Story Transcript
INFORME DE PROPUESTAS DE MEJORA.
Campo Municipal de Arandia – Miraballes Udaletxe.
Bº Arandia, 3, Bajo 1ª. 48.490 – Ugao – Miraballes (Bizkaia)
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
Contenido MEJORAS DETECTADAS EN LA AUDITORÍA ENERGÉTICA. ............................................................................................... 3 1.
MEJORA 1: SUSTITUCIÓN CALDERA ELÉCTRICA POR BOMBA DE CALOR DE SUELO PARA ACS. .................... 3 1.1.
COMPARACIÓN CALDERAS ELÉCTRICAS ACTUALES VS. BOMBAS DE CALOR. ......................................... 4
1.1.1.
PRODUCCIÓN DE ACS CON LAS CALDERAS ELÉCTRICAS. ................................................................... 4
1.1.2.
CÁLCULO DE DUCHAS MÁXIMAS SIMULTÁNEAS POR CALDERA. ........................................................ 5
1.1.3.
GASTO DIARIO PROMEDIADO DE ACS POR CALDERA. ......................................................................... 6
1.1.4.
PRODUCCIÓN DE ACS CON LAS BOMBAS DE CALOR. ......................................................................... 6
1.1.5.
CÁLCULO DE DUCHAS MÁXIMAS SIMULTÁNEAS POR EL TOTAL DE BOMBAS DE CALOR. ............... 7
1.1.6.
GASTO DIARIO PROMEDIADO DE ACS POR TODAS LAS BOMBAS DE CALOR. ................................. 8
2.
MEJORA 2: CONTRATACIÓN ELÉCTRICA CON OTRA COMERCIALIZADORA. .................................................. 11
3.
MEJORA 3: OPTIMIZACIÓN DE LA POTENCIA ELÉCTRICA CONTRATADA. ......................................................... 18
4.
MEJORA 4. TEMPORIZADORES PARA APAGADOS AUTOMÁTICOS DE LA ILUMINACIÓN DE ASEOS Y
VESTUARIOS DEL CAMPO DE FÚTBOL. .............................................................................................................................. 25 5.
MEJORA 5. DISMINUCIÓN DEL COSTE DE ENERGÍA Y AUMENTO DE LA EFICIENCIA LUMINOSA MEDIANTE
SUSTITUCIÓN DE TODAS LAS LÁMPARAS DEL CAMPO DE FÚTBOL. ............................................................................. 28 6.
MEJORA 6. DISMINUCIÓN DEL COSTE DE ENERGÍA Y AUMENTO DE LA EFICIENCIA LUMINOSA MEDIANTE
SUSTITUCIÓN DE ALGUNAS DE LAS LÁMPARAS DEL CAMPO DE FÚTBOL. .................................................................. 32 7.
MEJORA 7. ENCENDIDO PROGRESIVO DE LA ILUMINACIÓN DE LAS TORRETAS DEL CAMPO DE FUTBOL. . 36
8.
CUADRO-RESUMEN DE LAS MEJORAS PROPUESTAS. ............................................................................................. 45
9.
AHORRO EN COSTES ECONÓMICOS DESGLOSADOS. ......................................................................................... 46
10.
AHORRO EN COSTES ENERGÉTICOS DESGLOSADOS. ....................................................................................... 46
11.
INVERSIÓN TOTAL DESGLOSADA. ......................................................................................................................... 46
12.
EMISIONES DE CO2 NO EMITIDAS. ......................................................................................................................... 46
13.
NOTA SOBRE EL IVA. ................................................................................................................................................ 46
14.
RECOMENDACIONES FINALES. .............................................................................................................................. 47
Página 2 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
MEJORAS DETECTADAS EN LA AUDITORÍA ENERGÉTICA. 1. MEJORA 1: SUSTITUCIÓN CALDERA ELÉCTRICA POR BOMBA DE CALOR DE SUELO PARA ACS.
Esta medida pretende sustituir las calderas eléctricas para ACS por bombas de calor de suelo en cada vestuario. En el apartado de “situación actual” del campo de fútbol se vio la descripción de las calderas y la máxima producción simultánea junto con los depósitos acumuladores.
Fig. 1.
Bomba de calor PROTECH Nuos 250.
Página 3 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
Fig. 2.
1.1.
Presupuesto 6 bombas de calor.
COMPARACIÓN CALDERAS ELÉCTRICAS ACTUALES VS. BOMBAS DE CALOR.
Con los datos presentes vamos a comparar con la instalación actual. Se consideró una media diaria de 100 duchas a 19 l/min durante 5 minutos lo que suponía un gasto por ducha de 95 l. Además, se supuso que los grifos gastarían un 5 % del resultado de las duchas al día. El caudal mínimo establecido por el DB – HS 4 para duchas es de 6 l/min, pero lo consideramos insuficiente para un uso normal. 1.1.1.
PRODUCCIÓN DE ACS CON LAS CALDERAS ELÉCTRICAS.
Supusimos un salto térmico de 45 ºC en cada una de las calderas. Entonces como la potencia térmica es prácticamente la misma que la potencia eléctrica por efecto Joule, tenemos:
Para la caldera ACV E-Tech 22:
Para la caldera ACV E – Tech S - 209:
Página 4 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
La producción total de agua diariamente con las calderas eléctricas es:
El volumen total de acumulación es:
1.1.2.
CÁLCULO DE DUCHAS MÁXIMAS SIMULTÁNEAS POR CALDERA. Caldera de chicos.
Volumen en depósitos de acumulación: 1.041 l. 1 ducha es con un caudal de
durante 5 min.
Si consideramos que un 5 % es el gasto de grifos de ACS y suponemos simultaneidad:
Y añadiendo el caudal de la caldera que era:
tenemos para otra ducha y un poco más. Por lo tanto:
Caldera de chicas.
Volumen en depósitos de acumulación: 596 l. 1 ducha es con un caudal de
durante 5 min.
Si consideramos que un 5 % es el gasto de grifos de ACS y suponemos simultaneidad:
Página 5 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
Y añadiendo el caudal de la caldera que era:
tenemos para otra ducha y un poco más, por lo que como
roza los 6, podemos sumar a esa cifra
otra. Por lo tanto:
1.1.3.
GASTO DIARIO PROMEDIADO DE ACS POR CALDERA.
En definitiva el gasto diario serán 100 duchas más un 5 % de dicho gasto en grifos, es decir:
La producción de ACS en un día por las calderas, al estar las 24 horas encendidas, ya se calculó:
En caso que el agua no se gastara y quedase en los depósitos de acumulación recircularía y serviría para que el agua almacenada no se enfriara. 1.1.4.
PRODUCCIÓN DE ACS CON LAS BOMBAS DE CALOR.
Se instalarán 6 bombas de calor de las características referidas anteriormente y sintetizadas aquí: Temperaturas en bombas de calor Temperatura verano Temperatura invierno t = 36 ºC t = 45 ºC tf = 51 ºC tf = 55 ºC ta = 15 ºC ta = 10 ºC Tabla 1. Temperaturas de las bombas de calor.
Usaremos un salto térmico de 45 ºC para todo el tiempo. Características de las bombas de calor Tiempo de calentamiento con aire a 20 ºC (h) 2.500 3 h 30 min Tabla 2. Características bomba de calor.
Capacidad (l)
Pot. térmica media (W)
Potencia eléctrica absorbida media (W)
250
3.000
750
Pot. máxima absorbida (W)
Cantidad máxima agua (extracción única) a 40 ºC
Pot. máxima absorbida (W)
435 l
2.500
Obsérvese que la potencia térmica se refiere a la potencia para calentar el agua, aunque funcione con aire y que tomaremos una potencia eléctrica absorbida entre la máxima y la media:
Página 6 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
A continuación calcularemos el flujo o caudal volumétrico de una bomba de calor:
El caudal volumétrico total de las 6 bombas es:
La producción total de agua diariamente con las bombas de calor es:
El volumen total de acumulación es:
1.1.5.
CÁLCULO DE DUCHAS MÁXIMAS SIMULTÁNEAS POR EL TOTAL DE BOMBAS DE CALOR.
