Corporación de Desarrollo
Tecnológico
Décima tercera conferencia
tecnológica
Cristián Yáñez
14 octubre 2009
Introducción
•
Estudio de la empresa Siemens el 2009, acerca de las
potencialidades de disminuir las emisiones de CO2 de la ciudad de
Londres arrojó interesantes resultados
• Londres tiene como meta bajar a 25,4 Mill t/CO2 para el 2025, es decir casi a la mitad
• El principal de potencial de abatimiento se encuentra en edificios
Introducción
Mas del 75% del potencial de abatimiento se encuentra en manos de
Individuos que hacen elecciones de alternativas tecnológicas
Introducción
Gran porcentajes de medidas de reducción de emisiones, se paga por si
misma, al ser medidas de ahorro de energía
Introducción
•
En este contexto, hay una infinidad de alternativas
tanto de eficiencia energética como de uso de
energías renovables.
•
A continuación describiremos las que tiene mayor
relevancia para el sector construcción y que está en
etapa de difusión en Chile
Introducción: Energía Solar Térmica
•
Usos de la Energía Solar en Viviendas:
–
Energía Solar Fotovoltaica
•
Placas semiconductoras que generan conducción eléctrica debido a la
radiación
•
Generación de diferencia de potencial mantenido por la energía de los
fotones que golpean las placas.
•
Generación de electricidad
–
Energía Solar Térmica
•
Radiación solar es captada por un fluido térmico
Energía Solar Térmica
•
Aspectos Generales:
–
Aprovechan la energía solar para calentar un medio
portador de calor, como agua o aire
–
En viviendas se utilizan principalmente para:
•
Calentamiento de agua de piscinas
•
Agua Caliente Sanitaria (ACS)
–
En el caso del ACS requieren un respaldo durante los
meses fríos, ya que no proveen el 100% de agua caliente
anual
Energía Solar Térmica
•
Sistema de Captación:
Eficiencias de entre 50%-80%
dependiendo de los siguientes
factores:
-
tipo de colector
-
material
-
radiación
-
diferencia de. temperatura
entre el medio ambiente y el
Energía Solar Térmica
•
Radiación solar (kWh/m2 año):
Energía Solar Térmica
•
Calentamiento de Piscinas:
9
estanque acumulador es la
Sistemas más simples donde el
piscina
9
Requerimientos de temperaturas
menores (25 – 30ºc )
9
Más de 35 MMm2 instalados al
2007 en el mundo
9
Material del colector:
Energía Solar Térmica
Energía Solar Térmica
•
Viviendas Unifamiliares:
9
Pueden ser ciclos naturales
(termosifón) o forzados
9
Requerimientos de temperaturas
mayores que en las piscinas (40º
-50º)
Energía Solar Térmica
•
Viviendas Unifamiliares:
9
Consideraciones adicionales
tales como:
•
sistemas contra heladas
•
ánodos de sacrificio
•
válvulas de seguridad
•
mayores estanques de expansión
9
En el caso de incorporar calefacción,
requiere un sobredimensionado de
Energía Solar Térmica
•
Viviendas Unifamiliares:
9
Se calcula el diseño para ahorros
de 50-60%
9
Requieren sistemas de respaldo
9
Sistemas de fijación especiales de
Acuerdo al tipo de tejado
9
Poca mantención
9
Costos del orden de 800 – 900 euros/
m2 instalado para unifamiliares
Energía Solar Térmica
•
Viviendas Multifamiliares:
9
Ciclo forzados y circuitos cerrados
9
Utiliza el concepto de “central solar”
donde se centralizan los captadores y
estanques de mayor tamaño
9
Requiere de diseño e ingeniería y
complejidades adicionales tales como
sistemas de control.
9
Normalmente utiliza captadores de
mayor área (4 – 6 m2) y estanques
mayores (+ 1.000 litros)
Energía Solar Térmica
•
9
Alternativa muy interesante por las economías de
Viviendas Multifamiliares:
Escala (del orden de 30 – 50% menores que en caso de
Viviendas unifamiliares.
