ENERGÍA

Según los datos más recientes para el conjunto de la Unión Europea, los edificios son responsables de aproximadamente el 40% del consumo total de energía y por tanto el impacto que supone cualquier esfuerzo de ahorro y eficiencia energética es significativo.

NORMATIVA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DE LA EDIFICACIÓN

El desarrollo de nueva normativa, y la revisión de la existente, exige unas labores investigadoras de extraordinaria relevancia para los organismos responsables. AICIA ha desarrollado numerosos proyectos de investigación y trabajos de asesoría en este campo, habiendo obtenido una especialización destacada en el ámbito de la normativa energética en el sector de la edificación, con especial atención en:

• ZONIFICACIÓN CLIMÁTICA: La zonificación climática utilizada para la limitación de demanda energética del código técnico de la edificación.
• DESARROLLO DE MÉTODOS DETALLADOS Y SIMPLIFICADOS DE CERTIFICACIÓN DE EDIFICIOS: La certificación energética de edificios nuevos y existentes se realiza según la metodología del Real Decreto 47/2007. AICIA desarrolla métodos de cálculo que se denominan detallados por seguir exactamente la metodología propuesta en dicho decreto. Estos métodos requieren la demanda energética horaria del edificio y la simulación de los sistemas de acondicionamiento, también en base horaria. Se consideran por separado los edificios residenciales y los terciarios (pequeños y medianos por una parte y grandes por otra), así como edificios nuevos o existentes. Asimismo AICIA desarrolla métodos simplificados de acuerdo a la metodología oficial, que permiten la certificación simplificada de diversos tipos de edificios La certificación energética de edificios, nuevos o existentes, por un método detallado, requiere un grado de definición, y posteriormente un tiempo de cálculo que eleva mucho los costes de la certificación, por lo que los métodos simplificados tienen gran demanda en el sector de la edificación. Los procedimientos, muy simples, se basan en el conocimiento de los parámetros característicos de los elementos del edificio (envuelta y sistemas) que son conocidos por requerimientos de otras verificaciones normativas (principalmente del CTE-HE1), y se pueden implementar con facilidad en herramientas informáticas muy sencillas para el usuario final.
• DATOS DE CARACTERIZACIÓN CLIMÁTICOS PARA ESTIMACIÓN DE CONSUMO Y DISEÑO: AICIA desarrolla trabajos de caracterización climática de las localidades españolas. La finalidad de estos trabajos es la selección, de entre los disponibles, de datos climáticos representativos para el fin que se persiga, normalmente entre el diseño de las instalaciones térmicas, para lo que se requieren datos extremos, y la estimación del consumo de dichas instalaciones, para las que se necesitan datos medios, representativos de periodos más largos, como mínimo 10 años.
• MODELIZACIÓN TÉRMICA DE ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS TRADICIONALES E INNOVADORES: AICIA trabaja en la modelización térmica de elementos constructivos convencionales e innovadores. La modelización de elementos convencionales de la envuelta edificatoria incluye tanto cerramientos opacos (muros, cubiertas, forjados, puentes térmicos, etc.) como semitransparentes (acristalamientos -vidrios y marcos- lucernarios, etc.). Las infinitas posibilidades geométricas y de materiales, hacen que en ocasiones un cálculo aparentemente simple de una transmitancia térmica se convierta en un trabajo muy especializado. La continua investigación, desarrollo e innovación en el sector de la construcción hace que aparezcan en el mercado soluciones constructivas innovadoras para las que los métodos de cálculo convencionales no satisfacen los requisitos de cálculo de la contribución de dichas soluciones constructivas a la demanda energética de los edificios. AICIA realiza investigación básica y aplicada que permite acometer trabajos de esta naturaleza. Entre los más notables se encuentran los muros solares, las fachadas ventiladas, opacas o semitransparentes, y los que incorporan materiales de cambio de fase.