Volumen en depósitos de acumulación: 1.500 l. 1 ducha es con un caudal de
durante 5 min.
Si consideramos que un 5 % es el gasto de grifos de ACS y suponemos simultaneidad:
Y añadiendo el caudal de todas las bombas de calor que era:
no tenemos para otra ducha. Por lo tanto:
Comparando con el sistema actual, con las calderas se podían dar 18 duchas simultáneas.
Página 7 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
1.1.6.
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
GASTO DIARIO PROMEDIADO DE ACS POR TODAS LAS BOMBAS DE CALOR.
En definitiva el gasto diario serán 100 duchas más un 5 % de dicho gasto en grifos, es decir:
La producción de ACS en un día por las 6 bombas de calor, al estar las 24 horas encendidas, ya se calculó:
que representa el 41,55 % del resultado obtenido con las calderas. El resultado es controvertido. Por una parte se gasta menos ACS y por otra se consigue el 83,33 % de las duchas simultáneas que se conseguían con la caldera. Esto es debido a que la acumulación y la potencia térmica son diferentes. En este caso la potencia eléctrica y la potencia térmica no van parejas como ocurre en una caldera eléctrica con efecto Joule. En caso que el agua no se gastara y quedase en los depósitos de acumulación recircularía y serviría para que el agua almacenada no se enfriara. A continuación se presenta la medida en cifras. Para calcular el consumo de energía de las 6 bombas de calor hemos establecido una regla de 3 entre el consumo calculado para las dos calderas eléctricas mediante la potencia total de ambas (45,6 kW) y la establecida para las 6 bombas de calor (9,75 kW), tomando como base el consumo de las 2 calderas a sustituir. Entonces, resulta:
Página 8 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
SITUACIÓN ACTUAL Calderas eléctricas ACV E-TECH 22 y ACV E Tech S - 209 Consumo energía eléctrica 2 calderas real en 2.014 según estimación (kWh/año) , de 21,6 y 24 kW respectivamente Precio electricidad (medio 2.014) (€/kWh) Coste energía caldera (€) Emisiones de CO2 (t/año)
65.582,00 0,184581655 12.105,23 18,82
CAMBIO PROPUESTO Caldera Bomba de calor PROTECH Nuos 250 Consumo energía 6 bombas de calor según nueva potencia de 1,625 kW x 6 = 9,75 kW. Se realiza una regla de 3 respecto a las potencias. Precio electricidad (medio 2.014) (€/kWh) Coste energía caldera (€) Emisiones de CO2 (t/año)
14.022,47 0,184581655 2.588,29 4,02
INVERSIÓN Cambiar caldera (€) Transporte Montaje y puesta en marcha TOTAL INVERSIÓN (€) IVA (%) TOTAL INVERSIÓN CON IVA (€)
18.045,84 0 0 18.045,84 21,00% 21.835,47
GASTOS Y AMORTIZACIONES POR DEPRECIACIÓN Mantenimiento anual (€) (igual al precio actual) Amortización anual lineal (€) Vida útil (años)
0 721,83 25
AHORRO AHORRO ECONÓMICO/AÑO (€) 9.516,94 AHORRO PORCENTUAL (%) 78,62% AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh) 51.560 AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) 4,43 PERIODO DE RETORNO (años), según VRI 2,05 PERIODO DE RETORNO (años), según VAN 2,07 AHORRO DE CO2 (t/año) 14,80 PLAZO ESTIMADO IMPLANTACIÓN MEDIDA < 2 meses Tabla 3. Ahorro mediante la medida tomada de cambio de calderas por bomba de calor.
Página 9 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
Definimos los siguientes valores para las ecuaciones de obtención de valor de retorno de la inversión, todas en tanto por uno: : tipo de interés de referencia del mercado. Consideramos: : tipo de incremento de la inflación. Tomamos:
k : tipo de interés real que se obtiene de promediar los dos tipos anteriores, t y g.
: tipo aplicado por incremento de precios del suministro de electricidad, tomando: Cálculo del período de retorno: a. Valor de retorno de la inversión VRI o PAYBACK.
El mantenimiento no se cuenta pues ya se paga con la caldera actual y de hecho probablemente saldría más barato. En esta ocasión el planteamiento del VRI sí es válido pues los tipos de interés de referencia de mercado y los de inflación conjugados son parecidos a los tipos de interés escogidos por el aumento anual del precio de la energía eléctrica.
b. Valor de retorno que hace VAN = 0.
Despejando, se obtiene:
Página 10 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
2. MEJORA 2: CONTRATACIÓN ELÉCTRICA CON OTRA COMERCIALIZADORA. Se va a hacer un estudio de mejora de la contratación eléctrica dado que ya se ha procedido a realizar hace unos meses la optimización de potencia. Antes que nada vamos a aclarar conceptos sobre la contratación en el sector eléctrico. España antiguamente tenía 5 distribuidoras que poseían el monopolio de la comercialización en sus zonas de distribución: Iberdrola, Endesa, Gas Natural Fenosa, Viesgo (hoy E-On) y HC Energía – Naturgás o Grupo EDP. El mercado se liberalizó para parte de los precios de la energía pero no para la potencia. Las distribuidoras siguen cobrando todo el coste de la potencia y la parte de energía regulada por los Accesos de Terceros a la Red o costes de peajes en que incurren las comercializadoras. En definitiva, la ganancia de la comercializadora y la competencia en el precio es solo en la parte del precio que no está regulado por el gobierno en el concepto de la energía. Aparte de ese concepto previo se debe recalcar que actualmente existen dos mercados donde se realizan las compras de la energía:
el mercado a futuros, donde se suele comprar energía a plazos generalmente a un año, en los mercados OTC u OMIP que son de derivados y donde las compras se realizan con un sobrecoste mayormente por la incertidumbre de comprar paquetes de energía a un plazo largo con los consiguientes altos cargos por tasas de interés ante la incertidumbre financiera.
el mercado indexado al pool u OMIE, donde la energía cambia cada hora de precio según el mercado. En consumidores con telemedida, el coste es exactamente el de la hora. Para consumidores con otro tipo de contadores tradicionales, el precio se obtiene a través del valor medio del período considerado a través del indicador OMIE o índice del pool.
Como expertos en el mercado eléctrico podemos afirmar con rotundidad, y esto puede leerse en cualquier medio acreditado de calidad, que el precio del mercado indexado es en términos porcentuales entre un 8 y un 30 % más barato que la mejor oferta que puedan hacer con productos basados en el mercado a futuros con precio fijo cerrado, donde puede variar la parte regulada si existen subidas por parte del gobierno que afectarían de igual forma a los dos tipos de contratos basados en los mercados explicados. Podemos extraer la siguiente conclusión del mercado OMIE: los precios en 2.011 fueron más caros que en 2.012 y estos a su vez más caros que en 2.013, y 2.014 finalizó a menor precio que 2.013, lo que nos lleva a decir que ha existido una bajada de precios entre los años 2.011 al 2.014 en términos anuales del precio de los contratos indexados al pool o mercado OMIE.
