Comunicación presentada al V Congreso Edificios Energía Casi Nula
Autores
- Fco. José Serra Otero, Docente, Consellería de Educación, Investigación, Cultura y Deporte, I.E.S. Gran Vía
- Miguel Ángel Padilla Sáez, Docente, Consellería de Educación, Investigación, Cultura y Deporte, I.E.S. Gran Vía
- José Luis Blanca Zafra, Docente, Consellería de Educación, Investigación, Cultura y Deporte, I.E.S. Gran Vía
- Alejandro Martín Bertomeu, Docente, Consellería de Educación, Investigación, Cultura y Deporte, I.E.S. Gran Vía
- Mari Ángeles Rubio Sánchez, Docente, Consellería de Educación, Investigación, Cultura y Deporte, I.E.S. Gran Vía
- César Mateo Hernández, Docente, Consellería de Educación, Investigación, Cultura y Deporte, I.E.S. Gran Vía
Resumen
En el IES Gran Vía de Alicante se implantó en el pasado curso lectivo (2017/2018) el Ciclo superior de Energías Renovables, de la familia energía y agua. En este sentido tanto el instituto como el nuevo departamento se están volcando en la mejora energética del centro teniendo como base cuatro pilares fundamentales diseño bioclimático, la eficiencia energética, la gestión energética y energías renovables. Dentro de este último punto se conectó en mayo 2017 una instalación de autoconsumo fotovoltaico con diez módulos solares fotovoltaicos (2,5Kw) e inversor Fronius de 6 Kw que se amplió en marzo 2018 con una segunda serie de 4,05kW de paneles fotovoltaicos, que actualmente cubren un 15% del consumo eléctrico anualdel instituto. Siguiendo la línea de trabajo expuesta se pretende ampliar el campo solar existente e instalar en el parking del centro un punto de recarga para vehículos eléctricos. Estos puntos se suministrarían directamente desde la instalación fotovoltaica, que deberíamos ampliar y por lo tanto sería una energía 100% renovable. Para que técnicamente se pudiera realizar este proyecto también habría que instalar baterías de lítio a 400V para almacenar la energía y elementos de control para gestionar la carga y descarga de la batería en función de la energía solar disponible y de los consumos. Por otro lado, también se pretende monitorizar la instalación para que sirva como elemento didáctico a los alumnos de las siguientes promociones. La intención es que estos puntos de recarga gratuitos para coches, bicicletas y motocicletas eléctricos puedan ser utilizados por la comunidad educativa de nuestro centro (profesores, padres y alumnos).
Palabras clave
Vehículos Eléctricos, Fotovoltaica, Puntos de Recarga Eléctrica, Energías Renovables, Ciclos Formativos
Introducción
Estamos viviendo en Europa y en el mundo una revolución energética que inicia una transición hacia un nuevo modelo energético donde las energías renovables serán las grandes protagonistas. Las instalaciones fotovoltaicas son las que más desarrollo tecnológico han tenido en estos últimos años y hoy en muchos lugares de España con gran radiación solar como Alicante, son ya la forma más económica de generar energía eléctrica.
El IES Gran Vía, situado en Alicante capital, se encuentra en la C/ Alonso Cano nº 80, y tiene una ubicación geográfica perfecta para poder aprovechar la energía del sol de una forma muy eficiente. Por otro lado, la orientación (la fachada donde se pretenden instalar las placas se encuentra en el sur) y la falta de edificios en los alrededores, hacen que las horas de sol aprovechables sean máximas.
Como se puede apreciar en la Figura 1, delante de la fachada sur sólo hay pistas deportivas por lo que nunca hay sombras que puedan interferir en las placas solares.
El centro tiene actualmente los siguientes ciclos formativos.
- Ciclo superior de Energía Renovables.
- Ciclo medio de Instalaciones Frigoríficas y Climatización.
- Ciclo medio de Instalaciones de Producción de Calor.
- Ciclo superior Mantenimiento de Instalaciones Térmicas y Fluidos.
- Ciclo superior Proyecto de Edificación.
- Ciclo superior Proyecto de Obra Civil.
- Ciclo medio Obras de Interior y Rehabilitación.
- Ciclo medio Personas en Situación de Dependencia.
Al ser un Instituto de educación secundaria se imparte también la ESO y bachillerato y es un centro de referencia en cuanto a la FP en Alicante. El número total de profesores que imparten clase es de 89 y actualmente hay cerca de 700 alumnos matriculados en el centro entre ESO y ciclos formativos. Se prevé que más de 25 alumnos estén involucrados en el proyecto de una forma u otra.
