Potencial fotovoltaico en techumbre de edificios industriales de alta demanda energética, en zonas ecuatoriales.

Palabras clave: Energía Solar, Edificios Industriales, Eficiencia energética, Fotovoltaicos adheridos a edificación, BAPV

Resumen

La industria y edificaciones producen el 60% de gases de efecto invernadero en el mundo y, en concreto, consumen el 62% de la electricidad en Cuenca, Ecuador. Las zonas ecuatoriales andinas poseen en el sol una fuente energética consistente y relativamente estable durante el año. Las plantas industriales muestran superficies aptas para desplegar recolección solar fotovoltaica. Mediante un levantamiento volumétrico de una planta industrial de alto consumo, se realiza una propuesta de intervención en techumbre, para procurar una máxima ocupación de placas PV de sílice cristalino, considerando además aspectos de ventilación interior e iluminación natural. A través del modelo en BIM (Building Information Modeling) y de simulaciones en SAM@, se prevé un abastecimiento de un 22 % del alto consumo eléctrico actual, volumen equivalente a la demanda residencial de 17.328 habitantes o el 2 % del consumo total de la ciudad. A pesar de que, por políticas estatales de subsidio a combustibles, esta no constituye una inversión rentable, se demuestra aquí que es una alternativa para la eliminación de los mismos, considerando su carácter nocivo, tanto desde perspectivas económicas como ambientales.

Biografía del autor

Diego Sebastian Marín-López, Universidad de Cuenca

Estudiante de la Facultad de Arquitectura y Urbanismo de la Universidad de Cuenca

Esteban Felipe Zalamea-León, Dr. Arq., Universidad de Cuenca

Doctor en Arquitectura y Urbanismo de la Universidad del Bio Bio. Magister en Construcciones por la Universidad de Cuenca. Arquitecto por la Universidad de Cuenca. Profesor Asociado por la Universidad de Cuenca

Edgar Antonio Barragán-Escandón, Ing MSc, Universidad Politecnica Salesiana

Doctorante de la Univeirsidad de Jaen. Master Universitario en Energías Renovables de la Universidad de León. Ingeniero Eléctrico por la Universidad de Cuenca. Profesor titular de la Universidad Politécnica Salesiana de Cuenca

Citas

AL RIZA, Dimas; UL HAQ GILANI, Syed Ihtsham y ARIS BIN, Mohd. 2010. Measurement and Simulation of Standalone Solar PV System for Residential Lighting in Malaysia. En: EFEEA’10 International Symposium on Environment Friendly Energies in Electrical Applications (Ghardaia, Algeria, 2 a 4 de noviembre de 2010) [en línea]. Gardenia: EFFEA ́10, 2010, pp 1-6. [Consultado 4 febrero 2018]. Disponible en: https://www.researchgate.net/profile/Dimas_Al_Riza/ publication/265942002_Measurement_and_Simulation_of_ Standalone_Solar_PV_System_for_Residential_Lighting_in_ Malaysia/links/55d4455a08ae0b8f3ef94359.pdf.

BARRAGÁN, Antonio; ARIAS, Pablo y TERRADOS, Julio. Fomento del metabolismo energético circular mediante generación eléctrica proveniente de rellenos sanitarios: Estudio de caso, Cuenca, Ecuador. Promoting Circular Energy Metabolisms through Electricity Generation from Landfills: Case study. INGENIUS: Revista de Ciencia y Tecnología [en línea], 2016, vol. 16, pp. 36-42. DOI /doi.org/10.17163/ings. n16.2016.05.

BARRAGÁN, Antonio; TERRADOS, Julio; ZALAMEA, Esteban y ARIAS, Pablo. Electricity production using renewable resources in urban centres. Proceedings of the Institution of Civil Engineers - Energy [en línea], 2018, vol. 171, n° 1, pp. 12-25. DOI 10.1680/jener.17.00003.

