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Proyecto Fin de Máster

ESTUDIO DE UN PLAN DE AHORRO ENERGÉTICO BASADO EN EERR DE UNA INSTALACIÓN

HOTELERA EN TENERIFE

2014/2015

Irene Rivera Placer

Jesús Capilla Moreno

Alfredo Garzón Gómez

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2

Índice 1. Análisis de la situación actual ........................................... 3

1.1. Consumos de energía ................................................... 3

1.2. Distribución de consumos por servicios. ............................... 5

1.3. Consumos y costes específicos y su evolución mensual ............. 10

1.4. Correlaciones entre consumos y ocupación y/o temperatura

ambiente ........................................................................ 15

2. Definición de oportunidades de ahorro energético ................ 18

2.1. Iluminación ................................................................ 18

2.2. Refrigeración .............................................................. 18

2.3. Bomba de calor/piscina ................................................. 19

2.4. Caldera ..................................................................... 19

2.5. Agua fría y caliente ..................................................... 19

2.6. Bombeo .................................................................... 20

2.7. ACS ......................................................................... 20

2.8. Ascensores ................................................................. 20

2.9. Cocinas ..................................................................... 21

2.10. Lavandería .............................................................. 21

3. Estudio de las posibilidades de las EERR para cubrir servicios... 23

3.1. Geotermia ................................................................. 23

3.2. Biomasa .................................................................... 25

3.3. Energía solar térmica de baja temperatura .......................... 27

3.4. Energía solar fotovoltaica .............................................. 28

4. Estudio para la asignación del mix de tecnologías ................. 30

4.1. Servicios a satisfacer ..................................................... 30

4.2. Clasificación de las medidas de ahorro ............................... 30

5. Definición del escenario recomendado ............................... 47

5.1. Ahorros energéticos ...................................................... 47

5.2. Inversiones y ahorros económicos ...................................... 52

5.3. Escenario previsto ........................................................ 59

6. Propuesta al cliente ...................................................... 60

6.1. Modelo de contrato de servicios energéticos ......................... 60

6.2. Estudio económico inicial ............................................... 61

6.3. Elección del modelo de contrato: escenario financiero óptimo ... 62

3

1. ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL

1.1. Consumos de energía

Con el objetivo de evaluar la situación energética del complejo Orotava Springs se han

analizado en primer lugar los flujos energéticos de entrada. Es decir, se ha valorado qué

cantidad de energía y dinero suponen los consumos del hotel distinguiendo entre las fuentes

que utiliza actualmente para abastecer los diferentes servicios.

Para conocer los valores globales de estos inputs se han empleado los datos recogidos durante

la visita al complejo facilitados por el director. Para ello se han utilizado datos de facturación

de los suministradores, así como medidas directas y entrevistas al personal responsable, con el

fin de conocer los consumos de electricidad, agua y propano durante los años 2013 y 2014.

De este modo, se han identificado como fuentes la electricidad y el propano, sin identificar de

momento el destino final de la energía, habiendo obtenido los datos de las facturas mensuales

y las descargas en caldera, respectivamente.

Electricidad:

Para el análisis de esta fuente se ha utilizado el registro de las facturas mensuales

proporcionadas por el suministrador (en este caso Enel-Endesa), de la que se puede extraer

directamente el consumo por mes.

Se han recogido los siguientes datos, con las siguientes variaciones de un año para otro:

Tal y como se observa, los meses de mayor consumo son los de verano y otoño (de junio a

noviembre), alcanzando el máximo en agosto para los dos años analizados y el mínimo en mayo

(año 2013) y abril (año 2014). Además, estos datos reflejan el aumento del consumo de un año

para otro a nivel global, debido al incremento notable que se han producido en los meses

centrales (hasta 173% en mayo).

Las variaciones entre unos meses y otros son importantes, llegando a doblar los consumos en

electricidad en los períodos pico respecto a los períodos valle, tal y como se aprecia en la

gráfica siguiente:

Año 2013 Año 2014

Enero 107,919 94,991 88%

Febrero 91,204 86,942 95%

Marzo 94,707 87,241 92%

Abril 80,773 77,594 96%

Mayo 69,23 119,69 173%

Junio 102,734 138,498 135%

Julio 148,264 169,116 114%

Agosto 181,409 183,922 101%

Septiembre 172,28 170,726 99%

Octubre 170,193 162,733 96%

Noviembre 130,671 124,153 95%

Diciembre 88,496 86,12 97%

Total 1437,88 1501,726 104%

MesConsumo eléctrico (MWh)

Variación

4

Propano:

A diferencia de la electricidad, para el análisis del consumo de propano se ha de partir de la

entrada de combustible a la caldera, ya que no se puede medir directamente el consumo ya

que no existe ningún tipo de contador instalado que lo permita. Por lo tanto, se han empleado

los valores de descarga de propano que se realizan bajo demanda y de forma periódica.

Estas descargas de combustible se habrían producido a lo largo de los dos años de estudio tal y

como se observa en la gráfica siguiente:

Con esta información se ha elaborado una estimación de los consumos mensuales, realizando

la media diaria de utilización de propano según la última descarga registrada y agregándolos

mensualmente.

5

Se observa que el consumo de propano ha aumentado en el año 2014 un 2%, siendo los meses

de mayo a julio los que más incremento presentan.

De estos datos se deduce que el mayor gasto de propano se realiza en los meses de enero a

abril y los menores en otoño, siendo el máximo febrero y el mínimo noviembre.

Gráficamente, estos consumos quedarían del siguiente modo:

1.2. Distribución de consumos por servicios

Las partidas analizadas en el punto anterior se utilizan para abastecer diferentes sistemas que

alimentan los servicios del hotel, por lo que de cara a proponer medidas de ahorro específicas

es conveniente separar el uso de cada fuente de energía según sea su destino final.

De la visita y evaluación preliminar se han distinguido los siguientes sistemas, que a su vez

emplean electricidad o propano:

Iluminación: este servicio queda abastecido por la electricidad suministrada por la

comercializadora. La estimación de consumo anual se ha elaborado en base al inventario

de lámparas proporcionado por la dirección, utilizando la potencial nominal por lámpara

más un 20% adicional del balasto electromagnético en las lámparas fluorescentes. En la

tabla siguiente se puede observar el desglose por tipo de lámpara, siendo el halógeno el

elemento más utilizado:

Año 2013 Año 2014

Enero 78,602 81,688 104%

Febrero 92,672 85,499 92%

Marzo 85,973 77,188 90%

Abril 74,401 69,914 94%

Mayo 58,231 80,533 138%

Junio 47,295 65,617 139%

Julio 53,257 80,328 151%

Agosto 69,473 52,942 76%

Septiembre 63,899 68,414 107%

Octubre 58,338 46,537 80%

Noviembre 53,679 45,081 84%

Diciembre 59,977 60,631 101%

Total 795,798 814,373 102%

Cosumo mensual (MWh)VariaciónMes

6

Por consumos, se puede apreciar que el mayor consumo lo representan los halógenos con

mucha diferencia:

Sistema de generación de frío para climatización de zonas de clientes: al igual que en el

caso anterior, para abastecer este servicio se utiliza electricidad de la red. Para la

obtención de los consumos se ha estimado el peso relativo de este sistema en los meses en

que la refrigeración está activada (según la dirección, desde junio hasta noviembre) sobre

el consumo eléctrico total. Para ello se descuenta la media de consumo eléctrico de los

meses sin refrigeración en los meses en los que sí se utiliza. Al analizar los datos se ha

deducido que en 2014 la refrigeración también se empleó en el mes de mayo. Desglosando

por años el consumo de electricidad:

Siendo la media anual de 418,01 MWhe.

Sistema de generación de ACS: la demanda de agua caliente sanitaria de los clientes del

hotel se satisface con el calor recuperado de las enfriadoras y con propano de las calderas.

Esta doble alimentación supone que, en los meses en que las enfriadoras están funcionando,

se utiliza el calor recuperado de estos equipos a 40ºC para el pre-calentamiento del agua

sanitaria. Sin embargo, la segunda fase del proceso (elevación de la temperatura de 40 a

Tipo de lámpara Nº de lámparas Consumo anual (MWh)

Bajo consumo 274 4,367

Flurorescencia 731 63,078

Halógenos 2.342 122,222

Halogenuros 16 7,820

Halogenuros CDM 16 5,314

Incandescente 750 40,098

Incandescente R63 31 1,080

LED 18 0,051

Transf de halógenos 40 3,986

VP empotrado suelo 6 1,424

249,439Consumo total anual

Consumo anual (MWhe) Consumo anual (MWhf)

Año 2013 373,22 802,43

Año 2014 462,79 995,00

7

60ºC) así como el calentamiento íntegro en los meses en que no existe refrigeración se

realiza con propano. También se incluye en el cálculo del combustible necesario las

pérdidas por transporte en el circuito de ACS.

En la siguiente gráfica se puede apreciar la variación de la demanda de agua caliente

sanitaria a lo largo de los dos años de los que se disponen datos:

La gran variabilidad de esta demanda se debe a las diferencias en ocupación a lo largo de

los distintos meses del año.

De manera global, el consumo total de combustible es:

2013 2014

Calor aportado por calderas (MWht)

376,65

377,98

Consumo de propano (kg)

32.483,18

32.598,55

Sistema de calefacción de la piscina del Spa: para el cálculo de esta demanda se ha utilizado

la herramienta de la hoja de Excel del fabricante JUNKERS con el que se ha obtenido la

energía demandada por el Spa durante todo el año. En este caso se utiliza la caldera de

propano para calentar el agua, demandando un total de 3,37 MWht y consumiendo 290,64

kg de propano anualmente.

Sistema de climatización de la piscina exterior: el hotel Orotava Springs dispone de una

piscina exterior de 260 m2 de superficie con una temperatura del agua que se ha de

mantener a 25ºC durante el período noviembre-junio. Anualmente, la climatización de la

piscina supone una demanda de 238,9 MWh.

Respecto a las fuentes empleadas para la satisfacción de esta demanda, podemos distinguir

dos:

- Por un lado, el calor recuperado de la enfriadora (40ºC) constituye el método

prioritario. Sin embargo, este solo es aplicable a los meses en los que este equipo se

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

ene.

-13

feb

.-1

3

mar

.-1

3

abr.

-13

may

.-1

3

jun

.-1

3

jul.-

13

ago

.-1

3

sep

.-1

3

oct

.-1

3

no

v.-1

3

dic

.-1

3

ene.

-14

feb

.-1

4

mar

.-1

4

abr.

-14

may

.-1

4

jun

.-1

4

jul.-

14

ago

.-1

4

sep

.-1

4

oct

.-1

4

no

v.-1

4

dic

.-1

4

Demanda de ACS (MWht)

Demanda hasta 40 ºC Demanda hasta 60ºC Pérdidas

8

encuentra funcionando, coincidiendo en gran parte con el espacio de tiempo en que la

piscina no se climatiza. Además, únicamente se destinará a la piscina el calor

recuperado que no sea necesario para precalentar el agua caliente sanitaria. Por

último, cabe mencionar que la enfriadora funciona exclusivamente 17 horas al día, por

lo que el aporte de calor por parte de esta nunca superará el 71% del total.

- Por otro lado, las instalaciones del complejo hotelero cuentan con una bomba de calor

con un COP de 2,25. Este sistema es el encargado de calentar el agua de la piscina en

los meses en que el primer método no se encuentra funcionando o es insuficiente.

En definitiva, la demanda de climatización de la piscina exterior se satisface según el

siguiente reparto:

Lavandería: el servicio de las secadoras del hotel se abastece con propano. A partir de los

datos de consumos facilitados por el personal del hotel y de la documentación recogida

durante la visita, se han obtenido lo siguientes consumos totales en los dos años de estudio:

Consumo secadoras MWh PCS

Año 2013 125,39

Año 2014 128,01

Cocinas: al igual que en el caso anterior, se estimó el consumo de propano a partir de la

información obtenida, calculando los siguientes valores:

Consumo cocinas MWh PCS

Año 2013 113,18

Año 2014 115,55

Los flujos energéticos de todo el hotel, desde la fuente (red eléctrica y caldera) hasta los

consumos finales en cada servicio se pueden representar mediante el diagrama de Sankey

global:

00

05

10

15

20

25

30

Reparto de consumos (MWhe)

Bomba de calor

Enfriadoras

9

En resumen, y según el tipo de energía empleada, los consumos anuales por servicio medidos

en MWhe y MWh PCS de propano quedarían del siguiente modo:

Consumo de electricidad

(MWhe) Consumo de propano

(MWh PCS)

Iluminación 249,44 24,9%

Refrigeración 418,01 28,1%

ACS (habitaciones) 337,31 46,8%

Piscina exterior 84,36 5,7%

Spa 3,37 0,4%

Secadoras 126,70 15,7%

Cocinas 114,37 14,2%

Otros 736,53 41,3% 184,43

Total 1.487,89 806,18

Estas cifras pueden verse representadas en las siguientes gráficas:

Como se puede ver, más del 40% del total del consumo eléctrico corresponde a la partida de

otros consumos de la cual no conocemos datos desglosados. El 60% restante se reparte

aproximadamente por igual entre el alumbrado y las máquinas enfriadoras. Por último, un

consumo inferior al 6% corresponde a la climatización de la piscina con la bomba de calor.

10

En el caso del propano, la mayor partida la representa el agua caliente sanitaria de las

habitaciones, alcanzando casi la mitad del total. Otro 30% se lo reparten las secadoras y las

cocinas, de manera que el spa supone un consumo ínfimo en comparación con el resto de

partidas. Por último, los consumos de propano no desglosados (lavadoras, lavavajillas, agua

caliente de las zonas comunes…) superan el 20%.

Este análisis será el punto de partida para la definición de las medidas de ahorro, ya que ahora

conocemos aquellos servicios que suponen los mayores consumos del complejo hotelero.

1.3. Consumos y costes específicos y su evolución mensual

Distinguiendo para cada uno de los sistemas:

Iluminación:

- Consumo específico: en este caso no se mediría con la relación entre flujo luminoso

(que depende del tipo de lámpara) y la potencia eléctrica empleada.

- Coste específico: el hotel tiene contratados los siguientes precios de electricidad por

potencia y energía:

46,8%

0,4%

14,2%

15,7%

22,9%

CONSUMO DE PROPANO (MWh PCS)

ACS (hab)

Spa

Cocinas

Secadoras

Otros

Tipo de lámpara Consumo específico (lm/W)

Incandescente 10-15

Halógena 15-20

LED 15-130

Mercurio Alta Presión 35-60

Fluorescente compacta 50-90

Fluorescente 60-95

Halogenuros metálicos 65-120

Sodio Alta Presión 80-150

Sodio Baja Presión 100-200

Tramo Potencia (€/kw) Energía (€/mwh)

P1 59,475 126

P2 36,677 107

P3 8,41 80

11

- Evolución mensual: no se dispone de mediciones en detalle sobre los consumos

mensuales de iluminación y dadas las características singulares del hotel por su

utilización durante todo el año se descarta utilizar perfiles de consumo estándar.

Refrigeración:

- Consumo específico: en este caso sí se conoce la cantidad de energía suministrada en

forma de frío por cada unidad de energía eléctrica consumida, lo marca el EER

(coeficiente de eficiencia energética) que es el ratio entre la capacidad frigorífica y el

consumo de energía utilizado para obtenerlo. Para este sistema el EER es de 2,15

Whf/Whe.

- Coste específico: al igual que en el caso anterior:

- Evolución mensual: se tienen los siguientes datos por año y mes:

Como se ha comentado más arriba, la refrigeración no se activa en los meses de

invierno por lo que su consumo es cero. En ambos años el mes con mayor consumo

es agosto.

Tramo Potencia (€/kw) Energía (€/mwh)

P1 59,475 126

P2 36,677 107

P3 8,41 80

Año 2013 Año 2014 Año 2013 Año 2014

Enero 0,00 0,00 0,00 0,00

Febrero 0,00 0,00 0,00 0,00

Marzo 0,00 0,00 0,00 0,00

Abril 0,00 0,00 0,00 0,00

Mayo 0,00 33,11 0,00 71,19

Junio 14,01 51,92 30,13 111,63

Julio 59,54 82,54 128,02 177,46

Agosto 92,69 97,34 199,28 209,29

Septiembre 83,56 84,15 179,65 180,92

Octubre 81,47 76,16 175,16 163,73

Noviembre 41,95 37,58 90,19 80,79

Diciembre 0,00 0,00 0,00 0,00

373,22 462,79 802,43 995,00

MesConsumo estimado refrigeración (MWhe) Producción frío (MWhf)

12

Spa:

- Consumo específico: la climatización de las piscinas y el ACS del spa se realiza con la

caldera de propano, que presenta un rendimiento del 83%.

- Coste Específico: se toma un precio del combustible igual a 1,675 €/kg.

- Evolución mensual: con los datos de la hoja de Junkers se ha estimado la cantidad de

energía necesaria para mantener la piscina en las condiciones exigidas en cada uno de

los meses del año.

Climatización de la piscina exterior:

- Consumo específico: en el caso del calor aportado por la enfriadora gracias a la

recuperación a 40ºC conocemos que el sistema presenta un COP (coefficient of

performance) igual a 2,8. Este ratio marca la relación entre el calor proporcionado y la

electricidad consumida para lograr este calentamiento.

En el caso de la bomba de calor, esta se caracteriza por tener un COP de 2,25.

- Coste específico: de la misma manera que en la enfriadora o el alumbrado:

MesEstimación de

la demanda (MWh PCS)

Enero 0,51

Febrero 0,45

Marzo 0,44

Abril 0,36

Mayo 0,39

Junio 0,16

Julio 0,05

Agosto 0,03

Septiembre 0,07

Octubre 0,16

Noviembre 0,3

Diciembre 0,45

Tramo Potencia (€/kw) Energía (€/mwh)

P1 59,475 126

P2 36,677 107

P3 8,41 80

13

- Evolución mensual: la demanda energética se debe satisfacer durante ocho meses al

año, pudiéndose apreciar la evolución anual en el gráfico inferior:

Tal y como se puede observar, la mayor demanda se genera en los meses de invierno,

encontrándose el máximo en el mes de enero. Durante los meses de julio a octubre,

este servicio no se ofrece.

Sistema de generación de ACS:

- Consumo específico: como ya se ha explicado, para el agua caliente sanitaria se

aprovecha el calor a 40ºC de las enfriadoras, pero se complementa con el propano en

los meses en que estas no funcionan, además de para elevar la temperatura a la

requerida para este uso (de 40 a 60 ºC). Por otro lado, el consumo de propano incluye

también el calor extra que la caldera ha de suministrar por las pérdidas en el circuito

de ACS por mal aislamiento de las tuberías.

El rendimiento de la caldera es del 83% y el COP de recuperación de calor de las

enfriadoras es 2,8.

- Coste específico: en este caso, hay que tener en cuenta tanto el coste del combustible

(propano) como el de la electricidad. Por lo tanto, además de los tramos considerados

antes, hay que considerar el precio del propano. Se ha utilizado el precio de mercado

de los años objeto de estudio, que era 1,675€/kg.

- Evolución mensual: la contribución mensual de las dos fuentes de calor que existen para

el agua caliente sanitaria se puede ver a continuación:

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

Demanda de calor piscina exterior (MWh) año 2014

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

ene

.-1

3

feb.-

13

ma

r.-1

3

abr.

-13

ma

y.-

13

jun

.-1

3

jul.-1

3

ago

.-1

3

sep

.-13

oct.

-13

nov.-

13

dic

.-13

ene

.-1

4

feb.-

14

ma

r.-1

4

abr.

-14

ma

y.-

14

jun

.-1

4

jul.-1

4

ago

.-1

4

sep

.-14

oct.

-14

nov.-

14

dic

.-14

Reparto de consumos ACS

Calor recuperado enfriadoras (MWh) Calor aportado por calderas (MWht)

14

Tal y como se puede observar, la contribución de las calderas de propano representa

más de la mitad de la demanda en los meses en que las enfriadoras se encuentran

operativas, y en primavera e invierno la aportación por parte de las calderas es total.

Secadora y cocinas:

- Consumo específico: la secadora cuenta con una potencia de 40,5 kW y trabaja el 85%

de 13 horas al día con el hotel lleno, por lo que está muy relacionado con la ocupación.

