Diseño de una instalación solar térmica y fotovoltaica para cubrir la demanda de agua caliente sanitaria, climatización de piscina y consumo eléctrico de un pabellón polideportivo en el Grao de Castellón

Abstract

[ES] En este Trabajo Fin de Grado se realiza el cálculo y diseño de dos instalaciones para el aprovechamiento de la energía solar en un pabellón polideportivo en el Grao de Castellón. Por un lado, se dimensiona una instalación solar de baja temperatura para cubrir las necesidades de agua caliente sanitaria y de calor para una piscina climatizada y, por otro lado, se calcula una instalación fotovoltaica para autoconsumo eléctrico. Como punto de partida se evalúan las facturas de gas natural y de electricidad para obtener una aproximación a la demanda a cubrir. Estas facturas permiten tener una estimación de los consumos reales del pabellón. En la parte solar térmica se dimensiona un sistema de captadores solares siguiendo la normativa del Código Técnico de la Edificación-HE4. El cálculo se valida con el uso de diferentes programas de dimensionamiento. Se evalúa la cantidad de captadores solares y la capacidad del acumulador para cubrir la demanda diaria de las duchas de los vestuarios. Los captadores también proporcionan calor para compensar las pérdidas de la piscina climatizada del pabellón. Respecto a la instalación fotovoltaica, previamente se realiza un estudio de eficiencia energética para estudiar posibles reducciones en la potencia contratada. Se propone sustituir las luminarias actuales por luminarias tipo LED. Se utiliza el programa Dialux para evaluar el cumplimiento en cuanto a normativa de iluminación. Posteriormente, se evalúan diferentes opciones para el diseño de la instalación fotovoltaica, valorando potencias que van desde los 40 kW que coincide con la potencia contratada del pabellón hasta los 100 kWp como límite de potencia para cumplir con la modalidad de autoconsumo con excedente acogido a compensación. Los cálculos de la energía producida se contrastan con los obtenidos con los programas de cálculo PVSYST y SAM. Se realiza una evaluación de viabilidad económica como principal criterio para escoger la opción de diseño finalmente propuesta. Para ello, se utiliza el programa RETSCREEN EXPERT. El TFG se completa con los planos necesarios y con el presupuesto de la solución finalmente adoptada.

[CA] En aquest Treball de Fi de Grau (TFG) es realitza el càlcul i disseny d’una instal·lació d’energia solar tèrmica de baixa temperatura per a cobrir les necessitats d’aigua calenta sanitària i de climatització d’una piscina coberta. A més a més, també es fa el càlcul i disseny d’una instal·lació fotovoltaica per a cobrir la demanda elèctrica d’un complexe esportiu. En primer lloc es descriuen les instal·lacions del centre esportiu, espais, aforo, horari i demanda energètica, tant d’energia elèctrica com de gas natural. En la part de l’anàlisi de la instal·lació solar tèrmica es proposa l’ús de captadors solars plans seguint el Codig Tècnic de l’Edificació-HE4 per a cobrir les necessitats dels vestuaris i de la piscina coberta. El dimensionat es realitza mitjançant el mètode f-chart i els programes informàtics CHEQ4 i Acsol. Abans d’avaluar i dimensionar la instal·lació fotovoltaica es realitza un estudi per a reduïr la potència elèctrica contractada. S’analitza la substitució de les llumenàries que el centre utilitza en l’actualitat per llumenàries LED. S’analitzen diverses alternatives amb la seua corresponent viabilitat econòmica. Una vegada ja determinada la nova potència contractada, es dissenya la instal·lació fotovoltaica. Es proposen varies alternatives en quant a la potència i superfície d’ocupació. Per últim, es realitza un estudi de viabilitat econòmica per a precisar l’opció més rentable. El TFG es complementa amb els plànols necessaris i el pressupost de la solució finalment adoptada.

[EN] In this Final Degree Project, the calculation and design of a low temperature solar thermal energy installation are carried out to cover the needs of sanitary hot water and the heating of an indoor swimming pool; and the calculation and design of a photovoltaic installation to cover the electrical demand of a sports complex. Firstly, it describes the sports centre’s facilities, spaces, capacity, opening hours and energy demand, both for electricity and for natural gas. In the part dedicated to the analysis of the solar thermal installation, the use of flat solar collectors following the Technical Building Code-HE4 is proposed, in order to cover the demand of the changing rooms and the indoorswimming pool. Sizing is done through the use of the f-chart method, and CHEQ4 and Acsol software. Before evaluating and sizing the photovoltaic installation, a study is carried out to reduce the contracted electrical power. The replacement of the lights currently used by the centre with LED lights is analysed. Different alternatives are analysed with their corresponding economic viability. Once the new contracted power has been determined, the photovoltaic installation is designed. Different alternatives are proposed in terms of power and occupation. Finally, an economic feasibility study is carried out to determine the most profitable option. The Final Degree Project is completed with the necessary plans and the budget of the solution finally adopted.