Diseño de instalación de cosechado energético a partir de agua pluvial y alimentación fotovoltaica para Colegio Público de Educación Especial en Teruel

Abstract

[ES] Proyecto enfocado en el edificio principal del Colegio Público de Educación Especial Arboleda, situado en la ciudad de Teruel y con una superficie total de 3262 m2, contando tanto con instalaciones adaptadas al servicio escolar, como con talleres con equipos industriales destinados a programas de formación profesional, además de ofrecer servicios de residencia, comedor, lavandería, fisioterapia, enfermería y logopedia.

El presente documento plantea un modelo de edificio sostenible que vincule el aprovechamiento de energía renovable al aprendizaje, de forma que se aproveche una forma de energía consolidada como la fotovoltaica para cubrir el consumo del edificio y sus instalaciones destinadas a la formación, y a su vez, explotar otra fuente de energía renovable disponible como es la hidráulica, para fines educativos.

Por un lado, se evalúa el consumo energético del edificio a partir del análisis de sus instalaciones y características constructivas, obteniendo un consumo cercano a 338 MWh anuales. A partir de este dato, se verifica la viabilidad de autonomía mediante una instalación fotovoltaica en la cubierta del edificio conectada a red, formada por 820 módulos y con una generación anual cercana 375 MWh.

Por otro lado, se presenta el diseño de una instalación de ¿cosechado de energía¿ (¿energy harvesting¿) a partir de la energía potencial del agua pluvial, que es recogida en la cubierta del edificio y canalizada para la generación hidroeléctrica. Esta instalación, formada por dos microcentrales hidroeléctricas integradas en el edificio y conectadas a una batería, tiene una capacidad de generación anual estimada cercana a los 13 kWh, que se utiliza para alimentar pequeños consumos de estimulación visual y acústica que ayuden al alumno a asociar la transformación de la energía del agua de la lluvia en otras formas de energía, favoreciendo su proceso de aprendizaje.

Por último, se presenta un presupuesto económico que recoge la inversión necesaria del proyecto.

[CA] Projecte enfocat en l'edifici principal del Col·legi Públic d'Educació Especial Arbreda, situat a la ciutat de Terol i amb una superfície total de 3262 m², comptant tant amb instal·lacions adaptades al servei escolar, com amb tallers amb equips industrials destinats a programes de formació professional, a més d'oferir serveis de residència, menjador, bugaderia, fisioteràpia, infermeria i logopèdia. El present document planteja un model d'edifici sostenible que vincule l'aprofitament d'energia renovable a l'aprenentatge, de manera que s'aprofite una forma d'energia consolidada com la fotovoltaica per a cobrir el consum de l'edifici i les seues instal·lacions destinades a la formació, i al seu torn, explotar una altra font d'energia renovable disponible com és la hidràulica, per a finalitats educatives. D'una banda, s'avalua el consum energètic de l'edifici a partir de l'anàlisi de les seues instal·lacions i característiques constructives, obtenint un consum pròxim a 338 MWh anuals. A partir d'aquesta dada, es verifica la viabilitat d'autonomia mitjançant una instal·lació fotovoltaica en la coberta de l'edifici connectada a xarxa, formada per 820 mòduls i amb una generació anual pròxim a 375 MWh. D'altra banda, es presenta el disseny d'una instal·lació de “collit d'energia” (“energy harvesting”) a partir de l'energia potencial de l'aigua pluvial, que és recollida en la coberta de l'edifici i canalitzada per a la generació hidroelèctrica. Aquesta instal·lació, formada per dues microcentrals hidroelèctriques integrades en l'edifici i connectades a una bateria, té una capacitat de generació anual estimada pròxima als 13 kWh, que s'utilitza per a alimentar xicotets consums d'estimulació visual i acústica que ajuden l'alumne a associar la transformació de l'energia de l'aigua de la pluja en altres formes d'energia, afavorint el seu procés d'aprenentatge. Finalment, es presenta un pressupost econòmic que recull la inversió necessària del projecte.

[EN] Project focused on the main building of the special education public school ¿Colegio Público de Educación Especial Arboleda¿, located in the city of Teruel, with a total area of 3262 m2 and having both facilities adapted to the school service, and workshops with industrial equipment for professional training programs, in addition to offering residence, dining room, laundry, physiotherapy, nursing and speech therapy services.

This document proposes a sustainable building model that links the use of renewable energy to learning, so that a consolidated form of energy such as photovoltaic energy is used to cover the consumption of the building and its facilities for training, and at the same time, it is exploited another available renewable energy source such as hydraulic energy, for educational purposes.

On the one hand, the building's energy consumption is evaluated based on the analysis of its facilities and construction characteristics, obtaining a consumption close to 338 MWh per year. Based on this data, the viability of autonomy is verified by means of a photovoltaic installation on the roof of the building connected to the power grid, consisting of 820 modules, with an annual generation close to 375 MWh.

On the other hand, it is presented the design of an ¿energy harvesting¿ installation, using the potential energy of rainwater, which is collected and channeled on the roof of the building, for hydroelectric generation. This installation, consisted of two micro hydroelectric power plants integrated into the building and connected to a battery, has an estimated annual generation capacity of close to 13 kWh, which is used to cover small consumptions of visual and acoustic stimulation that help the student to associate the transformation of rainwater energy into other forms of energy, favoring their learning process.

Finally, is presented an economic budget that includes the investment necessary for the project.