Página 11 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
Estos datos se pueden ver en la siguiente tabla y todos los datos se pueden extraer de www.omie.es. Ninguna compañía de las grandes que antes fueron exclusivamente distribuidoras y hemos mencionado anteriormente, ofrecen contratos de electricidad indexados al pool. La razón es obvia: pierden dinero con estos contratos. Algunas incluso ofrecen productos engañosos, como Gas Natural Fenosa, que oferta un producto indexado, no al pool (OMIE) sino al mercado a futuros (OMIP u OTC), es decir, con precios fijos en la parte de la comercializadora pero revisables cada 3 meses que es cuando se suele hacer los acopios de compras para cada año. Nosotros tenemos contacto directo con múltiples compañías y conocemos sus precios, y podíamos ofrecer las dos mejores compañías en precio de las analizadas en este momento que son Nortedison y Audax Energía. Descartamos Enérgya VM por tener una factura poco transparente y otras como Axpo, Ame, Unieléctrica, etc. PRECIOS DEL POOL (MERCADO ELECTRICO OMIE.ES) EN €/MWh ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
SEPT
OCT
NOV
DIC
media
AÑO
29,06
27,68
19,63
27,42
37,28
40,12
42,91
42,94
46,44
42,67
40,94
46,35
36,95
2010
41,19
48,03
46,67
45,45
48,90
50,00
50,82
53,53
58,47
57,46
48,38
50,07
49,91
2011
51,06
53,48
47,56
41,21
43,58
53,50
50,29
49,34
47,59
45,68
42,07
41,73
47,26
2012
50,50
45,04
25,88
18,17
43,45
40,87
51,16
48,09
50,20
51,50
41,81
63,64
44,19
2013
33,62
17,12
26,67
26,44
42,41
50,95
48,21
49,91
58,89
55,12
46,80
47,47
41,97
2014
33,62
17,12
26,67
26,44
42,41
50,95
48,21
49,91
58,89
55,12
46,80
47,47
41,97
MEDIA
ene-14
feb-14
mar-14
abr-14
may-14
jun-14
jul-14
ago-14
sep-14
oct-14
nov-14
dic-14
Media interanual
Comparación precios OMEL - OMIE desde 2010 70,00 63,64
60,00
58,89 58,47
47,56 46,67
48,03 45,04
50,00
48,90 45,45 41,21
41,19
40,00
53,50
50,95
50,50
50,00
57,46 55,12
53,48
51,06
43,58 43,45 42,41 37,28
40,87
53,53
50,82 51,16 48,21 50,29 42,91
48,09 42,94
51,50
50,20 47,59
49,91 49,34
45,68 42,67
46,44
48,38 42,07
50,07 47,47 46,35 41,73
46,80 41,81 40,94
40,12
33,62
30,00
26,67
29,06
27,68
25,88
20,00
Año 2014
27,42
Año 2013
26,44
Año 2012
19,63
18,17
17,12
Año 2011 Año 2010
10,00
0,00 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Tabla 4. Tabla y gráfico de la evolución del índice OMIE desde 2.010.
El siguiente es un presupuesto de Audax Energía donde se ve el ahorro que se conseguiría contratando con esta compañía. Si piensan realizar un contrato con Audax Energía nosotros nos encargaremos de hacerle el seguimiento de tal forma que cualquier duda nos la puede transmitir a nosotros y seremos sus asesores ante la compañía. Además, realizaríamos las gestiones por parte de la compañía y no tendrían que preocuparse de nada.
Página 12 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
Página 13 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
Página 14 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
Página 15 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
Página 16 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
SITUACIÓN ACTUAL Contrato eléctrico con Iberdrola Consumo energía real julio 2013 – agosto 2014 según facturas (kWh/año) Precio punta P1 (PP) (medio) (€/kWh) Precio llano P2 (PLL) (medio) (€/kWh) Precio valle P3 (PV) (medio) (€/kWh) Emisiones de CO2 (t/año)
115.197,00 0,148440 0,118949 0,082703 74,76
CAMBIO PROPUESTO Contrato eléctrico con Audax Energía Consumo energía real julio 2013 – agosto 2014 según facturas (kWh/año) Precio punta P1 (PP) (medio calculado) (€/kWh) Precio llano P2 (PLL) (medio calculado) (€/kWh) Precio valle P3 (PV) (medio calculado) (€/kWh) Emisiones de CO2 (t/año)
115.197,00 0,118781 0,093854 0,062845 74,76
INVERSIÓN Cambiar contrato (€) TOTAL INVERSIÓN (€) IVA (%) TOTAL INVERSIÓN CON IVA (€)
0,00 0,00 21,00% 0,00 AHORRO
AHORRO ECONÓMICO/AÑO (€) 2.812,81 AHORRO PORCENTUAL (%) 20,90% AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh) 0 AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) 0 PERÍODO DE RETORNO (años), según VRI Inmediato PERÍODO DE RETORNO (años), según VAN Inmediato AHORRO DE CO2 (t/año) 0 PLAZO ESTIMADO IMPLANTACIÓN MEDIDA Inmediato Tabla 5. Ahorro mediante la medida tomada de bajar la presión de consigna al compresor. CÁLCULOS
P1
P2
P3
TOTAL
COSTE ANTERIOR
4.254,79
6.826,25
2.377,46
13.458,49
COSTE AUDAX
3.446,68
5.396,61
1.802,39
10.645,68
AHORRO
2.812,81
20,90%
Tabla 6. El ahorro se refiere únicamente a la parte correspondiente a la energía.
No hay inversiones y el período de retorno es inmediato, obviamente.
Página 17 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
3. MEJORA 3: OPTIMIZACIÓN DE LA POTENCIA ELÉCTRICA CONTRATADA. Se va a proceder en esta propuesta de mejora a buscar las potencias que hacen mínimo el coste del precio por el término de potencia. Para ello se recurrirá a los datos de las facturas eléctricas del cliente y realizaremos el cálculo mediante nuestra hoja de cálculo en Excel a través de la herramienta Solver que realiza optimizaciones de soluciones a problemas por iteración recurrente mediante métodos matemáticos avanzados como son el método de Newton de las tangentes o el gradiente conjugado. Estas técnicas matemáticas se conocen como “métodos numéricos de análisis” y hace que ecuaciones que no tengan una solución directa puedan ser solucionados mediante la expresión de ciertas restricciones que hacen al problema que sea resoluble. En análisis matemático, varios de estos problemas se resuelven mediante el método de multiplicadores de Lagrange que opera con ecuaciones de varias variables no lineales junto con las restricciones pertinentes. Ya en el campo de ecuaciones lineales o linealizadas (toda ecuación no lineal se puede linealizar apreciándose un error tras el proceso) existe un algoritmo para realizar estos problemas que se llama simplex. El método de Newton de las tangentes es un método bastante rápido de obtener convergencia a la solución. Existen otros métodos, como el método del teorema del punto fijo o de la contractividad donde hemos trabajado alguna vez para probar soluciones numéricas a otra clase de problemas. La optimización de potencia contratada podría ser resuelta de forma matemática, paso a paso, pero no estamos en esta auditoría para demostrar nuestros argumentos matemáticos avanzados sino para encontrar la solución más rápida al problema y para ello usamos Excel, si bien podríamos plantear el problema en otro tipo de programas matemáticos como Scientific Workplace 5. La contratación de potencia debe seguir la siguiente regla de acuerdo a la normativa vigente:
A continuación se expresan todos los datos de la tabla.
Página 18 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
OPTIMIZACIÓN DE POTENCIA SEGÚN LOS DATOS DE POTENCIA MÁXIMA PARA UNA 3.0A Potencias contratadas (kW)
Período 17/07/2013 - 20/09/2013 20/09/2013 - 21/10/2013 21/10/2013 - 21/11/2013 21/11/2013 - 18/12/2013 18/12/2013 - 20/01/2014 20/01/2014 - 18/02/2014 18/02/2014 - 20/03/2014 20/03/2014 - 24/04/2014 24/04/2014 - 21/05/2014 21/05/2014 - 18/06/2014 18/06/2014 - 21/07/2014 21/07/2014 - 20/08/2014
Potencias máximas registradas P1 (kW) P2 (kW) P3 (kW) 38
67
33
34
81
34
75
66
19
77
72
15
73
72
18
71
57
23
68
43
19
63
52
21
31
69
20
30
53
19
30 26
35 23
18 18
Iniciales Optimizadas
P1 (kW) P2 (kW) P3 (kW) 60,000 60,000 60,000 Potencias facturadas (kW) P1 (kW) P2 (kW) P3 (kW) 51,00 75,00 51,00 51,00 117,00 51,00 99,00 72,00 51,00 105,00 90,00 51,00 93,00 90,00 51,00 87,00 57,00 51,00 78,00 51,00 51,00 63,00 52,00 51,00 51,00 81,00 51,00 51,00 53,00 51,00 51,00 51,00 51,00 51,00 51,00 51,00
Potencias contratadas (kW) P1 (kW) P2 (kW) P3 (kW) 60,000 60,000 60,000 65,714 65,714 65,714 Ahorro bruto Impuesto eléctrico (5,1126527 %) IVA 21 % Ahorro neto
P1 (€/kW) 3,384156 3,496961 3,496961 3,04574 3,722571 1,240857 3,4697 4,047983 3,12273 3,238386 3,816669 3,4697
Precio (€/kW y período) P2 (€/kW) 2,030493 2,098176 2,098176 1,827444 2,233543 0,744514 2,081819 2,428789 1,873637 1,943031 2,290001 2,081819
P3 (€/kW) 1,353662 1,398784 1,398784 1,218296 1,489029 0,496343 1,38788 1,619193 1,249092 1,295354 1,526668 1,38788 Suma total
Precio (€) 393,92 495,17 568,61 546,41 623,16 175,71 447,59 463,90 374,73 334,20 389,30 353,91 5.166,59 Celda objetivo
Precio (€) 5.166,59 5.091,41 75,18 3,84 15,79 94,81
Tabla 7. Cuadro de optimización de la potencia eléctrica actual.
