Evaluación del uso racional de agua y energía en una institución educativa

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El problema de los colegios en la actualidad es el desperdicio de los recursos energéticos, como el agua y la luz, sin que se presente alguna mejoría en el consumo de los mismos. El proyecto se analiza una forma de llevar a la mejoría en el consumó de los mismos, siendo a la vez más eficientes. Se hará toma de datos en campo para verificar el consumo actual de los mismos, se verificara el estado de las instalaciones hidráulicas para ver cómo se puede ser más amigables con el ambiente. Se plantea los conocimientos adquiridos en la maestría de sistemas energéticos, dictados en la universidad, para cumplir con este objetivo primordial y se determinara, en la parte eléctrica utilizar un medio alternativo para la generación de energía eléctrica como lo es el sistema fotovoltaico, aprovechando la gran radiación solar y la posición geográfica donde se encuentra el colegio. Debido a que los costos de esta energía son bastante altos se plantea, varias situaciones para el consumo total del colegio y para el consumo parcial, sin que el colegio este aislado de la red del servicio público. En la parte hidráulica, como se dijo anteriormente se verificara el estado, el consumo de los sistemas hidráulicos, mantenimiento de los mismos y comparar con elementos hidráulicos eficientes, para ver el ahorro de cada uno de ellos, además comprobar si las baterías de baños son suficientes para satisfacer las necesidades del colegio. La idea en la parte hidráulica al igual que en la eléctrica es ser eficientes y aprovechar los recursos naturales de la región, y una de estas fuentes energéticas que se están desperdiciando es el agua lluvia, realizar una recolección de la misma y llevarlo como fuente de alimentación para las baterías de baños y como fuente para el lavado de pisos de la institución. Al final de estudio se verificara el tiempo de retorno de la inversión, con lo cual se determinara si el proyecto es viable y si se puede llevar acabo, pero ante todo lo primordial es justificar el uso de nuevas tecnologías aplicadas a la eficiencia de los recursos naturales y tomar conciencia en las nuevas generaciones de estos tipos de energías alternativas y el buen uso de los recursos naturales.

The problem of schools today is the waste of energy resources such as water and light, without any improvement is present in their consumption. The project leads to improvement in consumation, while being more efficient analyzes. It will take field data to verify the current consumption of the same, the state of hydraulic installations should be checked to see how you can be more environmentally friendly. the knowledge acquired in the mastery of energy systems poses taught in college, to meet this primary objective and is determined in the electrical part to use an alternative means of power generation such as the photovoltaic system, taking advantage of high solar radiation and the geographical position where the college is located. Due to this energy costs are quite high, several situations for the total consumption of the school and for partial consumption without a school is isolated from the network of public service arises. In the hydraulic part, as stated earlier state, consumption of hydraulic systems, maintain them and compare with efficient hydraulics verification, for saving each of them, plus check if sets of toilets enough to meet the needs of the school. The idea hydraulics as the supply is to be efficient and use the natural resources of the region, and one of these energy sources are being wasted is rainwater, make a collection of it and take it as a source of power batteries for bathrooms and as a source for washing floors of the institution. At the end of the study time will verify the return on investment, which will determine whether the project is viable and if they can carry out, but above all it is essential to justify the use of new technologies applied to resource efficiency natural and awareness in the younger generation of these types of alternative energy and the proper use of natural resources.

Maestría

Magister en Sistemas Energéticos Avanzados

INTRODUCCIÓN 15 1. Generalidades 21 1.1 Formulación del Problema 21 1.2 Objetivos 22 1.2.1 Objetivos Generales 22 1.2.2 Objetivos Específicos 22 2. Historia Energía Fotovoltaica 23 2.1. Empleo de la energía fotovoltaica en satélites espaciales. 24 2.2. Del espacio a la tierra. 26 2.3. La energía solar fotovoltaica en los últimos años. 28 2.4. El futuro de la energía solar fotovoltaica. 30 3. Sistema fotovoltaico. 33 3.1. Componentes de un sistema solar fotovoltaico. 34 3.2. Tipos de sistemas solares. 35 3.2.1. Sistemas Solares Autónomos. 35 3.2.2. Sistemas Solares Interconectados. 36 4. Eficiencia energética. 37 4.1. Ventajas y usos de la eficiencia energética: 38 4.2. Cómo llegar a la eficiencia energética. 39 4.3. El efecto Rosenfeld. 39 5. Aguas lluvias. 41 5.1. Captación agua de lluvia. 41 5.2. Situación en el mundo y américa. 42 5.3. Cosecha de lluvia. 43 5.4. Conceptos relacionados con la captación pluvial. 43 5.4.1.Área de captación 43 5.4.2. Estructura de captación 44 5.4.3. Sistema de conducción 44 5.4.4. Dispositivo de retiro de contaminantes y filtración 44 5.4.5. Tanques de almacenamiento 44 5.4.6. Tanques Tormenta 44 5.4.7. Vertedor 45 5.5. Beneficios de la cosecha de lluvia. 45 5.5.1. Económicos 45 5.5.2. Medioambientales 46 5.5.3. Sociales 46 5.6. Desventajas de la captación de lluvias. 46 5.7. Agua de lluvia es potable. 47 5.8. Lluvia ácida. 47 6. Dimensionamiento de un sistema fotovoltaico autónomo. 50 6.1. Características del lugar: 50 6.2. Diseño del sistema fotovoltaico. 56 6.3. Estimación de consumos. 62 6.4. Dimensionado del generador fotovoltaico. 70 6.5. Dimensionado del acumulador: 72 6.6. Dimensionado del regulador: 75 6.7. Dimensionado del inversor. 77 6.8. Distancia mínima entre filas de módulos. 81 6.9. Dimensionamiento del cableado. 82 6.10. Costos de inversión aproximados para Colombia. 88 7. Consumo de agua. 90 7.1. Caudal. 95 7.2. Aguas lluvias. 101 7.3. Consumo hidráulico. 103 7.4 Como se debe recolectar el sistema de aguas lluvias. 103 8. Tiempo de retorno de la inversión. 107 8.1 Escenario 2, si realizamos el proyecto eléctrico por medio de bloques, suministrando la potencia pico. 109 8.2. Escenario 3, si eliminamos las baterías y disminuimos carga. 112 8.3. Escenario 4, Cambiando el sistema de iluminación por led y sin acumuladores. 114 9. CONCLUSIONES. 118 10. GLOSARIO. 121 BIBLIOGRAFÍA 124

Ej. 1