BIYIK, Emrah; ARAZ, Mustafa; HEPBASLI, Arif; SHAHRESTANI, Mehdi; YAO, Runming; SHAO, Li; ESSAH, Emmanuel; OLIVEIRA, Armando; DEL CAÑO, Teodosio; RICO, Elena; LECHÓN, Juan Luis; ANDRADE, Luisa; MENDES, Adélio y ATLI, Yusuf. A key review of building integrated photovoltaic (BIPV) systems. Engineering Science and Technology, an International Journal [en línea], 2017, vol. 20, no 3, pp. 833- 858. DOI 10.1016/j.jestch.2017.01.009.

BRINKS, Pascal; KORNADT, Oliver y OLY, Rene. Development of concepts for cost-optimal nearly zero-energy buildings for the industrial steel building sector. Applied Energy [en línea], 2016, vol. 173, pp. 343-354. DOI 10.1016/j. apenergy.2016.04.007.

CÁRDENAS, Luz y URIBE, Paula. Acceso solar a las edificaciones: El eslabón pendiente en la norma urbanística chilena sobre la actividad proyectual. Revista de Urbanismo, 2012, vol. 26, pp. 21-42.

CELEC. Vigente el mecanismo de subsidio eléctrico. Preguntas frecuentes [en línea], 2014. [Consultado 2 enero 2018]. Disponible en: https://www.celec.gob.ec/termopichincha/ index.php/noticias/vigente-el-mecanismo-para-subsidio- electrico.

CINNAMON, Barry. The Economics of Commercial Energy Storage Systems [en línea]. Campbell, CA., 2017a. [Consultado 2 enero 2018]. Disponible en: http://cinnamon.energy/ economics-commercial-energy-storage-systems/.
CINNAMON, Barry. Which solar panels are best? [en línea]. S.l., 2017b. [Consultado 2 enero 2018]. Disponible en: https:// soundcloud.com/cinnamonsolar/what-solar-panels-should-i- buy.

CINNAMON, Barry. 21st Century Home Energy Efficiency [en línea]. San Diego,CA, 2018. [Consultado 2 enero 2018]. Disponible en: https://cinnamon.energy/21st-century-home- energy-efficiency/.

CLIMATEDATA-ORG. CLIMATE: CUENCA [en línea], 2018. [Consultado 2 enero 2018]. Disponible en: https://es.climate- data.org/location/875185/.

CONELEC. Atlas solar del Ecuador. Conelec [en línea], pp. 1-51, 2008. [Consultado 2 enero 2018]. Disponible en: http:// www.conelec.gob.ec/archivos_articulo/Atlas.pdf.

CREAMER, Bernardo y BECERRA, Rafaela. Cuantificación de los subsidios de derivados del petróleo a los hidrocarburos en el Ecuador. Petróleo al día. Boletín Estadístico del Sector de Hidrocarburos [en línea], 2016, vol. 2, pp. 9-26. [Consultado 3 enero 2018]. Disponible en: http:// www.observatorioenergiayminas.com/archivos/boletin/
petroleoaldia02.

ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE. Budgeting for solar PV plant operations & maintenance: practices and pricing [en línea]. S.l., 2015. [Consultado 2 enero 2018]. Disponible en: http://prod.sandia.gov/techlib/access-control. cgi/2016/160649r.pdf.

FARKAS, Klaudia. Designing photovoltaic systems for architectural integration. Criteria and guidelines for product and system developers [en línea]. San Francisco, 2013. [Consultado 2 enero 2018]. Disponible en: http://task41. iea-shc.org/data/sites/1/publications/task41A3-2-Designing- Photovoltaic-Systems-for-Architectural-Integration.pdf.

IRENA. REthinking Energy [en línea]. S.l.: IRENA, 2017. [Consultado 2 enero 2018]. Disponible en: file:///Users/ estebanzalamea/Desktop/IRENA_REthinking_Energy_2017. pdf.

IZQUIERDO, Ismael y PACHECO, Gustavo. Evaluación de la eficiencia de paneles solares como sistema de captación de energía para edificaciones del área urbana de Cuenca [en línea]. S.l.: Universidad de Cuenca, 2017. [Consultado 2 enero 2018]. Disponible en: http://dspace.ucuenca.edu.ec/ handle/123456789/27386.