A continuación obtenemos el resultado de la optimización mediante Solver de Excel:
OPTIMIZACIÓN DE POTENCIA SEGÚN LOS DATOS DE POTENCIA MÁXIMA PARA UNA 3.0A Potencias contratadas (kW)
Período 17/07/2013 - 20/09/2013 20/09/2013 - 21/10/2013 21/10/2013 - 21/11/2013 21/11/2013 - 18/12/2013 18/12/2013 - 20/01/2014 20/01/2014 - 18/02/2014 18/02/2014 - 20/03/2014 20/03/2014 - 24/04/2014 24/04/2014 - 21/05/2014 21/05/2014 - 18/06/2014 18/06/2014 - 21/07/2014 21/07/2014 - 20/08/2014
Potencias máximas registradas P1 (kW) P2 (kW) P3 (kW) 38
67
33
34
81
34
75
66
19
77
72
15
73
72
18
71
57
23
68
43
19
63
52
21
31
69
20
30
53
19
30 26
35 23
18 18
Iniciales Optimizadas
P1 (kW) P2 (kW) P3 (kW) 65,714 65,714 65,714 Potencias facturadas (kW) P1 (kW) P2 (kW) P3 (kW) 55,86 67,00 55,86 55,86 105,00 55,86 87,00 66,00 55,86 93,00 78,00 55,86 81,00 78,00 55,86 75,00 57,00 55,86 68,00 55,86 55,86 63,00 55,86 55,86 55,86 69,00 55,86 55,86 55,86 55,86 55,86 55,86 55,86 55,86 55,86 55,86
Potencias contratadas (kW) P1 (kW) P2 (kW) P3 (kW) 60,000 60,000 60,000 65,714 65,714 65,714 Ahorro bruto Impuesto eléctrico (5,1126527 %) IVA 21 % Ahorro neto
P1 (€/kW) 3,384156 3,496961 3,496961 3,04574 3,722571 1,240857 3,4697 4,047983 3,12273 3,238386 3,816669 3,4697
Precio (€/kW y período) P2 (€/kW) 2,030493 2,098176 2,098176 1,827444 2,233543 0,744514 2,081819 2,428789 1,873637 1,943031 2,290001 2,081819
P3 (€/kW) 1,353662 1,398784 1,398784 1,218296 1,489029 0,496343 1,38788 1,619193 1,249092 1,295354 1,526668 1,38788 Suma total
Precio (€) 400,68 493,77 520,85 493,85 558,92 163,23 429,75 481,13 373,48 361,77 426,38 387,61 5.091,41 Celda objetivo
Precio (€) 5.166,59 5.091,41 75,18 3,84 15,79 94,81
Tabla 8. Cuadro de optimización de la potencia eléctrica optimizada.
Por lo tanto, el valor que hace que se pague menos en función de la información suministrada es definitivamente: P1 (kW) P2 (kW) P3 (kW) 65,714 65,714 65,714 Tabla 9. Potencias para una 3.0A.
Página 19 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
Los parámetros y las opciones de Solver en este caso son las siguientes:
Fig. 3.
Parámetros y opciones de Solver usados.
¿Cómo se ha construido el cuadro anterior? Se tienen los registros máximos de potencia de cada período facturado (maxímetros). Por ley, cuando existe un contador que toma lectura de 6 períodos cuando son solo 3 se considera:
Esos datos se han rellenado en la tabla en color morado. Luego se escribieron en verde las potencias contratadas actuales que serán las celdas a variar mediante el algoritmo de convergencia de Solver modificando dichas celdas para obtener el valor mínimo de coste, que es la celda objetivo, en rojo. A la hora de facturar la potencia tenemos en cuenta lo siguiente de acuerdo al RD 1164/2001:
Si la potencia máxima registrada (maxímetro) es igual o menor al 85 % de la potencia contratada se facturará el 85 % de esta última potencia, es decir,
Si la potencia máxima registrada (maxímetro) es mayor del 85 % y a su vez menor que el 105 % de la potencia contratada, la potencia facturada será la que marque el maxímetro; esto es,
En caso de que la potencia máxima registrada (maxímetro) supere el 105 % de la potencia contratada se usará la fórmula descrita anteriormente:
Página 20 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
Para calcular el máximo beneficio para el campo de fútbol (valor mínimo en coste de la celda roja, o celda objetivo) se realiza un proceso de optimización matemática mediante el operador Solver de Excel donde se programa siguiendo las restricciones:
Tras la programación de todas las celdas azules con las condiciones para la potencia de facturación, la celda roja es la “objetivo” donde se hace que sea una optimización por el valor mínimo, que es lo que nos interesa, mínimo coste. Cuando se varían las celdas verdes de potencia contratada también se modifican las celdas azules (potencias facturadas) y las celdas anaranjadas (precio en €), no así las celdas amarillas, pues éstas son invariables ya que consideramos fijas en el pasado. Las fórmulas anteriores de facturación están engranadas para su obtención y dependen como es obvio de las potencias contratadas y de los maxímetros. En definitiva, de las figuras anteriores obtenemos el ahorro final y, de acuerdo al resultado, no recomendamos cambiar la potencia pues el ahorro es insignificante en el período y podrían darse situaciones este nuevo año que hicieran tender a cero el ahorro. No obstante, al menos con este cálculo y para el período analizado, sabemos que las potencias están bien ajustadas. Además, debería calcularse el ahorro para un año y no para el período estudiado que es de 399 días.
Potencias contratadas (kW)
Precio (€)
P1 (kW)
P2 (kW)
P3 (kW)
Iniciales
60,000
60,000
60,000
5.166,59
Optimizadas
65,714
65,714
65,714
5.091,41
Ahorro bruto
75,18
Impuesto eléctrico (5,1126527 %)
3,84
IVA 21 %
15,79
Ahorro neto en período 399 días
94,81
Ahorro neto anual
86,73
Tabla 10. Ahorro neto anual calculado.
Página 21 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
Los informes de Excel son los siguientes: Microsoft Excel 12.0 Informe de respuestas Hoja de cálculo: [Optimización potencia contratada en campo de fútbol.xlsx]Optimización potencia contrat.
Celda objetivo (Mínimo) Celda $P$22
Nombre
Valor original
Suma total Precio (€)
5.166,59
Valor final 5.091,41
Celdas cambiantes Celda
Nombre
Valor original
Valor final
$J$7
P1 (kW)
60,000
65,714
$K$7
P2 (kW)
60,000
65,714
$L$7
P3 (kW)
60,000
65,714
Restricciones Celda
Nombre
Valor de la celda
Fórmula
Estado
Divergencia
$J$7
P1 (kW)
65,714
$J$7=15.001
Opcional
50,713
Microsoft Excel 12.0 Informe de sensibilidad Hoja de cálculo: [Optimización potencia contratada en campo de fútbol.xlsx]Optimización potencia contrat.
