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«Medida y Verificación de Ahorros Energéticos» Vigo, 8 de Marzo de 2012
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«Medida y Verificación de Ahorros Energéticos»
Vigo, 8 de Marzo de 2012
Índice
1
2
Medida y Verificación de Ahorros Energéticos
El protocolo IPMVP
3 EnergyLab y el IPMVP
4 Anexo de Documentación de M&V
“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”
Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 Definición de Medida y Verificación
“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.
Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 ¿Medir ahorros?
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.
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.
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.
Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 Historia de la medida y verificación
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
Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 Público Objetivo
Pueden utilizar la M&V para valorar y mejorar el
rendimiento de sus instalaciones e inversiones.
Ventajas:
La utilización de estos protocolos, sirven como garantía tanto
para el cliente como para el proveedor de las MAEs, así
como para instituciones financieras implicadas.
Evita posibles conflictos derivados de la medida o
justificación de los ahorros.
En relación con las ESEs, esto 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.
Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 M&V como Garantía
Otras ventajas:
Reducción de los costes asociados a la elaboración del
contrato de rendimiento energético
Confiere mayor credibilidad, incluso a nivel internacional,
de los informes de ahorro de energía
Facilita la interlocución con Administraciones Públicas y con
empresas privadas, etc.
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.
Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 M&V como Garantía
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.
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 (denominados ESPC’s).
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.
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, tiene
una relación estrecha con el IPMVP, puesto que el IPMVP y la ASHRAE 14
son documentos complementarios que proporcionan 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.
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
2
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.
IPMVP - Documentos
IPMVP
2 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 de cocina
Es necesario su aplicación cuidadosa a cada proyecto.
IPMVP - No lo es todo
IPMVP
Ahorros determinados para cualquier periodo = Energía (Periodo de
referencia) - Energía (Periodo demostrativo de ahorro) +/- Ajustes
Ecuación básica del IPMVP
Las tareas de MyV 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.
El IPMVP: Tareas y costes de la M&V
Equilibrio entre coste e incertidumbre: En general, el coste anual de la MyV debe
suponer menos del 10% del ahorro anual.
Luego, el ahorro comprometido sitúa un límite en el presupuesto de la MyV.
2 IPMVP
Incrementar el ahorro de energía: Determinar 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.
Objetivos y Ventajas de un Plan de M&V 2 IPMVP
Fases de un Plan de M&V
TIEMPO
EN
ER
GÍA
Ahorro
Energía de referencia
Período
de ref. Período
dem. ahorro
Energía medida
Implementación
medidas eficiencia
energética
Energía ajustada P
roce
so
de
de
term
ina
ció
n d
el
ah
orr
o
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.
Energía medida
Energía calculada
2 IPMVP
Periodo de Referencia
El periodo de referencia se establece con el fin de representar todas 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
El usuario de los informes de ahorro puede determinar la duración del periodo demostrativo
de ahorro. Y 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.
2 IPMVP Periodo de Referencia
¿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?
2 IPMVP Ajustes
Ajustes
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.
Ajustes Rutinarios debidos a parámetros que influyen en la energía y que
experimentan variaciones durante el periodo demostrativo de ahorro, como el
puede ser 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
2 IPMVP
Tiempo
En
erg
ía
Ahorro
Energía base o de referencia
Período
Inicial
Período
Presentación Informes
Energía medida
Implementación
medidas EE
Referencia ajustada
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
Ajustes 2 IPMVP
La medida de los ahorros requiere una comparación
de “manzanas con manzanas”
Condiciones Periodo de referencia = Condiciones Periodo demostrativo de ahorro
2 IPMVP Límites de la medida
Límite de medida de la
instalación completa
Límite de
verificación
aislada de la
mejora
Motores
+
VSDs
Iluminación
26
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
2 IPMVP Opciones de desarrollo
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
Las estimaciones de ahorros corresponderían 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
2 IPMVP Ejemplo de Contenido de un plan de M&V en un Hotel
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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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 cambiador solar.
• Medida de temperatura del agua del circuito secundario (de consumo) a la salida del
cambiador 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.
2 IPMVP Ejemplo de Contenido de un plan de M&V en un Hospital
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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 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”).
2 IPMVP Ejemplo de Contenido de un plan de M&V en un Hospital
3
Difusión de los protocolos M&V, Financiación
Generación de base de datos de planes de M&V para su
libre divulgación.
Realización de traducciones de los Volúmenes II y III
Cursos y exámenes CMVP
EnergyLab y el IPMVP Objetivos
3
Actualmente EnergyLab coordina un Grupo de Trabajo con los
principales agentes implicados en España en el sector de los
servicios energéticos:
• Actecir
• AEGIC
• AECCTI
• ADIME
Objetivos del grupo:
• Realizar propuestas de mejora y adaptaciones o “casos tipo” del
mismo a las características locales.
• Generación de base de datos de planes de M&V para su libre
divulgación.
• Visión conjunta para detectar los problemas y las necesidades
del sector energético
• Desarrollo sólido del mercado de las ESE
• Aunar esfuerzos para la homogeneización y democratización de
las ESEs
EnergyLab y el IPMVP Objetivos
• ANESE
• A3e
• AMI
• Atecyr
4
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
Sitios web
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
Acrónimos 4 Anexo Documentación de M&V
Gracias por su atención
Desde EnergyLab queremos darle las…
César Barreira Pazos [email protected] Edificio CITEXVI, Local 1 Fonte das Abeleiras, s/n Campus Universitario de Vigo 36310, Vigo. T_986 120 450 F_986 120 451
www.energylab.es
