Empleo de energías renovables

Hoy en día es posible utilizar múltiples fuentes de energía renovable en nuestros edificios. De todas las posibles, expondremos aquellas que tienen una fácil implantación en un parque residencial de baja densidad como el que nos ocupa.
La geotermia, la energía térmica solar, la energía solar fotovoltaica, la energía eólica a través de microgeneradores, son posibles en nuestros edificios.
Dado el número de horas de sol que recibimos, la energía solar es una alternativa imprescindible. La nueva edificación desde septiembre del año 2006 debe incorporar aporte de energía solar para el calentamiento de agua sanitaria, pero poco son los edificios que se han hecho desde esa fecha con arreglo al Código Técnico de la Edificación, y aunque está presente en muchas viviendas unifamiliares, todavía estamos lejos de alcanzar el potencial de la energía térmica solar.
Mapa de la radiación solar
Usar energía solar térmica implica un ahorro que, en el caso del agua caliente, puede ser de un 95 a 100% de energía a lo largo del año. Si usamos la energía solar para la calefacción, puede llegar a cubrirse un 60% de la demanda. En viviendas no se diseñan las instalaciones para el 100% de la demanda por varios motivos: el principal, la amortización de la instalación sería demasiado largo; otro motivo, solo se aprovecharía por un corto espacio de tiempo anual y por último, derrocharíamos esa energía el resto del tiempo

Tipos de sistemas de energía solar térmica

Existen diferentes sistemas de utilización de energía solar térmica, en resumen:

1. Termosifón: es el sistema más simple y económico, por el contrario, su uso está limitado, como media, a generar agua caliente a un máximo de cuatro personas. Sólo puede dedicarse a la generación de agua caliente sanitaria, no para calefacción. Tiene el depósito integrado en la misma placa y no necesita sala de máquinas, pero sus posibilidades de integración en una cubierta inclinada son escasas o nulas.

2. Colectores planos. Los colectores planos son los más comunes y más ampliamente usados. Se utilizan tanto para generar agua caliente como para generar calefacción y su utilización es más compleja que el anterior. Requieren de circuitos hidráulicos propios. Los paneles solares están atravesados por un circuito hidráulico cerrado; el agua que discurre por él es calentada en los paneles solares y llega hasta un acumulador, un depósito de agua especialmente aislado para evitar pérdidas de calor. Los circuitos interiores de calefacción y agua caliente sanitaria intercambian calor con el agua calentada en los paneles.

4. Colectores de tubos de vacío. Los tubos de vacío son colectores térmicos de alto rendimiento que se utilizan normalmente para la calefacción solar, pero también allí donde hay un alto consumo de agua caliente, o allí donde el tejado no dispone de la orientación más adecuada para las placas. Por lo demás, funcionan igual que los colectores planos. Su independcia de la orientación del tejado los hacen perfectos para la integración arquitectónica.

5. Concentrador solar térmico-fotovoltaico. El concentrador solar para uso doméstico es una innovación reciente. Consiste en un aparato concentrador de los rayos solares que aumenta enormemente el rendimiento de las placas, y que además genera simultáneamente calor y electricidad. Su integración arquitectónica en la vivienda es más discutible.

Frío solar
La tecnología hoy permite aprovechar la energía solar para producir frío, el frío solar. Gracias a la denominada máquina de absorción podemos aprovechar en verano el calor producido en nuestro sistema de solar térmica.
La máquina de absorción aprovecha que las sustancias absorben calor al cambiar de estado líquido a gaseoso. Así como en el sistema de compresión el ciclo se hace mediante un compresor, en el caso de la absorción, el ciclo se basa físicamente en la capacidad que tienen algunas sustancias, como el bromuro de litio, de absorber otra sustancia, tal como el agua, en fase de vapor
Esta tecnología está testada en grandes superficies y es probable que pronto se extienda hacia un mercado más doméstico, pues hoy en día es poco competitiva económicamente.

La energía fotovoltaica

La energía fotovoltaica para el autoconsumo es otro de los retos del presente, que comienza su andadura con la nueva reglamentación a través del Real Decreto que regula  las condiciones administrativas y técnicas básicas para la conexión de las instalaciones de fuentes renovables y de cogeneración de pequeña potencia y el esperado Real Decreto que regule la normativa de balance neto, en fase de elaboración, que regulará el autoconsumo.

Imagen de un tejado fotovoltaico de un prototipo de vivienda en el Solar Decathlon
La energía solar fotovoltaica permite convertir  la luz solar en electricidad gracias a un sistema solar fotovoltaico. Esta electricidad puede consumirse instantáneamente en el mismo lugar donde se ha producido, puede acumularse e en baterías para su posterior uso, o puede venderse a la compañía eléctrica.