Celdas cambiantes Valor
Gradiente
Celda
Nombre
Igual
reducido
$J$7
P1 (kW)
65,714
0,000
$K$7
P2 (kW)
65,714
0,000
$L$7
P3 (kW)
65,714
0,000
Valor
Multiplicador
Restricciones
Celda
Nombre
Igual
de Lagrange
$J$7
P1 (kW)
65,714
0,000
$K$7
P2 (kW)
65,714
-4,099
$J$7
P1 (kW)
65,714
-6,714
Página 22 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
Microsoft Excel 12.0 Informe de límites Hoja de cálculo: [Optimización potencia contratada en campo de fútbol.xlsx]Informe de límites 1
Celda objetivo Celda
Nombre
Igual
$P$22
Suma total Precio (€)
5.091,41
Celdas cambiantes
Límite
Celda
Límite
Celda
Celda
Nombre
Igual
inferior
objetivo
superior
objetivo
$J$7
P1 (kW)
65,714
15,001
7207,020
65,714
5091,413
$K$7
P2 (kW)
65,714
65,714
5091,413
65,714
5091,413
$L$7
P3 (kW)
65,714
65,714
5091,413
#N/A
#N/A
Aún así, detallamos la propuesta de mejora.
Página 23 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE SITUACIÓN ACTUAL Potencia contratada: P1 = P2 = P3 = 60 kW
Energía consumida en el período analizado (kWh) de 399 días Energía consumida en un año promediado (kWh) Gasto término de potencia actual en período analizado (€) Gasto término de potencia actual en anual promediado (€) Precio considerado término de potencia P1 (€/kW) Precio considerado término de potencia P2 (€/kW) Precio considerado término de potencia P3 (€/kW) Emisiones de CO2 (t/año)
115.197,00 105.380,71 5.166,59 4.726,33 3,296035 1,977620 1,318414 21,24
CAMBIO PROPUESTO Potencia contratada: P1 = P2 = P3 = 65,714 kW Energía consumida en el período analizado (kWh) de 427 días Energía consumida en un año promediado (kWh) Gasto término de potencia optimizada en período analizado (€) Gasto término de potencia optimizada en anual promediado (€) Precio considerado término de potencia P1 (€/kW) Precio considerado término de potencia P2 (€/kW) Precio considerado término de potencia P3 (€/kW) Emisiones de CO2 (t/año)
115.197,00 105.380,71 5.091,41 4.657,56 3,296035 1,977620 1,318414 21,24
INVERSIÓN Cambiar potencia (derechos de enganche)(€) TOTAL INVERSIÓN (€) IVA (%) TOTAL INVERSIÓN CON IVA (€)
9,04 9,04 21,00% 10,94
AHORRO AHORRO ECONÓMICO/AÑO (€) AHORRO PORCENTUAL (%) AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh) AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) PERÍODO DE RETORNO (años), según VRI PERÍODO DE RETORNO (años), según VAN AHORRO DE CO2 (t/año) PLAZO ESTIMADO IMPLANTACIÓN MEDIDA Tabla 11. Propuesta de mejora por cambio de tarifa eléctrica.
68,77 1,46% 0 0 Inmediato Inmediato 0 Inmediato
Como el resultado del retorno de la inversión es inmediato no hay que hacer más cálculos.
Página 24 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
4. MEJORA 4. TEMPORIZADORES PARA APAGADOS AUTOMÁTICOS DE LA ILUMINACIÓN DE ASEOS Y VESTUARIOS DEL CAMPO DE FÚTBOL. Los baños es una zona proclive a que queden encendidos interruptores de luz por descuido o desidia. Es por ello que esta propuesta de mejora lo que hace es incorporar unos temporizadores en el interruptor con una regulación en tiempo de apagado y de esta forma evitar consumo eléctrico innecesario. Los temporizadores serán del tipo interruptor y encastrables en modelos tipo Simón de la serie 82, es decir, que habrá que retirar el antiguo interruptor y sustituirlo por este mecanismo que incorpora la función de temporizado. Se propondrán 12 interruptores temporizados. En los baños del campo de fútbol se detectan en total 19 luminarias contendiendo cada una de ellas 2 lámparas fluorescentes de 1,2 m y tubo T8 de ø26 mm de 36 W con reactancia y cebador (balastro electromagnético) que suma al conjunto 4 W, por lo que cada equipo gasta 40 W, 80 por luminaria. Del cuadro del balance de situación podemos extraer los datos de uso. Generalmente los detectores de presencia pueden ahorrar en torno a un 20 % de la electricidad normal en las lámparas a las que tenga control. Este es un breve resumen de la situación:
Denominación Lámpara 1 x 2 fluorescente 1,2 m, 36 W Detectores de presencia
Nº
Potencia unitaria (W)
Potencia total (W)
Horas / año
Factor reductor %
Consumo anual (kWh)
38
40
1.520
1.557,5
75
1.776,12
12
Ahorro de 20 % sobre consumo (kWh)
Ahorro energético (kWh año)
Precio unitario (€)
Inversión total (€)
355,22
69,00 €
828,00 €
Tabla 12. Resumen datos lámparas y detectores propuestos para la mejora de interruptores temporizados.
Página 25 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE SITUACIÓN ACTUAL Baños sin interruptores temporizadores de apagado
Potencia 38 lámparas fluorescentes de 40 W (kW) Precio electricidad (medio 2.014) (€/kWh) Horas encendido día (h/día) Días / año (días/año) Horas / año (h/año) Factor reductor de consumo Consumo (kWh) Coste consumo electricidad (€) Emisiones de CO2 (t/año)
1,520 0,184582 8,9 175 1.558 75,00% 1.776,12 327,84 0,51
CAMBIO PROPUESTO Baños con 12 interruptores temporizadores de apagado Potencia 38 lámparas fluorescentes de 40 W (kW) Precio electricidad (medio 2.014) (€/kWh) Horas encendido día (h/día) (20 % de ahorro) Días / año (días/año) Horas / año (h/año) Factor reductor de consumo Consumo (kWh) Coste consumo electricidad (€) Emisiones de CO2 (t/año)
1,520 0,184582 7,12 175 1.246 75,00% 1.420,44 262,19 0,41 INVERSIÓN
Compra de 12 interruptores temporizados por sensor Mano de obra instalación (se supone hace personal del ayuntamiento) TOTAL INVERSIÓN
828,00 0,00 828,00
GASTOS Y AMORTIZACIONES POR DEPRECIACIÓN Mantenimiento anual (€), se incluye en el mantenimiento actual Amortización anual lineal (€) Vida útil (años)
0,00 33,12 25,00
AHORRO AHORRO ECONÓMICO/AÑO (€) AHORRO PORCENTUAL (%) AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh) AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) PERÍODO DE RETORNO (años), según VRI PERÍODO DE RETORNO (años), según VAN AHORRO DE CO2 (t/año) PLAZO ESTIMADO IMPLANTACIÓN MEDIDA Tabla 13. Situación de mejora propuesta baños ikastola con interruptores temporizados.
65,65 20,00% 355,68 0,03 25,45 20,56 0,10 < 1 mes
Página 26 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
Definimos los siguientes valores para las ecuaciones de obtención de valor de retorno de la inversión, todas en tanto por uno: : tipo de interés de referencia del mercado. Consideramos: : tipo de incremento de la inflación. Tomamos:
k : tipo de interés real que se obtiene de promediar los dos tipos anteriores, t y g.
: tipo aplicado por incremento de precios del suministro de agua, tomando:
Cálculo del período de retorno: a. Valor de retorno de la inversión VRI o PAYBACK.
b. Valor de retorno que hace VAN = 0.
Despejando, se obtiene: En este caso coinciden prácticamente el cálculo por el VAN y el VRI. La razón es que los tipos de interés
y
son similares. El cálculo del VAN es positivo porque hemos estimado una vida útil de 25 años pero consideramos que la medida no merece la pena, aún siendo técnicamente viable la inversión.