• ACONDICIONAMIENTO TÉRMICO: AICIA desarrolla herramientas que permiten la simulación del comportamiento térmico de los sistemas de acondicionamiento térmicos de los edificios, para diferentes propósitos, desde la verificación de la normativa, hasta el diseño del propio sistema, pasando por la estimación del consumo de las diferentes fuentes energéticas utilizadas.
• DETERMINACIÓN DE DEMANDA Y CONSUMO ENERGÉTICO DE EDIFICIOS: El cálculo de la demanda energética de los edificios es un paso previo para la determinación del consumo energético de las instalaciones térmicas. Con base en las líneas precedentes, AICIA desarrolla modelos de cálculo de la demanda de base de tiempo estacional, mensual, y horario, con diferentes niveles de simplificación, desde muy simplificados, como los basados en la normativa UNE-EN-13790. AICIA puede determinar también el consumo energético de los edificios en las situaciones siguientes: A partir de la demanda y el rendimiento estacional del sistema de acondicionamiento térmico, siempre que no exista acoplamiento entre el edificio y el sistema, lo cual solo ocurre cuando el control es perfecto y la potencia del equipo siempre suficiente para satisfacer la demanda. En los casos en que las condiciones térmicas de la envuelta y del sistema están acopladas, porque la envuelta modifique sus características de acuerdo a una situación definida, o porque las prestaciones del sistema dependan de las condiciones del local, lo cual es real en una mayoría de los casos, de manera que el procedimiento de cálculo necesita ser iterativo, determinándose en cada instante de cálculo los balances de energía en la envuelta y el sistema de acondicionamiento que finalmente permiten el cálculo de las temperaturas y cargas térmicas de los locales. De igual manera, habitualmente de la segunda forma, se tiene en cuenta el aprovechamiento de las energías renovables, por ejemplo, mediante sistemas de absorción para refrigeración mediante energía solar.
• MODIFICACIÓN DE CONDICIONES CLIMÁTICAS: Cuantificación de la modificación de las condiciones exteriores a que se ve sometido un edificio, por las perturbaciones que introduce el entorno urbano.
• MODELIZACIÓN DE CONDICIONES DE CONFORT EN ESPACIOS EXTERIORES: Los trabajos de AICIA han puesto de manifiesto que magnitudes tales como radiación solar incidente, velocidad del viento, proximidad de superficies frías o calientes, además de la propia temperatura y humedad del aire ambiente, hacen que el problema de las condiciones de confort sea completamente diferente del convencional, y que haya de ser tratado con gran nivel de detalle.
• SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO TÉRMICO DE ESPACIOS EXTERIORES: Se desarrollan productos y soluciones de carácter tecnológico a nivel de sistemas y algoritmos de control y comunicaciones que permitan una gestión activa de la demanda energética. Dicha gestión nos permite generar distribuir y consumir de manera más eficiente, ajustando la generación de energía a las necesidades de cada momento, tanto para grandes sistemas como en la gestión energética tanto de industrias como en los hogares. tanto de industrias como en los hogares.