El proyecto y sus contenidos se han diseñado para poder trabajar de una forma integradora con los diferentes ciclos del instituto, generando un espacio de trabajo común entre familias y a partir de ahí desarrollar materia más específica en función de los módulos de cada ciclo formativo. Por otro lado, y dentro del desarrollo tecnológico que se ha producido en el uso de energías renovables, la implementación de vehículos eléctricos es cada vez mayor, actualmente la mayoría son híbridos, pero la tendencia en el futuro es que estos pasen a ser totalmente eléctricos. La desventaja principal de estos vehículos es su limitada autonomía y la escasa (o nula) red de puntos de recarga que actualmente hay en las ciudades. Con este proyecto se pretende que la comunidad educativa que forma el centro (padres, alumnos y profesores) puedan disponer de un punto de recarga, que a su vez, será totalmente limpio (energéticamente hablando) y gratuito.
La normativa de referencia y que nos anima a plantear este proyecto es la Instrucción Técnica Complementaria (ITC) BT 52: “Instalaciones con fines especiales. Infraestructura para recarga de vehículos eléctricos” que se añade al reglamento electrotécnico de Baja Tensión y entró en vigor a través del real decreto 1053/2014.
Esta aprobación significa un empuje importante para el sector de la recarga de coches eléctricos y, en definitiva, una propulsión del mercado del coche eléctrico. Y nos permite disponer de un reglamento que explica cómo proceder con la implementación de puntos de recarga. Muy recientemente, en Noviembre 2017 se publicó la Guía Técnica de aplicación de ITC BT 52: INSTALACIONES CON FINES ESPECIALES: INFRAESTRUCTURA PARA LA RECARGA DE VEHÍCULOS ELÉCTRICOS.
En el instituto tenemos un aparcamiento privado para profesores y personal no docente de unas 50 plazas y de acuerdo con lo que exige la ITC BT 52 para edificios de nueva construcción de las mismas características, proponemos realizar una estación de recarga para coche, otra para moto y una tercera para bicicleta.
Objetivos
Los objetivos principales de este proyecto son dos:
- Desarrollar un proyecto para la instalación de un punto de recarga de vehículos eléctricos mediante módulos fotovoltaicos.
- Dar servicio a la comunidad educativa del centro, de forma gratuita, de una tecnología en desarrollo y auge.
- Energéticamente la instalación sería un punto de referencia en los institutos de la provincia de Alicante, poniendo en práctica la tecnología existente. Por otro lado, se crearían especialistas en este tipo de proyectos lo que mejoraría el desarrollo, competitividad e implantación de este tipo de instalaciones.
- La explotación por parte de la comunidad educativa de la instalación proyectada es uno de los objetivos fundamentales, pudiendo cargar de una forma limpia y gratuita los vehículos eléctricos que actualmente tienen difícil esa recarga debido a la escasez de este tipo de instalaciones.
Como objetivos secundarios se pueden nombrar los siguientes:
- Concienciar a padres, alumnos y profesores de la importancia de las energías renovables, del ahorro energético y del cuidado de los recursos naturales de nuestro planeta.
- Realizar una instalación pionera en un centro educativo, no hay ninguna instalación de similares características en ningún centro docente de la provincia.
- Ayudar a nuestros alumnos del ciclo superior a comprender el funcionamiento de este tipo de instalaciones a un nivel práctico.
- Desarrollar prácticas reales a futuras promociones de alumnos.
- Promover visitas de otros centros educativos, privados, etc. a nuestras instalaciones
Descripción del proyecto
En cuanto a la descripción del proyecto la instalación estará formada por los siguientes elementos y trabajos:
- Módulos solares fotovoltaicos policristalinos, 10 de 250W (primera serie) 15 de 270W (segunda serie).
- Inversor Fronius Symo 6.0-3-M
- Nuevas baterías de litio de alta tensión (acumulan directamente desde los paneles, antes del inversor y permiten acumular y gestionar los excedentes de la instalación para evitar inyección a red) ello es posible con el sistema MyReserve Matrix de Solarwatt que permite adaptar la capacidad de almacenamiento a las necesidades de cada perfil de cliente, mejorando aún más la eficiencia de sus sistemas de autoconsumo.
- Sistema Victron compatible con instalaciones anteriores de cargador, inversor, regulador monitor de baterías con control Venus GX, que permite ampliar la instalación de nuevos paneles y dar la mayor flexibilidad y rendimiento a la instalación.
- Estaciones de recarga lenta, especial vehículos 2 ruedas, modo 1 Cod: RVE-CB Circutor.
- Poste de recarga lenta exterior, modo 1, 3 Cod: RVE2-P Circutor
- Sistema de control y monitorización de toda la instalación.
- Instalación eléctrica y obra civil.
El sistema será capaz de captar la energía del sol, generar electricidad y mediante el sistema de regulación transportar esa electricidad directamente hacia el punto de recarga o, si fuera necesario, cargar la batería de litio en los momentos donde no se utilicen estos puntos de recarga. La instalación también estará conectada al centro educativo para aprovechar los excedentes de energía e inyectar esta a la red del edificio, obteniendo de esta forma un ahorro energético importante al instituto.
El sistema de control monitorizará todo el proceso y será capaz de dar datos a tiempo real de los parámetros de la instalación. De esta forma se podrá comprobar el funcionamiento desde cualquier lugar con conexión a internet.