Página 27 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
5. MEJORA 5. DISMINUCIÓN DEL COSTE DE ENERGÍA Y AUMENTO DE LA EFICIENCIA LUMINOSA MEDIANTE SUSTITUCIÓN DE TODAS LAS LÁMPARAS DEL CAMPO DE FÚTBOL. Se realiza una propuesta de sustitución para todos los puntos de luz instalados en el edificio, para calcular la rentabilidad de cambiar todas las luces del campo de futbol. No obstante, a la hora de realizar una sustitución, siempre se puede realizar una selección de aquellos puntos de mayor interés, en principio aquellos que supongan el mayor consumo anual. En primer lugar teníamos en iluminación el siguiente cálculo que aparece en el documento de la auditoría de “situación actual”:
Denominación
Nº
Potencia unitaria (W)
Potencia total (W)
Área (m2)
Planta
Horas / año
Factor reductor %
Consumo anual (kWh)
Consumo anual (tep)
Fluorescente T8 ø26 mm 58 W, 1.5 m
26
62
1.612
40,58
interior
2.820
65
2.955
0,25
Focos PL (ojo de buey)
20
20
400
--
grada
1.180
65
307
0,03
26
852
22.152
10,5
exterior
913
75
15.164
0,91
47
39
1.833
81,4
interior
2.820
65
3.360
0,29
1
20
20
2,4
interior
2.820
65
37
0,00
6
60
360
4,64
interior
2.820
65
660
0,06
Total
26,377 kW
Total
22.483 kWh
1,54 tep
Proyectores halogenuros metálicos VHM Fluorescente T8 ø26 mm 36 W, 1,2 m Fluorescente T5 ø16 mm 18 W, 0.6 m Incandescente
126
Tabla 14. Potencias y consumo de la instalación actual.
Se han considerado para el campo de futbol 2.820 h/año a razón de 230 días/año para la iluminación interior, es decir unas 12,26 h/día; para los focos PL externos de las gradas se han estimado 1.180 h/año, mientras que para los focos de los proyectores 913 h/año. El motivo del leve aumento en horas de estos focos de la grada en relación a los proyectores externos es por alguna operación de limpieza o supervisión de esta zona en ausencia de nadie jugando o entrenando. Hemos aplicado un factor reductor (en %) diferente para cada uno de los usos. En el caso de la iluminación de las torretas el factor de reducción es levemente mayor pues consideramos que hemos atinado mejor a la hora de calcularlo (véase apartados anteriores donde está el proceso) puesto que cuando se encienden, no se iluminan la totalidad de los focos, y para calcular los consumos es preciso tener en cuenta este aspecto. Ahora vamos a detallar las nuevas potencias y consumos con las lámparas propuestas. El ahorro energético resultante en la tabla siguiente será la diferencia entre el consumo anual de la tabla anterior menos el consumo energético de la propuesta.
Página 28 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
La vida útil es de 50.000 h y existe un grupo de 106 lámparas con 2.820 h/año mientras que 20 lámparas tienen solo 1.180 h. Entonces la vida media anual a considerar será:
Denominación
Fluorescente T8 ø26 mm 58 W, 1.5 m Focos PL (ojo de buey) Proyectores halogenuros metálicos VHM* Fluorescente T8 ø26 mm 36 W, 1,2 m Fluorescente T5 ø16 mm 18 W, 0.6 m Incandescente
Planta
Propuesta con tecnología más eficiente
Nº unidades propuesta
Potencia unitaria propuesta (W)
Potencia total propuesta (W)
Consumo anual (kWh)
Consumo anual propuesta (kWh)
Ahorro energético (kWh año)
Precio unitario
Inversión total
Consumo anual (tep) propuesta
interior
Tubo LED 22 W
26
24
624
2.955
1.143,79
1.811,21
47,40
1.232,40
0,10
grada
Lámpara LED 8 W
20
10
200
307
153,4
153,6
20,00
400
0,01
exterior Proyectores 400 W*
26
450
11.700
15.164
5.608,98
9.555,02
850,00
22.100
0,48
interior
Tubo LED 18 W
47
20
940
3.360
1.723,02
1.636,98
38,00
1.786
0,15
interior
Tubo LED 8 W
1
10
10
37
18,33
18,67
19,00
19
0,00
interior
Lámpara LED 20 W
6
20
120
660
219,96
440,04
28,00
168
0,02
Total
126
13.594,00
22.483,00
8.867,48
13.615,52
25.705,40
0,76
Tabla 15. Potencias y consumo de la propuesta de iluminación más eficiente y de menor consumo.
(*) Tal y como se ha indicado, se da una propuesta de sustitución para todos los puntos de luz del edificio; no obstante, en este caso, la inversión es muy elevada para el ahorro que aportan, como se demostrará. A continuación, veremos el resultado obtenido de la medida propuesta donde se sustituyen todas las lámparas. El periodo de amortización de la sustitución de la totalidad de las luminarias es elevado, puesto que hay puntos cuya inversión es alta en comparación con el ahorro. No obstante, en caso de realizar una selección de aquellos puntos más interesantes, el periodo de amortización se vería notablemente reducido.
Página 29 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE SITUACIÓN ACTUAL Iluminación tradicional
Potencia 126 lámparas de diversos tipos (kW) Precio electricidad (medio 2.014) (€/kWh) Horas encendido día (h/día) Días / año (días/año) Horas / año (h/año) Factor reductor de consumo Consumo (kWh) Coste consumo electricidad (€) Emisiones de CO2 (t/año)
26,377 0,184582 Varios 230 Varios Varios 22.483 4.149,95 14,59
CAMBIO PROPUESTO Cambiar toda la iluminación por lámparas más eficientes y menos costosas Potencia 126 lámparas led de diversos tipos más eficientes (kW) Precio electricidad (medio 2.014) (€/kWh) Horas encendido día (h/día) (20 % de ahorro) Días / año (días/año) Horas / año (h/año) Factor reductor de consumo Consumo (kWh) Coste consumo electricidad (€) Emisiones de CO2 (t/año)
13,594 0,184582 Varios 230 Varios Varios 8.867,48 1.636,77 5,75
INVERSIÓN Compra de 126 lámparas Mano de obra instalación (se supone hace personal del ayuntamiento) TOTAL INVERSIÓN (€) IVA (%) TOTAL INVERSIÓN CON IVA (€)
25.705,40 0,00 25.705,40 21,00% 31.103,53
GASTOS Y AMORTIZACIONES POR DEPRECIACIÓN Mantenimiento anual (€), se incluye en el mantenimiento actual Amortización anual lineal (€) Vida útil (años)
0,00 1.187,87 21,64
AHORRO AHORRO ECONÓMICO/AÑO (€) AHORRO PORCENTUAL (%) AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh) AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) PERÍODO DE RETORNO (años), según VRI PERÍODO DE RETORNO (años), según VAN AHORRO DE CO2 (t/año) PLAZO ESTIMADO IMPLANTACIÓN MEDIDA Tabla 16. Situación de mejora propuesta iluminación más eficiente y con menor consumo.
2.513,17 60,56 % 13.615,52 1,17 15,72 14,68 8,84 < 1 mes
Definimos los siguientes valores para las ecuaciones de obtención de valor de retorno de la inversión, todas en tanto por uno: : tipo de interés de referencia del mercado. Consideramos: : tipo de incremento de la inflación. Tomamos:
k : tipo de interés real que se obtiene de promediar los dos tipos anteriores, t y g.
: tipo aplicado por incremento de precios del suministro de electricidad, tomando:
Página 30 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
Cálculo del período de retorno: a. Valor de retorno de la inversión VRI o PAYBACK.
b. Valor de retorno que hace VAN = 0.
Despejando, se obtiene: En este caso se aproximan un poco el cálculo por el VAN y el VRI. La razón es que los tipos de interés
y
son similares pero divergen en un lapso de tiempo más largo. El retorno de la inversión es viable pues la vida útil de las lámparas es de más de 29 años.. El cálculo del VAN nos dirá que la inversión puede ser rentable. Esto es fácilmente deducible pues si consideramos que las luces implementadas tienen una duración de 29,28 años de media, como antes calculamos y resulta un retorno inferior a esa cifra sin hacer cálculos sabemos que el VAN > 0:
Probemos otra medida donde consideremos solo algunos tipos de luces y veamos si la operación sale más rentable pues es cierto que un retorno de más de 14 años parece bastante largo.