En el caso de las cocinas, estas también se alimentan con propano. Se toma una relación

entre el PCS y el PCI igual a 1,087.

- Coste específico: el precio de propano utilizado en los cálculos es 1,675 €/kg.

- Evolución mensual: en las siguientes gráficas podemos ver los consumos de ambos

servicios a lo largo del año:

La gran variabilidad en ambos servicios se explica por las diferencias de ocupación a lo

largo del año.

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

20,00

Consumo estimado secadora MWh PCS/mes

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

ene feb. mar. abr. may. jun. jul. ago. sep. oct. nov. dic.

Consumo estimado propano cocinas MWh PCS

MWh 2013 MWh 2014

15

1.4. Correlaciones entre consumos y ocupación y/o temperatura ambiente:

Para estudiar las posibles correlaciones entre consumos y ocupación del hotel se va distinguir

en primer lugar según el tipo de energía consumida:

Electricidad: empleada para abastecer la iluminación, la enfriadora, la bomba de calor de

la piscina exterior y otros consumos no contemplados de forma individual.

Para su análisis se parte de los datos de ocupación proporcionados por el hotel, así como de la

temperatura media mensual; por otro lado se tiene el consumo eléctrico disponible total, de

la refrigeración, la media anual de la iluminación y la bomba de calor de la piscina.

Como se aprecia de forma gráfica en la evolución por mes de cada variable, al establecer la

comparativa entre el consumo total de electricidad y la ocupación de hotel, a priori se deduce

que no existe una correlación directa entre ambas variables, puesto que en los meses iniciales

del año la ocupación es similar al verano y, sin embargo, el consumo eléctrico es mucho menor

a éste.

Por ello se va a realizar el análisis extrayendo del mismo el impacto del concepto “otros”, ya

que se desconoce su naturaleza y su porcentaje sobre el total es muy significativo, por lo que

altera el modelo. Por otro lado, la gran diferencia existente entre los meses de verano y los de

invierno hace necesario su separación en el estudio:

- Meses de invierno: desde diciembre hasta mayo únicamente se considera la influencia

de la temperatura sobre los consumos de la piscina exterior, junto a un término que se

supone fijo de la iluminación. Se ha observado que la ocupación no tiene influencia en

estos consumos.

Ce = -3,9674 * T + 113,673

- Meses de verano: desde junio hasta noviembre desaparecen los consumos de

electricidad por la piscina y únicamente influye el impacto de la enfriadora más el

término fijo supuesto de la iluminación. Se ha analizado que la refrigeración varía con

la temperatura y la ocupación, tal y como se observa en las gráficas siguientes:

16

Como se puede apreciar en las gráficas sí que existe una tendencia lineal en ambos casos,

directamente proporcional entre ocupación-consumo y temperatura-consumo, sin

embargo, a la hora de combinar ambas rectas, y dada la dispersión en algunos casos, resulta

imposible establecer un modelo unificado para la electricidad.

Propano: utilizado para abastecer las cocinas, el servicio de lavandería (lavadoras y

secadoras), la climatización del spa y una fracción del ACS, así como otras partidas no

desglosadas.

Se analiza la relación entre las medias de consumo mensuales de combustible entre los años

2013 y 2014 y la ocupación en número de personas. Para ello no se tienen en cuenta los

consumos que no figuran desglosados, ya que no se les puede atribuir a ningún servicio en

particular y, por lo tanto, no permiten establecer relaciones con los niveles de ocupación.

Por su parte, la evolución en el reparto por servicios es la siguiente:

0

20.000

40.000

60.000

80.000

Correlación entre consumo de propano y ocupación

Ocupación pax Propano total kWh PCS

17

A priori, resulta complicado establecer una relación entre el consumo de los distintos servicios

del hotel abastecidos con propano y la ocupación.

Para ello, se definen ecuaciones que se ajusten mediante interpolación a las nubes de puntos

que representan el consumo de cada servicio según la ocupación. En todos los casos, se obtienen

ecuaciones lineales como mejor aproximación.

En definitiva, la ecuación global que nos permite calcula el consumo de propano en función de

la ocupación resulta ser:

C = i * (0,0032 * x + 12,73) + v * (0,0014 * x + 12,92) + 0,0023 * x + 0,79

En la anterior ecuación “C” representa el consumo de propano (expresado en MWh PCS) y “x”

la ocupación en número de personas. En función de la estación en la que nos encontremos será

nulo el primer o segundo término, ya que en los meses de mayo a noviembre (“verano”) existe

consumo de refrigeración y por lo tanto v=1 e i=0. Durante el resto de meses del año será el

segundo término el que se anule.

Los dos términos iniciales de la ecuación se deben a que el consumo de propano para el ACS

varía según la estación en la que nos encontremos, pues en aquellos en que existe recuperación

de calor por parte de las enfriadoras el funcionamiento de las calderas es menor.

Conviene decir también que el término independiente del final de la ecuación engloba tanto

los términos independientes de las ecuaciones lineales obtenidas del consumo de las secadoras

y las cocinas, como el valor constante que se ha tomado para el consumo del spa.

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

ene feb. mar. abr. may. jun. jul. ago. sep. oct. nov. dic.

Reparto de consumos totales de propano(MWh PCS)

ACS hab Secadora Cocinas Spa

18

2. DEFINICIÓN DE OPORTUNIDADES DE AHORRO ENERGÉTICO

En este punto se analizan de forma preliminar todas las posibles medidas a implantar de cara

a conseguir un ahorro en los sistemas que abastecen el hotel estudiados en el apartado anterior.

Para ello, se desglosan las soluciones genéricas más comunes según el tipo de sistema:

2.1. Iluminación

Cambio de balasto electromagnético a electrónico: la mayoría de las luminarias de tubo

fluorescente vienen equipadas con balastos electromagnéticos. Estos tienen elevadas pérdidas

térmicas, o, lo que es lo mismo, un mayor consumo eléctrico que en el caso del hotel suponen

un 20% sobre el consumo de las lámparas. En el caso de los balastos electrónicos no tienen

pérdidas debidas a la inducción ni al núcleo, por lo que su consumo será menor, éste se estima

en un 10% sobre el consumo.

Cambio de halógenos e incandescentes a LED: el cambio de los halógenos e

incandescentes supone un gran ahorro, ya que consumen mucho menos, hasta un 85%, y duran

mucho más que los otros dos sistemas. Además, en muchos casos las lámparas LED no disponen

de transformador que conlleva un gasto energético adicional en las lámparas convencionales.

Sensores de ocupación (pasillos): estos dispositivos instalados en pasillos y zonas

comunes tienen como función principal encender la luz al detectar cualquier movimiento,

mientras no sea así, permanecerán apagadas con el consiguiente ahorro de electricidad.

En el complejo Orotava el mayor porcentaje de consumo en iluminación lo representan los

halógenos y las bombillas incandescentes, por lo que sería prioritario actuar sobre este tipo de

lámparas mediante el cambio de éstos por LED’s, cuya eficiencia y durabilidad está demostrada.

Además, la gran cantidad de fluorescentes aconseja actuar sobre los balastos. Existen gran

cantidad de proveedores que podrían abastecer todos estos productos.

En todos los casos los costes asociados tendrían que ver con la compra de los dispositivos, que

actualmente alcanzan niveles muy económicos, así como la instalación, que dada la gran

cantidad de luminarias sobre las que actuar, aumentarían los períodos de retorno de las

inversiones.

2.2. Refrigeración

Cambio del equipo (mejor EER): cuanto mayor sea el EER en la enfriadora, mayor será

el rendimiento de la máquina, por lo tanto habrá que ver si es económicamente factible el

cambio de una enfriadora por otra con un mayor EER. El consumo eléctrico del hotel por

refrigeración llega casi hasta el 30% por lo que se hace necesario actuar sobre el consumo que

representa este servicio. El nivel de eficiencia del equipo actual (EER de 2,15) es inferior a los

modelos que existen en el mercado actual (mayores de 3), por lo que conviene estudiar el

cambio de equipos.

Free cooling: con este sistema, se aprovecharía de forma gratuita la capacidad de

refrigeración del aire exterior para refrigerar el edificio cuando las condiciones lo permitan.

Esta medida requiere instalar un sistema de control del aire introducido en función de la

entalpía del aire exterior y del aire interior. Para valorar esta decisión se ha de tener en cuenta

la temperatura del aire en el exterior en los momentos que se requiere refrigeración. En el

caso del Orotava, al encontrarse en Tenerife, con temperaturas altas y con alta humedad

durante casi todo el año, podría no resultar de utilidad más allá de la noche y las primeras

19

horas del día, que por otro lado, son períodos en los que actualmente la refrigeración no se

activa prácticamente.

Sectorización: consiste en el uso de sistemas autónomos para el control de la

temperatura en cada zona o habitación. Puede suponer un ahorro, dependiendo del sistema

utilizado, de entre un 20%-30% de energía utilizada. Además, esta medida se relacionaría con

la gestión de la ocupación de las habitaciones en momentos en los que esta no es máxima,

concentrando personas y servicios en determinados sectores.

2.3. Bomba de calor/Piscina

Cambio del equipo por uno de más rendimiento (COP): en este caso se emplea una

bomba de calor para calentar el agua de la piscina. Al mejorar esta bomba de calor, se reduce

el consumo eléctrico y se logra un mejor rendimiento de la misma. De todas formas, en el

estudio de otro tipo de abastecimiento de energías se valorará la posibilidad de eliminar la

bomba para calentar la piscina.

Manta térmica: el uso de la manta térmica no sólo tiene la ventaja de mantener el agua

caliente de la piscina, ya que permite ahorrar otros costes para el hotel. Una de las ventajas

radica en la limpieza: mientras esté colocada evita la suciedad de hojas y partículas que se

infiltren al vaso. Ayuda a ahorrar agua al evitar que se produzca la evaporación, además de

mantener el calor que se pierde durante la noche (aunque la variación térmica diaria en

Canarias no es muy significativa, sobre todo en verano) sin necesidad de usar ningún sistema

externo para calentar el agua. El precio de una manta térmica no es demasiado elevado.

2.4. Caldera

Cambio de caldera: mejora de eficiencia, cambio de combustible o adaptación de la

misma. Una de las opciones que se puede considerar para el ahorro de energía es el cambio de

caldera por una con un mejor rendimiento, y, por lo tanto, más eficiente, o el cambio de

combustible, como por ejemplo pueda ser el uso de biomasa. Al tener un elevado consumo de

propano, se hace necesario actuar sobre esta fuente de energía para calor. Dada la localización

del hotel es complicado la utilización de gas natural, por los problemas de abastecimiento, por

lo que se planteará el uso de energía autóctona de origen biomásico o geotérmico. Por último,

se analizará el dejar la de propano como caldera auxiliar para cubrir los picos de demanda.

2.5. Agua fría y caliente

Sistema de reducción de caudal en duchas y grifos: la instalación de grifos con sistemas

de reducción de caudal sin que merme el servicio ofrecido al cliente. Estos grifos permiten

reducir el caudal entre 30%-65% y en el mercado hay gran variedad de este producto para todos

los puntos de servicio.

Sistemas WC stop en cisternas: al usar estos dispositivos se ahorra, según el fabricante,

hasta un 70% de agua, pudiéndose utilizar toda la descarga si fuese necesario.

No son unos sistemas caros ni de instalación complicada, y sí suponen un gran ahorro de

consumo de agua por lo que se considera factible su instalación en las 392 habitaciones del

hotel.

20

2.6. Bombeo

Variador de velocidad en bombas: es frecuente que las instalaciones de bombeo, por

necesidades de servicio, trabajen en periodos largos de tiempo, en condiciones distintas a las

de diseño. En estas condiciones, los sistemas de bombeo basados en sistemas de velocidad fija,

disminuyen de forma importante su eficiencia energética, ya que la regulación del caudal se

realiza estrangulándolo, con la consiguiente pérdida de carga de la conducción. Si usamos

bombas accionadas mediante motores de velocidad variable podemos modificar las

características de funcionamiento del sistema de bombeo, con lo que nos adaptamos a

condiciones de utilización distintas a las de diseño, pero sin que el rendimiento varíe

demasiado.

Además, la posibilidad de disminuir el caudal de bombeo supone un ahorro adicional, ya que

disminuiría las pérdidas térmicas en las tuberías. Esta medida actuaría sobre uno de los

componentes de las pérdidas en el transporte del ACS y sería de más fácil instalación que el

aislamiento, que se analiza en el punto siguiente.

2.7. ACS

Aislamiento de conducciones y depósitos: para el ahorro de pérdidas térmicas se deben

tener bien aislados todos los equipos y tuberías por las que circulan fluidos calientes o fríos

procedentes de equipos de generación térmica en instalaciones de calefacción, climatización,

ACS y energía solar térmica. Se deberán seleccionar los aislamientos apropiados para cada

sistema o tipo de tubería.

Válvulas termostáticas: la instalación de este tipo de válvulas limitará y regulará la

temperatura de ACS a consumo, con lo que se evitarán las pérdidas de agua caliente por ajuste

de la temperatura del grifo.

Estas medidas están más que justificadas ya que en este caso tenemos pérdidas térmicas muy

elevadas que pueden ser por el mal aislamiento de las tuberías y, o puntos calientes de las

instalaciones. El precio de la instalación de aislamiento y de válvulas termostáticas no es muy

elevado por lo que convendría tomar estas medidas como prioritarias para la reducción de

pérdidas térmicas y, por tanto, económicas. Por otro lado, convendría estudiar en detalle el

sistema de tuberías actualmente instalado, ya que podría suponer una obra importante en

suelos, tabiques, etc. para acceder a ellas.

2.8. Ascensores

Regulación de velocidad: con variadores de frecuencia se consigue que las rampas de

aceleración del ascensor sean mucho mejores desde el punto de vista de la eficiencia

energética. Esto se logra evitando las corrientes elevadas del motor al arrancar. El sistema de

accionamiento más utilizado es el variador de voltaje de frecuencia variable (VVVF).

Para esta medida no disponemos de información suficiente como para saber si es posible su

implantación o no, solo sabemos que entraría dentro de ese 40% de “otros” de consumo

eléctrico, pero sin saber en qué porcentaje.

21

2.9. Cocina

Hornos de convección forzada: estos hornos aumentan la eficiencia del intercambio

térmico, trabajan a temperaturas inferiores que otros y permiten una cocción más uniforme

reduciendo los tiempos de calentamiento.

Cambio de combustible: se puede valorar el cambio del propano en las cocinas por la

utilización de inducción, cuyo rendimiento energético es mucho más elevado que los fuegos

tradicionales.

La actuación sobre los equipos en las cocinas son difíciles de implantar, puesto que la cultura

laboral existente en esta parte del hotel, existen muchas reticencias a modificar los métodos

de trabajo actuales. Como mucho se valoraría la posibilidad de establecer medidores de

consumos de energía para concienciar al personal.

2.10. Lavandería

Recuperación de calor del agua caliente de las lavadoras y del aire de secado: se puede

recuperar el agua caliente empleada para los diferentes ciclos del proceso de lavado (por

ejemplo, el enjuague), además del aire del secado.

Utilización de agua caliente centralizada: los rendimientos globales son mucho mayores

si se emplea el agua de la toma general de ACS que si se calienta en cada uno de los equipos.

Tanto la cocina como las secadoras suponen casi el 30% del consumo de propano del hotel,

además del agua caliente de las lavadoras que se encuentra incluido en la partida “otros”.

Conviene actuar al menos sobre la lavandería, ya que su consumo se focaliza en pocos equipos

(lavadoras y secadoras). De todas formas se analizarán en los apartados siguientes las

posibilidades concretas que actualmente se emplean en lavanderías de gran tamaño y consumo.

25,3%

28,4%

5,7%

40,6%

CONSUMO DE ELECTRICIDAD (MWh)

Iluminación Refrigeración Piscina exterior Otros

22

46,8%

0,4%

14,2%

15,7%

22,9%

CONSUMO DE PROPANO (MWh PCS)

ACS (hab)

Spa

Cocinas

Secadoras

Otros

23

3. ESTUDIO DE LAS POSIBILIDADES DE LAS EERR PARA CUBRIR LOS SERVICIOS

Al margen de las medidas de ahorro que se puedan seleccionar entre las consideradas en el

apartado 2 de este proyecto, la implantación de instalaciones de energías renovables a partir

de fuentes autóctonas de la isla ayudaría a reducir la dependencia energética del archipiélago

canario y la factura del complejo hotelero, además de suponer importantes ventajas

medioambientales.

Para este análisis se van a valorar de forma general las características técnicas y económicas

de varias fuentes de energía renovable, dentro del contexto que marca la situación del

complejo Orotava Springs en la isla de Tenerife y que encajarían a priori para cubrir las

demandas de los diferentes sistemas del hotel.

3.1. Geotermia

El recurso de este tipo de energía lo constituye el calor del interior del globo terrestre que

puede ser aprovechado para suministrar energía.

Para este caso, y a pesar de la situación ideal de las Islas Canarias en zonas con yacimientos

geotérmicos de alta entalpía (mayores de 150ºC), se descarta la utilización de esta fuente para

la producción de electricidad por su complejidad. Además, la posibilidad de emplear los ciclos

binarios y los usos directos del calor no encajaría con las demandas a satisfacer por el hotel,

ya que estas son mucho menores que la energía calorífica que suministrarían estos tipos de

aprovechamiento geotérmico.

Mapa de potencia térmica superficial de Canarias. Fuente: CIEMAT

Por ello, únicamente se va a analizar la utilización de yacimientos de muy baja entalpía

(menores de 22ºC) mediante bomba de calor.

Dadas las características del hotel, y al estar ya construido, el aprovechamiento geotérmico

podría darse solamente con instalación vertical. Este se realiza mediante sondeos verticales

(entre 50 y 150 m de profundidad) mediante equipos de perforación que actúan sobre el terreno

24

colindante o desde el sótano o garaje del edificio. Para extraer el calor necesario se pueden

emplear tubos en U o axiales.

Esquema de un campo de sondas geotérmicas para un edificio comercial. Fuente: Canada

Natural Resources

Los sistemas del hotel que podrían beneficiarse de esta aportación de calor serían la

refrigeración, el ACS y el calentamiento de piscina y spa, ya que requieren de un tipo de

suministro que proporcione energía térmica. Adicionalmente, se ha comprobado que los

sistemas geotérmicos actuales pueden abastecer con garantías este tipo de demandas,

existiendo un catálogo considerable de equipos.

En principio, las bombas de calor geotérmicas que se encuentran actualmente en el mercado

podrían suministrar la energía que el hotel necesita para buena parte de la demanda de la

refrigeración, del ACS y calentamiento de piscinas, ya que los equipos suministran calor y frío

simultáneamente. Por otro lado, sería necesario realizar un estudio geotécnico detallado de la

zona para concretar al potencial geotérmico disponible.

De cara a la decisión posterior se han analizado los aspectos positivos y negativos de la

utilización este tipo de energía renovable en el hotel.

Ventajas:

- Cantidad de energía suficiente para abastecer todos los sistemas de calor y frío del

hotel.

- Energía gestionable para adecuarla a la demanda.

- Costes no muy elevados: 1.700 - 2.200 € /kW (750€ si es en circuito abierto).

- Apoyo de las administraciones (Estado y Comunidad Autónoma): subvenciones para su

instalación y asesoramiento (IDAE).

Desventajas:

- Desembolso inicial muy alto y de riesgo elevado.

- Complejidad de instalación, necesidad de perforaciones y posibles interferencias con

el servicio del hotel.

- Complejidad en la tramitación y los permisos para la perforación (minas y también de

aguas en caso de ser circuito abierto).

25

3.2. Biomasa

La demanda térmica del complejo hotelero es muy elevada, y dado que el combustible actual

(propano) supone un desembolso económico alto, conviene estudiar la posibilidad de implantar

una caldera de biomasa que aproveche combustibles autóctonos de la isla.

Este nuevo equipo podría satisfacer las demandas térmicas de los siguientes servicios:

- Agua caliente para el servicio de lavandería y zonas comunes.

- Sistema de ACS.

- Climatización de la piscina exterior.

- Climatización del spa.

Existen varios hoteles de la isla de Tenerife y, en concreto, de la zona de Puerto de la Cruz,

que han sustituido en los últimos años la quema de combustibles fósiles en sus instalaciones por

calderas de biomasa. Esta tendencia sirve como indicador de la existencia de recurso en la isla.