9
Diversas configuraciones posibles con sus ventajas y
Desventajas:
o
Instalaciones Centralizadas
Energía Solar Térmica
•
Instalaciones Centralizadas:
9
Acumulación centralizada
9
Menores costos de
acumulación
9
Requiere de contadores
de energía por vivienda
Energía Solar Térmica
•
Instalaciones Distribuidas:
9
Acumulación distribuida
9
Mayores costos
9
Ventajas en el manejo
individual del agua caliente
Energía Solar Térmica
•
Tipos de Tecnologías:
–
Plásticos para piscinas
•
Aplicaciones de menor temperatura
–
Planos
•
Presenta buenas eficiencias y normalmente
menores costos que los tubos al vacío
Energía Solar Térmica
•
Tipos de Tecnologías:
–
Plásticos para piscinas
•
Normalmente plásticos
•
Buena eficiencia ya que no necesitan levantar más de 30 ºc
•
Prolongan el período de uso de piscinas en climas
mediterranes del orden de 20 – 30% más
Energía Solar Térmica
•
Tipos de Tecnologías (Planos):
–
Planos
•
Presenta buenas eficiencias y normalmente menores
costos que los tubos al vacío
•
Componentes:
1.
Caja
2.
Junta de estanqueidad
3.
Cubierta Transparente
4.
Aislamiento
5.
Placa absorvedora
Energía Solar Térmica
•
Sistema de Captación (Planos):
•
Transforma en energía útil no
más del 60%
•
El resto del calor es disipado
debido a diversos factores como se
ve en la figura
•
Base de funcionamiento: “ Efecto
Invernadero” :
•
Radiación reflejada no puede
salir del sistema por la
Energía Solar Térmica
Energía Solar Térmica
•
Aislamiento de carcasa (planos):
–
Evitan hasta un 20% de pérdidas térmicas en colectores
bien diseñado
–
Debe ser incorporado en el fondo, bajo superficie
captadora y laterales
Energía Solar Térmica
•
Tipos de Tecnologías:
–
Tubos al Vacío tecnología “heat-pipe”
•
Tubo cerrado al vacío
•
Intercambio indirecto a trávés de una mezcla de alcohol
•
Ante el calor del sol la mezcla se evapora entregando calor
al sistema
Energía Solar Térmica
•
Comparación de Tecnologías:
–
Colectores Planos
•
Es más económico que el tubo al vacío
•
Suficiente para ACS
•
Tiene la mayor parte del mercado
–
Tubos al Vacío
•
Mejor rendimiento
•
Alcanza temperaturas altas, lo que implica mayor generación
de vapor
Energía Solar Térmica
Energía Solar Térmica
Energía Solar Térmica
•
Consideraciones de Costos:
–
Los proyectos solares en multiviviendas presentan
economías de escala que pueden hacer que los proyectos
sean 30%-40% más baratos que proyectos unifamiliares
–
Para familias de 4 personas, costo está entre 1.300 –
2.500 dólares, dependiendo del tipo de colector y su
procedencia
–
El Pay-back de estos proyectos (unifamiliares) es entre
5 - 10 años, dependiendo del costo del combustible
CONCLUSIONES
•
Existen interesantes tecnologías de ahorro energético para el
sector inmobiliario
•
Se espera un incremento del uso de éstas, pero este está
fuertemente relacionado con la obligatoriedad de incentivos por
parte del estado
•
Factores claves para el éxito en la utilización de estas:
–
Precios altos de los combustibles alternativos
–
Confianza en sus ahorros por parte de los clientes finales y las
inmobiliaria
–
Profesionales capacitados en todas las etapas del proceso constructivo
(diseñadores, arquitectos, instaladores, operadores de los sistemas)
Energía Solar Térmica
•
Ejemplos de Incentivos:
–
Alemania:
•
A partir del 2009, todas las construcciones deben contar
con una cobertura de o un 15% solar o 30% de biomasa o
50% de bombas de calor
•
Subsidios a viviendas existentes de hasta 400
euros/instalación
•
Reglamentación térmica para viviendas nuevas (EnEv), con
níveles de consumo energético no superiores a 50
Energía Solar Térmica
•
Ejemplos de Incentivos:
–
Italia:
•
55% de crédito fiscal
–
Francia:
•
