoltaica i tèrmica. En l’estudi de la demanda, diferenciant entre una Demanda estàndard (39.000 MWh/a), respon al total de La Plana seguint el consum d’un habitatge tipus de la mitjana catalana (ICAEN, 2002) i una Demanda eficient (20.800 MWh/a) seguint un model de baix consum projectat en un Ecobarri de Barcelona. (Vallbona, 2009). Per analitzar de forma detallada les variables d’oferta i demanda, s’han proposat quatre escenaris diferents on es valoren l’autosuficiència energètica del sistema de la Plana i aspectes ambientals d’emissions derivades de la utilització de l’energia. El primer escenari és l’estàndard i és el resultat d’analitzar conjuntament una oferta i una demanda estàndard. Al segon escenari conflueixen una Oferta Estàndard i una Demanda Eficient. En el tercer escenari coincideixen una Oferta Renovable i una Demanda Estàndard. El quart i últim escenari respon a la proposta d’Ecobarri on l’Oferta és renovable i la Demanda eficient. Tanmateix, s’ha realitzat un estudi sobre els aspectes econòmics de La Plana que s’estimen en uns beneficis per la venda de l’energia d’uns 5 milions d’euros anuals i uns costos d’instal·lació de 80 milions d’euros. Finalment s’ha constatat que és possible assolir una autosuficiència del 90% a l’escenari Ecobarri (oferta renovable - demanda eficient). Mitjançant la instal·lació de sistemes de captació solar a les cobertes, cobrint el 100% de la demanda d’ACS, i captadors solars FV, ambdues estratègies són viables i representen beneficis econòmics i una reducció d’emissions de l’ordre de 13.700 Tn CO2 equivalents anuals que suposen un estalvi del 88% respecte un escenari d’oferta i demanda estàndard.

Influència del context geològic i hidrogeològic en l'eficiència energètica dels sistemes geotèrmics de molt baixa entalpia

L’elevat consum energètic de les societats actuals, així com la impossibilitat de sostenir-lo a llarg termini implica la cerca de noves fonts d’energia. D’aquesta manera, en el camp de la climatització residencial, l’energia geotèrmica de molt baixa entalpia es posiciona com una alternativa als recursos energètics actuals. Així, els primers metres de subsòl presenten una temperatura adequada per al seu aprofitament calorífic, mitjançant els sistemes geotèrmics de bomba de calor. Si bé a nivell energètic, són sistemes, intrínsecament, molt eficients, el seu rendiment pot patir importants variacions davant dels canvis en les condicions del medi geològic i hidrogeològic. Especialment, els col·lectors de calor verticals, treballen, amb freqüència, en el si de les formacions hidrogeològiques. En aquest sentit, els canvis del nivell hidràulic i de la temperatura de l’aigua de l’aqüífer es manifesten amb variacions de la conductivitat tèrmica equivalent i del flux subterrani d’aigua, que alhora, aquestes, es tradueixen en alteracions del flux subterrani de calor. Davant d’aquest fet, l’avaluació quantitativa de l’efecte d’aquestes fluctuacions que es presenta en aquest treball mostra petites variacions del nivell hidràulic i de la temperatura de l’aigua comporten canvis molt notables en l’eficiència dels sistemes verticals de bomba de calor geotèrmica.

Cálculo y diseño de una instalación doméstica considerando la certificación energética en edificaciones

En este Proyecto Final de Carrera se estudiará el rendimiento energético de un edificio de viviendas situado en Tarragona, y se propondrán intervenciones para mejorar este comportamiento. Se realizarán los cálculos y dimensionamiento de las instalaciones que afectan al resultado obtenido por esta certificación energética (electricidad, climatización, aislamiento y salubridad), así como la propia evaluación energética, con el programa informático CYPE ingenieros , versión 2012.i. Con el programa informático CYPE Instalaciones de edificio, definiremos el edificio de viviendas en 3D a partir de los planos del proyecto básico, así como los cierres y dimensionamiento de las instalaciones, y obtendremos la demanda energética del edificio de viviendas.Después analizaremos el mercado para ver qué posibles intervenciones podemos realizar en el edificio de viviendas para reducir la demanda energética y mejorar su calificación. Se ha querido enfocar el proyecto desde un punto de vista tecnológico para sugerir las posibles alternativas de instalación, por lo que las propuestas implementadas se basan en equipos consumidores de una menor cantidad de energía sin verse mermadas por ello las prestaciones de confort en las mismas. Así pues, las mejoras intervenidas para mejorar la certificación energética del presente edificio se basan en la aplicación de soluciones de energía solar térmica para ACS y calefacción, adoptar un sistema de suelo radiante y refrescante para la climatización, y el cambio de alumbrado tradicional por tecnología LED. Una vez aplicadas las intervenciones escogidas comprobaremos cómo hemos reducido la demanda energética y cómo ha mejorado la calificación energética del edificio. La conclusión que se puede extraer en la realización de este Proyecto Final de Carrera es que es importante la sensibilización respecto al ahorro energético, puesto que los edificios actuales no son muy eficientes, pero, tal y cómo se comprobará en este proyecto, con una inversión razonable se pueden conseguir unos resultados muy satisfactorios y que a la larga, ésta estará compensada.

América Latina y el Caribe frente a la coyuntura energética internacional

Incluye bibliografía

Resultados de la reestructuración energética en Bolivia

Incluye Bibliografía