Sin embargo, una evaluación del potencial real disponible será necesaria antes de que

finalmente esta energía renovable se implantara en el hotel. En una primera aproximación, se

ha evaluado el recurso mediante una herramienta basada en sistemas de información geográfica

como es Bioraise, elaborada por el CEDER y el CIEMAT. Esta plataforma permite conocer la

disponibilidad de biomasa residual agrícola y forestal en el sur de Europa.

Evaluación del recurso disponible en la región

Con esta herramienta, podemos conocer las fuentes de recurso de distintas industrias que

existen en un radio de, por ejemplo, 10 km, alrededor de la zona de La Orotava.

Podemos ver cómo en la región existen restos de la industria maderera que podrían ser

aprovechados como combustible para la caldera de biomasa. En la imagen inferior se puede

ver el potencial y el precio medio por tonelada.

Recurso disponible y precio

26

Introduciendo el precio del litro de combustible se podría calcular también los costes de

transporte por tonelada de biomasa transportada, que habría que sumar al precio a puerta de

fábrica. Sin embargo, se sabe que los precios comerciales serán superiores a los que indica esta

herramienta, por lo que una evaluación más detallada del precio será necesaria. Esta se llevará

a cabo en el apartado 4 de este proyecto.

Lo que sí es cierto es que con este dato conocemos ya la disponibilidad de combustible para

una hipotética caldera de biomasa, valor fundamental ya que el suministro constituye uno de

los aspectos cruciales a estudiar al implantar estos equipos.

Las ventajas e inconvenientes de esta fuente autóctona para satisfacer la demanda térmica del

complejo hotelero son las siguientes:

Ventajas:

- Empleo de materias primas autóctonas para el abastecimiento térmico del hotel.

- Utilización de un residuo forestal para producción de energía, con lo que se está

revalorizando un subproducto y encontrando un fin para un residuo.

- Existencia de suministradores locales.

- Precio inferior al del combustible fósil actual (propano).

- Existen modelos comerciales utilizados en otros complejos turísticos, por lo que esta

experiencia puede ser de gran ayuda.

- Alta fiabilidad y fácil operación y mantenimiento.

Inconvenientes:

- Sería necesario realizar un análisis del espacio disponible para el silo de

almacenamiento de la astilla y el resto de instalaciones.

- Estudio de la posibilidad de descarga del combustible, sin que esta pueda interferir con

el uso terciario y enfocado al cliente del hotel.

- Inversión inicial elevada.

- Garantía de suministro.

- Retirada de cenizas y residuos de la caldera.

3.3. Energía solar térmica de baja temperatura

Otra posibilidad para satisfacer la demanda térmica del hotel será diseñar una instalación solar

térmica, que podrá ser complementaria o no a la caldera de biomasa. En cualquier caso,

conviene decir que siempre será necesaria la existencia de una caldera auxiliar, que permita

garantizar la satisfacción de esa demanda de calor durante todo el año, actuando como un

sistema de back up incluso cuando la radiación solar y el volumen de acumulación no fueran

suficientes. Además también es necesaria para generar los choques térmicos que eviten la

legionela.

Para la colocación de paneles solares térmicos necesitamos conocer los datos de radiación de

la zona, con el fin de saber si los niveles serían adecuados para poder satisfacer la demanda

con este sistema. Los datos que figuran en la siguiente tabla son medias mensuales de

irradiación global diaria en el plano horizontal medidas en la estación de Puerto de la Cruz de

la red SIAR del MAGRAMA. Se han tomado datos de una serie temporal de 10 años (2004-2014).

27

Como se puede ver en la gráfica, los niveles de radiación son altos, ya que Canarias pertenece

a la Zona climática V, por lo que, junto con algunas regiones del sur de España, se encuentra

entre las más soleadas del país.

El otro factor que hay que tener en cuenta es la superficie disponible para la instalación de los

paneles. El complejo hotelero dispone de una azotea libre con dos áreas de 40 x 25 y 25 x 17

m, por lo que existe un total de 1425 m2 que se podrían aprovechar para la instalación del

sistema renovable. Conviene aclarar que esta azotea se encuentra a una altura elevada libre

de obstáculos, por lo que la posibilidad de que se produzcan sombras en los paneles por edificios

cercanos es nula.

La instalación solar térmica permitiría satisfacer las siguientes demandas de calor:

- Agua caliente necesaria para el servicio de lavandería y zonas comunes.

- Climatización de la piscina y del spa.

- Servicio de ACS de las habitaciones del hotel.

- Sistema de refrigeración.

En el caso de disponer un sistema de solar térmica habría que estudiar qué demandas resulta

conveniente satisfacer con este sistema, si todas o si se repartirán los servicios a cubrir entre

distintas fuentes de energía. En el caso de que se quiera aportar también la energía necesaria

para la refrigeración, esto se podrá hacer exclusivamente con un tipo de captadores especiales

que están aumentando su presencia en el mercado recientemente, que son los tubos de vacío.

El aprovechamiento de la energía solar en hoteles para la producción de agua caliente sanitaria

es especialmente interesante, debido a los altos consumos que suele representar (47% del

consumo de propano actualmente, teniendo en cuenta únicamente el de las habitaciones del

hotel) y a la homogeneidad que presenta este consumo a lo largo del año. Además, debido al

rango de temperaturas de consumo, los colectores solares trabajan a unos niveles de

rendimiento elevados. Se trata de una aplicación con menor riesgo para la inversión y menor

plazo de amortización.

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Evolución mensual de la radiación (kWh/m2)

IRRADIACIÓN (kWh/m2)

28

Por otro lado, cabe mencionar que la normativa prohíbe la climatización de piscinas al aire

libre con energías convencionales. Actualmente, la piscina exterior del hotel se calienta con la

recuperación de calor por parte de las enfriadoras y el déficit que estas no puedan cubrir con

la bomba de calor. Se trata pues, de una clara oportunidad de mejora.

Las ventajas y problemas que la instalación de un sistema de solar térmica podría suponer son:

Ventajas:

- Ahorro económico por el elevado precio del combustible actual.

- Inversión inicial menor en comparación con otras instalaciones de energía renovable.

Se trata de una tecnología que se encuentra en mayor grado de madurez.

- Menor período de amortización en comparación con otras tecnologías renovables.

- Aprovechamiento de una superficie soleada que no se utiliza actualmente.

- Fácil operación y mantenimiento.

Problemas:

- La limitación del espacio en las azoteas.

- En el caso de diseñar también una instalación fotovoltaica, podría no ser suficiente la

superficie disponible, además de tener que cuidar las posibles interferencias entre

ambos sistemas.

- Distancia de ubicación de los paneles a las piscinas y el spa, en el caso de que se quisiera

abastecer estos servicios con este tipo de energía.

3.4. Energía solar fotovoltaica

Hasta ahora se ha contemplado el diseño de distintos tipos de instalaciones renovables que

permitirían satisfacer la demanda térmica del complejo hotelero tinerfeño. Sin embargo, se

desea analizar también la posibilidad de diseñar un sistema fotovoltaico que permita reducir la

factura de electricidad.

La implementación de un esquema de paneles fotovoltaicos en la azotea del hotel iría enfocada

a la reducción de la compra de electricidad de la red, permitiendo autoabastecerse en un cierto

grado con la instalación de la cubierta.

Todo esto iría de la mano de las medidas de ahorro que se decidan llevar a cabo de entre las

citadas en el apartado 2 de este proyecto.

Actualmente las demandas de electricidad que existen en el hotel son las de los siguientes

servicios:

- Piscina exterior (bomba de calor).

- Máquinas enfriadoras.

- Servicio de alumbrado.

- Otros servicios comunes (por ejemplo, ascensores).

Por lo tanto, estos serían los equipos que se podrían alimentar con el sistema fotovoltaico de

la azotea, suponiendo que, tras la implementación de las medidas de mejora, todos ellos se

mantuvieran como parte del sistema de instalaciones del complejo.

29

Es importante destacar que el consumo de alumbrado presenta unos valores base que se

mantienen constantes a lo largo del año, independientemente de la ocupación. Este sería el

que abastecería a las salas de restauración, pasillos, zonas comunes, alumbrado exterior… Por

otro lado, en los meses en que la piscina exterior no se climatiza y, por tanto, la demanda de

la bomba de calor ya no existe es cuando la máquina enfriadora funciona. Esto es positivo desde

el punto de vista de diseño del sistema fotovoltaico.

Por lo tanto, las ventajas e inconvenientes de una posible instalación fotovoltaica en la azotea

del complejo hotelero serían:

Ventajas:

- Abaratamiento de la factura eléctrica, ya que la demanda base (servicios comunes)

podría satisfacerse con la radiación disponible.

- Aprovechamiento de un espacio libre en azoteas actualmente no utilizado.

- Abaratamiento reciente de esta tecnología gracias a su avance en la curva de

aprendizaje.

- El borrador del Real Decreto que regule el autoconsumo esboza un escenario proclive

para el desarrollo de la energía fotovoltaica en Canarias, ya que se establecería una

reducción del conocido peaje de respaldo hasta 2019 en las instalaciones de los sistemas

eléctricos no peninsulares.

Inconvenientes:

- Posible interferencia con un sistema de solar térmica y falta de espacio.

- A pesar del esperanzador borrador del RD de autoconsumo, existe aún incertidumbre

acerca de cómo será la legislación definitiva.

- Fácil mantenimiento, que se reduce a la limpieza de los paneles para evitar la

acumulación de polvo y a la inspección visual del sistema.

30

4. ESTUDIO PARA LA ASIGNACIÓN DEL MIX DE TECNOLOGÍAS

A continuación figuran de manera esquematizada los servicios que el hotel debe cubrir, sobre

los cuales se implementarán las mejores medidas para cada oportunidad de ahorro energético

y se instalarán sistemas de generación renovable, cuando esto sea posible atendiendo a un

criterio de rentabilidad.

4.1. Servicios a satisfacer

a. Demanda térmica (calor/frío)

Las necesidades de frío-calor del complejo hotelero que hay que satisfacer son las siguientes:

Demanda de calor:

- Agua caliente sanitaria

- Lavandería (lavadoras y secadoras)

- Piscina exterior

- Spa

- Cocinas

Demanda de frío:

- Sistema de refrigeración (actualmente funcionando con máquinas enfriadoras que

consumen electricidad de la red).

b. Demanda eléctrica

Las demandas de electricidad que Orotava Springs tiene son debidas a:

- Alumbrado (habitaciones y servicios comunes).

- Otros consumos eléctricos (por ejemplo, ascensores).

4.2. Clasificación de las medidas de ahorro

A partir de las medidas explicadas en el apartado 2 de este proyecto y de las energías renovables

consideradas en el apartado 3, se discute ahora la viabilidad de las mismas para definir el mix

de tecnologías que se definirá para cada caso.

Por ello, conviene distinguir dos tipos de medidas: compatibles e incompatibles. En las tablas

siguientes figuran resumidas todas estas actuaciones, que se detallan más adelante.

MEDIDAS INCOMPATIBLES

INCOMPATIBILIDAD

Caldera de biomasa

- Bomba de calor geotérmica

- Instalación solar térmica

Cambio de la enfriadora

- Bomba de calor geotérmica

31

Bomba de calor geotérmica

- Caldera de biomasa

- Cambio de la enfriadora

Instalación solar térmica de baja

temperatura

- Caldera de biomasa (*)

- Bomba de calor geotérmica(*)

- Sistema fotovoltaico (espacio)

(*) La incompatibilidad en el caso de la instalación solar térmica de baja temperatura se debe

no solo a la coincidencia en usos (ya que, por ejemplo, esta se podría reservar para satisfacer

demandas específicas como las de la piscina o el spa), sino a que además en momentos de buen

nivel de radiación se haría trabajar a la caldera de biomasa a cargas muy bajas, lo cual

perjudicaría el funcionamiento y la durabilidad del equipo.

MEDIDAS COMPATIBLES

DEMANDA DE

CALOR Y AGUA

Pérdidas

circuito

ACS

Reguladores de velocidad

Mejora del aislamiento

Válvulas termostáticas

Demanda agua

fría y caliente en

las habitaciones

Reductores de caudal en duchas

Perlizadores

WC doble descarga

Demanda

lavandería

Recuperación agua aclarado

Intercambiadores calor secadoras

Demanda piscina

exterior

Manta térmica

32

CONSUMO DE

ELECTRICIDAD

Iluminación

Cambio de balastos

Sustitución de lámparas

Sensores en pasillos

Ascensores

Regulación de velocidad

Bombeo

Sistema de bombeo eficiente

Sistema fotovoltaico para autoconsumo

a. Medidas de ahorro compatibles:

Aquellas que se llevarán a cabo sin necesidad de realizar un estudio comparativo previo con

otras medidas, ya que se trata de actuaciones complementarias y no alternativas.

En general, se trata de mejoras que afectan a la demanda, permitiendo reducirla. Los efectos

cruzados que estas medidas podrían tener en la segunda categoría (medidas de ahorro

incompatibles) se analizarán en profundidad en el punto 5. En definitiva, se estudiará la

viabilidad de las medidas incompatibles independientemente de la influencia de las

compatibles, partiendo de las demandas actuales del complejo hotelero.

Las medidas que se clasifican como “compatibles” son:

a.1.) Medidas que afectan a la demanda de calor y de agua:

- Agua caliente sanitaria: reducción de las pérdidas térmicas.

Uno de los parámetros que influye en las pérdidas térmicas en el circuito de ACS es el caudal,

por lo que se plantea la regulación de velocidad de las bombas de recirculación. Las bombas

circuladoras actualmente instaladas son el modelo Wilo-TOP-z 50/7 PN 6/10, que permiten una

adaptación manual de la potencia con tres velocidades. En una instalación convencional de

abastecimiento de agua como esta los grupos de presión se regulan con presostatos, realizando

arranques y paradas según las presiones prefijadas. Es por ello que los consumos eléctricos son

elevados, ya que el caudal no se ajusta a la demanda del sistema.

Por medio de un variador de frecuencia, se consigue variar la velocidad rotacional del motor,

adaptándola en todo momento a las condiciones de carga de la instalación y adecuando los

caudales y presiones a la demanda, con lo que se garantiza la máxima eficiencia y ahorro

energético. Además, existen otras ventajas, ya que se evita la cavitación de las bombas o el

arranque brusco de los motores, con la consiguiente reducción de las labores de

mantenimiento. Los ahorros que se pueden conseguir con la regulación de la velocidad alcanzan

el 25 o 30% del consumo eléctrico.

33

Por otro lado, un mal aislamiento de las tuberías conlleva unas pérdidas en la red de distribución

de 5ºC, por lo que se plantean mejoras en esta línea que supongan una disminución de las

mismas.

A la hora de decidir si una solución u otra resulta más rentable, se necesitarían conocer datos

de longitudes y diámetros de tubería, así como del tamaño de depósitos de acumulación. En

función de la temperatura máxima del fluido caloportador y del diámetro de los conductos, se

calcularía el espesor necesario de aislamiento.

Una acción complementaria que permite mejorar el funcionamiento del circuito es la

colocación de válvulas termostáticas en los puntos de consumo, ya que aseguran el suministro

instantáneo del agua caliente sanitaria a la temperatura a la que el cliente la demanda. Estas

incrementan la seguridad, el confort y ahorran energía. En función del diámetro, su precio

puede oscilar entre los 55 y los 100 €, como por ejemplo las del catálogo de Salvador Escoda.

- Sistemas de reducción de caudal en duchas y grifos:

Permiten reducir no sólo la demanda térmica de las habitaciones (ACS), sino también la

demanda de agua en general.

Con los ahorradores para duchas, que limitan el caudal a flujos constantes de 8 o 10 l/min, se

consigue reducir el consumo de agua hasta un 70%, con el consecuente ahorro energético al

verse disminuida la demanda de agua caliente sanitaria por parte de los clientes del hotel. Todo

ello sin que estos pierdan la sensación de confort. Diversos fabricantes presentan soluciones en

sus catálogos por un precio que ronda los 11 € la unidad.

Los sistemas de ahorro en lavabos y fregaderos funcionan también como limitadores de caudal,

fijándolo a 6 l/min, y si bien no permiten alcanzar ahorros tan elevados como en el caso de las

duchas, se consigue reducir el consumo entre un 20 y un 50%. Estos componentes, conocidos

como perlizadores, tienen un precio aproximado de 9 €/unidad.

- Sistemas de ahorro en WC mediante doble descarga:

Cuando se tira de la cadena en un WC estándar, se gastan como promedio 10 litros de agua.

Según datos estadísticos, una persona gastaría como mínimo 70 litros de agua al día solamente

con este uso. Teniendo en cuenta el elevado número de clientes que tiene el hotel (al margen

de los empleados) en un mes de ocupación media como es enero (9.058 pax), se estarían

gastando 634.600 litros de agua solamente en los WC.

Con la instalación de un sistema de doble descarga para el WC (con un precio de 30 €/unidad)

se puede ahorrar un 50% del consumo de agua, ya que el sistema economizador con doble botón

permite seleccionar descarga parcial (3 litros) o descarga total (6 litros). Esta reducción supone

una recuperación de la inversión en menos de 6 meses. Y, a mayores del ahorro económico, la

importante disminución en el consumo de un bien escaso como es el agua.

Hay que tener en cuenta también que la instalación y el montaje de esta medida de ahorro es

muy sencilla, ya que se puede colocar en todos aquellos WC con cisterna incorporada.

A pesar de que se contempló la posibilidad de sustituir el sistema convencional de descarga por

el de interrupción con segunda pulsación mediante un botón único (pues permite alcanzar

34

ahorros aún mayores, de hasta el 70%), finalmente se descartó, ya que en hoteles y sitios

públicos en los que el usuario desconoce el sistema instalado, la experiencia demuestra que

resulta más adecuado el sistema de doble descarga.

- Servicio de lavandería:

Empleando sistemas de recuperación del agua del aclarado se consigue reutilizar parte de la

cantidad de agua necesaria en el siguiente lavado (en hasta un 50%), lo que supone además un

ahorro térmico (20%), puesto que ésta ya tiene un nivel de calor superior a la red. No se

disponen de consumos de estos equipos por lo que no se puede cuantificar el ahorro exacto.

Adicionalmente, se propone emplear intercambiadores para aprovechar el calor de los gases de

escape de las secadoras para precalentar el gas que entra al comienzo del proceso. Esto llevaría

a un ahorro del propano empleado para calentar los gases de secado, tal y como se recoge en

la tabla siguiente:

Estimando una inversión en la instalación de los intercambiadores en unos 8.000€, el pay-back

se realizaría en algo más de dos 2 años:

- Piscina exterior:

Colocación de una manta térmica para reducir las pérdidas de calor nocturnas, que son debidas

a los fenómenos de evaporación, conducción y convección. Resultan complejas de estimar, ya

que dependen de factores como son la temperatura ambiente, la velocidad del viento o el grado

de humedad. Sim embargo, se estima que la colocación de una manta térmica supone una

reducción de las pérdidas del 70 % durante el tiempo en que esta barrera se encuentre colocada.

En el caso del complejo hotelero, la manta facilitará el calentamiento del agua de la piscina

por las mañanas, gracias a su mayor conservación del calor durante las noches. Esto repercutirá

en una disminución de la demanda de calor anual de la piscina.

Teniendo en cuenta el porcentaje anterior de reducción de pérdidas, y una inversión en el

modelo de manta térmica Solar Plus de 700 micras de 260 m2 de 2.500 €, se puede concluir que

la inversión resulta muy atractiva para el complejo hotelero. En cualquier caso, se valorará

cuál es el mejor material disponible en el mercado actualmente y su relación calidad-precio a

la hora de elegir la solución definitiva y realizar el presupuesto.

a.2.) Medidas que afectan al consumo de electricidad:

- Bombeo:

A pesar de no disponer de datos desglosados del consumo eléctrico que supone la partida de

las bombas del complejo hotelero, se puede intuir que estas representan una fracción

importante del conjunto “otros consumos eléctricos”, que globalmente suponen el 40% del

total.

El Instituto Tecnológico Hotelero y el fabricante danés de bombas Grundfos plantean soluciones

de bombeo eficiente, que en otros hoteles han generado tal ahorro (entre un 20 y un 60%) que

la recuperación de la inversión se ha producido en un plazo inferior a dos años. En concreto,

Consumo actual propano (kg) Ahorro propano (€) Inversión Payback

10.927,06 3.278,12 € 8.000,00 € 2,44

35

la gama Grundfos TP/TPE es una línea de alta eficiencia que podría servir de solución para

reducir el consumo en el hotel.