En una primera etapa el modo de carga previsto será en modo 1 (carga lenta) con enchufe schuko de 16A y 230V, pero el equipo RVE-CB de Circutor permite también el modo 3 a 400V trifásico y 32A.
Sería necesario ampliar la potencia actual de paneles fotovoltaicos con al menos 10 paneles más de 270W y nueva potencia pico suplementaria de (2.700W) y las características de los equipos serian:
- 10 Paneles Luxor Eco line 270W Policristalino (o similares) sobre 17 soportes solarbloc
En cuanto a la ubicación de los equipos, en las siguientes figuras se pueden ver los lugares previstos.
En la zona 1 se instalarán las placas solares y en la zona 2 el punto de recarga, justo en el parking del instituto. Una de las plazas se delimitará a tal efecto y se incluyen también puntos de recarga de moto y bicicleta electricas.
Los elementos de control y baterías se ubicarán en el taller de energías renovables, que se encuentra justo debajo de las placas solares en la planta baja.
La instalación eléctrica discurrirá por la cubierta del edificio, y bajará por la fachada sur. Por el pavimento y para llegar a la zona de recarga la instalación irá por superficie y protegida mecánicamente según reglamento de baja tensión.
Metodología
La metodología para llevar a cabo el proyecto tiene que tener en cuenta los objetivos principales ya descritos en apartados anteriores, por esta razón, y aunque se seguirán los procedimientos normales en cualquier instalación técnica, se debe hacer hincapié en el aprendizaje del alumno, en los conceptos y procedimiento adquiridos y en la finalidad del proyecto.
Las acciones que se llevarán a cabo para conseguir estos objetivos serán las siguientes:
- Definir la metodología para adaptar el proyecto a los diferentes módulos que pueden formar parte del proceso enseñanza-aprendizaje.
- Realizar una temporización adecuada y realizarla en tiempo de ejecución.
- Resolver todas las dudas que puedan surgir en el desarrollo del proyecto.
- Crear un ambiente de interés y participación con los alumnos.
- Realizar actividades para fomentar el interés del entorno de los alumnos.
- Coordinar los diferentes departamentos que formarán parte del trabajo correctamente.
- Realizar un seguimiento de los trabajos, tanto a nivel de tiempos, costes y desarrollo de estos.
- Se realizarán jornadas con las empresas del sector de la comarca, en colaboración con Circutor, Solarwatt España, APEME y Fenie energía y organismos competentes en materia de energía, como la Agencia Provincial y el IVACE.
Plan de trabajo
Según se muestra en el siguiente diagrama, el comienzo de los trabajos está previsto para el 21/05/2018 y la finalización para 13/11/2018, estos plazos se han retrasado y los trabajos comenzarán la primera quincena de enero, la planificación prevista si que será la propuesta en la figura anterior.
La primera de las tareas será pedir materiales, vallar las zonas de trabajo y plantear la instalación. Todas las zonas de trabajo están fuera de la zona habitual de alumnos, por lo que no se prevé que haya interferencias con el uso normal del centro.
Una vez pedidos los materiales comenzarán los trabajos cuyos materiales son más rápidos de conseguir, como las bandejas eléctricas y el cableado, una vez finalizados comenzarán los trabajos en cubierta, instalando soportes y placas solares.
Una vez finalizados estos comenzarán los trabajos en el interior, instalando y conexionando el sistema de regulación de carga y las baterías. Después el sistema de control y por último en el exterior el punto de recarga de vehículos eléctricos. Para finalizar los trabajos se pondrá en marcha la instalación, realizando las pruebas pertinentes y por último se legalizará esta ante industria.
Resultados esperados
Los resultados esperados del proyecto son claros, por un lado, dar servicio a la comunidad educativa del centro de un sistema de carga escaso o nulo en los alrededores que además de ser gratuito es 100% renovable y por suspuesto al ser un centro educativo mejorar el aprendizaje del alumno en una tecnología en auge y que en un futuro próximo será importante y por último.
Conclusiones
Pensamos que llevar a acabo la instalación propuesta ayudará a mejorar, tanto a nivel práctico como a nivel de concienciación ciudadana, el uso de energía renovables en nuestro entorno, los beneficiarios finales de la instalación será los padres, madres, alumnos y profesores que dispongan de algún vehículo eléctrico actualmente o en el futuro.
Además, se aumentarán las instalaciones donde nuestros alumnos pueden realizar prácticas y conocer nuevas tecnologías que en el futuro puden ser muy importantes.
Referencias
- Curriculum ciclo formativo energías renovables. Consellería de educación y ciencia Comunidad Valenciana.
- Documentación técnica Schneider electric.
- Documentación técnica Circutor.
- Documentación técnica equipos e Inversores fronius
- Documentación técnica fotovoltaicos Solaico, GM, Artesa, Eurener.
- Documentación técnica Solarwatt
- Documentación técnica VICTRON.
- Documentación técnica sistemas domóticos KNX España: como Schneider, Siemens, etc.
- Documentación Técnica Atecyr.
- Documentación técnica IDAE