50% de crédito fiscal. Obligatorio el 2010 (edif. Pública), y
a partir del 2012 para el resto de las edificaciones
Energía Solar Térmica
•
Ejemplos de Incentivos
•
España
–
Programa de Subvenciones
•
Desde los años 80
•
Del orden del 30% del costo total
•
Principalmente ACS, piscinas y procesos industriales
–
Ordenanzas Municipales
•
Primeras ordenanzas surgieron en Catalunya
Energía Solar Térmica
•
Ejemplos de Incentivos:
–
Nuevo CTE
•
A partir del 2006
•
Obligatoriedad de instalación solar térmica en todo el país en
edificios nuevos y rehabilitaciones
•
Para ACS y piscinas cubiertas
•
Requiere de mínimos de cobertura solar de acuerdo a ubicación y
consumos:
Energía Solar Térmica
Energía Solar Térmica
•
Ejemplos de Incentivos:
–
Más del 75% de las instalaciones del 2008, se deben a la
imposición de obligatoriedad
Energía Solar Térmica
Incluyendo China
Excluyendo China
Energía Solar Térmica
Energía Solar Térmica
Colectores Planos =>
Energía Solar Térmica
•
Mercado Europeo
•
Alemania posee + del 40% del
mercado europeo el 2008, con 2,1
MMm2 instalados ese año
•
España el 2008 subió al segundo
lugar, sobrepasando a Grecia (CTE)
Energía Solar Térmica
•
Mercado Europeo
•
Crecimiento del 60% respecto al 2007
SITUACION DEL MERCADO
EUROPEO
Superficie de Colectores Solares Instalados en Europa
(en M M m2)
Alemania; 9,4
Francia; 1,4
Italia; 1,1
España; 0,98
Otros; 4,02
SITUACION DEL MERCADO
EUROPEO
Metros Cuadrados de Colectores Instalados por País ( en Mm2) el
2007
960
323
289
283
262
245
7
0 200 400 600 800 1000 1200Estado de la Industria Solar
Térmica en Chile
•
Mercado incipiente (demanda):
NODO SOLAR CDT
•
Mercado en estado incipiente (demanda):
•
Mercado en estado incipiente (demanda):
•
Mercado en estado incipiente (Oferta):
•
Mercado en estado incipiente (Oferta):
•
Mercado en estado incipiente (Oferta):
•
Conclusiones:
–
Industria que se encuentra en el punto de inflexión
–
Ha habido un crecimiento casi explosivo de empresas de
energía solar en los últimos años
–
Industria muy centralizada (RM)
–
No existe diferenciación de las labores de suministro de
equipos, diseño e instalación como en otros rubros
similares más desarrollados
–
Industria que presenta escasas barreras de entrada y de
salida !!! (peligro)
–
El beneficio tributario tendrá mayor impacto en en sector
inmobiliario, específicamente en:
Franquicia Tributaria a los
Sistemas Solares Térmicos
Energía Solar Térmica
•
Proyecto de Ley Colectores Solares Térmicos:
–
Crédito tributario para financiar sistemas solares térmicos destinados
al calentamiento de agua sanitaria
–
Titulares del beneficio tributario: empresas constructoras que lo
descuentan de su impuesto a la renta
–
Aplica para viviendas nuevas de valor menor a 4500 UF
–
Monto del beneficio varía por año, por tipo de instalación y por valor
de vivienda
Energía Solar Térmica
•
Proyecto de Ley Colectores Solares Térmicos:
Energía Solar Térmica
•
Proyecto de Ley Colectores Solares Térmicos:
Energía Solar Térmica
•
Proyecto de Ley CST (Mecanismo de Franquicia) :
–
La empresa constructora adquirirá el derecho del crédito en el mes que
obtenga la recepción municipal de la vivienda
–
El crédito adquirido se imputará contra el pago provisional obligatorio
del impuesto a la renta de dicho mes
–
Si hubiera algún remanente se podrá imputar contra cualquier otro
impuesto de retención o recargo que deba pagarse ese mes y el saldo
se puede imputar a los mismos impuestos durante los siguientes
meses, incluso a la declaración anual de impuesto a la renta si aún
hubiera un remanente al final del ejercicio
Energía Solar Térmica
•
Procedimiento de franquicia tributaria para constructoras
(Mecanismo de Franquicia) :
1.