Dado que no se conoce la partida actual que el sistema de bombeo supone, no se puede estimar

el ahorro futuro ni las necesidades de inversión.

- Iluminación:

Las medidas propuestas van encaminadas a cambiar elementos dentro de las luminarias por

otros más eficientes, lo que dada su sencillez no tienen limitaciones técnicas ni físicas. Además,

son soluciones independientes del resto por lo que no interferirían de forma directa en el resto

de actuaciones, más allá del menor consumo de energía eléctrica total.

Para su estudio se va cuantificar de forma general la cantidad de balastos y lámparas a sustituir,

así como la instalación de sensores, y la inversión necesaria para ello, con el fin de decidir si

se van a llevar a cabo las medidas.

Sustitución de balastos: afecta a todas las luminarias equipadas con lámparas

fluorescentes, ya que sus balastos son electromagnéticos. Supondría el cambio a balasto

electrónico de 411 luminarias con potencias de lámpara de 13, 18, 36 y 58 W. Teniendo en

cuenta un precio de 25€ por unidad así como 3,5€ de mano de obra por luminaria el análisis de

payback quedaría del siguiente modo:

De los resultados se deduce que merecería la pena sustituir todos los balastos en conjunto, a

pesar de que aquellos de las lámparas de 13 y 18 W resulten menos rentables individualmente.

Sustitución de lámparas: esta medida se realizaría para todas las lámparas

incandescentes, los halógenos y los downlights halógenos. Se tiene en cuenta la potencia

lumínica de las lámparas existentes con el fin de seleccionar lámparas LED que aseguren al

menos una iluminación similar a la actual. Además de ahorrar el propio consumo de cada

lámpara, se conseguiría evitar el consumo de los transformadores de halógenos y downlights.

Para este análisis económico preliminar se emplearán los siguientes precios de referencia:

Tipo

FluorescentesNº luminarias Nº lámparas

Consumo anual

con balasto actual

(€)

Consumo anual con

balasto electrónico

(€)

Ahorro

anualInversión Payback

13 W 28 56 647,53 € 618,09 € 29,43 € 798,00 € 27,11

18 W 195 383 6.142,12 € 5.858,30 € 283,82 € 5.557,50 € 19,58

36 W 164 265 8.668,83 € 4.095,72 € 4.573,12 € 4.674,00 € 1,02

58 W 24 27 1.491,38 € 427,91 € 1.063,47 € 684,00 € 0,64

TOTAL 411 731 16.949,86 € 11.000,03 € 5.949,84 € 11.713,50 € 1,97

Lámpara actual Potencia Potencia lámpara LEDPrecio LED

40 6 18,00 €

42 6 18,00 €

60 10 20,00 €

35 5 30,00 €

50 8 40,00 €

150 15 90,00 €

Downlight 50 32 60,00 €

Incandescente

Halógeno

36

Al igual que en el caso anterior se valora el precio de mano de obra en 4,5€ por luminaria,

quedando el análisis de retorno de inversión:

De estos resultados se observa que las inversiones son considerables, sobre todo para las

lámparas de mayores potencias, sin embargo, al profundizar se extraen las siguientes

conclusiones para cada tipo de lámpara:

- Incandescente: en todos los casos los paybacks son razonables, y en conjunto rondarían

los 3 años.

- Halógeno: al igual que en el caso anterior el payback global ronda los 3 años, a lo que

contribuye también la eliminación de los transformadores.

Instalación de sensores en pasillos: en este caso se dispondrían sensores en aquellas

zonas con mayor densidad de luminarias por m2. Del inventario de alumbrado proporcionado

por el hotel se han identificado los pasillos de las zonas de habitaciones Gamazo y Colmenar

con 96 y 43 lámparas respectivamente, además de los pasillos entre estas dos zonas con 23. Se

ha estimado que se utilizará un sensor cada 10 lámparas, ya que cada uno cubriría una longitud

de unos 15m. Teniendo en cuenta que cada dispositivo tiene un precio de unos 140€ y que con

él se ahorraría un 30% de energía eléctrica, el análisis de payback quedaría del siguiente modo:

Teniendo en cuenta los elevados pay-back para todos los pasillos debido al bajo consumo de las

lámparas de estas zonas, esta medida quedaría descartada.

- Regulación de velocidad en los ascensores:

Atendiendo a los valores dados por los fabricantes, estos ahorros supondrían un 23% sobre el

consumo total de los ascensores sin regulador de velocidad. Dado que no se dispone de

información detallada de consumo eléctrico de los ascensores no se calcula el payback, sin

embargo, la relación coste/ahorro aconseja implantar esta medida.

- Sistema fotovoltaico para autoconsumo:

Para el análisis de los posibles ahorros gracias al abastecimiento de parte de la electricidad

consumida por el hotel por una instalación de tecnología fotovoltaica, se han de tener en

consideración, por un lado, la cantidad de espacio disponible y la cantidad de módulos que se

pueden colocar, y por otro, la inversión que supondría y la cantidad de electricidad generada.

Tipo lámpara Potencia (W) Nº lámparasConsumo con

lámpara actual (€)

Consumo con

lámpara

LED equivalente

(€)

Ahorro

anualInversión Payback

40 390 3.061,26 € 459,19 € 2.602,07 € 8.775,00 € 3,37

42 237 1.953,32 € 279,05 € 1.674,28 € 5.332,50 € 3,18

60 154 1.813,21 € 302,20 € 1.511,01 € 3.773,00 € 2,50

781 6.827,79 € 1.040,44 € 5.787,36 € 17.880,50 € 3,09

35 35 284,22 € 40,60 € 243,62 € 1.207,50 € 4,96

50 69 800,47 € 128,08 € 672,39 € 3.070,50 € 4,57

150 150 5.220,45 € 522,05 € 4.698,41 € 14.175,00 € 3,02

Trafo halógeno 105 40 164,31 € 0,00 € 164,31 € 0,00 € 0,00

294 6.469,46 € 690,72 € 5.778,73 € 18.453,00 € 3,19TOTAL

Incandescente

Halógeno

TOTAL

Zona Nº lámparasPotencia por udConsumo sin

detector (€)

Consumo con

detector (€)Ahorro Inversión Payback

Pasillos Gamazo 23 11 39,83 € 27,88 € 11,95 € 560,00 € 46,86

Pasillos Colmenar 96 11 166,26 € 116,38 € 49,88 € 2.800,00 € 56,14

Pasillo intermedio 43 35 236,95 € 165,87 € 71,09 € 1.120,00 € 15,76

37

En esta fase preliminar de decisión se van a utilizar costes genéricos de instalaciones, además

de estimaciones de producción. Una vez valorada la rentabilidad de la energía fotovoltaica en

el hotel, siembre que se siga adelante con este sistema, en apartados sucesivos se procederá a

analizar más detalladamente todos estos datos.

Con el plano de la azotea se observa el espacio disponible. Este supone 1.200 m2 de orientación

sur, más otra zona con 340 m2 de orientación sudeste.

En la zona de 1.000 m2 se calcula que cabrían aproximadamente 8 filas de 36 paneles de 300Wp.

Empleando el software System Advisor Model, se han seleccionado un módulo e inversor

genérico para estimar la producción de electricidad mensual. Con los resultados de la

simulación con SAM y para valorar el ahorro que se produciría, así como el peso que tendría la

energía aportada por el sistema fotovoltaico sobre el total de consumo eléctrico, se comparan

ambos valores mes a mes:

Tal y como se aprecia en la tabla anterior, la instalación fotovoltaica ahorraría

aproximadamente el 10% de la electricidad consumida al mes. Sin embargo, esta producción

para autoconsumo no se produciría más que en las horas centrales del día. Es destacable que

esta cantidad de electricidad producida no llegaría a cubrir en ningún momento del día la

Consumo eléctrico

mensual (MWh)

Media consumo

diario (MWh)

Producción

mensual (MWh)

Producción diaria

media (MWh)

Enero 101,25 3,27 10,24 0,33

Febrero 89,05 3,18 10,71 0,38

Marzo 90,90 2,93 12,55 0,40

Abril 79,17 2,64 12,98 0,43

Mayo 91,03 2,94 13,46 0,43

Junio 119,28 3,98 13,05 0,43

Julio 158,35 5,11 13,87 0,45

Agosto 182,66 5,89 14,00 0,45

Septiembre 171,50 5,72 12,96 0,43

Octubre 166,42 5,37 12,10 0,39

Noviembre 127,37 4,25 10,35 0,35

Diciembre 87,30 2,82 9,85 0,32

38

totalidad de la electricidad demandada, por lo que siempre será necesario completarlo con

energía de la red.

Para analizar la viabilidad económica se va a estudiar el retorno de la inversión de la

instalación, considerando los ahorros que se producen al autoconsumir la energía eléctrica.

Para ello, se van a utilizar los siguientes supuestos:

- De momento, y tal y como se ha señalado más arriba, para comparar se parte de los

niveles previos de consumo, sin otras medidas de ahorro que afectarían a la demanda

de electricidad.

- La energía eléctrica autoconsumida afecta en su mayoría sobre las horas con precios de

red mayores, por lo que este factor se incluye en el análisis.

- Se incluye en el estudio el ahorro que implica la disminución de la máxima potencia

contratada de la red (para ello, se usará el mes con peor relación radiación/consumo,

que es octubre).

- Para analizar el payback se va a emplear un precio de 1,6 €/Wp instalado, teniendo en

cuenta el tipo de instalación y los precios recogidos en los estudios de costes actuales

para Canarias.

Se aprecia que el retorno de la inversión se produciría en torno a los 7 años y medio, lo que

puede ser asumible, aunque la inversión inicial es muy elevada. Adicionalmente, se ha de

considerar la incertidumbre regulatoria que rodea al autoconsumo, aunque en las Islas Canarias

la promoción de este tipo de sistemas fotovoltaicos se ven favorecidas con exención de peajes.

b. Medidas de ahorro incompatibles:

Aquellas actuaciones que permitirían satisfacer una oportunidad de ahorro energético por vías

alternativas. Como ya se ha explicado, este estudio se lleva a cabo sin tener en cuenta la

influencia de las medidas explicadas anteriormente.

Con el fin de analizar qué mix de tecnologías sería más adecuado para satisfacer las demandas

de ACS, lavandería, piscina exterior, spa y refrigeración se consideran dos posibles

combinaciones:

b.1.) Instalación de una caldera de biomasa y sustitución del equipo de refrigeración.

b.3.) Instalación geotérmica.

También se estudiará la posibilidad de instalar un sistema de solar térmica de baja temperatura

(b.2.) en la azotea del edificio, que podría servir para cubrir alguna demanda específica (por

ejemplo, la de la piscina o el spa). Este se instalaría de manera paralela a alguna de las opciones

anteriores.

Por último, cabe señalar que en ningún caso se pretende la sustitución total del combustible

actual, ya que las cocinas seguirán funcionando con propano, dada la complejidad tanto técnica

como de hábito de sustituir los equipos actuales por otros, como pudieran ser los de inducción.

Consumo eléctrico

anual (MWh)

Energía eléctrica

autoconsumida (MWh)Ahorro (€) Inversión Payback

1.464,27 133,16 18.190,20 € 138.240,00 € 7,60

39

Las secadoras de la lavandería también seguirán funcionando con propano, ya que queman este

combustible directamente. Por lo tanto, a pesar de que se instalará un sistema renovable (uno

u otro), este se diseñará para cubrir un porcentaje muy elevado de la demanda pero no el total,

reservando el propano (una de las dos calderas de las que se dispone actualmente) para las

cocinas y secadoras, así como para cubrir los picos de demanda.

A continuación se procede a analizar en términos de recuperación de la inversión las

alternativas planteadas:

b.1.) Instalación de una caldera de biomasa y sustitución del equipo de refrigeración.

Tipo de combustible:

Se estudia la viabilidad de instalar una caldera de biomasa que permita satisfacer las

necesidades de calor del hotel: ACS, piscina exterior, spa y otros consumos de agua caliente

como los del servicio de lavandería o zonas comunes.

Cabe decir que, teniendo en cuenta el fin de reducir la dependencia energética del complejo

hotelero para la satisfacción de sus demandas, no se considera la importación de combustibles

de la península, principalmente por el encarecimiento del coste que el transporte marítimo de

la materia prima supondría.

Es por ello que se requiere llevar a cabo una labor de búsqueda de suministradores locales de

biomasa que permitan abastecer a esta caldera del hotel. La producción local se resume en el

aprovechamiento controlado de madera procedente de residuos forestales, por lo que los

subproductos que se pueden encontrar son todos derivados de la industria maderera, no

existiendo a priori residuos agroindustriales aprovechables.

La concienciación de los establecimientos turísticos canarios impulsó hace unos años la

necesidad de apostar por la producción local de biomasa, dada la incongruencia que hubiera

supuesto el hablar a la par de ahorro de ktep al medio ambiente y de un incremento simultáneo

debido al transporte marítimo.

En este contexto nació en el año 2012 la empresa Astillas y Pellets de Canarias SL, un

suministrador de ambos tipos de biomasa sólida.

Ante la posibilidad de obtener ambos tipos de combustible, se analiza cuál resulta más

adecuado teniendo en cuenta las ventajas e inconvenientes que cada uno presenta:

- Pros y contras de la astilla: coste de producción menor que el de los pellets y elevado nivel

de calidad, así como un nivel medio de comercialización. Por el contrario, su densidad es

menor y por lo tanto también lo es su poder calorífico, por lo que el espacio de

almacenamiento necesario es superior.

- Ventajas e inconvenientes de los pellets: poder calorífico superior al de la astilla, bajo

contenido en cenizas (lo cual facilita la operación y el mantenimiento), existencia de

calderas de pellets de muy alta eficiencia y elevado grado de comercialización. Sin

embargo, su precio es muy superior al de otras biomasas.

Teniendo en cuenta las diferencias de densidad y de ocupación de espacio, el transporte de

astilla se justifica únicamente en el caso de distancias cortas, como es el caso, ya que la fábrica

de suministro se encuentra a solamente 18 km del complejo hotelero de La Orotava.

40

Finalmente se decide, por un criterio de economía, optar por el uso de astilla forestal. Además,

así como para instalaciones domésticas de pequeño tamaño los pellets han sufrido un gran auge

en los últimos años, en la mayor parte de las calderas de edificios grandes como pueda ser un

hotel, un hospital o una escuela sigue primando el uso de la astilla, por lo que se cree que con

este combustible la oferta de calderas comerciales será mucho más amplia.

Consumo de combustible:

Para calcular la cantidad de astilla que se necesita anualmente para satisfacer la demanda

térmica del hotel se ha considerado una disponibilidad de la caldera de biomasa del 90%, de

manera que el 10% restante se cubriría con una de las actuales calderas de propano.

Además, se ha tomado un PCI de la astilla (30% de humedad) de 3,5 kWh/kg, dato obtenido de

diversos estudios del IDAE. Por otro lado, se considera una eficiencia del equipo del 92%, dato

común observado en diversos catálogos comerciales de calderas de astilla de mediano y gran

tamaño. En el caso de que resultara elegida la biomasa como sistema de generación, se ajustará

el rendimiento de la caldera al umbral que el fabricante pueda asegurar con garantías, que,

probablemente, rondará el 88-89%. Sin embargo, a efectos de estimar el pay-back, esa pequeña

variación porcentual no supondrá un cambio significativo.

Por último, se ha tomado un precio de combustible de 83 €/t, que incluye el transporte a

mayores del precio de adquisición de la materia prima a puerta de fábrica (fuente: Eurostat y

proyecto Biomass Trade Center, 2014). Si finalmente la instalación de la caldera de biomasa

resulta ser la opción más ventajosa para el complejo hotelero, se deberá contactar con el

suministrador para conocer con total seguridad el precio real.

Considerando las disponibilidades y rendimientos anteriormente mencionados, se obtienen los

siguientes resultados:

Consumo anual: 129,24 t de astilla

Gasto futuro anual en biomasa: 16.121,65 €

Gasto futuro anual en propano: 45.729,16 €

Ahorro anual: 60.058,28 €

En la gráfica inferior se pueden ver los enormes ahorros que supondría mensualmente la

sustitución del propano por biomasa como base de generación térmica:

41

Inversión inicial: potencia de la caldera

Para calcular el tamaño de la caldera necesario se estudia cuál es el pico de demanda térmica.

Para ello, se realiza el cálculo en el mes más desfavorable, el de mayor demanda térmica global

sin funcionamiento de las enfriadoras (y, por lo tanto, sin recuperación de calor) y con

climatización de la piscina exterior.

Se obtiene que enero es el mes de diseño, con las siguientes demandas (en MWht):

Ocupación pax ACS Spa

Piscina exterior

Otros Total

enero 9.057,55 42,68 0,51 50,40 4,22 97,82

Para el cálculo de la demanda diaria se considera que esta se reparte de manera uniforme a lo

largo de todos los días del mes y que la ocupación se mantiene también constante, de manera

que resultan las siguientes demandas en MWht/día:

ACS Spa Piscina exterior

Otros Total

1,38 0,02 1,63 0,14 3,16

Se toma un período de climatización de la piscina de 12 horas (desde las 9 de la mañana hasta

las 9 de la noche), manteniendo una temperatura constante durante el período. Por la noche

se consigue una reducción de pérdidas gracias a la colocación de una manta térmica. Se estima

el mismo horario de funcionamiento para el spa. Ante la falta de desglose de la partida “otros”,

se considera uniforme su reparto a lo largo del día.

En el caso del ACS, se decide asignar una serie de porcentajes a lo largo del día para repartir

los consumos, de manera que se pueda simplificar la curva diaria de ACS del hotel:

00:00-07:00 1%

07:00-12:00 50%

12:00-18:00 20%

18:00-22:00 25%

22:00-00:00 4%

0,00

2.000,00

4.000,00

6.000,00

8.000,00

10.000,00

12.000,00

14.000,00

16.000,00

18.000,00

ene

.-1

3

feb.-

13

ma

r.-1

3

abr.

-13

ma

y.-

13

jun

.-1

3

jul.-1

3

ago

.-1

3

sep

.-13

oct.

-13

nov.-

13

dic

.-13

ene

.-1

4

feb.-

14

ma

r.-1

4

abr.

-14

ma

y.-

14

jun

.-1

4

jul.-1

4

ago

.-1

4

sep

.-14

oct.

-14

nov.-

14

dic

.-14

Estimación mensual de consumos actuales y futuros de producción de calor

Coste futuro de biomasa (€) Coste futuro de propano (€) Ahorro (€)

42

Tomando como punto de diseño el período 11-12 de la mañana del mes de enero del año de

estudio considerado en el que los sistemas de climatización de la piscina y el spa se encontrarían

funcionando, y considerando que en esa franja horaria se estaría demandando el 10% de la

energía diaria de ACS, se obtiene un pico de 280,22 kW.

Por lo tanto, se requiere instalar una caldera de 250 kW, ya que los picos se cubrirían con la

caldera de propano actual.

Período de recuperación de la inversión:

Considerando la caldera Biomatic 250 Biocontrol del fabricante Hertz, se realiza el cálculo con

los siguientes datos de inversión y gastos anuales en operación y mantenimiento durante los

primeros 10 años de la vida útil de la instalación:

Inversión caldera 250 kW 62.000,00

Gastos O&M 2.800,00

Si finalmente la biomasa resulta ser la opción elegida, se deberá incluir en la inversión la partida

correspondiente al silo, que habrá que dimensionar adecuadamente para poder garantizar el

almacenamiento del combustible.

Teniendo en cuenta la reducción en el gasto de propano anual, la eliminación en la factura

eléctrica del término correspondiente a la bomba de calor y la adquisición de la astilla como

combustible para la caldera, se obtiene un payback de 2 años.

Con la instalación de biomasa, el hotel se encontraría ya en el segundo año ahorrando más de

50.000 € (considerando gastos acumulados desde el año 0).

Sustitución del equipo de refrigeración:

Si bien con la instalación de la caldera de biomasa se consiguen satisfacer las demandas de

calor del hotel (a excepción de las cocinas y secadoras, que mantienen el propano como

combustible), la demanda de frío se necesita cubrir con un equipo independiente.