Nuestras actividades en el ámbito de la bioingeniería se centran fundamentalmente en la gasificación de biomasa y en la producción de biocarburantes.

GASIFICACIÓN DE BIOMASA

La línea de conversión termoquímica de biomasa pretende contribuir al desarrollo de la tecnología de combustión y gasificación de biomasa y residuos. Tal contribución es llevada a cabo mediante un programa experimental de laboratorio y planta piloto, junto con el desarrollo de herramientas de simulación que permiten abordar el diseño y el escalado de estos procesos con razonable fiabilidad. Merece especial consideración el desarrollo de un nuevo concepto de gasificación cuyo objetivo es reducir drásticamente el contenido de alquitranes en el gas producido.

PRODUCCIÓN DE BIOCARBURANTES

Trabajamos en el desarrollo de una tecnología de producción de bioetanol de 2ª generación basada en la gasificación de biomasa lignocelulósica. Las actividades se centran en dos puntos concretos. La evaluación experimental de catalizadores para la síntesis catalítica de alcoholes en su laboratorio de síntesis catalítica y el desarrollo conceptual y el análisis técnico-económico mediante simulación del proceso completo de producción, que incluye desde el pretratamiento de la biomasa hasta la purificación del biocarburante.

Nuestras capacidades en esta área comprenden los fundamentos y las aplicaciones eléctricas y térmicas.

RADIACIÓN SOLAR TOTAL Y ESPECTRAL, ESTIMACIÓN DEL RECURSO SOLAR

Desarrollo de sistemas de medición, modelos y cálculos de la radiación solar. Para ello contamos con una estación de medidas radiométricas y meteorológica, ubicada en los laboratorios de la ETSI, cuyos datos se han utilizado para numerosos trabajos científicos y tesis doctorales, así como para generar bases de datos, estimaciones estadísticas y mapas de radiación que, entre otros, han servido para determinar la viabilidad de los emplazamientos de los sistemas de energía solar.

CONVERSIÓN TÉRMICA DE LA RADIACIÓN SOLAR

Desarrollo de las tecnologías y componentes de sistemas concentración de la radiación solar, necesarios para conseguir medias y altas temperaturas, así como su ensayo, operación e integración. Uno de los elementos más destacados de esta línea de investigación es el Disco Parabólico con Motor Stirling, que posee la particularidad de estar conectado a la red de distribución, acogido al Régimen Especial.

ENSAYOS DE EQUIPOS SOLARES DE BAJA TEMPERATURA

Aplicaciones térmicas de la energía solar, tales como Agua Caliente Sanitaria, calor de procesos, vaporización directa…, para los que disponemos de una completa instalación de ensayos de equipos solares de baja temperatura, diseñados y realizados con la finalidad de aplicar la Norma Europea al ensayo de equipos solares domésticos (compactos). Este equipo de ensayos, además de constituir el soporte para las tareas de investigación en este campo, viene prestando sus servicios al sector industrial desde hace más de 10 años mediante la certificación de equipos.

ANÁLISIS DE PANELES Y SISTEMAS FOTOVOLTAICOS

El análisis energético de las instalaciones fotovoltaicas y sus aplicaciones eléctricas, aisladas o en red, constituye una línea de trabajo fundamental, que también cuenta con instalaciones experimentales en los laboratorios de la ETSI. Estas instalaciones permiten determinar el comportamiento energético de cualquier instalación fotovoltaica, desde el balance de potencia hasta el balance energético. Adicionalmente, los productos y servicios que ofrecemos en el sector fotovoltaico permiten la integración de los campos de paneles optimizando el seguimiento del punto de máxima potencia, permitiendo cumplir con todos los estándares de conexión a la red eléctrica.

SISTEMAS ÓPTICOS PARA APLICACIONES FOTOVOLTAICAS

Diseño, desarrollo y evaluación de sistemas ópticos refractivos y reflectivos de concentración y parámetros variables (lentes y espejos) para aplicaciones solares fotovoltaicas.

MODELADO, OPTIMIZACIÓN Y CONTROL

Modelado, optimización y control Modelado, optimización y control de Plantas Solares Fotovoltaicas y Térmicas de Alta, Media y Baja Temperatura Control automático de seguidores solares. Calibración mediante visión artificial de captadores solares.

Contamos con líneas de investigación asociadas a las principales formas de generación de energía mediante renovables eólica y marina.

EÓLICA

Ofrecemos productos de base tecnológica y servicios de ingeniería para la integración de aerogeneradores en la red eléctrica. Somos conocedores de la tecnología de velocidad variable que permite la optimización de la energía del viento, además conocer las nuevas normativas (“grid codes”) para la conexión a la red eléctrica (garantía de continuidad frente a huecos). Modelado, Optimización y Control de Sistemas Eólicos, incluyendo almacenamiento energético.

ENERGÍAS MARINAS

Participamos en proyectos europeos y en plataformas donde se están desarrollando nuevas tecnologías de captación de la energía marina, así como la normalización de todos los sistemas que componen las instalaciones de generación con esta nueva energía. Podemos desarrollar nuevas tecnologías que permitan eliminar las barreras tecnológicas actuales.

