Titulo Presentación Empresa/Evento

Medida y Verificación de Ahorros Energéticos

Jornada Técnica: Ahorro y eficiencia energética en Edificios

Pamplona, 30 de octubre de 2012

Pedro Luis Gómez Abalo pedro.gomez@energylab.es

670 576 271

Índice

1 Medida y Verificación de Ahorros Energéticos

2 El protocolo IPMVP

3 Anexo de Documentación de M&V

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3

Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 Definición de Medida y Verificación

“La Medida y Verificación (M&V) es un proceso que consiste en

utilizar la medida, para el establecimiento de forma fiable del ahorro

real generado en una instalación, dentro de un programa de gestión de

la energía”

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Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 ¿Medir ahorros?

“Dado que los ahorros representan la ausencia de energía, no se pueden

medir directamente.

Se mide el consumo de energía antes y después de implementar el

proyecto, realizando los ajustes necesarios, para que las situaciones de

antes y después sean las mismas y se puedan comparar los “consumos

ajustados” entre sí.

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Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 Historia de la medida y verificación

Origen a partir de la crisis petrolera de 1973, cuando el uso de la energía se

convirtió en un asunto primordial.

Durante los años 50 e inicios de los 60 la M&V se basaba en cálculos simples, tablas

y comparación de facturas mensuales.

En 1967 se desarrolló el HCC program (Heating and Cooling peak load Calculation),

buscando ecuaciones que predijeran el comportamiento dinámico de las cargas

térmicas de calefacción y refrigeración. Utilizaba el método de la Diferencia de

Temperaturas Total Equivalente (TETD/TA: Total Equivalent Temperature Difference/

Time Averaging).

La ASHRAE (American Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning

Engineers) ha dedicado grandes esfuerzos a desarrollar programas de simulación

como DOE-2, BLAST o el EnergyPlus.

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Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 Historia de la medida y verificación

En 1989 un informe del Oak Ridge National Laboratory clasificó los diferentes

métodos de análisis de edificios comerciales:

Comparación de energía total e intensidad de energía

Regresión lineal

Regresión lineal múltiple

Simulación de edificios

Modelos dinámicos (inversos) de prestaciones térmicas

En 1997 esta clasificación fue reorganizada y ampliada en el ASHRAE Handbook of

Fundamentals.

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Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 Historia de la medida y verificación

En 1996 se desarrolló el NEMVP (North American Energy Measurement and

Verification Protocol), acompañado de FEMP Guidelines (Federal Energy

Management Program), ambos basados en los métodos de análisis desarrollados en

el programa Texas LoanSTAR.

En 1997 el NEMVP fue actualizado y denominado IPMVP (International

Performance Measurement and Verification Protocol). En 2001 se expandió dando

lugar a dos volúmenes: el Volumen I, relativo a Ahorros de energía y agua, y el

Volumen II relativo a la Calidad ambiental de interiores. A partir de esta fecha cada

año se ha ido actualizando el documento Volumen I y traduciendo a distintos

idiomas.

En el año 2002, la ASHRAE publicó la Guideline 14-2002: Measurement of Energy

and Demand Savings, con el objetivo de servir como documento técnico para el

IPMVP.

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Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 Público Objetivo

Se utiliza la M&V para valorar y mejorar el

rendimiento de instalaciones e inversiones.

Los protocolos de medida y verificación, están dirigidos fundamentalmente a:

Empresas de servicios energéticos

Empresas comercializadoras y distribuidoras de energía

Industria en general

Administración Pública

Entidades Financieras

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Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 M&V como Garantía

Ventajas:

Confiere mayor credibilidad de los informes de ahorro de energía.

Evita posibles conflictos derivados de la medida o justificación de los

ahorros.

Facilita la interlocución.

Para las ESEs tiene una importancia manifiesta ya que en contratos

basados en ahorros demostrados de energía es crucial disponer de un

método de medida y verificación de estos ahorros, que además sea

aceptado por todas las partes.

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Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 M&V como Garantía

Para poder realizar una buena práctica de M&V,

resulta necesario hacer uso de protocolos

reconocidos internacionalmente que aseguran un

proceso de M&V fiable, objetivo y técnicamente

riguroso.

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Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 Tareas y Costes

Equilibrio entre coste e incertidumbre: En general, el coste anual de la M&V debe

suponer menos del 10% del ahorro anual.

El ahorro comprometido sitúa un límite en el presupuesto de la M&V.

Las tareas de M&V constan, en general, de:

Instalación, calibración y mantenimiento de los equipos de medida.

Recopilación y análisis de datos.