Actualmente, la refrigeración se realiza entre los meses de junio y noviembre con una máquina

enfriadora con un EER de 2,15 (Whf/Whe). A pesar de su funcionamiento estacional, la

refrigeración representa el 28,1% del consumo eléctrico anual, alcanzando una cifra global de

418,01 MWh.

Se plantea, pues, la sustitución del equipo por uno que presente un mayor rendimiento. Al

aumentar el EER de la enfriadora, para la misma generación de frío el consumo eléctrico será

menor.

El mes de mayor consumo en refrigeración es agosto, con 3.064,10 kWh diarios y una demanda

de frío de 6.587,82 kWhf al día, suponiendo un reparto uniforme a lo largo de los días del mes.

Respecto a la distribución horaria, la máquina enfría entre las 7 de la mañana y las 12 de la

noche, con un total de 17 horas en las que se encuentra operativa. A partir de la curva de

demanda de frío de las habitaciones del hotel, se tiene el siguiente reparto en porcentaje

horario de utilización respecto del total:

43

Producción horaria pico de frío (kWf)

Consumo horario pico (kWh)

534,15 248,44

La capacidad frigorífica del nuevo sistema de refrigeración deberá ser, al menos, de 534 kWf si

se quiere satisfacer la demanda de frío del hotel sin problemas.

La máquina actual es una enfriadora condensada por aire, con compresor de tornillo. Estos

sistemas “todo aire” garantizan un ambiente agradable ya que la diferencia entre el aire

impulsado y el aire de las habitaciones es limitada y la difusión se hace de forma suave. Además,

permite ahorrar energía gracias a la recuperación de calor.

Se plantea la sustitución del equipo actual por dos enfriadoras del modelo YLAA HE 300 de alta

eficiencia del fabricante Johnson Controls, que cuenta con una capacidad frigorífica de 310 kW

cada una y un EER de 3,10. Esto supone un aumento importante del rendimiento con respecto

al equipo actual.

Con la sustitución de la maquina enfriadora por este nuevo modelo, se consiguen reducciones

de consumo eléctrico de casi el 35%, como se puede ver en la tabla inferior:

Consumo anual (kWhe)

Futuro 273,53

Actual 418,01

Ahorro 144,48 34,56%

Por otro lado, existe la posibilidad de recuperar calor a 50ºC, una temperatura 10 grados

superior a la de la recuperación actual, por lo que, al mismo tiempo, se está reduciendo la

demanda que debería satisfacer la caldera de biomasa para ACS o piscinas.

El cálculo de la potencia de la caldera de biomasa se ha realizado considerando una

recuperación de calor a 40ºC como sucede en la enfriadora actual, de manera que se ha

considerado la misma demanda térmica de las habitaciones del hotel que la que hubo en los

años 2013 y 2014. El efecto cruzado por esa ganancia de 10ºC aprovechables se tendrá en cuenta

en el punto 5 de este proyecto.

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Demanda horaria de refrigeración 07:00-24:00 (kWhf)

44

En términos económicos, se necesita conocer la inversión y el ahorro económico derivado de la

reducción del consumo eléctrico para poder analizar la viabilidad de esta medida. El precio de

este equipo no se encuentra a disposición en el catálogo del fabricante; habría que consultarlo.

En cualquier caso, la sustitución del equipo plantea un ahorro de más de un tercio del total de

consumo, por lo que la medida merece ser tomada en consideración.

Además, si analizamos los ahorros en la factura eléctrica correspondientes al término de

energía, podemos ver que solamente en el primer año estos quedan ya de la siguiente manera:

En el primer año se conseguiría un ahorro de 13.035,26 €. Partiendo de los ahorros acumulados

y consultando el precio de los nuevos equipos con el fabricante, podríamos saber en qué año se

recuperaría la inversión. A priori, esta parece atractiva.

b.2.) Instalación solar térmica de baja temperatura:

Por cuestiones de espacio, este sistema solo se instalaría siempre que no se optase por colocar

módulos fotovoltaicos en la azotea del hotel. Además, esta medida serviría de complemento

en el caso de que la caldera de biomasa no pudiera abastecer los servicios no imprescindibles,

como son la piscina exterior y el spa.

Se descarta emplear esta tecnología para proporcionar el ACS ya que el espacio existente no

sería suficiente para instalar la cantidad de colectores necesarios ni los depósitos de

acumulación para abastecer la demanda.

Por ello, se analiza la cantidad de colectores solares necesarios para abastecer la demanda de

calor de la piscina. Se utiliza el programa proporcionado por el fabricante Junkers, con el que

se aprecia que utilizando 260 colectores inclinados 28º (la azotea permitiría hasta 290) se cubre

casi la totalidad de la energía necesaria (un 97% de cobertura solar).

Analizando los costes se aprecia que esta instalación no resultaría rentable si sólo se utiliza

para la piscina, ni empleando menos colectores con menor aporte solar, por lo que se descarta

su implantación:

0,00 500,00 1.000,00 1.500,00 2.000,00 2.500,00 3.000,00 3.500,00

1-15 Junio

16-30 Junio

Julio

Agosto

Septiembre

Octubre

Noviembre

Ahorros mensuales en consumo por refrigeración (€)

Consumo

actual (€)Inversión Payback

6.748,44 € 302.400,00 € 44,81

45

b.3.) Instalación geotérmica.

Tal y como se ha señalado más arriba, el sistema geotérmico podría abastecer la refrigeración

y la cantidad de calor necesaria para calentar el ACS. Para ello, se plantea la sustitución de las

enfriadoras actuales por una bomba de calor geotérmica que trabaje intercambiando el fluido

con el suelo, con el fin de obtener frío mediante un evaporador, a la vez que se dejaría de

utilizar el propano de la caldera para calentar el ACS, ya que se obtendría calor mediante un

condensador.

Para analizar la instalación se va a utilizar como referencia la unidad 30WG de Carrier que

puede producir agua hasta 65°C en el lado del condensador, con solución de glicol en el lado

del evaporador a -5°C.

Considerando los precios por unidad de kW generado actualmente para frío y para calor

(electricidad y propano respectivamente) se va a dimensionar el equipo geotérmico para

satisfacer la mayor parte de los servicios más caros. Los costes son mayores para la generación

de calor en la caldera de propano por lo que se priorizará el funcionamiento de la bomba

geotérmica para cubrir el 90% de la demanda, dejando la caldera de propano para cubrir el 10%

restante, ya que la inversión en la instalación geotérmica sería mayor y no compensaría

económicamente.

Para ello se plantea un cálculo preliminar de cara a establecer el número de unidades Carrier

30WG necesarias para cubrir la demanda de calor a ese 90%. Se utilizan los datos de potencias

suministradas por el fabricante en su catálogo:

Teniendo en cuenta que la potencia de calor en el momento de máxima demanda tendría su

máximo en enero y ascendería a 280 kW, se elige utilizar para la comparativa 3 unidades del

modelo 060, con las que se podría producir hasta 230 kW. Con ello se cubre el 90% de demanda,

además de dotar a la instalación de cierta flexibilidad que permita no tener encendidas todas

46

las unidades a la vez, favoreciendo la eficiencia del conjunto cuando las demandas sean

menores.

En lo que respecta a la cantidad de frío disponible, estas unidades serían capaces de entregar

cierta potencia de refrigeración al recuperar energía del ciclo de calor y que dependería de las

condiciones de funcionamiento de éste último, así como de la temperatura de salida del

evaporador. Empleando las tablas del fabricante, el EER en las condiciones requeridas sería de

2,79, lo que significa que es necesario mantener en operación las enfriadoras para cubrir la

demanda de frío no satisfecha por la geotermia.

Energéticamente, el objetivo es sustituir los consumos que se presentan en la siguiente tabla

en el epígrafe “situación actual” con la mayor proporción posible de energía suministrada por

la bomba geotérmica:

Con todos estos datos se analizan ahorros mensuales teóricos conseguidos mediante la

sustitución de parte de la energía de las enfriadoras y el propano empleado en la caldera por

la bomba geotérmica. Finalmente, se valora la inversión necesaria y la cantidad de años que se

necesitan para recuperarla. Para esta estimación se ha utilizado como referencia un valor de

2.000 €/kWe, que incluiría todos los aspectos de la instalación geotérmica (sondeos, equipos,

tuberías, etc.).

Enfriadora BC (piscina) Caldera (ACS +spa) Bomba geotérmica Caldera (picos calor) Enfriadora (picos frío)

MWhe MWhe kg propano MWhe kg propano Mwhe

Enero 0,00 22,40 1.974,52 14,94 197,45 0,00

Febrero 0,00 17,47 1.999,63 13,45 199,96 0,00

Marzo 0,00 18,67 2.095,18 14,12 209,52 0,00

Abril 0,00 14,44 1.799,15 11,34 179,91 0,00

Mayo 0,00 0,00 1.433,77 3,52 143,38 0,00

Junio 26,97 0,00 1.534,71 3,17 153,47 18,11

Julio 70,10 0,00 1.965,80 4,04 196,58 58,83

Agosto 94,99 0,00 2.295,59 4,72 229,56 81,83

Septiembre 83,85 0,00 1.749,58 3,60 174,96 73,80

Octubre 78,77 0,00 2.051,23 4,23 205,12 66,95

Noviembre 39,70 0,00 1.583,58 3,30 158,36 30,50

Diciembre 0,00 11,38 1.892,56 10,61 189,26 0,00

Situación actual Propuesta

Ahorro (€) Inversión Payback

52.718,00 € 461.400,00 € 8,75

47

5. DEFINICIÓN DEL ESCENARIO RECOMENDADO

Tras el estudio realizado en el apartado anterior, en el que se han valorado técnica y

económicamente las diferentes alternativas de ahorro que se pueden aplicar en los diferentes

servicios del hotel, se van a describir las soluciones que se han seleccionado, así como las

inversiones necesarias para llevarlas a cabo, los ahorros energéticos y no energéticos que se

conseguirían aplicándolas y las diferentes interacciones que se producen entre ellas.

En resumen, las MAEs a aplicar y cuyos ahorros se van a analizar en este punto serían las

siguientes:

5.1. Ahorros energéticos

a. Agua

Medidas que afectan al consumo de agua en las habitaciones del hotel

Las medidas que aplicaremos pare este apartado referente al consumo de agua de los clientes

en los aseos de las habitaciones son las siguientes:

Mecanismos de doble descarga para cisternas.

Aireador de agua para grifos del lavamanos.

Reductor de caudal del agua de ducha.

Grifos termostáticos en duchas.

Para poder considerar estas medidas primero se realiza un estudio del consumo de agua

basándonos en los datos proporcionados por el cliente de los dos ejercicios anteriores.

Meses

Promedio consumo total (l)

Promedio ocupación (personas)

Media per cápita (l)

Enero 2.719.000 9.259 293,68

Febrero 2.905.500 10.075 288,40

Marzo 3.055.500 10.214 299,15

Abril 2.599.500 8.076 321,90

Mayo 2.171.000 4.977 436,25

Junio 2.317.000 5.982 387,36

Julio 2.786.500 9.190 303,23

Agosto 3.348.000 11.801 283,70

Septiembre 2.586.500 7.683 336,65

Octubre 3.015.500 9.866 305,65

Noviembre 2.376.000 6.369 373,09

Diciembre 2.717.000 8.610 315,58

Total 32.597.000 102.098 328,72

MAEs ahorro en habitaciones (reductores de caudal, doble descarga, etc.)

Recuperadores de agua de las lavadoras

Manta térmica piscina exterior

Recuperación de calor de las secadoras

Regulador de velocidad de la bomba ACS

Sustitución de la caldera de propano por biomasa para calentamiento de agua

Sustitución de la bomba de calor de la piscina exterior

Recuperadores de agua de las lavadoras

Cambio por equipos más eficientes de iluminación

Sistema fotovoltaico para autoconsumo

Sustitución de la enfriadora

Agua

Calor

Electricidad

48

De este estudio, obtenemos que la media de consumo por cliente es de 328,72 litros de agua.

Esta se desglosa a continuación con los pertinentes ahorros energéticos.

Servicio Litros por servicio

Nº de veces

Consumo (l)

Medida de ahorro Factor ahorro

Consumo con medida de ahorro

(l)

Ducha 100 1 100 Reductor ahorro 50% 0,5 42

Lavar los dientes 15 3 45 Reductor ahorro 50% 0,5 22,5

Lavar las manos 7 5 35 Reductor ahorro 50% 0,5 17,5

Cisterna 10 4 40 Doble descarga 0,4 16

Baño 200 0,5 100 Reductor ahorro 50% 0,5 42

Grifos termostáticos

Ahorro de un 16% 0,84

Total 320 Total 140

Observamos que, con las medidas propuestas, se obtiene un ahorro de agua por cliente de 180

litros o, lo que es lo mismo, un 42% de ahorro del agua que se consume en las habitaciones el

hotel.

Recuperadores de agua de las lavadoras

Actualmente, el servicio de lavandería del complejo hotelero se realiza con dos equipos del

fabricante Girbau, que siguen el siguiente régimen de funcionamiento:

Modelo Horario h/día días/semana disponibilidad Capacidad (kg)

HS 6008 8-20 h 12 7 50% 9

HS 6040 8-16 h 8 6 80% 40

Con la instalación de los recuperadores de agua RT-500 y RT-1000 del mismo fabricante, se

consigue un ahorro teórico del 50% de agua, ya que se utiliza la del aclarado para las fases de

prelavado y lavado del siguiente servicio. Tomando una indisponibilidad del 5%, se obtiene

finalmente un ahorro real del 45%.

Modelo Consumo por lavado

(l) Ahorro por lavado (l)

Ahorro anual (m3)

HS 6008 63 28,35 62,09

HS 6040 280 126,00 252,29

314,37

Con estos sistemas se consiguen ahorrar más de 300.000 litros de agua al año.

b. Calor

Manta térmica en la piscina exterior

La manta que se colocará en la piscina descubierta del hotel tiene como fin reducir las pérdidas

térmicas que se producen como fruto del intercambio térmico entre la superficie del vaso y el

ambiente. Estas dependen fundamentalmente de la temperatura exterior a lo largo de la noche

(que es cuando la manta se coloca sobre la piscina) y del grado de humedad. Así, el ahorro de

49

calor conseguido a lo largo del año es variable, dependiendo de las pérdidas que se produzcan

en cada mes por los fenómenos de evaporación y convección.

La cubierta isotérmica flotante de 6 micras del fabricante Tecnopool asegura una reducción de

las pérdidas nocturnas por evaporación del 40% (el factor que tiene mayor importancia durante

el día es la agitación en función del número de bañistas, y sobre esta no se actúa) y una

disminución del 80% en las de convección, con lo que el ahorro térmico total resulta ser:

Demanda actual (MWht) Ahorro (MWht) Demanda futura (MWht)

238,90 113,95 124,95

Recuperador de calor de las secadoras

Con la instalación del recuperador de calor de placas del fabricante Heatex, con una eficiencia

teórica del 52%, y tras considerar los factores de pérdidas que figuran en la tabla inferior, se

obtiene una eficiencia real de casi el 45%.

Eficiencia teórica 52%

Indisponibilidad 5%

Suciedad 10%

Eficiencia real 44,46%

Así, se consigue un porcentaje de ahorro del 45% en la demanda de calor anual del proceso de

secado:

Demanda actual (kWht) Demanda futura (kWht) Ahorro (kWht)

126.700 70.369 56.331

Regulador de velocidad de la bomba de recirculación del ACS

Con la variación del caudal de circulación nocturno en el circuito del agua caliente sanitaria se

consiguen reducir las pérdidas térmicas, de manera que la demanda de calor en este servicio

disminuye anualmente un 17%.

Pérdidas actuales ACS (MWht)

Pérdidas futuras ACS (MWht)

Ahorro (MWht)

121,94 101,62 20,32

Esta reducción de la demanda para cubrir el servicio de agua caliente sanitaria habrá que

tenerla en cuenta para el dimensionamiento exacto de la caldera de biomasa y para el cálculo

del combustible necesario para satisfacer la demanda de calor.

c. Electricidad:

Sustitución de la bomba de calor de la piscina exterior:

Con la instalación de la caldera de biomasa, la demanda térmica de la piscina en los meses en

que no exista recuperación de calor por parte de las enfriadoras se tendrá que satisfacer con

esta caldera, y no se necesitará el aporte de la bomba de calor actual, con lo que existirá el

siguiente ahorro de electricidad.

50

Consumo eléctrico BC (MWhe)

enero 22,4

febrero 17,5

marzo 18,7

abril 14,4

diciembre 11,4

Ahorro anual electricidad (MWhe) 84,4

Lavadoras:

En la situación de partida los dos equipos de lavado suman un consumo eléctrico anual que se

verá reducido con la instalación de los recuperadores de agua. Esta disminución se debe a que

el 80% de la energía consumida en un proceso de lavado se destina al calentamiento del fluido.

Los economizadores permitirán reutilizar el 50% del agua, por lo que solo será necesario

calentar la mitad.

Teniendo en cuenta el grado de aprovechamiento anterior, el ahorro alcanza la siguiente cifra:

Potencia lavado (kW)

Potencia aclarado

(kW)

Consumo anual (kWhe)

Energía para calentar (kWhe)

Ahorro (kWhe)

HS 6008 0,3 0,6 919,80 735,84 367,92

HS 6040 1,5 4,8 5.646,45 4.517,16 2.258,58

6.566,25 5.253,00 2.626,50

Sin embargo, este es el ahorro bruto, del que habrá que descontar el consumo propio de los

dos economizadores que se van a instalar para poder conocer el valor neto. Considerando un

tiempo de funcionamiento de estos recuperadores igual al de la fase de lavado, se obtiene:

Potencia (kW)

Consumo día (kWhe)

Consumo año (kWhe)

RT 500 0,75 1,80 657,00

RT 1000 1,1 2,82 881,01

1.538,01

Por lo tanto, el ahorro eléctrico neto resulta ser:

Ahorro bruto (kWhe) 2.626,50

Consumo recuperadores (kWhe) 1.538,01

Ahorro neto (kWhe) 1.088,49

Iluminación:

En este caso las medidas a aplicar van dirigidas a cambiar parte de las luminarias, ya sea

lámparas o balastos, por otras más eficientes. En este caso el ahorro es puramente eléctrico,

pero se ha de tener en cuenta la menor cantidad de calor desprendido con los nuevos equipos

y la influencia en la refrigeración del hotel.

51

- Sustitución de balastos en las luminarias con fluorescentes: implica retirar los balastos

electromagnéticos, con un consumo del 20% respecto de la lámpara asociada, por otros

electrónicos, con un consumo del 10%.

- Sustitución de lámparas por otras más eficientes: en esta medida se cambiarán las

lámparas incandescentes y los halógenos por otras de tipo LED, con consumos

significativamente menores.

Sistema fotovoltaico para autoconsumo:

Con esta instalación se pretende conseguir un ahorro de parte del consumo de electricidad

durante aquellas horas en las que el sol lo permita.

Para valorar los ahorros obtenidos se ha utilizado el estudio realizado mediante el software de

simulación SAM para sistemas fotovoltaicos, para una instalación de 86,4 kWp, que es lo máximo

que se podría colocar según el espacio disponible. De este modo, el ahorro eléctrico neto anual

sería:

La instalación de este sistema no tendría ningún efecto cruzado con el resto de medidas

propuestas.

Sustitución de la enfriadora:

Tal y como se analizó en el punto anterior, el equipo de refrigeración se va a sustituir por otro

con mayor eficiencia, en concreto, por dos enfriadoras del modelo YLAA HE 300 de alta

eficiencia del fabricante Johnson Controls, que cuenta con una capacidad frigorífica de 310 kW

cada una y un EER de 3,10.

Para estudiar la cantidad de frío necesario que satisfaga la demanda del hotel se han de

considerar los posibles efectos cruzados con otras medidas planteadas. En este, se incluye la

disminución de demanda de frío como consecuencia de los nuevos equipos de iluminación que

utilizan menos electricidad y además desprenden menos calor por unidad energética

consumida.