JARAMILLO, Christian. Estudio de metabolismo urbano en la ciudad de Cuenca [en línea]. S.l.: Universidad Politecnica Salesiana, 2017. [Consultado 2 enero 2018]. Disponible en: https://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/14260/1/ UPS-CT007009.pdf.

KAAN, Henk y REIJENGA, Tjerk. Photovoltaics in an architectural context. Progress in Photovoltaics: Research and Applications [en línea], 2004, vol. 12, no 6, pp. 395-408. DOI 10.1002/pip.554.

KALOGIROU, Soteris. Solar thermal collectors and applications. Progress in Energy and Combustion Science [en línea], 2004, vol. 30, pp. 231-295. DOI 10.1016/j.pecs.2004.02.001.

KAMPELIS, N., GOBAKIS, K., VAGIAS, V., KOLOKOTSA, D., STANDARDI, L., ISIDORI, D., CRISTALLI, C., MONTAGNINO, F.M., PAREDES, F., MURATORE, P., VENEZIA, L., DRACOU, K., MONTENON, A., PYRGOU, A., KARLESSI, T. y SANTAMOURIS, M. Evaluation of the performance gap in industrial, residential & tertiary near-Zero energy buildings. Energy and Buildings [en línea], 2017, vol. 148, pp. 58-73. DOI 10.1016/j. enbuild.2017.03.057.

MIKKOLA, Jani; SALPAKARI, Jyri; YPYÄ, Jo y LUND, Peter. Increasing the Solar Share through Smart Matching of PV, Load and Energy Infrastructure in Urban Context. En: 4th Solar Integration Workshop (Berlín, 10-11 de noviembe de 2014). Berlín: Uta Betancourt y Thomas Akerman, 2014, pp. 47-83. [Consultado 2 enero 2018]. Disponible en: https:// www.researchgate.net/publication/273757873_Increasing_the_Solar_Share_through_Smart_Matching_of_PV_Load_and_ Energy_Infrastructure_in_Urban_Context

NAVAJAS, Fernando. Subsidios a la energía, devaluación y precios [en línea]. S.l., 2015. [Consultado 2 enero 2018]. Disponible en: http://www.fiel.org/publicaciones/ Documentos/DOC_TRAB_1431636145020.pdf.

NREL. System Advisor Model (SAM). U.S. Department of Energy [en línea], 2017. [Consultado 2 enero 2018]. Disponible en: https://sam.nrel.gov.

REN21. Renewables 2017: global status report [en línea]. S.l., 2017. [Consultado 2 enero 2018]. Disponible en: http://www. ren21.net/wp-content/uploads/2017/06/17-8399_GSR_2017_Full_Report_0621_Opt.pdf%0Ahttp://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2016.10.049%0Ahttp://www.ren21.net/status-of- renewables/global-status-report/.

SHUKLA, Akash Kumar; SUDHAKAR, K. y BAREDAR, Prashant. A comprehensive review on design of building integrated photovoltaic system. Energy and Buildings [en línea], 2016, vol. 128, pp. 99-110. DOI 10.1016/j.enbuild.2016.06.077.

WEGERTSEDER, Paulina; LUND, Peter; MIKKOLA, Jani y GARCÍA ALVARADO, Rodrigo. Combining solar resource mapping and energy system integration methods for realistic valuation of urban solar energy potential. Solar Energy [en línea], 2016, vol. 135, pp. 325-336. DOI 10.1016/j. solener.2016.05.061.
Publicado
2018-06-30
Cómo citar
Marín-López, D., Zalamea-León, E., & Barragán-Escandón, E. (2018). Potencial fotovoltaico en techumbre de edificios industriales de alta demanda energética, en zonas ecuatoriales. Hábitat Sustentable, 8(1), 28-41. https://doi.org/10.22320/07190700.2018.08.01.03
Sección
Artículos