Al momento de obtener la recepción municipal, la empresa
constructora debe presentar:
•
Declaración Jurada que indique marca, modelo y Nº de serie de los CST y
estanques junto con la memoría de cálculo que indique la contribución del
sistema
•
Esta documentación deberá ser enviados a la SEC via digital
2.
La Constructora deberá imputar el crédito otorgado en el beneficio
tributario en el formulario correspondiente
3.
Se debe enviar declaración jurada vía web al SII para que este
organismo realice un chequeo de la info. declarada, incluyendo:
Energía Solar Térmica
•
Proyecto de Ley CST (Facultades de la SEC) :
–
Establecerá y administrará un registro de CST y estanques certificados
que podrán acceder al beneficio
–
Autorizar a organismos de certificación, organismos de inspección y lab.
de ensayos para efectos de la certificación de CST y estanques
–
Autorizar a organismos de inspección para constatar que las
instalaciones cumplen con las especificaciones del reglamento
–
Sancionar a las empresas constructoras que hubieren utilizado el
beneficio tributario si existe incumplimiento de las especificaciones
establecidas en el reglamento o en la memoria de cálculo
Energía Solar Térmica
•
Proyecto de Ley CST (Otras consideraciones) :
–
El propietario primer vendedor debe responder durante el plazo de 5
años por fallas en el SST instalado
–
El propietario primer vendedor debe solventar la inspección del SST a
solicitud del propietario, lo que podrá ser requerido en el plazo de 5
años
Energía Solar Térmica
(Reglamento)
•
Definiciones más importantes:
–
Sistema Solar Térmico para Agua Caliente de uso Sanitario o Sistema Solar
Térmico (SST): Sistema que integra un subsistema de captación, un subsistema
de acumulación y un conjunto de otros componentes. Dicho sistema podrá ser
complementado con algún sistema auxiliar de calentamiento de agua, sin
embargo, éste no se considerará parte del Sistema Solar Térmico
–
Sistema Solar Térmico unifamiliar: Sistema Solar Térmico (SST) utilizado por una
unidad de vivienda
–
Sistema Solar Térmico multifamiliar: Sistema Solar Térmico (SST) utilizado por
dos o más unidades de viviendas
Energía Solar Térmica
(Reglamento)
•
Definiciones más importantes:
–
Contribución Solar: Es la fracción entre la energía anual aportada por el SST a la
salida del acumulador y la demanda energética anual de agua caliente sanitaria
estimada para la respectiva vivienda
–
Contribución Solar Mínima: Corresponde al valor mínimo exigido de contribución
solar
–
Circuito primario: En SST el circuito primario es el circuito de transferencia de
calor entre los colectores y el intercambiador de calor. En el caso de sistemas
directos corresponde al circuito entre los colectores y el acumulador
–
Circuito secundario: Es el circuito que se ubica entre el intercambiador de calor y
el (los) acumulador(es).
Energía Solar Térmica
(Reglamento)
•
Requerimientos Técnicos:
–
Los colectores y acumuladores deberán cumplir con la certificación que la
Superintendencia de Electricidad y Combustibles (SEC) establecerá mediante
resolución. La SEC mantendrá un registro actualizado de colectores solares
térmicos y depósitos acumuladores que permitan acceder al beneficio tributario
establecido por la ley.
