1.5.1. INTRODUCCIÓN
En este apartado se describe el equipamiento habitual de una vivienda rural de un país del Norte Mediterráneo, se consideran dos casos:
• Equipos de bajo consumo y alta eficiencia empleados en viviendas con instalaciones de
energías renovables
• Equipos convencionales habitualmente utilizados en el sector residencial
Esta distinción se establece por varias razones. La primera, por la necesidad del empleo de equipos de bajo consumo y eficientes con instalaciones de energías renovables dado que un uso racional de la energía es absolutamente fundamental para la competitividad de estas tecnologías.
La segunda, porque los consumos, para un mismo grado de satisfacción del usuario, son muy distintos en una vivienda “renovable” y otra “convencional”. El analizar el diferente comportamiento de un mismo equipamiento básico, uno eficiente y otro convencional, nos permite considerar “consumos equivalentes” y, por otra parte, determinar el incremento de coste que supone el emplear equipos de mayor eficiencia como se estudia en el capítulo de variables económicas.
En cuanto al factor de potencia medio de las cargas de una vivienda pueden tomarse un valor de 0,9 (UNION FENOSA, 99, p.17). Antes de tratar cada uno de los aparatos que constituyen el equipamiento de una vivienda en el marco anteriormente citado, se va a analizar la eficiencia energética de los electrodomésticos.
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1.5.2. EFICIENCIA ENERGÉTICA
Desde 1995, existe una regulación en la Unión Europea, preparada dentro del programa SAVE, que es valida en todos los países integrantes y que reemplaza las regulaciones nacionales, sobre “Etiquetado Energético” (como una política de eficiencia energética). Según esta normativa los fabricantes están obligados a indicar para cada electrodoméstico la clase energética, en función de consumo, según la siguiente tabla.
Clase Energética Consumo de Energía Evaluación
A < 55% B 55 – 75 % C 75 – 90 % Bajo consumo de energía D 90 – 100 % E* 100 – 110 % Consumo medio de energía F 110 – 125 % G > 125 % Alto consumo de energía (*) Referencia
Tabla 1.3. Clases energéticas de los electrodomésticos del mercado europeo.
Esta tabla permite comparar los consumos eléctricos dentro del mismo tipo de electrodoméstico y se consideran el primer escalón hacia la estandarización de la eficiencia energética de estos equipos.
1.5.3. EQUIPOS DE CONSUMO ELÉCTRICO DE UNA VIVIENDA “RENOVABLE”
a) Iluminación
Para el alumbrado doméstico deben utilizarse fluorescentes o halógenos, debido a que su rendimiento es como mínimo tres veces superior a los sistemas incandescentes y el ahorro en el tamaño del generador que supone este elevado rendimiento compensa ampliamente su mayor coste.
Según el tipo de instalación elegida, puede optarse por equipos de alumbrado de corriente continua o alterna, aunque siempre que sea posible debe emplearse corriente continua, debido a su menor probabilidad de fallo. En el caso de que la iluminación se suministre en corriente alterna es recomendable el uso de lámparas de bajo consumo con reactancia electrónica que compense el factor de potencia.
Es importante ajustar la potencia de las lámparas según el tipo de aplicación: lectura, luz ambiental, etc. Para habitaciones grandes es más conveniente para igualdad de potencia de alumbrado ir a más de un punto de luz. Otras medidas complementarias pueden ayudar a la eficacia de la iluminación: paredes pintadas de colores claros, emplear reflectantes, evitar el uso de pantallas, limpiar las lámparas periódicamente, colocar la lámpara en el lugar adecuado, etc.
La energía consumida diariamente para iluminación de una vivienda de tipo medio puede oscilar entre 150 y 250 Wh. La “potencia pico” de los paneles fotovoltaicos para satisfacer esta
ELECTRIFICACIÓN RURAL Página 28 b) Televisión
Inicialmente los televisores instalados eran de blanco y negro debido a que su consumo es menos de la mitad de los de color. Respecto al tamaño también la diferencia de potencia es significativa entre los de pequeño tamaño 12-16 pulgadas y los de gran tamaño 20-24 pulgadas. La energía consumida diariamente puede oscilar entre 100 y 360 Wh y la potencia pico de los paneles correspondientes puede variar entre 35 y 120 Wp .
c) Equipos de sonido
La potencia típica de los radiocasetes es del orden de 10 W, pudiendo superar los 50 W las cadenas de sonido. En este tipo de instalaciones, hay tener cuidado con el consumo del equipo en posición de “espera”.