Las actividades de AICIA relacionadas con el Hidrógeno y pilas de combustible van desde su generación a partir de energías renovables hasta el modelado optimización y control de sistemas basados en hidrogeno.

GENERACIÓN DE HIDRÓGENO A PARTIR DE RENOVABLES

El Set Plan de la UE, que regirá las políticas energéticas de la Unión en los próximos años presenta como objetivos el fomento de las energías renovables, el empleo de hidrógeno como forma de almacenamiento de la energía y la distribución descentralizada de la misma. Esta línea de investigación conjuga los dos primeros objetivos, mediante el desarrollo de tecnologías de generación de hidrógeno a partir de fuentes renovables, así como el aprovechamiento de los excedentes energéticos de los parques eólicos para la producción de hidrógeno como vector energético alternativo.

MODELADO Y CONTROL DE PILAS DE COMBUSTIBLE

Técnicas de modelado de pilas de combustible y control para la operación de la pila de combustible y sus auxiliares de forma independiente o junto a otros sistemas de generación o almacenamiento de energía.

VEHÍCULOS HÍBRIDOS BASADOS EN PILAS DE COMBUSTIBLE

Modelado, Diseño, Control y Gestión Óptima de Potencia de Vehículos Híbridos que cuentan con una pila de combustible.

INTEGRACIÓN DE HIDRÓGENO ENERGÍAS RENOVABLES

Desarrollamos técnicas de optimización del almacenamiento de energía de origen renovable en hidrógeno.

Nuestras lineas de trabajo abarcan el diseño, simulación mantenimiento de plantas de potencia, así como de elementos innovadores con el objetivo de mejorar su rendimiento, emisiones etc.

COGENERACIÓN

AICIA realiza el diseño, la simulación, la evaluación de emisiones contaminantes y la evaluación técnico económica de plantas de cogeneración.

ALMACENAMIENTO

Las tecnologías de almacenamiento de energía eléctrica están demostrando ser elementos claves para la integración de las fuentes energía renovables, al permitir la gestión de estos recursos que poseen una naturaleza intermitente. Asimismo, permiten el desarrollo de sistemas de generación distribuida más óptimos al permitir desacoplar la generación de energía eléctrica del consumo de la misma. En este campo de trabajo estamos involucrados en el desarrollo de proyectos de ámbito nacional, lo que nos permite ofrecer productos y servicios de ingeniería para la integración de sistemas de almacenamiento basados en tecnologías de baterías, supercondensadores, volantes de inercia, hidrógeno, etc.

Trabajamos en sistemas de transporte, distribución, almacenamiento, medida y utilización de la energía eléctrica, en sus vertientes técnica, regulatoria y económica.

PROGRAMACIÓN DE MERCADOS

Mercados y servicios complementarios. Planificación en sistemas abiertos a la competencia. Predicción de demanda y precios.

INVESTIGACIÓN ANDALUCÍA EXPLOTACIÓN DE REDES DE TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN

Operación óptima y segura de redes de transporte y distribución. Herramientas para centros de control de energía. Estimación de estado. Planificación de redes eléctricas.

REDES ELÉCTRICAS DE NUEVA GENERACIÓN

Redes eléctricas de nueva generación Equipos FACTS y Custom Power. Incorporación de sincrofasores. Localización de faltas. Procesado digital de señales. Protecciones digitales. Redes de distribución inteligentes. Microrredes.

CALIDAD DE SUMINISTRO

Calidad de onda y filtros. Reducción de pérdidas. Medida, análisis y mitigación de campos electromagnéticos a frecuencia industrial. Reposición del servicio. Gestión de la demanda.

CENTROS DE CONTROL AVANZADOS PARA REDES ELÉCTRICAS

Sistemas SCADA, EMS y DMS. Diseño de centros de transformación flexibles (reconfiguración). Dispositivos automáticos de control de tensión. Compensación de potencia reactiva. Mitigación de desequilibrios. Almacenamiento de energía.