Desarrollo de un método de cálculo del ahorro y de las estimaciones adecuadas.

Realización de los cálculos con las lecturas obtenidas.

Elaboración de informes y, en su caso, verificación de los informes por terceras partes.

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Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 Objetivos y Ventajas de un Plan de M&V

Incrementar el ahorro de energía: Determina de forma precisa el ahorro de energía

que se proporciona a los propietarios.

Referencia para realización de pagos: Un buen Plan de M&V puede ser la base para

documentar el rendimiento de forma transparente y permite someterlo a una

verificación independiente.

Facilidad de financiación para el proyecto de eficiencia: Un buen Plan de M&V

incrementa la credibilidad y transparencia sobe el resultado de las inversiones en

eficiencia.

Mejora del diseño, explotación y mantenimiento de las instalaciones: A través del

Plan de M&V y de las técnicas de M&V.

Gestión de los presupuestos de gasto energético: Las técnicas de M&V permiten

evaluar y gestionar el uso de la energía.

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Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 Fases de un Plan de M&V

TIEMPO

ENER

GÍA

Ahorro

Energía de referencia

Período

de ref. Período

dem. ahorro

Energía medida

Implementación

medidas eficiencia energética

Energía ajustada

Pro

ceso d

e d

ete

rmin

ació

n d

el

ah

orr

o Energía medida

Energía calculada

1. Diseño del Plan de MyV.

2. Periodo de referencia: 1) Medición consumo, 2) Obtención de patrón de consumo y definición de las variables que le afectan.

3. Implementación MMEE.

4. Periodo dem. ahorro: 1) Medición consumo, 2) Obtención de ahorros ajustados a partir del patrón de consumo y del

consumo medido en este período, 3) Elaboración de informes.

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1 Medida y Verificación de Ahorros Energéticos Fases de un Plan de M&V

Periodo de Referencia

El periodo de referencia se establece con el fin de representar todos los modos de operación de la instalación. Este periodo tiene que abarcar un ciclo operativo completo, desde el consumo de energía máximo al mínimo.

Periodo Demostrativo de Ahorro

Su duración puede ser definida por el usuario, pero dicho periodo tiene que abarcar al menos un ciclo operativo normal de la instalación o de los equipos, para conseguir una completa caracterización de la efectividad del ahorro en todas las condiciones normales de operación.

Es posible que en algún proyecto se deje de elaborar informes de ahorro después de un periodo de prueba definido, que puede comprender desde una simple lectura instantánea a lecturas durante uno o dos años.

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1 Medida y Verificación de Ahorros Energéticos Fases de un Plan de M&V

¿Por qué se necesitan ajustes?

Se implementó una mejora de eficiencia en un hospital, cambiando las calderas de gasóleo por otra nuevas de baja temperatura con un rendimiento mayor.

Debido a que ese año la climatología ha sido muy benigna, el sistema de climatización ha trabajado muchas menos horas este año que el año anterior.

¿Qué cantidad de la disminución del coste se debe a la mejora, y qué cantidad se debe a la disminución de la producción térmica?

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Fases de un Plan de M&V 1 Medida y Verificación de Ahorros Energéticos

Ajustes Rutinarios: debidos a parámetros que influyen en la energía y que experimentan variaciones durante el periodo demostrativo de ahorro, como los días nublados en alumbrado (que afecten a los horarios de encendido/apagado de puntos de luz con foto-célula), condiciones climatológicas en climatización o el nivel de producción en una aplicación de control de motores

Tiempo

Ener

gía

Ahorro

Energía base o de referencia

Período Inicial

Período Presentación

Informes

Energía medida

Implementación medidas EE

Referencia ajustada

Ajustes No Rutinarios: debidos a parámetros que influyen en la energía y que no se prevé que cambien en el tiempo, tamaño de la instalación, diseño y funcionamiento de los equipos existentes, número de turnos de trabajo o tipo de ocupantes. Los posibles cambios que experimenten estas variables estáticas tienen que ser monitorizados durante todo el periodo demostrativo de ahorro.