Si conseguimos convertir nuestros edificios en productores de electricidad, tendríamos la electricidad en el punto de consumo, evitando las enormes pérdidas que se producen en la distribución de la electricidad desde las centrales de producción hasta las ciudades. En lugar de acumularla, que es a día de hoy caro, se volcaría a la red existente. Cuando además se regule y apruebe el balance neto, podremos compensar la generación y la demanda de forma que vendamos aquella electricidad no consumida a la red y tomemos de ésta lo que nos falte en los momentos de más demanda o menor producción, como es la noche, de forma que se compense lo vertido con lo demandado y paguemos solo por lo poco que no podamos producir in situ.

Esta forma de producción de energía en el campo de la vivienda unifamiliar tiene unas posibilidades enormes, pues con la superficie de cada cubierta podría producirse lo que consume la vivienda. Más difícil sería en un bloque de viviendas en altura en las que la relación de superficie de cubierta a superficie de viviendas difícilmente permitiría compensar el consumo con lo producido. Pero en el caso de la vivienda unifamiliar, el reto está en reducir el plazo de amortización de la instalación con un marco legal que recoja el balance neto que hemos comentado y asegure un precio de la electricidad producida.

Según las estadísticas oficiales del IDAE (Instituto para la Diversificación y el Ahorro Energético), una familia en España consume de media 3.500 KWh. En Andalucía podemos conseguir un rendimiento de 1.400 KWh/KWp, por lo que necesitaríamos del orden de 2,5 KWp instalados para conseguir cubrir el consumo anual, por ello el coste de la instalación doméstica debería estar en unos 3.750 €
Si analizamos el plazo de recuperación de la  inversión, veremos que el período es de 6 años, pues sin tener en cuenta la cuota de potencia, una familia en 2012 pagó 646,7 €/año, y eso sin contar que de los elementos de la instalación fotovoltaica no dejan de bajar y ya hay ofertas en el rango de 1 - 1,2 €/Wp, y por otro lado las tarifas eléctricas no dejan de subir, por lo que todo apunta a que cada vez será más rentable el autoconsumo, aparte del beneficio medioambiental.

Biomasa

La biomasa es otra de las alternativas que tiene la consideración de renovable, aunque es minoritaria y cuenta con sus detractores por el problema actual de garantía en el suministro, podemos plantear el sustituir calderas de otros combustibles por calderas de biomasa.

Dentro de las calderas de biomasa, las más demandadas son las calderas de pellets, pero existen también otras, que son polivalentes y son denominadas por este motivo policombustibles, pues son capaces de funcionar con cualquier combustible sólido, siempre y cuando el material no supere un tamaño máximo: huesos de aceitunas, restos de poda, cáscaras de almendras, etc. y por supuesto, también pellets, lo cual supone una gran ventaja.
Dentro de la calefacción de viviendas unifamiliares es común utilizar chimeneas con leña. Si sustituimos la leña por restos de poda, huesos de aceituna, cáscaras de almendra, estamos empleando biomasa. Si además mejoramos la chimenea tradicional mediante la instalación de recuperadores de aire, podremos conducir el aire caliente a otras habitaciones.

Imagen de recuperadores de aire en chimeneas

También es posible instalar una chimenea con recuperador de agua con lo que podríamos producir agua caliente que aprovechar para una calefacción por radiadores o para agua caliente sanitaria.

Cuadro sinóptico de calefacción por biomasa en vivienda unifamiliar. Fuente: AAE

Geotermia

La geotermia en edificación aprovecha la propiedad del subsuelo para mantener una temperatura constante a lo largo del año. De esta forma, mientras en invierno el exterior puede estar a 4ºC, en el terreno tendremos una temperatura de 18ºC. Si trazamos una red de tuberías por la tierra hasta los equipos de generación de calor o frío en el interior de nuestra vivienda, el salto térmico para alcanzar el confort será de solo 4ºC, con lo que la reducción del consumo de nuestro sistema de climatización será enorme.
La climatización geotérmica utiliza una bomba de calor que aprovecha las características que hemos comentado del subsuelo.

En el caso de rehabilitación energética, la geotermia resulta interesante en el caso de viviendas unifamiliares aisladas pues necesita de una superficie libre para el trazado de la red de tuberías en tierra. Podemos optar por un desarrollo en horizontal a poca profundidad o bien por un desarrollo vertical a gran profundidad realizado mediante máquinas de sondeos. Existe una tercera opción que consiste en aprovechar los pilotes de cimentación para incorporar los circuitos de intercambio con el terreno.
Aun cuando es difícil establecer una media, la inversión necesaria para una vivienda unifamiliar puede rondar de los 15.000 a 30.000 euros.

Anexos descargables

Edad de la edificación
Guía del solicitante administración andaluza
PROGRAMA ESPECÍFICO "CLIMATIZACIÓN EFICIENTE DE ANDALUCÍA"
Empresas autorizadas PROSOL
Programa No Sound