Potencia

lámpara (W)Nº luminarias Nº lámparas

Consumo anual

actual (MWh)

Consumo anual

previsto (MWh)

Ahorro

anual (MWh)

13 28 56 0,69 0,35 0,35

18 195 383 3,75 1,88 1,88

36 164 265 5,87 2,94 2,94

58 24 27 1,57 0,79 0,79

TOTALES 11,89 5,94 5,94

Tipo lámpara Nº lámparas

Potencia

lámpara

actual (W)

Consumo anual

actual (MWh)

Potencia lámpara

prevista(W)

Consumo anual

previsto (MWh)

Ahorro

anual

(MWh)

390 40 2,04 6 0,31 1,73

237 42 9,97 6 1,42 8,55

154 60 10,85 8 1,45 9,40

2.142 35 95,23 5 13,60 81,63

155 50 23,28 10 4,66 18,63

150 45 3,71 15 1,24 2,47

Trafo halógeno 39 105 5,97 0 0,00 5,97

TOTALES 128,19 30,00 98,19

Incandescente

Halógeno

Ahorro neto = Producción

FV anual (MWh)

146,11

52

De este modo y considerando que las lámparas incandescentes y los halógenos emiten un 20%

de la energía consumida en forma de calor, y las lámparas LED un 25%, la disminución del frío

necesario sería:

Con estas nuevas necesidades previstas, y teniendo en cuenta el análisis de consumos eléctricos

para el nuevo equipo de refrigeración planteado en el punto anterior, las diferencias de

consumo eléctrico respecto de la situación actual serían las siguientes, con un ahorro previsto

del 33%:

Variador de velocidad de la bomba de recirculación del ACS:

Si bien la función de este equipo es reducir el caudal para poder disminuir las enormes pérdidas

térmicas que se producen en el circuito de ACS, al reducir el caudal de 2400 l/h a la mitad, la

potencia absorbida por la bomba pasa de ser 0,45 kW a 0,38 kW, lo cual supone un ahorro de

energía.

Sin embargo, dado el bajo consumo de este equipo tanto desde el punto de vista eléctrico como

económico, el ahorro se puede despreciar ya que es mínimo.

5.2. Inversiones y ahorros económicos

a. Electricidad: término de energía. Incluye todos los ahorros económicos que se producen

gracias al menor consumo de electricidad para cada hora y mes del año.

Iluminación:

Para elaborar la inversión exacta necesaria se han empleado precios de mercado obtenidos a

través del catálogo del fabricante Philips. Además, se incluye la mano de obra de la sustitución

de equipos, valorada en 3,5 € por luminaria en el caso del cambio de balastos y 4,5 € lámpara

en el caso de instalación de LEDs.

Incandescente 4,57

Halógeno 48,89

Calor desprendido

previsto (MWht)

Calor desprendido

actual (MWht)

LED 5,67

Consumo mensual

actual (MWhe)

Consumo mensual

previsto (Mwhe)

Junio 26,97 17,42

Julio 70,10 47,34

Agosto 94,99 64,59

Septiembre 83,85 56,87

Octubre 78,77 53,34

Noviembre 39,70 26,25

Total 394,39 265,82

53

Con estos nuevos equipos se obtienen dos ahorros económicos: uno directo en electricidad, que

se presenta a continuación, y otro indirecto, también en electricidad, y que tiene que ver con

el menor calor desprendido y, por tanto, la menor necesidad de refrigeración.

Para calcular los ahorros económicos se parte de la curva de consumo eléctrico diario por

iluminación siguiente:

Lo que supone unos costes que dependen de la hora en que se consume la electricidad. Para

cuantificarlos, los ahorros se supone que se producirán de forma proporcional en cada una de

las horas del día. De este modo el ahorro económico se analiza de forma independiente

comparando los gastos en electricidad que únicamente se pueden asociar a la iluminación:

Sistema fotovoltaico:

La inversión necesaria para la instalación de este sistema se desglosa de forma general según

las siguientes partidas:

Partida Tipo lámpara (W) Fabricante Modelo Cantidad Precio Inversión

Balastro electrónico 13 Philips ICF-2S13-H1-LD 28 15,00 € 420,00 €

Balastro electrónico 18 Philips ICN-2P32-N 195 17,00 € 3.315,00 €

Balastro electrónico 36 Philips IOP-2PSP32-SC 164 35,00 € 5.740,00 €

Balastro electrónico 58 Philips ICN-2P59-N 24 65,00 € 1.560,00 €

Mano de obra - - - 411 3,50 € 1.438,50 €

Lámpara LED 6 Philips D 6-40W E27 2700K 390 11,00 € 4.290,00 €

Lámpara LED 6 Philips D 6-40W E27 2700K 237 11,00 € 2.607,00 €

Lámpara LED 8 Philips D 8-40W DimTone E27 2700K 154 22,00 € 3.388,00 €

Lámpara LED 5 Philips 5-35W MR16 2700K 36D 2.142 12,00 € 25.704,00 €

Lámpara LED 10 Philips AR111 2700K 24D 10 W 155 21,00 € 3.255,00 €

Lámpara LED 15 Philips D 14.5-100W 2700K PAR38 25D 150 35,00 € 5.250,00 €

Mano de obra - - - 3.228 4,50 € 14.526,00 €

TOTAL 71.493,50 €

MAEGasto eléctrico

anual actual (€)

Gasto eléctrico

anual previsto (€)Ahorro anual (€) % ahorro

Sustitución balastos 16.949,86 € 11.000,03 € 5.949,84 € 35%

Sustitución bombillas 27.746,84 € 3.969,69 € 23.777,15 € 86%

54

Se puede analizar de forma independiente el ahorro económico obtenido con esta medida para

la parte de consumo de energía de la factura eléctrica, ya que este sistema no depende de

otras MAEs. El ahorro se valora como la cantidad de electricidad anual que se deja de consumir

en cada momento del día gracias al autoconsumo por el precio de la electricidad para cada

hora y para cada mes del año. Éste asciende a 16.420,32 €.

Refrigeración:

El presupuesto de inversión de los nuevos equipos sería 108.000 €.Por otro lado, los ahorros

económicos anuales previstos debido al menor consumo de electricidad quedarían:

Bomba de calor de la piscina exterior:

Actualmente la utilización de la bomba de calor para el calentamiento del vaso de la piscina

en los meses en que no existe recuperación de calor de las enfriadoras supone un consumo

eléctrico y, por lo tanto, un desembolso económico. Este consumo depende de las pérdidas de

la piscina, de manera que el perfil de consumo horario es inversamente proporcional a la

temperatura ambiente. Con la instalación de una caldera de biomasa, el combustible para

satisfacer la demanda térmica será la astilla forestal.

Por otro lado, con la colocación de una manta térmica durante las noches la demanda se verá

reducida, por lo que las necesidades de calor serán menores de las que existen actualmente.

En definitiva, la inversión es la siguiente:

Manta térmica Cantidad Unidad Precio

unitario (€)

Total (€)

Cubierta isotérmica flotante modelo Premium mousse 6 mm

260 m2 19,90 5.174,00 doble capa de polietileno color azul (Tecnopool)

Transporte 1 ud 115,00

5.289,00

Con respecto a los flujos económicos, en la siguiente tabla se puede ver el gasto actual en

electricidad y el que en el futuro existirá para adquirir el combustible necesario para calentar

Partida Fabricante Modelo Cantidad Precio Inversión

Módulos Trina Solar TSM-300PA14.0x2 288 220,00 € 63.360,00 €

Inversores SMA SB4000TL 19 1.800,00 € 34.200,00 €

Estructuras Yubasolar - - - 13.824,00 €

Sistemas eléctricos Cimesa Canarias - - - 20.736,00 €

Mano de obra - - - - 13.824,00 €

TOTAL 145.944,00 €

Mes Ahorros mensuales (€)

Junio 831,05

Julio 2.159,95

Agosto 2.926,63

Septiembre 2.583,58

Octubre 2.472,37

Noviembre 1.246,16

Total 12.219,73

55

la piscina. Como se puede ver, el ahorro anual asciende a 5.776,61 euros, de modo que la

inversión en la manta térmica se recuperaría ya en el primer año.

Consumo eléctrico BC

(MWhe)

Gasto actual (€)

Kg biomasa Gasto futuro (€) Ahorro (€)

84,4 8.390,73 31.495,47 2.614,12 5.776,61

Lavadoras:

Recuperador de agua lavadoras Cantidad Unidad Precio

unitario (€)

Total (€)

RT-500 (Girbau) 1 ud 3.500,00 3.500,00

RT-1000 (Girbau) 1 ud 5.500,00 5.500,00

Tal y como se puede observar, la inversión en los economizadores para el servicio de lavado

asciende a un total de 9.000 €.

La instalación de estos recuperadores conlleva un doble ahorro: en primer lugar, el debido a la

disminución en el consumo de agua y, además, el eléctrico, ya que la mayor parte del consumo

de estos equipos se destina al calentamiento del fluido, que ahora se aprovecha de la fase de

aclarado del lavado anterior.

Ahorro electricidad Ahorro agua

kWhe € m3 €

2.626,50 294,38 314,37 575,31

Por su parte, los economizadores consumen también electricidad de la red, suponiendo un

desembolso anual de:

Consumo (kWh/año) Gasto anual (€)

657,00 73,50

881,01 98,77

172,27

El ahorro anual total neto es de es de 697,41 €, por lo que la inversión tendría un pay-back

elevado. Sin embargo, considerando todas las medidas de ahorro en conjunto se obtienen

resultados satisfactorios, aunque estudiando esta de manera aislada podría parecer no

rentable.

b. Electricidad: término de potencia. Se consideran los mayores ahorros conseguidos, que

fundamentalmente se componen de un menor consumo eléctrico gracias a los nuevos

equipos de refrigeración e iluminación, así como a la cantidad autoconsumida gracias al

sistema fotovoltaico.

Para ello se tiene en cuenta el punto de mayor consumo de electricidad antes de haber

aplicado las medidas de ahorro (en este caso en las horas centrales del mes de agosto) y se

compara con el punto de mayor consumo después de haber aplicado dichas medidas (que

coincide en las horas centrales de agosto). El resultado sería el siguiente:

56

c. Calor (propano):

Secadoras:

La instalación del recuperador de calor de las secadoras supone una inversión de:

Recuperador de calor secadora Cantidad Unidad Precio unitario

(€) Total (€)

Modelo H1000/9.0/E 124 kW (Heatex)

1 ud 10.000,00 10.000,00

Por su parte, los ahorros de calor y las consiguientes reducciones en el combustible consumido

(que seguirá siendo propano) son:

Ahorro (kWht)

Demanda futura (kWht)

Ahorro propano

(kg)

Gasto futuro (kg)

Gasto futuro (€)

Ahorro (€)

Total anual

56.331 70.369 4.858 6.069 10.165,39 8.137,44

Por lo tanto, la inversión resulta muy rentable, ya que el pay-back sería inferior a un año y

medio.

Caldera de biomasa:

Con la instalación de este sistema de generación de energía a partir de una fuente renovable

como es la biomasa, se consiguen obtener importantes ahorros económicos.

Actualmente, las demandas de calor se satisfacen con propano. Con la implantación de las

distintas medidas de ahorro, estas se verán reducidas y, por otro lado, se las pasará a satisfacer

a partir de la quema de astilla. Se mantiene únicamente una de las actuales calderas de propano

para cubrir las demandas de cocinas y secadoras, así como los picos de demanda.

Tomando como mes de diseño enero, se obtiene un pico de demanda de 201,80 kW. Se instalará

la caldera Herz Biomatic 200, que supondrá una inversión de 106.400 €. En la tabla inferior se

pueden ver todas las demás partidas que forman parte de esta inversión.

Caldera y sistema de alimentación 106.400,00

Equipos menores, instalación y obra civil 88.200,00

Proyecto de legalización 8.050,00

Licencias 2.116,80

Ingeniería 64.000,00

Dirección facultativa 5.838,00

Coordinación de seguridad y salud 5.838,00

Total 280.442,80

En el siguiente gráfico puede observarse la fracción que cada una de ellas representa respecto

del total:

Ahorro mensual 144,10 €

Ahorro anual 1.729,18 €

57

Con el cambio de combustible, los ahorros económicos que se producirán serán de

aproximadamente 70.000 € al año.

Gasto actual en propano: 116.459 €

Consumo anual futuro de astilla: 149,55 t

Gasto futuro anual en biomasa: 12.412,37 €

Gasto futuro anual en propano: 34.804,79 €

Ahorro anual en combustible : 69.242,33 €

Considerando los gastos actuales para satisfacer la demanda de calor (electricidad de la bomba

de calor de la piscina y propano) y los que habrá tras la implantación de las medidas de ahorro

(propano y biomasa), así como la inversión inicial y una cuantía destinada a operación y

mantenimiento de la instalación de biomasa durante los diez primeros años de 2.600 €, se

obtienen los siguientes flujos de caja:

Se puede ver cómo en el año cuarto se recuperaría la inversión, teniendo unos ahorros de casi

70.000 € ya en el año 5.

37,9%

31,5%

2,9%

0,8%

22,8%

2,1%2,1%Caldera y sistema dealimentación

Equipos menores,instalación y obra civil:

Proyecto de legalización

Licencias

Ingeniería

Dirección facultativa

0,00

200.000,00

400.000,00

600.000,00

800.000,00

1.000.000,00

1.200.000,00

1.400.000,00

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Pay-back y ahorros económicos

Ahorros tras MAE'S Flujos de caja acum. futuros sin MAE's

Flujos de caja acum. futuros tras MAE's

58

d. Agua:

Sistemas de ahorro en las habitaciones del hotel:

A partir del ahorro calculado en el apartado anterior, y sabiendo que el precio del metro cúbico

de agua en Tenerife es de 1,83 €, hallamos el ahorro económico:

Consumo actual Consumo futuro

Litros 32.597.000 18.906.260

Metros cúbicos 32.597 18.906,26

Precio metro cúbico 1,83 € 1,83 €

Precio total 59.652,51 € 34.598,46 €

Esto nos supone un ahorro de 25.054 € anuales. La inversión necesaria para la obtención de

estos ahorros se detalla a continuación:

Servicio Medida de ahorro Precio (ud) Total

unidades Precio total

Ducha Reductor ahorro 50% 5,95 € 392 2.332,40 €

Lavamanos Reductor ahorro 50% 2,00 € 392 784,00 €

Cisterna Doble descarga 30,95 € 392 12.132,40 €

Grifos termostáticos Ahorro de un 16% 82,50 € 392 32.340,00 €

Total 47.588,80 €

Se recuperaría la inversión a finales del segundo año por lo que sería factible la instalación de

estos sistemas de ahorro de agua en las habitaciones del hotel.

RESUMEN AHORROS ENERGÉTICOS Y ECONÓMICOS

Servicio-sistema

Ahorro energético

Ahorro económico

Agua (m3) MAEs habitaciones 81,76 25.054,05 €

Lavadoras 314,37 575,31 €

Electricidad (MWhe)

Iluminación 104,13 29.726,99 €

Sistema fotovoltaico 146,11 16.420,32 €

Refrigeración 128,57 12.219,73 €

Lavadoras 1,08 172,27 €

Calor (MWht)

Piscina exterior 113,95 5.776,61 €

Secadoras 56,33 8.137,44 €

Bombas ACS 20,32

Caldera biomasa - 69.242,33 €

59

5.3. Escenario previsto

Una vez analizadas de forma detalla todas las medidas a realizar en el complejo Orotava y sus

ahorros previstos, la situación de consumos energéticos quedaría del siguiente modo:

Consumo de

electricidad (MWhe) Consumo de

biomasa (MWht) Consumo de

propano (MWht)

Iluminación 145,31

Refrigeración 289,44

ACS (habitaciones) 232,96 25,88

Piscina exterior 100,54 11,17

Spa 3,03 0,34

Secadoras 70,37

Cocinas 114,37

Otros 553,89 169,26 18,81

Total 988,64 505,80 240,93

Finalmente el flujo de energías desde su fuente hasta su consumo por los diferentes servicios

quedaría:

60

6. PROPUESTA AL CLIENTE

En este apartado se van a analizar los diferentes aspectos en cuanto al modelo de negocio

asociado al proyecto, teniendo en cuenta las alternativas que existen actualmente en el

mercado a la hora de poner en valor las inversiones realizadas para eficiencia energética. De

este modo, se van a estudiar las posibles propuestas para el complejo hotelero, considerando

inversiones, ahorros, precios, plazos, etc., así como las rentabilidades esperadas para el cliente

y la Empresa de Servicios Energéticos.

6.1. Modelo de contrato de servicios energéticos: estudio de alternativas

En este punto se analizan las características de dos tipos de contratos de servicios energéticos,

EPC o Chauffage, con el fin de seleccionar el que encaja mejor con las características de este

proyecto:

a. Energy Performance Contracting o Contrato de Rendimiento Energético

Es el contrato de servicio entre el cliente y la ESE, en el que se acuerdan unas condiciones

técnicas y económicas con el fin de garantizar unas medidas de ahorro y la financiación de su

implantación. En él se incluyen, además de estos ahorros, las medidas para lograrlos, el

procedimiento de medida y verificación, la línea base o consumo de referencia y la inversión a

recuperar.

Dentro de este tipo de contrato se pueden incluir varias posibilidades en cuanto al plan

financiero asociado, y vienen determinadas por el porcentaje de inversión asumida por la ESE

y el cliente, así como la forma de repartir entre éstos los ahorros conseguidos con las medidas

implantadas.

Dependiendo de la cantidad asumida por cada uno, el riesgo quedaría repartido de una u otra

forma. En cualquier caso, siempre hay que considerar que la ESE asegura en base a unos

parámetros definidos previamente que estos ahorros se van a producir si se llevan a cabo las

medidas.

En el caso que nos ocupa se van a estudiar dos alternativas dentro de esta modalidad:

Ahorros compartidos:

- Inversión: realizada completamente por la ESE.

- % ahorro: 90% para la ESE y 10% para el cliente.

- Duración: 6 años, liberable con preaviso de 3 meses.

- Cláusula de salida: lucro cesante equivalente.

- Parámetros: ocupación +/- 10% línea base.

Ahorros garantizados:

- Inversión: realizada completamente por el cliente.

- % ahorro: 90% para el cliente y 10% para la ESE.

- Duración: 6 años, liberable con preaviso de 3 meses.

- Cláusula de salida: lucro cesante equivalente.

- Parámetros: ocupación +/- 10% línea base.

61

b. Chauffage

Con este tipo de contrato la ESE asumiría la financiación completa del proyecto, así como la

gestión de los activos, y la relación con el cliente quedaría reducida a una venta de los servicios

requeridos en cada caso y según el acuerdo. En el caso que nos ocupa serían la venta de

electricidad, agua y calor/frío para satisfacer todos los servicios del hotel.

Para el posterior estudio financiero se va a partir de los siguientes supuestos:

- Inversión: asumida por la ESE.

- Venta de servicios: agua (€/m3), electricidad (€/kWh), combustible (€/kWht).

- Duración: 7 años.

- Cláusula de salida: lucro cesante equivalente.

- Parámetros: se establece un mínimo de consumo para el cliente (suelo) del 80%

respecto a la línea base o histórico de consumo.

6.2. Estudio económico inicial

a. Gastos previos a la explotación

Personal disponible y estudios previos: recogen los gastos asociados al trabajo de los

equipos de personas que llevan a cabo los diferentes estudios técnicos, económicos, de

riesgos, de detalle, de medidas, etc. tanto sobre el terreno como en la central de la

ESE. Suponiendo el trabajo de 4 personas a tiempo completo durante 3 semanas, en

este caso estos gastos serían:

Personal disponible para los estudios 9.600,00 €

Estudios preliminares y de detalle 3.000,00 €

Campaña de medidas 1.000,00 €

Proyectos y licencias: incluyen la ingeniería del proyecto, la dirección facultativa y la

legalización de las instalaciones. En este caso se valora en unos 20.000€.

Inversiones de equipos: este punto se ha analizado en el apartado anterior, incluye

todos los gastos realizados en los equipos necesarios para poner en marcha las MAEs,

así como su transporte e instalación. Quedarían resumidas en la siguiente tabla:

MAEs ahorro en habitaciones (reductores de caudal, doble descarga, etc.)