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Fases de un Plan de M&V 1 Medida y Verificación de Ahorros Energéticos

La medida de los ahorros requiere una comparación de “manzanas con manzanas”

La complejidad de los ajustes depende de:

Necesidad de precisión Complejidad de los factores que condicionan el consumo de energía La cantidad de equipos incluidos en el cálculo de ahorros. (es decir, el ‘límite

de la medida’). Presupuesto disponible

Condiciones Periodo de Referencia = Condiciones Periodo Demostrativo de Ahorro

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1 Medida y Verificación de Ahorros Energéticos Límites de la medida

Límite de verificación aislada

de la mejora

Motores +

VSDs

Iluminación

Límite de medida de la instalación completa

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1 Medida y Verificación de Ahorros Energéticos Límite de Medida

Método de verificación de toda la instalación: • Mide todos los efectos en la instalación: • Mejoras y otros cambios (intencionados o no intencionados). • Suele utilizar los contadores de las empresas suministradoras. • Los ajustes pueden ser complejos. • Encarecimiento

Método de verificación aislada de medidas de mejora de eficiencia energética (MMEE): • Únicamente mide el efecto de la mejora • Los ahorros no se ven afectados por los cambios más allá del límite de medida. • Normalmente es necesario la instalación de un nuevo equipo de medida. • Los ajustes pueden ser simples. • Bajo coste

Opción A Parámetro principal

Opción C Toda la instalación

Opción D Simulación de consumos

Opción B Todos los parámetros

Iluminación

Motores IE3

A B

Verificación aislada de medidas de la eficiencia

obtenida

Métodos de medida de toda la instalación

Variadores de velocidad

C D

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1 Protocolos actuales de M&V

Medida y Verificación de Ahorros Energéticos

IPMVP

Provee una guía con las mejores prácticas disponibles para la M&V de los resultados

de proyectos de eficiencia energética, eficiencia en uso de agua y proyectos de

energías renovables.

El IPMVP es el estándar líder internacional en protocolos de medida y verificación,

ha sido traducido a 10 idiomas y se emplea de manera intensa en más de 40 países

donde es ampliamente reconocido. La última edición del mismo, demuestra su nivel

internacional ya que los cambios producidos en la edición, han sido la generalización

de todos sus apartados y la creación de anexos con particularidades para cada país,

en los que por el momento están EEUU y Francia.

El IPMVP dispone de volúmenes adicionales que tratan sobre energías renovables,

edificios de nueva construcción y calidad del ambiente interior.

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1 Protocolos actuales de M&V

Medida y Verificación de Ahorros Energéticos

FEMP

La guía del Federal Energy Management Program proporciona métodos y guías para

la M&V en contratos federales (de EEUU) de ahorro de energía.

La guía desarrolla con mayor profundidad algunos de los procedimientos y es

menos conceptual que el IPMVP.

Proporciona ejemplos de aplicaciones de planes de M&V como:

• Eficiencia y control en iluminación • Motores de velocidad constante y variable • Sistemas de enfriamiento • Bombas de calor geotérmicas. • Energías renovables.

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1 Protocolos actuales de M&V

Medida y Verificación de Ahorros Energéticos

ASHRAE GUIDELINE 14

La guía ASHRAE contiene un mayor nivel de detalle de tipo técnico.

Relación estrecha con el IPMVP, el IPMVP y la ASHRAE 14 son documentos

complementarios que proporcionan una guía e instrucciones a aquellos interesados

en cuantificar los resultados en ahorros de energía en los proyectos.

El IMPVP es un marco de definiciones y aproximaciones, mientras que la Guía 14 de

la ASHRAE provee detalles técnicos sobre la mayoría de conceptos del IPMVP.

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2 Un promedio de 500 descargas al mes.

Traducido a más de 10 idiomas en los últimos seis años.

Usuarios del IPMVP en el mundo

IPMVP

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2 IPMVP - Documentos

IPMVP

IPMVP Vol. I – Conceptos y opciones para determinar los ahorros

de energía y agua.

IPMVP Vol. II – Conceptos y prácticas para la mejora de la calidad

medioambiental de interiores.

IPMVP Vol. III – Aplicaciones

• Parte I Conceptos y prácticas para determinar los ahorros de

energía en nuevas construcciones.

• Parte II Conceptos y prácticas para determinar los ahorros

de energía con la aplicación de tecnologías de energía

renovable.

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2 IPMVP - No lo es todo

IPMVP

NO cubre en detalle:

El diseño de sistemas de medida e instrumentación.

La estimación de los costes de la actividades de M&V.

La ingeniería energética.

El análisis estadístico.

NO es un libro de recetas

Es necesario su aplicación cuidadosa a cada proyecto.

Ahorros determinados para cualquier periodo = Energía (Periodo de referencia) - Energía (Periodo demostrativo de ahorro) +/- Ajustes

Ecuación básica del IPMVP

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2 IPMVP Ejemplo de Contenido de un plan de M&V en un Hotel

Las estimaciones de ahorros correspondían al 48% del consumo total de gasóleo, 22% en agua y 25% en electricidad.