Página 31 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
6. MEJORA 6. DISMINUCIÓN DEL COSTE DE ENERGÍA Y AUMENTO DE LA EFICIENCIA LUMINOSA MEDIANTE SUSTITUCIÓN DE ALGUNAS DE LAS LÁMPARAS DEL CAMPO DE FÚTBOL. Se realiza una propuesta de sustitución para ALGUNOS de los puntos de luz instalados en el edificio en vista del mal resultado de la propuesta de medida 6, para calcular la rentabilidad de cambiar ALGUNAS luces del campo de futbol. En primer lugar teníamos en iluminación el siguiente cálculo que aparece en el documento de la auditoría de “situación actual”, excepto la de los proyectores halogenuros metálicos VHM que procederemos a no incluir:
Denominación
Nº
Potencia unitaria (W)
Potencia total (W)
Horas / año
Factor reductor %
Consumo anual (kWh)
Consumo anual (tep)
Fluorescente T8 ø26 mm 58 W, 1.5 m
26
62
1.612
40,58
interior
2.820
65
2.955
0,25
Focos PL (ojo de buey)
20
20
400
--
grada
1.180
65
307
0,03
Área Planta (m2)
Proyectores halogenuros metálicos VHM Fluorescente T8 ø26 mm 36 W, 1,2 m Fluorescente T5 ø16 mm 18 W, 0.6 m
--
--
--
--
--
--
--
--
--
47
39
1.833
81,4
interior
2.820
65
3.360
0,29
1
20
20
2,4
interior
2.820
65
37
0,00
Incandescente
6
60
360
4,64
interior
2.820
65
660
0,06
Total
4.225,00 kW
Total
7.319,00 kWh
0,63 tep
100
Tabla 17. Potencias y consumo de la instalación actual.
Se han considerado para el campo de futbol Para los focos de las gradas se han estimado
a razón de
, es decir unas
.
.
La vida media anual en este caso es:
Hemos aplicado un factor reductor % igual, en este caso, para cada uno de los usos. Ahora vamos a detallar las nuevas potencias y consumos con las lámparas propuestas. El ahorro energético resultante en la tabla siguiente será la diferencia entre el consumo anual de la tabla anterior menos el consumo energético de la propuesta.
Página 32 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
Denominación
Fluorescente T8 ø26 mm 58 W, 1.5 m Focos PL (ojo de buey) Proyectores halogenuros metálicos VHM* Fluorescente T8 ø26 mm 36 W, 1,2 m Fluorescente T5 ø16 mm 18 W, 0.6 m Incandescente
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
Planta
Propuesta con tecnología más eficiente
Nº unidades propuesta
Potencia unitaria propuesta (W)
Potencia total propuesta (W)
Consumo anual (kWh)
Consumo anual propuesta (kWh)
Ahorro energético (kWh año)
Precio unitario
Inversión total
Consumo anual (tep) propuesta
interior
Tubo LED 22 W
26
24
624
2.955
1.143,79
1.811,21
47,40
1.232,4
0,10
grada
Lámpara LED 8 W
20
10
200
307
153,4
153,6
20,00
400
0,01
exterior Proyectores 400 W*
--
--
--
--
--
--
--
--
--
interior
Tubo LED 18 W
47
20
940
3.360
1.723,02
1.636,98
38,00
1.786
0,15
interior
Tubo LED 8 W
1
10
10
37
18,33
18,67
19,00
19
0,00
interior
Lámpara LED 20 W
6
20
120
660
219,96
440,04
28,00
168
0,02
Total
100
1.894,00
7.319,00
3.258,50
4.060,50
3.605,40
0,28
Tabla 18. Potencias y consumo de la propuesta de iluminación más eficiente y de menor consumo.
A continuación, veremos el resultado obtenido de la medida propuesta donde se sustituyen ALGUNAS de las lámparas habiendo suprimido las marcadas en rojo en las tablas anteriores. Veamos si con la sustitución de estas lámparas obtenemos valores de retorno de la inversión razonables.
Página 33 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE SITUACIÓN ACTUAL Iluminación tradicional
Potencia100 lámparas de diversos tipos (kW) Precio electricidad (medio 2.014) (€/kWh) Horas encendido día (h/día) Días / año (días/año) Horas / año (h/año) Factor reductor de consumo Consumo (kWh) Coste consumo electricidad (€) Emisiones de CO2 (t/año)
4,225 0,184582 Varios 230 Varios Varios 7.319,00 1.350,95 4,75
CAMBIO PROPUESTO Cambiar alguna iluminación por lámparas más eficientes y menos costosas Potencia 100 lámparas led de diversos tipos más eficientes (kW) Precio electricidad (medio 2.014) (€/kWh) Horas encendido día (h/día) (20 % de ahorro) Días / año (días/año) Horas / año (h/año) Factor reductor de consumo Consumo (kWh) Coste consumo electricidad (€) Emisiones de CO2 (t/año)
11,008 0,184582 Varios 230 Varios Varios 3.258,50 601,46 2,11
INVERSIÓN Compra de 100 lámparas (€) Mano de obra instalación (se supone hace personal del ayuntamiento) (€) TOTAL INVERSIÓN (€) IVA (%) TOTAL INVERSIÓN CON IVA (€)
3.605,40 0,00 3.605,40 21,00% 4.362,53
GASTOS Y AMORTIZACIONES POR DEPRECIACIÓN Mantenimiento anual (€), se incluye en el mantenimiento actual Amortización anual lineal (€) Vida útil (años)
0,00 159,11 22,66
AHORRO AHORRO ECONÓMICO/AÑO (€) 749,49 AHORRO PORCENTUAL (%) 55,48% AHORRO ENERGÍA/AÑO (kWh) 4.060,50 AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) 0,35 PERÍODO DE RETORNO (años), según VRI 6,11 PERÍODO DE RETORNO (años), según VAN 6,08 AHORRO DE CO2 (t/año) 2,64 < 1 mes PLAZO ESTIMADO IMPLANTACIÓN MEDIDA Tabla 19. Situación de mejora propuesta iluminación más eficiente y con menor consumo solo con algunas lámparas.
Definimos los siguientes valores para las ecuaciones de obtención de valor de retorno de la inversión, todas en tanto por uno: : tipo de interés de referencia del mercado. Consideramos: : tipo de incremento de la inflación. Tomamos:
k : tipo de interés real que se obtiene de promediar los dos tipos anteriores, t y g.
: tipo aplicado por incremento de precios del suministro de electricidad, tomando:
Página 34 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
Cálculo del período de retorno: a. Valor de retorno de la inversión VRI o PAYBACK.
b. Valor de retorno que hace VAN = 0.
Despejando, se obtiene: En este caso coinciden prácticamente el cálculo por el VAN y el VRI. La razón es que los tipos de interés son similares. El retorno ahora sí es viable.
Página 35 de 47
y
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
7. MEJORA 7. ENCENDIDO PROGRESIVO DE LA ILUMINACIÓN DE LAS TORRETAS DEL CAMPO DE FUTBOL. Esta propuesta de mejora, se realiza en base a los valores de consumos registrados mediante el sistema de monitorización colocado para la medición de consumos eléctricos del edificio. Mediante varios análisis realizados, se observa que existe un pico de consumo de potencia que se produce en torno a las 18:00 – 19:00 de la tarde (hora en la que se encienden las luces de las torretas del campo exterior). Esto es debido a que la intensidad de arranque simultáneo de dichas torres puede ser 5 veces la intensidad nominal e incluso más. Actualmente, el edificio dispone de la siguiente tarifa y potencias contratadas:
Número de contrato
393327772
Potencia actual contratada Especificación y calle ED - FUTBOL ZELAIA - PISZINAK Bº ARANDIA, 3, Bajo 1A
P.PUNTA
P.LLANO
P.VALLE
60 kW
60 kW
60 kW
Tarifa actual
3.0 A
Tabla 20. Tarifa y potencias de acceso
Los periodos horarios de la tarifa de acceso contratada son los siguientes: Horario
P1
Invierno
18:00 - 22:00
Verano
11:00 -15:00
Nº de horas
4
P2
P3
08:00 - 18:00 22:00 - 24:00 08:00 - 11:00 15:00 - 24:00
00:00 - 08:00 00:00 - 08:00
12
8
Tabla 21. Períodos tarifarios eléctricos.