47.588,80 €

Recuperadores de agua de las lavadoras 9.000 €

Manta térmica piscina exterior 5.289,00 €

Recuperación de calor de las secadoras 10.000,00 €

Regulador de velocidad de la bomba ACS 2.000 €

Sustitución de la caldera de propano por biomasa para calentamiento de agua

280.442,80 €

Cambio por equipos más eficientes de iluminación 71.493,50 €

Sistema fotovoltaico para autoconsumo 145.944,00 €

TOTAL 569.758,10 €

Cabe decir que en la lista anterior no se incluye la inversión correspondiente a la máquina

enfriadora, ya que en el contrato de servicios energéticos no se englobará este equipo. La ESE

62

financiará su sustitución, valorada en 108.000 €, y el cliente devolverá este importe en un plazo

de seis años.

El motivo por el cual no se incluye este equipo en el contrato es que, si bien se consiguen

ahorros con la sustitución de la enfriadora actual (12.219,73 € anuales), el fin principal de este

cambio en las instalaciones de refrigeración es el de adecuarlas a la normativa actual,

desviándose del motivo de un contrato de servicios energéticos.

Seguridad y salud: estudio obligatorio sobre las condiciones en el trabajo, que se valora

en 10.000€. Esta cantidad también incluye la coordinación de las actividades durante

el transcurso de las obras, de manera que se garanticen las pautas marcadas en el Plan

de Seguridad y Salud.

Viajes y estancias: en este caso son importantes, puesto que incluyen desplazamientos

en avión a las Islas Canarias, más el alojamiento y las dietas necesarias. Se valora en

unos 4.000€.

b. Gastos durante la explotación

Gestión administrativa del contrato: revisiones de tipos y precios, facturación,

incidencias y atención general al cliente. Se estima en un 2% sobre la inversión inicial.

Gestión energética: este punto incluiría todos los trabajos que tienen que ver con el

correcto suministro de energía pactado con el cliente. Esta partida se incluirá

únicamente en la modalidad de contrato chauffage.

Mantenimiento: en este caso puede ser de tipo preventivo o correctivo (incluyendo las

reposiciones de equipos dentro del período estipulado por contrato), y se valora en un

5% anual sobre la inversión inicial.

MyV: los gastos de medida y verificación dependerán del método elegido. Únicamente

habrá que tenerlos en cuenta en el caso de un contrato EPC.

c. Ingresos

Cobros por ventas o ahorros: depende de la modalidad elegida, entre las alternativas

comentadas más arriba y que se decidirá con el estudio de rentabilidad en los apartados

siguientes.

Subvenciones: no se van a incluir en este estudio, puesto que se pretende conseguir

una rentabilidad razonable sin ellas. Si estas se obtuviesen, se contabilizarían en el año

que procediese y se actualizaría el plan financiero.

6.3. Elección del modelo de contrato: escenario financiero óptimo

Tras desarrollar un modelo financiero para los tres tipos de contrato de servicios energéticos,

se ha decidido que el óptimo es el EPC en la modalidad de ahorros compartidos.

Esta tipología de contrato, en la que la ESE ofrece financiación y asume tanto el riesgo operativo

como crediticio, es la más utilizada en el mundo de los servicios energéticos. Esta modalidad

supone un mayor riesgo para la ESE, ya que si los ahorros reales fuesen inferiores a los

esperados, la empresa se haría cargo de las pérdidas. Esta es la principal ventaja de cara al

cliente; el hecho de que la responsabilidad completa (no solo de la puesta en marcha sino

también de la efectividad de las MAEs) sea asumida integralmente por la ESE. En ese sentido,

el cliente se libera de cualquier contratiempo.

63

Teniendo en cuenta la inversión inicial en equipos así como los gastos previos a la explotación,

obtenemos una inversión total de 619.358,10 €.

Durante los años del período de explotación, los ingresos provendrán de los ahorros energéticos

(que, como se aclaró anteriormente, no incluirán los debidos a la sustitución de la enfriadora).

Por su parte, los gastos de explotación incluirán, en esta modalidad de contrato, los debidos al

sistema de medida y verificación, mantenimiento y gestión administrativa.

Respecto a la medida y verificación de los ahorros, el método a aplicar será el C, en el que se

verifica toda la instalación y se analiza el consumo total. En el caso del ahorro de agua, este

será estudiado a partir de las facturas. Para calcular el ahorro eléctrico, se comparará la lectura

del contador eléctrico tras la implantación de las medidas de ahorro con las lecturas de la

situación de partida. En el caso del calor, el método a emplear será también el C, de manera

que los ahorros vendrán determinados a partir de la reducción en las descargas de propano y la

contabilización de las de astilla. Por su parte, el ahorro en potencia constituirá exclusivamente

un ahorro económico.

En la tabla de la página siguiente se pueden ver los flujos de caja obtenidos para la empresa

de servicios energéticos.

A partir de estos flujos de caja, y teniendo en cuenta que se ha considerado un coste ponderado

de capital (WACC) del 6%, se obtienen los siguientes índices de rentabilidad:

VAN accionista 241.405,04 €

TIR accionista 13,40%

PAYBACK 5,46 años

Estos resultados muestran un escenario muy atractivo para la ESE, ya que la inversión se

recuperaría en menos de 6 años y la tasa interna de retorno alcanzaría una cifra satisfactoria.

En el caso del cliente, este se encontraría anualmente ahorrando 15.522,74 €, de los que habría

que descontar el 10% de los gastos en Medida y Verificación (500 €).

En definitiva, al margen de las ventajas energéticas y medioambientales que las medidas de

ahorro de este proyecto puedan suponer, las tasas de rentabilidad que se obtienen muestran

un escenario atractivo para ambas partes del contrato.

64

Flujos de caja

Resumen ejecutivo

ESTUDIO DE UN PLAN DE AHORRO ENERGÉTICO BASADO EN EERR DE UNA INSTALACIÓN

HOTELERA EN TENERIFE

2014/2015

Irene Rivera Placer

Jesús Capilla Moreno

Alfredo Garzón Gómez

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use de forma comercial y no se modifique su licencia. Más

información: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/

Índice

1. Introducción ................................................................ 3

2. Situación actual ............................................................ 3

2.1. Consumos de energía globales ......................................... 3

2.2. Consumos de energía por servicios ...................................... 3

2.3. Correlaciones entre consumos y ocupación y/o temperatura ....... 4

3. Definición de oportunidades de ahorro energético y utilización de energías renovables .......................................................... 5

3.1. Medidas de ahorro energético por servicio ............................ 5

3.2. Posibilidades entre las EERR disponibles para cubrir los servicios . 6

4. Estudio para la asignación del mix de tecnologías .................. 9

4.1. Medidas compatibles ...................................................... 9

4.2. Medidas incompatibles .................................................. 10

5. Definición del escenario recomendado ...................................... 11

5.1. Ahorro de agua ........................................................... 11

5.2. Ahorro de calor .......................................................... 12

5.3. Ahorro de electricidad .................................................. 13

5.4. Presupuesto .............................................................. 16

5.5. Escenario futuro ......................................................... 17

6. Propuesta al cliente ............................................................. 17

6.1. Modalidad de contrato ................................................. 17

6.2. Escenario financiero .................................................... 18

1. Introducción

El objeto de este proyecto es la búsqueda de medidas de ahorro y de soluciones de

generación de energía a partir de fuentes renovables que puedan mejorar la eficiencia del

complejo hotelero Orotava Springs, situado en Puerto de la Cruz, en la isla de Tenerife.

2. Situación actual

2.1. Consumos de energía globales

Para conocer los valores globales de estos inputs se han empleado los datos recogidos en

visitas, facturación de los suministradores, así como medidas directas y entrevistas al

personal responsable, con el fin de conocer los consumos de electricidad, agua y propano

durante los años 2013 y 2014.

• Electricidad: las variaciones entre unos meses y otros son importantes, llegando a

doblar los consumos en electricidad durante los períodos pico respecto a los períodos valle:

• Propano: Se ha de partir de la entrada de combustible a la caldera, ya que no se

puede medir directamente el consumo, pues no existe ningún tipo de contador instalado que

lo permita:

2.2. Consumos de energía por servicio

Los diferentes servicios del hotel quedarían abastecidos del siguiente modo y en las siguientes

cantidades:

Consumo de electricidad (MWhe) Consumo de propano (MWh PCS)

Iluminación 249,44 16,8%

Refrigeración 418,01 28,1%

ACS (habitaciones) 337,31 46,8%

Piscina exterior 84,36 5,7%

Spa 3,37 0,4%

Secadoras 126,70 15,7%

Cocinas 114,37 14,2%

Otros 736,53 49,5% 184,43

Total 1.487,89 806,18

Los flujos energéticos de todo el hotel, desde la fuente (red eléctrica y caldera) hasta los

consumos finales en cada servicio se pueden representar mediante el diagrama de Sankey

global:

2.3. Correlaciones entre consumos y ocupación y/o temperatura ambiente:

• Electricidad: se realiza el análisis extrayendo del mismo el impacto del concepto

“otros”, ya que se desconoce su naturaleza y altera el modelo. Por otro lado, la gran

diferencia existente entre los meses de verano y los de invierno hace necesario su separación

en el estudio:

- Meses de invierno: desde diciembre hasta mayo únicamente se considera la influencia

de la temperatura sobre los consumos de la piscina exterior, junto a un término que se

supone fijo de la iluminación: Ce = -3,9674 * T + 113,673

- Meses de verano: desaparecen los consumos de electricidad por la piscina y

únicamente influye el impacto de la enfriadora más el término fijo supuesto de la

iluminación. Sí que existe una tendencia lineal, directamente proporcional entre ocupación-

consumo y temperatura-consumo, sin embargo, resulta imposible establecer un modelo

unificado para la electricidad.

• Propano: utilizado para abastecer las cocinas, el servicio de lavandería (lavadoras y

secadoras), la climatización del spa y una fracción del ACS, así como otras partidas no

desglosadas.

Se definen ecuaciones lineales que se ajusten mediante interpolación a las nubes de puntos

que representan el consumo de cada servicio según la ocupación:

C = i * (0,0032 * x + 12,73) + v * (0,0014 * x + 12,92) + 0,0023 * x + 0,79

C representa el consumo de propano (expresado en MWh PCS) y “x” la ocupación en número

de personas. En función de la estación en la que nos encontremos será nulo el primer o

segundo término (verano: v=1 e i=0; invierno: v=0 e i =1).

3. Definición de oportunidades de ahorro energético y utilización de

energías renovables

3.1. Medidas de ahorro energético por servicio

3.1.1. Iluminación

• Cambio de balasto electromagnético a electrónico: los primeros suponen un 20% sobre

el consumo de las lámparas, mientras que los segundos lo reducirían a un 10%.

• Cambio de halógenos e incandescentes a LED: supone un gran ahorro, ya que

consumen mucho menos, además de evitar el uso de transformador adicional.

• Sensores de ocupación en pasillos.

Debido a la baja eficiencia de los equipos actuales sería prioritario actuar sobre este servicio.

3.1.2. Refrigeración

• Cambio del equipo (mejor EER): el nivel de eficiencia del equipo actual (EER de 2,15)

es inferior a los modelos que existen en el mercado actual (mayores de 3).

• Free cooling: con este sistema, se aprovecharía de forma gratuita la capacidad de

refrigeración del aire exterior para refrigerar el edificio cuando las condiciones lo permitan.

Se descarta por su instalación complicada frente al ahorro que supondría.

• Sectorización: consiste en el uso de sistemas autónomos para el control de la

temperatura en cada zona o habitación.

3.1.3. Bomba de calor/Piscina

• Cambio del equipo por uno de más rendimiento (COP): se reduce el consumo eléctrico

y se logra un mejor rendimiento de la misma. Se valorará prescindir por completo de la

bomba.

• Manta térmica: ayuda a ahorrar agua al evitar que se produzca la evaporación,

además de mantener el calor que se pierde durante la noche.

3.1.4. Caldera

• Cambio de caldera: mejora de eficiencia, cambio de combustible (biomasa, gas

natural) o adaptación de la misma. Se estudiarán las alternativas en detalle más adelante.

3.1.5. Agua fría y caliente

• Sistema de reducción de caudal en grifos: permiten reducir el caudal entre 30%-65%.

• Sistemas WC doble descarga en cisternas: se ahorra, según el fabricante, hasta un 70%

de agua.

No son unos sistemas caros ni de instalación complicada, y sí suponen un gran ahorro de

consumo de agua, por lo que se considera factible su instalación en las 392 habitaciones del

hotel.

3.1.6. Bombeo

• Variador de velocidad en bombas: la posibilidad de disminuir el caudal de bombeo

supone un ahorro que disminuiría las pérdidas térmicas en las tuberías.

3.1.7. ACS

• Aislamiento de conducciones y depósitos: para la reducción de las de pérdidas

térmicas en tuberías.

• Válvulas termostáticas: limitan y regulan la temperatura de ACS a consumo, con lo

que se evitarán las pérdidas de agua caliente por ajuste de la temperatura del grifo.

3.1.8. Cocina

Las actuaciones sobre los equipos en las cocinas son difíciles de implantar, puesto que debido

a la cultura laboral existente en esta parte del hotel, existen muchas reticencias a modificar

los métodos de trabajo actuales.

3.1.9. Lavandería

• Recuperación de calor del agua caliente de las lavadoras y del aire de secado.

• Utilización de agua caliente centralizada: los rendimientos globales son mucho

mayores si se emplea el agua de la toma general de ACS que si se calienta en cada uno de los

equipos.

3.2. Posibilidades entre las EERR disponibles para cubrir los servicios

Para este análisis se van a valorar de forma general las características técnicas y económicas

de varias fuentes de energía renovable, dentro del contexto que marca la situación del

complejo Orotava Springs en la isla de Tenerife y que encajarían a priori para cubrir las

demandas de los diferentes sistemas del hotel.

3.2.1. Geotermia

Debido a las características de los servicios a abastecer en el hotel, únicamente se va a

analizar la utilización de yacimientos de muy baja entalpía (menores de 22ºC) mediante

bomba de calor. El aprovechamiento geotérmico podría darse solamente con instalación

vertical.

Los sistemas del hotel que podrían beneficiarse de esta aportación de calor serían la

refrigeración, el ACS y el calentamiento de piscina y spa, ya que requieren de un tipo de

suministro que proporcione energía térmica.

Ventajas:

- Cantidad de energía suficiente para abastecer todos los sistemas de calor y frío del

hotel.

- Energía gestionable para adecuarla a la demanda.

- Costes no muy elevados: 1.700 - 2.200 € /kW (750€ si es en circuito abierto).

- Apoyo de las administraciones y subvenciones disponibles.

Inconvenientes:

- Desembolso inicial muy alto y de riesgo elevado.

- Complejidad de instalación, necesidad de perforaciones y posibles interferencias con

el servicio del hotel.

- Complejidad en la tramitación y los permisos para la perforación (minas y también de

aguas en caso de ser circuito abierto).

3.2.2. Biomasa

Este nuevo equipo podría satisfacer las demandas térmicas de los siguientes servicios: agua

caliente para el servicio de lavandería y zonas comunes, sistema de ACS, climatización de la

piscina exterior y climatización del spa.

Con la herramienta Bioraise, podemos conocer las fuentes de recurso de distintas industrias

que existen en un radio de, por ejemplo, 10 km, alrededor de la zona de La Orotava. En este

caso, los restos de la industria maderera constituyen el combustible disponible:

Ventajas:

- Empleo de materias primas autóctonas para el abastecimiento térmico del hotel.

- Revalorización un subproducto forestal.

- Existencia de suministradores locales.

- Precio inferior al del combustible fósil actual (propano).

- Existen modelos comerciales utilizados en otros complejos turísticos.

- Alta fiabilidad y fácil operación y mantenimiento.

Inconvenientes:

- Espacio disponible para el silo de almacenamiento de la astilla y el resto de

instalaciones.

- Posibilidad de descarga del combustible, sin que esta pueda interferir con el uso

enfocado al cliente del hotel.

- Inversión inicial elevada.

- Garantía de suministro.

- Retirada de cenizas y residuos de la caldera.

3.2.3. Energía solar térmica de baja temperatura

Otra posibilidad para satisfacer la demanda térmica del hotel será diseñar una instalación

solar térmica, que podrá ser complementaria o no a la caldera de biomasa. La instalación

solar térmica permitiría satisfacer las siguientes demandas de calor: agua caliente necesaria

para el servicio de lavandería y zonas comunes, climatización de la piscina y del spa, y

servicio de ACS.

Los niveles de radiación son altos, ya que las Canarias pertenecen a la Zona climática V. El

otro factor que hay que tener en cuenta es la superficie disponible para la instalación de los

paneles. El complejo hotelero dispone de una azotea libre con dos áreas de 40 x 25 y 25 x 17

m2, libres de sombras.

Ventajas:

- Ahorro económico por el elevado precio del combustible actual.

- Inversión inicial menor en comparación con otras instalaciones de energía renovable.

- Menor período de amortización en comparación con otras tecnologías renovables.

- Fácil operación y mantenimiento.

Inconvenientes:

- La limitación del espacio en las azoteas.

- En el caso de diseñar también una instalación fotovoltaica, podría no ser suficiente la

superficie disponible, además de tener que cuidar las posibles interferencias entre

ambos sistemas.

- Distancia de ubicación de los paneles a las piscinas y el spa.

3.2.4. Energía solar fotovoltaica

Se desea analizar también la posibilidad de diseñar un sistema fotovoltaico que permita

reducir la factura de electricidad, permitiendo autoabastecerse en un cierto grado con la

instalación en la cubierta.

Actualmente las demandas de electricidad que existen en el hotel son las de los siguientes

servicios: piscina exterior (bomba de calor), máquinas enfriadoras, iluminación y otros

servicios comunes.

Ventajas:

- Abaratamiento de la factura eléctrica.

- Abaratamiento reciente de esta tecnología gracias a su avance en la curva de

aprendizaje.

- El borrador del Real Decreto que regule el autoconsumo esboza un escenario algo más

favorable para el desarrollo de la energía fotovoltaica en Canarias.

- Fácil mantenimiento.

Inconvenientes:

- Posible interferencia con un sistema de solar térmica y falta de espacio.

- Incertidumbre acerca de cómo será la legislación definitiva.

4. Estudio para la asignación del mix de tecnologías

A partir de las medidas del apartado anterior, se discute ahora la viabilidad de las mismas

para definir el mix de tecnologías que se definirá para cada servicio, sobre todo técnica y

económicamente. Por ello, conviene distinguir dos tipos de medidas: aquellas que se pueden

llevar a cabo de forma independiente a otras, ya que en cualquier otro caso son

complementarias respecto al resto (compatibles) y otras excluyentes entre sí ya que

abastecen el mismo tipo de servicio (incompatibles).

4.1. Medidas compatibles

4.1.1. Medidas que afectan a la demanda de calor y de agua

• Agua caliente sanitaria: reducción de las pérdidas térmicas utilizando un regulador

velocidad para la bomba de circulación o aislamiento de tuberías. En este caso, debido a la

menor complejidad de instalación, se opta por la primera opción.

• Sistemas de reducción de caudal en duchas (reducen el consumo de agua hasta un 70%

por 11€ la unidad) y grifos (entre un 20 y 50% de ahorro por 9€ la unidad).

• Sistemas de ahorro en WC mediante doble descarga: se puede ahorrar un 50% del

consumo de agua lo que supone una recuperación de la inversión en menos de 6 meses.

• Servicio de lavandería: se propone emplear intercambiadores para aprovechar el calor

de los gases de escape de las secadoras para precalentar.

Consumo actual propano (kg) Ahorro propano (€) Inversión Payback

10.927,06 3.278,12 € 8.000,00 € 2,44

• Piscina exterior: teniendo en cuenta un 70% reducción de pérdidas, y una inversión en

el modelo de manta térmica de unos 4.000 €, el payback resultaría atractivo.

4.1.2. Medidas que afectan al consumo de electricidad

• Iluminación:

- Sustitución de balastos: técnicamente sencillo y con bajos períodos de retorno.