Todos los cálculos se refieren al año base considerado.

Se detallan los consumos de las fuentes energéticas existentes.

Tras el Análisis de los datos se propone la ejecución de cinco mejoras energéticas:

M01: Instalación de una planta solar térmica M02: Instalación de una nueva caldera de alto rendimiento M03:Instalación de iluminación más eficiente, sin presentar reducción en la

intensidad de luz aportada M04: Instalación de perlizadores y limitadores de caudal en baños M05: Optimización del funcionamiento de las máquinas enfriadoras

Efectos cruzados: Las MAE M01, M02, y M04 afectan al sistema de producción y de consumo de

agua caliente sanitaria, y su ejecución produce efectos cruzados. El efecto de cualquiera de ellas afecta a las otras dos.

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2 IPMVP Ejemplo de Contenido de un plan de M&V en un Hotel

MAE01: Planta solar térmica

Opción B Variable a controlar: Energía térmica aportada al sistema actual de ACS Se calcula el aporte de energía térmica al sistema de ACS, a partir de:

• Medida de temperatura del agua del circuito secundario (de consumo) a la entrada del intercambiador solar.

• Medida de temperatura del agua del circuito secundario (de consumo) a la salida del intercambiador solar.

• Caudal circulante por el cambiador solar.

Ajustes rutinarios: esta mejora depende básicamente del consumo de ACS y por lo tanto de la ocupación, serán los cambios de esta variable los que condicionen la existencia o no de ajustes rutinarios.

Ajustes no rutinarios: No existencia de previsión de cambios en el sistema ni en el edificio.

Cálculos de los ahorros: Cálculo de las necesidades energéticas para elevar la temperatura del agua de red hasta la temperatura de almacenamiento. El ahorro se calculará tomando las lecturas del contador de energía (kWh) que indica la energía aportada por los colectores solares a los tanques solares. Con los kWh y teniendo en cuenta el rendimiento inicial de producción de calor para ACS (rendimiento de calderas e intercambiadores), obtenemos los litros de gasóleo ahorrados.

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2 IPMVP

MAE01: Planta solar térmica

Análisis de riesgos: Defectos de fabricación. Inadecuada operación y/o mantenimiento del sistema. Causas de fuerza mayor. Errores en la medida de los sensores propuesto en la M&V de esta mejora.

El tratamiento propuesto para solventar esta problemática es:

Defectos de fabricación cubiertos por las garantías del fabricante. ESE propone se hagan extensibles al PRSI del proyecto de servicios energéticos.

Defectos originados por la mala operación y/o mantenimiento de la instalación serán imputables al CLIENTE y, como tal, la discrepancia en los ahorros obtenidos frente a los esperados, será abonada por la propiedad.

Fenómenos de causa mayor eximirán a ESE de la obtención del ahorro correspondiente a los elementos dañados. Se ha previsto la contratación de un seguro, con la vigencia del Pay Related Social Insurance (PRSI), que cubra tales condiciones.

Cuando se registren desviaciones superiores al 2% del valor esperado, no justificadas por variables funcionales, se procederá a realizar la calibración del equipo.

Si el origen son variaciones en los parámetros funcionales (entendiendo por tales, por ejemplo, el número de habitaciones), se realizarán los ajustes correspondientes (ver sección “Ajustes no rutinarios”).

Ejemplo de Contenido de un plan de M&V en un Hotel

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3 Sitios web

Anexo Documentación de M&V

IPMVP www.evo-world.org

ASHRAE Guideline 14 – 2002 se puede adquirir a través de

www.ashrae.org

M&V Guidelines for Federal Energy Projects - Version 3.0 – 2008:

http://ateam.lbl.gov/mv/

Australian Best Practice Guide:

http://www.aepca.asn.au/documents/BPGtoMeasurementandVerificati

onofEnergySavings.pdf

GHG Protocol for Project Accounting: www.ghgprotocol.org

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3 Acrónimos

Anexo Documentación de M&V

M&V, Medida y Verificación ESE, Empresa de Servicios Energéticos (ESCo en inglés) MAE, Medida de Ahorro Energético AEE, Association of Energy Engineers IPMVP, International Performance Measurement and Verification Protocol EVO, Efficency Valuation Organization ASHRAE, American Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning

Engineers DOE, U.S. Deparment of Energy CPUC, California Public Utilities Commission AEPCA, Australian Energy Performance Contracting Association FEMP, Federal Energy Management Program CMVP, Certified Measurement & Verification Professional

www.energylab.es

Gracias por su atención