En base al análisis de facturas, se observa que la potencia demandada, supera a la potencia contratada. Se adjunta a continuación una tabla con los maxímetros registrados en el año 2014:
P1 (kW) Punta
Desde…
Hasta…
19/11/2014 21/10/2014 19/09/2014 20/08/2014 21/07/2014 18/06/2014 21/05/2014 24/04/2014 20/03/2014 18/02/2014 20/01/2014 18/12/2013
18/12/2014 69 19/11/2014 56 21/10/2014 45 19/09/2014 0 20/08/2014 26 21/07/2014 30 18/06/2014 30 21/05/2014 31 24/04/2014 63 20/03/2014 68 18/02/2014 71 20/01/2014 73 Tabla 22. Maxímetros año 2014
P2 (kW) Llano 59 79 93 0 23 35 53 69 52 43 57 72
P3 (kW) Valle 31 22 57 0 18 18 19 20 21 19 23 18
Página 36 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
Tabla 23. Registro de maxímetros.
Los excesos se producen sobre todo en los meses de invierno, en el periodo que corresponde entre las horas 18:00 a 22:00. A continuación, se adjunta la curva de carga tipo que se produce en las instalaciones. La fecha seleccionada para el ejemplo es la del 6 de diciembre.
Tabla 24. Curva de carga tipo.
Página 37 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
Tabla 25. Pico de potencia activa.
Tabla 26. Pico de potencia activa.
Cabe mencionar que las compañías eléctricas aplican una penalización por periodo, cuando la potencia demandada supera el 105 % de la potencia contratada (en este caso 63 kW). Independientemente del número de veces que se produzca el exceso, la penalización se calcula por el valor máximo de potencia demandada registrado en el contador (maxímetro).
Página 38 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
El precio de la potencia, es diferente para los 3 periodos (punta, llano y valle). Este concepto es importante,
ya que la repercusión de un exceso de potencia no es la misma en
cualquier periodo horario. A pesar de ser primordial evitar las penalizaciones en cualesquiera de los periodos, la penalización por kW y por día será mayor en un periodo horario que en otro. Se adjunta el extracto de la factura del mes de diciembre en la que se puede visualizar la penalización del exceso realizado en el periodo PUNTA.
Tabla 27. Penalización de una factura.
Las penalizaciones durante el año 2014, han sido de 495,30 € (Impuestos e IVA incluidos). En base a los consumos registrados, se observa que el pico de potencia demandado, viene dado por el encendido de los equipos de iluminación. Cualquier dispositivo dispone un pico de potencia en el arranque, y luego se estabiliza. La presente propuesta, contempla la instalación de un sistema de encendido progresivo, con el fin de que no se produzca el pico de arranque de todos los equipos al mismo tiempo, pudiendo así evitar que se produzca el exceso de potencia por cargas simultáneas. No solo se logra evitar las penalizaciones, sino que se podrá ajustar la potencia contratada, y ello supondrá un ahorro notable para la instalación. Descripción del sistema. A continuación se describe la situación actual de los cuadros eléctricos. El cuadro eléctrico principal, está compuesto por dos cuadros independientes, un cuadro correspondiente a la iluminación de las torretas exteriores, y otro correspondiente al resto de circuitos. El cuadro correspondiente a las torretas a su vez dispone de 8 líneas (2 por torreta). En teoría, esta sectorizado de tal manera que los días pares utilizan una de las líneas de cada torreta y otra los días impares. Aunque según las mediciones, consideramos que se encienden todos los puntos.
Página 39 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
Fig. 4.
Cuadro eléctrico iluminación torretas.
Fig. 5.
Cuadro eléctrico resto circuitos.
El sistema a utilizar es un sistema modular de monitorización y control basado en un registrador. Dicho equipo es capaz de realizar el registro de variables analógicas, su visualización mediante gráficas, descarga de los datos registrados, envío de esos datos por email o por ftp, gateway Modbus TCP y/o BACnet… La propuesta, contempla la programación del encendido, con el fin de que se enciendan secuencialmente las diferentes líneas o circuitos de iluminación.
Página 40 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
Mediante funciones de control se podrán definir además diferentes alarmas relacionadas con las variables analógicas registradas y también se podrá realizar el control de iluminación (ON/OFF, regulación, luminosidad, movimiento,…) Para la implantación del sistema son necesarios los siguientes dispositivos: Precio unitario
Nº unidades
Importe total
1 ud. SPM3241 (Fuente de alimentación)
63,825
1
63,825
1 ud. SH2WEB24 (Registrador)
897,75
1
897,75
1 ud. SH2MCG24 (Generador de canales)
237,225
1
237,225
2 ud. SH2RE16A4 (4 salidas a relé)
175,8
2
351,6
1 ud. SH1DUPFT (Equipo necesario si entre el cuadro general y el del alumbrado hay mucha distancia)
31,275
1
31,275
365,85
1
365,85
Dispositivo
1 ud. EM24DINAV53DISX (Equipo de medida trifásico con MODBUS RS485) 3 ud. transformadores de intensidad
195 3 Importe total sin IVA
585 2.532,52 €
IVA (21%)
531,83 €
Importe Total (IVA Incluido)
3.064,35 €
Tabla 28. Elementos de la instalación.
Ahorro previsto mediante el sistema propuesto. Por un lado, se evitará el pico de potencia demandado, por lo que se evitarán las penalizaciones por exceso de potencia. Se estima que evitando los picos de arranque, la contratación podría verse reducida ligeramente y posicionarse en torno a 50 kW, lo cual también supone un ahorro. En el cálculo no se tiene en cuenta el término de energía puesto que a pesar de existir un ahorro, es despreciable.
Página 41 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE
Situación actual.
Potencia actual contratada
Numero de contrato
Especificación y calle P.PUNTA
P.LLANO
P.VALLE
60 kW
60 kW
60 kW
ED - FUTBOL ZELAIA - PISZINAK Bº ARANDIA, 3, Bajo 1A
393327772
Tarifa actual
3.0 A
4.501,93 €
Termino fijo anual (sin impuestos) Penalizaciones (sin impuestos)
389,38 €
Impuesto eléctrico
250,08 € 1.079,69 €
IVA (21%)
6.221,08 €
Total Tabla 29. Situación actual.
Situación propuesta.
Potencia propuesta
Número de contrato
393327772
Especificación y calle P.PUNTA
P.LLANO
P.VALLE
50 kW
50 kW
50 kW
ED - FUTBOL ZELAIA - PISZINAK Bº ARANDIA, 3, Bajo 1A
Termino fijo anual (Sin impuestos) Penalizaciones (Sin impuestos) Impuestos eléctricos IVA (21%) Total
Tarifa actual
3.0 A
3.751,61 € 0,00 € 191,81 € 828,12 € 4.771,53 €
Tabla 30. Situación propuesta.
Página 42 de 47
AUDITORÍA ENERGÉTICA
CAMPO MUNICIPAL DE ARANDIA – MIRABALLES UDALETXE SITUACIÓN ACTUAL Contrato electricidad 3.0 A 3 períodos (60kW)
Energía consumida en el período analizado (kWh) Gasto término de potencia 60 kW anual (€) Penalizaciones por excesos Impuestos eléctricos IVA (21%) Total
82.264,00 4.501,93 389,38 250,08 1.079,69 6.221,08
CAMBIO PROPUESTO Contrato electricidad 3.0A 3 períodos con Audax Energía consumida en el período analizado (kWh) Gasto término de potencia 50 kW anual (€) Penalizaciones por excesos Impuestos eléctricos IVA (21%) Total
82.264,00 3.751,61 0,00 € 191,81 828,12 4.771,53
INVERSIÓN Sistema de encendido secuencial (€) TOTAL INVERSIÓN (€) IVA (%) TOTAL INVERSIÓN CON IVA (€)
2.532,52 € 2.532,52 € 21,00% 3.064,35 €
GASTOS Y AMORTIZACIONES POR DEPRECIACIÓN Mantenimiento anual (€), se incluye en el mantenimiento actual Amortización anual lineal (€) Vida útil (años)
0,00 126,63 20,00
AHORRO AHORRO ECONÓMICO/AÑO (€) AHORRO PORCENTUAL (%) AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh) AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) PERÍODO DE RETORNO (años), según VRI PERÍODO DE RETORNO (años), según VAN AHORRO DE CO2 (t/año) PLAZO ESTIMADO IMPLANTACIÓN MEDIDA
1.449,55 23,30 0 0 1,90 1,93 0