Nº luminarias

Consumo anual con balasto actual (€)

Consumo anual con balasto electrónico (€)

Ahorro anual

Inversión Payback

411 16.949,86 € 11.000,03 € 5.949,84 € 11.713,50 € 1,97

- Sustitución de lámparas por LEDs:

Tipo lámpara Nº

lámparas Consumo con

lámpara actual

Consumo con lámpara

LED equivalente

Ahorro anual

Inversión Payback

Incandescente 781 6.827,79 € 1.040,44 € 5.787,36 € 14.118,50 € 2,44

Halógeno 2381 20.919,05 € 2.929,26 € 17.989,79 € 47.344,00 € 2,63

• Sistema fotovoltaico para autoconsumo: en una azotea de aproximadamente 1.000 m2

se calcula que cabrían aproximadamente 8 filas de 36 paneles de 300Wp, lo que

representaría:

Consumo eléctrico

anual (MWh)

Energía eléctrica

autoconsumida (MWh)Ahorro (€) Inversión Payback

1.464,27 133,16 18.190,20 € 138.240,00 € 7,60

4.2. Medidas incompatibles

4.2.1. Instalación de una caldera de biomasa y sustitución del equipo de refrigeración

• Tipo de combustible: se decide optar, por un criterio de economía, por astilla

forestal.

• Consumo de combustible: suponiendo un 90% de biomasa y un 10% de propano para

satisfacer los picos de demanda, se tendría un consumo anual de 129,24 t de astilla, un gasto

futuro anual (biomasa: 16.121,65 €, propano: 45.729,16 €) y un ahorro anual de 60.058,28 €

• Período de recuperación de la inversión: se realizaría en 2 años suponiendo

62.000€ de inversión inicial más 2.800€ anuales de mantenimiento.

• Sustitución del equipo de refrigeración: se plantea la sustitución del equipo actual por

dos enfriadoras del modelo YLAA HE 300 de alta eficiencia del fabricante Johnson Controls,

que cuenta con una capacidad frigorífica de 310 kW cada una y un EER de 3,10. En el primer

año se conseguiría un ahorro de 13.035,26 €, por lo que a falta de conocer la inversión

definitiva esta parece atractiva.

4.2.2. Instalación solar térmica de baja temperatura

Se descarta emplear esta tecnología para proporcionar el ACS ya que el espacio existente no

sería suficiente para instalar la cantidad de colectores necesarios ni los depósitos de

acumulación para abastecer la demanda.

4.2.3. Instalación geotérmica

Se priorizará el funcionamiento de la bomba geotérmica para cubrir el 90% de la demanda,

dejando la caldera de propano para cubrir el 10% restante. Teniendo en cuenta que la

potencia de calor en el momento de máxima demanda tendría su máximo en enero y

ascendería a 280 kW, se elige utilizar para la comparativa 3 unidades del modelo 060, con las

que se podría producir hasta 230 kW. Con estos datos se calcula el retorno de la inversión:

Ahorro (€) Inversión Payback

52.718,00 € 461.400,00 € 8,75

5. Definición del escenario recomendado

Tras el estudio realizado en el apartado anterior se describen las soluciones seleccionadas, así

como las inversiones necesarias, los ahorros energéticos y no energéticos que se conseguirían

implementándolas y las distintas interacciones que se producen entre ellas.

En definitiva, las MAEs a aplicar y cuyos ahorros se analizan a continuación son:

MAEs ahorro en habitaciones (reductores de caudal, doble descarga, etc.)

Recuperadores de agua de las lavadoras

Manta térmica piscina exterior

Recuperación de calor de las secadoras

Regulador de velocidad de la bomba ACS

Sustitución de la caldera de propano por biomasa para calentamiento de agua

Sustitución de la bomba de calor de la piscina exterior

Recuperadores de agua de las lavadoras

Cambio por equipos más eficientes de iluminación

Sistema fotovoltaico para autoconsumo

Sustitución de la enfriadora

Agua

Calor

Electricidad

5.1. Ahorros de agua

5.1.1. Medidas que afectan al consumo de agua en las habitaciones del hotel

Las medidas que aplicaremos pare este apartado referente al consumo de agua de los clientes

en los aseos de las habitaciones son las siguientes:

Mecanismos de doble descarga para cisternas.

Aireador de agua para grifos del lavamanos.

Reductor de caudal del agua de ducha.

Grifos termostáticos en duchas.

A partir de los datos referentes al consumo de agua facilitados por el hotel, y considerando la

ocupación a lo largo del año en las habitaciones del mismo, se estima un consumo medio per

cápita de 320 litros diarios.

Con las medidas anteriores se consigue reducir este consumo en 180 litros por persona y día,

lo que supone un 42% de ahorro respecto a la situación de partida.

En términos económicos, teniendo en cuenta que el precio del metro cúbico de agua en

Tenerife es de 1,83 €, el ahorro conseguido alcanza los 25.054 € anuales:

Consumo actual Consumo futuro

Metros cúbicos 32.597 18.906,26

Precio total 59.652,51 € 34.598,46 €

5.1.2. Recuperadores de agua en las lavadoras

Los modelos instalados en la lavandería del complejo hotelero son el HS 6008 Y HS 6040 del

fabricante Girbau, con una capacidad de 9 y 40 kg respectivamente. Con la instalación de los

recuperadores de calor RT-500 y RT-1000 de la misma casa, y tomando un ahorro real del 45%

(se considera un nivel de indisponibilidad del 5% respecto al ahorro teórico del 50%), se

consigue reducir el consumo de agua en 314,37 m3 al año. Esto supone un ahorro de 575,31 €

en la factura de agua.

5.2. Ahorro de calor

5.2.1. Manta térmica en la piscina exterior

La cubierta isotérmica flotante de 6 micras del fabricante Tecnopool asegura una reducción

de las pérdidas nocturnas por evaporación del 40% (el factor que tiene mayor importancia

durante el día es la agitación en función del número de bañistas, y sobre esta no se actúa) y

una disminución del 80% en las de convección, con lo que el ahorro térmico total resulta ser:

Demanda actual (MWht) Ahorro (MWht) Demanda futura (MWht)

238,90 113,95 124,95

Actualmente la utilización de la bomba de calor para el calentamiento del vaso de la piscina

en los meses en que no existe recuperación de calor de las enfriadoras supone un consumo

eléctrico y, por lo tanto, un desembolso económico. Con la instalación de una caldera de

biomasa, el combustible para satisfacer la demanda térmica será la astilla forestal.

Por otro lado, con la colocación de una manta térmica durante las noches la demanda se verá

reducida, por lo que las necesidades de calor serán menores de las que existen actualmente.

Con respecto a los flujos económicos, en la siguiente tabla se puede ver el gasto actual en

electricidad y el que en el futuro existirá para adquirir el combustible necesario para calentar

la piscina. Como se puede ver, el ahorro anual alcanza casi los 6.000 €.

Consumo eléctrico BC (MWhe) Gasto actual (€) Kg biomasa Gasto futuro (€) Ahorro (€)

84,4 8.390,73 31.495,47 2.614,12 5.776,61

5.2.2. Recuperador de calor de la secadora

Con la instalación del recuperador de calor de placas del fabricante Heatex, con una

eficiencia teórica del 52%, y tras considerar unos factores de pérdidas del 5% por

indisponibilidad y del 10% por suciedad (eficiencia real del 44,46%), se consigue el siguiente

ahorro en la demanda de calor anual en el proceso de secado:

Demanda actual (kWht) Demanda futura (kWht) Ahorro (kWht)

126.700 70.369 56.331

Las reducciones en el combustible consumido, que seguirá siendo propano, serán, pues:

Gasto futuro (kg) Gasto futuro (€) Ahorro (€)

Total anual 6.069 10.165,39 8.137,44

5.2.3. Regulador de velocidad de la bomba de recirculación de ACS

Con la variación del caudal de circulación nocturno (a la mitad del caudal diurno durante el

período 23h-07 h) en el circuito del agua caliente sanitaria, se consiguen reducir las pérdidas

térmicas, de manera que la demanda de calor en este servicio disminuye anualmente un 17%.

Este ahorro influye en el plano económico a la hora de dimensionar la caldera de biomasa.

Pérdidas actuales ACS (MWht) Pérdidas futuras ACS (MWht) Ahorro (MWht)

121,94 101,62 20,32

5.2.4. Caldera de biomasa

Actualmente, las demandas de calor se satisfacen con propano. Con la implantación de las

distintas medidas de ahorro estas se verán reducidas y, por otro lado, se las pasará a

satisfacer con la quema de astilla. Se mantiene únicamente una de las actuales calderas de

propano para cubrir las demandas de cocinas y secadoras, así como los picos de demanda.

Tomando enero como mes de diseño, se obtiene un pico de demanda de 201,80 kW. Se

instalará la caldera Herz Biomatic 200. Con el cambio de combustible, los ahorros económicos

que se producirán serán de aproximadamente 70.000 € al año.

Gasto actual en propano: 116.459 €

Consumo anual futuro de astilla: 149,55 t

Gasto futuro anual en biomasa: 12.412,37 €

Gasto futuro anual en propano: 34.804,79 €

Ahorro anual en combustible : 69.242,33 €

5.3. Ahorro de electricidad

5.3.1. Sustitución de la bomba de calor de la piscina exterior

Con la instalación de la caldera de biomasa, la demanda térmica de la piscina en los meses en

que no exista recuperación de calor por parte de las enfriadoras se tendrá que satisfacer con

esta caldera, y no se necesitará el aporte de la bomba de calor actual, con lo que existirá un

ahorro de electricidad anual de 84,4 MWhe.

5.3.2. Lavadoras

En la situación de partida los dos equipos de lavado suman un consumo eléctrico anual que se

verá reducido con la instalación de los recuperadores de agua. Esta disminución se debe a que

el 80% de la energía consumida en un proceso de lavado se destina al calentamiento del

fluido. Los economizadores permitirán reutilizar el 50% del agua, por lo que solo será

necesario calentar la mitad.

Teniendo en cuenta el grado de aprovechamiento anterior, el ahorro alcanza la siguiente

cifra:

Potencia lavado (kW)

Potencia aclarado (kW)

Consumo anual (kWhe)

Energía para calentar (kWhe)

Ahorro bruto (kWhe)

HS 6008 0,3 0,6 919,80 735,84 367,92

HS 6040 1,5 4,8 5.646,45 4.517,16 2.258,58

6.566,25 5.253,00 2.626,50

De ese ahorro bruto se descuenta el consumo propio de los dos economizadores que se van a

instalar (RT 500 y RT 1000 de 0,75 y 1,1 kW de potencia respectivamente), con lo que se

obtiene el siguiente ahorro neto en electricidad:

Ahorro bruto (kWhe) 2.626,50

Consumo recuperadores (kWhe) 1.538,01

Ahorro neto (kWhe) 1.088,49

Este ahorro anual neto se traduce en 697,41 €.

5.3.3. Iluminación

Las medidas a aplicar van dirigidas a cambiar parte de las luminarias, ya sea lámparas o

balastos, por otras más eficientes. En este caso el ahorro es puramente eléctrico, pero se ha

de tener en cuenta la menor cantidad de calor desprendido con los nuevos equipos y la

influencia en la refrigeración del hotel.

- Sustitución de balastos en las luminarias con fluorescentes: implica retirar los balastos

electromagnéticos, con un consumo del 20% respecto de la lámpara asociada, por

otros electrónicos, con un consumo del 10%.

Potencia

lámpara (W)Nº luminarias Nº lámparas

Consumo anual

actual (MWh)

Consumo anual

previsto (MWh)

Ahorro

anual (MWh)

13 28 56 0,69 0,35 0,35

18 195 383 3,75 1,88 1,88

36 164 265 5,87 2,94 2,94

58 24 27 1,57 0,79 0,79

TOTALES 11,89 5,94 5,94

- Sustitución de lámparas por otras más eficientes: en esta medida se cambiarán las

lámparas incandescentes y los halógenos por otras de tipo LED, con consumos

significativamente menores.

Tipo lámpara Nº lámparas

Potencia

lámpara

actual (W)

Consumo anual

actual (MWh)

Potencia lámpara

prevista(W)

Consumo anual

previsto (MWh)

Ahorro

anual

(MWh)

390 40 2,04 6 0,31 1,73

237 42 9,97 6 1,42 8,55

154 60 10,85 8 1,45 9,40

2.142 35 95,23 5 13,60 81,63

155 50 23,28 10 4,66 18,63

150 45 3,71 15 1,24 2,47

Trafo halógeno 39 105 5,97 0 0,00 5,97

TOTALES 128,19 30,00 98,19

Incandescente

Halógeno

El ahorro directo en electricidad se calcula a partir de la curva de consumo eléctrico diario

por iluminación, de manera que los costes dependen del período horario. Se considera que el

ahorro se produce de forma proporcional en cada una de las horas del día, obteniendo el

siguiente resultado:

MAEGasto eléctrico

anual actual (€)

Gasto eléctrico

anual previsto (€)Ahorro anual (€) % ahorro

Sustitución balastos 16.949,86 € 11.000,03 € 5.949,84 € 35%

Sustitución bombillas 27.746,84 € 3.969,69 € 23.777,15 € 86%

5.3.4. Sistema fotovoltaico para autoconsumo

Con esta instalación se pretende conseguir un ahorro de parte del consumo de electricidad

durante aquellas horas en las que el sol lo permita. La instalación de este sistema no tendría

ningún efecto cruzado con el resto de medidas propuestas.

Para valorar los ahorros obtenidos se ha utilizado el estudio realizado mediante el software

de simulación SAM para sistemas fotovoltaicos, para una instalación de 86,4 kWp, que es lo

máximo que se podría colocar según el espacio disponible. De este modo, el ahorro eléctrico

neto anual sería:

Ahorro neto = Producción

FV anual (MWh)

146,11

Desde el punto de vista económico, el ahorro es la cantidad de electricidad anual que se deja

de consumir en cada momento del día gracias al autoconsumo, por el precio de la electricidad

para cada hora y mes del año. Este asciende a 16.420,32 €.

5.3.5. Sustitución de la enfriadora

El equipo de refrigeración actual se va a sustituir por otro con mayor eficiencia, en concreto,

por dos enfriadoras del modelo YLAA HE 300 de alta eficiencia del fabricante Johnson

Controls, que cuenta con una capacidad frigorífica de 310 kW cada una y un EER de 3,10.

Considerando los efectos cruzados por las medidas de ahorro en alumbrado (y tomando que

las lámparas incandescentes y los halógenos emiten un 20% de la energía consumida en forma

de calor, y las lámparas LED un 25%), la disminución del frío necesario sería:

Incandescente 4,57

Halógeno 48,89

Calor desprendido

previsto (MWht)

Calor desprendido

actual (MWht)

LED 5,67

Con estas nuevas necesidades previstas, y teniendo en cuenta el análisis de consumos

eléctricos para el nuevo equipo de refrigeración planteado en el punto anterior, las

diferencias de consumo eléctrico respecto de la situación actual serían, con un ahorro

previsto del 33%, de 265,82 MWhe al anuales. Económicamente, este ahorro evita el

desembolso de 12.219,73 € anuales.

5.3.6. Término de potencia

Se consideran los mayores ahorros conseguidos, gracias a los nuevos equipos de refrigeración

y alumbrado, así como a la instalación fotovoltaica para autoconsumo.

Teniendo en cuenta el punto de mayor consumo de electricidad antes de haber aplicado las

medidas de ahorro (en las horas centrales del mes de agosto) y después (que coincide en las

horas centrales de agosto). El resultado sería el siguiente:

Ahorro mensual 144,10 €

Ahorro anual 1.729,18 € 5.4. Presupuesto

Para poder conseguir todos esos ahorros energéticos y económicos, se necesita realizar una

inversión en una serie de equipos e instalaciones que a continuación figuran resumidas:

MAEs ahorro en 392 habitaciones: reductor ducha 5,95 €, reductor lavamanos 2 €, cisterna doble descarga 30,95 €, grifo termostático 82,50 € (precios unitarios) 47.588,80 €

Recuperadores de agua de las lavadoras

RT-1000 Girbau

RT-500 Girbau

5.500 €

9.000,00 € 3.500 €

Manta térmica piscina exterior: cubierta isotérmica flotante modelo Premium mousse 6 mm doble capa de polietileno color azul (Tecnopool) 260 m2

19,90 €/m2

5.289,00 €

Transporte 110 €

Regulador de velocidad de la bomba de circulación de ACS Wilo-TOP-Z 50/7

2.000,00 €

Recuperación de calor de las secadoras modelo H1000/9.0/E 124 kW (Heatex)

10.000 €

10.000,00 €

Caldera de biomasa Herz Biomatic 200

Caldera y sistema de alimentación 106.400 €

280.442,00 €

Equipos menores, instalación y obra civil

88.200 €

Proyecto de legalización 8.050 €

Licencias 2.116 €

Ingeniería 64.000 €

Dirección facultativa 5.838 €

Seguridad y salud 5.838 €

Equipos eficientes de iluminación: balastos electrónicos y LEDs marca Philips, más mano de obra 3,5€/luminaria y 4,5€/lámpara. 71.493,50 €

Sistema fotovoltaico

288 Módulos Trina Solar TSM-300PA14.0x2 220 €/ud

145.944,00 €

19 Inversores SMA SB 4000 TL 1.800 €/ud

Estructuras Yubasolar 13.824 €

Sistemas eléctricos Cimesa Canarias 20.736 €

Mano de obra 13.824 €

Enfriadora 2 x YLHAA 300 HE Jonhson Controls 54.000 €/ud 108.000,00 €

5.5. Escenario futuro

Una vez analizadas de forma detalla todas las medidas a realizar en el complejo Orotava y sus

ahorros previstos, la situación de consumos energéticos quedaría del siguiente modo:

Finalmente, el flujo de energías desde su fuente hasta su consumo por los diferentes servicios

sería el siguiente:

6. Propuesta al cliente

6.1. Modalidad de contrato

Se analiza el modelo de negocio asociado al proyecto, teniendo en cuenta las alternativas que

actualmente existen en el mercado a la hora de poner en valor las inversiones en eficiencia

energética, y se estudian los distintos contratos de servicios energéticos, EPC (contrato de

rendimiento energético, modalidad: ahorros compartidos/ahorros garantizados) o Chauffage,

con el fin de seleccionar el que mejor encaja con las características de este proyecto.

Finalmente, el modelo elegido es el EPC en la modalidad de ahorros compartidos. Esta

tipología de contrato, en la que la ESE ofrece financiación y asume tanto el riesgo operativo

como crediticio, es la más utilizada en el mundo de los servicios energéticos (ya que la ESE

asume un mayor riesgo, con la consecuente ventaja de cara al cliente). El reparto de los

ingresos por ahorros se realiza según los porcentajes 90% para la ESE y 10% para el cliente (en

este caso, el hotel). La duración del contrato será de 6 años, liberable con preaviso de 3

meses.

6.2. Escenario financiero

Se consideran los siguientes ingresos y gastos:

- Gastos previos a la explotación:

Personal disponible para los estudios 9.600,00 €

Estudios preliminares y de detalle 3.000,00 €

Campaña de medidas 1.000,00 €

Proyectos y licencias 20.000,00 €

Inversiones en equipos 569.758,10 €

Seguridad y salud 10.000,00 €

Viajes y estancias 4.000,00€

- Gastos durante la explotación: incluyen las siguientes partidas:

Gestión administrativa del contrato: 2% sobre la inversión inicial destinados a revisiones de

tipos y precios, facturación, incidencias y atención general al cliente.

Mantenimiento: puede ser de tipo preventivo o correctivo (incluyendo las reposiciones de

equipos dentro del período estipulado por contrato), y se valora en un 5% anual sobre la

inversión inicial.

Medida y verificación: según el método elegido (C), se estiman en 5.000 € anuales.

- Ingresos: provienen de los cobros por ahorros de energía. Las subvenciones no se van a

incluir en este estudio. Si se obtuviesen, se actualizaría el plan financiero a partir del año

que procediese.

A partir de los flujos de caja obtenidos para la empresa de servicios energéticos a partir de

todos los datos anteriores, y teniendo en cuenta que se ha considerado un coste ponderado de

capital (WACC) del 6%, se obtienen los siguientes índices de rentabilidad:

VAN 241.405,04 €

TIR 13,40%

PAYBACK 5,46 años

Estos resultados muestran un buen escenario para el accionista, ya que la inversión se

recuperaría en menos de 6 años y la tasa interna de retorno alcanzaría una cifra atractiva. En

el caso del cliente, este se encontraría anualmente ahorrando 15.522,74 €, de los que habría

que descontar el 10% de los gastos de Medida y Verificación.

En definitiva, al margen de las ventajas energéticas y medioambientales que las medidas de

ahorro de este proyecto puedan suponer, las tasas de rentabilidad que se obtienen muestran

un escenario atractivo para ambas partes del contrato.