–
Deberán poseer circuitos primarios y secundarios separados
–
El diseño y dimensionamiento del sistema deberá realizarse por algún programa
de software que considere una lista de variables
–
Se deberá usar mezcla anticongelante en el circuito primario en lugares donde
exista riesgo de heladas
Energía Solar Térmica
(Reglamento)
Energía Solar Térmica
(Reglamento)
•
Diseño y Dimensionado del SST:
–
El reglamento establece el procedimiento de cálculo del tamaño del
área de captación en base a:
•
Consumo de ACS / persona
•
Número de personas por vivienda
•
Temperatura del agua
•
Cálculo de pérdidas por sombras
•
Otros
–
Esta memoria de cálculo, de la forma y características definidas por el
reglamento deberán ser entregadas al Municipio
Energía Solar Térmica
(Reglamento)
•
Condiciones Generales de la Instalación:
–
Los colectores solares deben ser de una misma marca y modelo
–
La acumulación del sistema debe cumplir un rango
•
donde V=volumen acumulación
•
y A = área de captación
•
Los acumuladores y las tuberías deberán ser aislados
•
Otras especificaciones respecto a las bombas, estanques de expansión,
tuberías y válvulas
180
50
≤
≤
A
V
Caso 1: Edificio Punto Norte
•
Propietario: Euroinmobiliaria
•
Fecha Recepción Municipal:
Septiembre 2009
•
Ubicación: San Martín 702,
Santiago Centro
•
Características:
–
296 deptos. de 1 y 2
dormitorios
Caso 1: Edificio Punto Norte
•
Proyecto Solar:
–
Contratista: Chilectra-Isener
–
Acumulación: 20.000 litros (5
estanques en el techo)
–
Sistema de respaldo: eléctrico
(bomba de calor)
–
132 colectores solares => 338
m2 de captación
–
Cobertura Solar: 73%
Caso 1: Edificio Punto Norte
•
Proyecto Solar:
–
Costo Proyecto: 9.100 UF
(aprox)
–
Incluye
•
Colectores
•
Acumulación
•
Piping y accesorios
•
Instalación y Puesta en
marcha
–
Costo/depto: 30,7 UF/depto.
–
Aporte que
hubiese
tenido por
el beneficio tributario: 85%
Caso 2: COMUNIDAD TORRE BARON
•
Propietario: Comunidad del Edificio
•
Instalación de SST con edificio en uso
•
Ubicación: calle González 225, Cerro Barón, Valparaíso
•
Características:
–
126 departamentos
Caso 2: COMUNIDAD TORRE BARON
•
Proyecto Solar:
–
Contratista: Transsen
–
Acumulación: 6.000 litros solar
–
Sistema de respaldo: gas
natural (caldera)
–
80 m2 de captación
Caso 2: COMUNIDAD TORRE BARON
•
Proyecto Solar:
–
Costo Proyecto: 1.700 UF
(aprox)
–
Incluye
•
Colectores
•
Acumulación (6.000 l)
•
Piping y accesorios
•
Instalación y Puesta en
marcha
EJEMPLO PRÁCTICO
•
Datos del Edificio
–
Altura: 6 pisos
–
Cantidad de departamentos: 30
–
Habitantes: 3/depto. => 90 habitantes/edificio
–
Superficie para colectores: 180 m2
–
Ubicación: Santiago
–
Valor Terreno: 15.000 UF =>500 UF/depto
EJEMPLO PRÁCTICO
•
Datos del Proyecto
–
Demanda de ACS solicitada/persona: 30 lt/pers. a 45ºc (de
acuerdo a reglamento)
–
Cobertura solar: 66% > para acceder a franquicia tributaria
–
Área de Captación: aprox. 40 m2 => 20 colectores de 2 m2 c/u
EJEMPLO PRÁCTICO
•
Datos del Proyecto:
–
Inversión Aproximada:
Costo por departamento: 31,7 UF
Item3 Termo Acumuladores 1000 Litros Vertical con serpentín 20 Colectores 2 mt2
Bombas recirculación Wilo Top Central de control
Tablero eléctrico y mando/control Ingeniería
Planimetría Instalación
Puesta en Marcha Contingencias