d) Pequeños electrodomésticos
Batidoras, molinillos de café, máquinas de afeitar, etc., cada uno de ellos con potencias menores de 150 W (son excepciones, los secadores de pelo y las planchas que, aunque con una potencia mucho mayor, debido a su limitado tiempo de empleo no suponen un consumo excesivo, aunque sí deben ser tenidos en cuenta en el cálculo de la potencia máxima). Este tipo de equipos es más difícil encontrarlos para corriente continua, además suelen tener menos prestaciones y precio más elevado. La energía consumida diariamente por este conjunto de aparatos, sin contar secadores de pelo y plancha, puede estar alrededor de 60 Wh,
necesitando una potencia pico de 20 Wp.
e) Lavadoras
Existen lavadoras no automáticas de pequeña capacidad y trabajando en corriente continua, pero la calidad del lavado y la comodidad que proporcionan son inferiores a las lavadoras convencionales. Por las razones anteriores, se emplearán lavadoras convencionales pero evitando el uso de programas de lavado que incluyan calentamiento del agua o centrifugado. Si se desea realizar el lavado con agua caliente se puede acudir a equipos con dos tomas de agua y utilizar una fuente de energía térmica. En estas condiciones con una lavadora de 300 W y un lavado de una hora de duración cada dos días la energía consumida será de 150 Wh para lo que se necesitará una potencia pico de los paneles de 40 Wp.
f) Frigoríficos y congeladores
Existen equipos apropiados para trabajar en corriente continua con bajos consumos, desde 40 a 350 litros de capacidad. El consumo energético depende de muchos factores tales como la temperatura ambiente, el nivel de llenado, el número de aperturas, la rotación de los alimentos, además de las características técnicas del equipo.
Estas dependencias hacen difícil la estimación del consumo energético, aunque en todo caso se trata de consumos elevados: de 200 a 1000 Wh diarios, por lo que deberán ser tenidos en cuenta en el dimensionado y, si es posible, evitar su utilización sustituyéndolos por equipos que funcionan con gas butano.
ELECTRIFICACIÓN RURAL Página 29 g) Otros equipos
Se pueden emplear otros electrodomésticos, como ordenadores, vídeos, radioteléfonos o teléfonos móviles, que se caracterizan por consumo moderado o pequeño, siempre que se utilicen adecuadamente.
h) Equipos de bombeo
En viviendas rurales, especialmente las de hábitat disperso, es habitual encontrarse con instalaciones de bombeo. Para aplicaciones domésticas existen equipos de corriente continua aunque con muchas diferencias de calidad. En estos sistemas, lo habitual es que el panel fotovoltaico alimente directamente el motor de continua acoplado a una bomba de superficie. Para aplicaciones de mayor tamaño, lo más indicado es alimentar, a través de un inversor de frecuencia variable, la bomba de alterna sumergida. En todas las aplicaciones de bombeo lo más eficiente es no utilizar baterías (salvo que la instalación incluya otros consumos), almacenando en un depósito el agua extraída en las horas de radiación solar, actuando el agua bombeada como acumulación de la energía.
1.6. PROYECTOS DE ELECTRIFICACIÓN RURAL CON ENERGÍAS RENOVABLES
1.6.1. INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS
a) Mercado fotovoltaico
El mercado mundial de sistemas fotovoltaicos ha crecido a un ritmo medio anual del 24 % en los últimos cinco años (Papageorgiou, 99). Este crecimiento ha sido simultáneo con una reducción del coste de los módulos de hasta un 25 %.
La potencia total instalada en el mundo pasó de 350 MWp en 1994 (Loois et al, 97, p. 1655),
a 476 MWp en 1995 (Ricaud, 97, p. 9). De esta potencia, 43 MWp correspondieron a
electrificación rural (incluyendo bombeo), movilizando 189 M$.
Cerca del 80% de las instalaciones corresponden a sistemas aislados. Las perspectivas son que la electrificación rural represente el 54 % del mercado fotovoltaico en el año 2000
(Ricaud, 97, pp. 8 y 9). Para el 2010, las previsiones son de 3 GWp de potencia instalada en
sistemas fotovoltaicos aislados, de los cuales 0,7 GWp corresponden a Europa. Esto supone un
movimiento de capital en torno a los 30 “billones” de Euros en los próximos 15 años (Loois et al., 97, p. 1655).
La producción de módulos ha pasado de 30 MW en 1990 a 120 MW en 1997. Los fabricantes principales se encuentran en Estados Unidos, que posee las dos quintas partes del mercado mundial, con Spire y Solarex (propiedad de BP y de Enron), esta última líder en la fabricación de silicio policristalino. La fábrica más grande del mundo se encuentra en Munich, pertenece a Siemens Solar, otro de los líderes del mercado fotovoltaico.