Este documento presenta un proyecto para instalar sistemas solares térmicos y fotovoltaicos en un edificio multifamiliar en Sevilla. El objetivo es abastecer de agua caliente sanitaria mediante un sistema solar térmico y generar electricidad con un sistema fotovoltaico. Se describe el edificio, se calcula la demanda energética y se dimensionan los sistemas solares, incluyendo la superficie de captación necesaria. Finalmente, se simulan dos opciones para optimizar el diseño de la instalación térmica.

2. 0. Introducción.
Objetivo y Descripción del Proyecto
OBJETIVO: Poner en práctica todos los conocimientos adquiridos durante la
primera parte del Postgrado en Eficiencia Energética sobre el
aprovechamiento de la Energía solar mediante la realización de un
proyecto ejecutivo real.
DESCRIPCIÓN: Proyecto para un edificio multifamiliar ubicado en Sevilla de
los siguiente sistemas:
• Sistema Solar Térmico para generación de ACS
• Sistema Solar Fotovoltaico para la generación electricidad.
Definiendo y dimensionando todos los elementos de la instalación para que
la Energía se produzca de forma lo más óptima y eficiente posible, dentro
de la normativa aplicable.

3. 0. Introducción.
Descripción del edificio
El edificio se distribuye en 5 plantas:
• Planta 1 a 3 (3 viviendas por planta)
• Planta Baja (local comercial sin uso definido)
• Planta -1 (Parking y sala técnica)

4. 0. Introducción.
La ubicación del edificio en el mundo

5. 0. Introducción.
La ubicación del edificio en España
SEVILLA
Latitud 37,38 / Longitud -5,99

6. 1. La Energía Solar.
La Energía Solar en España y Andalucía

7. 2. Cálculo de Sombras
2.1. Sombras Lejanas
Estas sombras suponen unas pérdidas inferiores al 4%

8. 2. Cálculo de Sombras
2.2. Sombras Perimetrales Edificio

9. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.1. Descripción del proyecto
El sistema solar térmico tiene como finalidad abastecer de Agua Caliente
Sanitaria (ACS) a los usuarios del edificio de viviendas anteriormente
descrito.
Para ello se utilizará un conjunto de captadores solares de tipo plano,
conectados entre si y ubicados en la terraza del edificio. Estos captadores
serán instalados con la orientación e inclinación óptimas para aprovechar
al máximo la Energía que reciben en el momento más adecuado.
El sistema que transmitirá el calor de los captadores a la red secundaria
de ACS de las viviendas será determinado y optimizado mediante la
simulación posterior con el programa Transol.

10. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.2. Procedimiento Seguido
Para la redacción del proyecto se realizaron los siguientes pasos:
• Localizar la normativa aplicable según la ubicación.
• Calcular de forma estática, según normativa más restrictiva:
• La demanda de ACS prevista
• Volumen de acumulación necesario
• Superficie de captación, tomando como referencia 2 o 3 paneles
• Dimensionar Intercambiador/Inter acumulador, tuberías, bombas, vaso de
expansión y otros accesorios necesarios.
• Realizar la simulación dinámica de diferentes esquemas de principio
para conseguir la instalación más eficiente y barata posible dentro de la
normativa.

11. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.3. Normativa Aplicable
Han sido de aplicación las siguientes normativas:
• Código Técnico Edificación (CTE). Cálculo de la contribución solar
mínima de ACS en edificio de nueva construcción. (Art.1 de HE4-1)
• Ordenanza Municipal de Sevilla. En nuestro caso, al tratarse de una
ordenanza más restrictiva que el CTE, será la norma de aplicación para
el dimensionamiento de la instalación.
• Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios (RITE).

12. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.4. Cálculo de la demanda de ACS
Cálculo de la demanda de ACS según Ordenanza Municipal de Sevilla, que
indica un consumo de 40l/día por persona, más restrictiva que el CTE que
indica solo 22l/día. Para el CTE la demanda diaria obtenida era de 1100l.
Tipo de Vivienda: Tipo A Tipo B Tipo C
Nº viviendas: 1 3 6
Nº usuarios: 2 4 6
Consumo diario nominal (l) 80 160 240
Nº total viviendas: 10
Nº total usuarios: 60
Demanda diaria total (l) 2000
Tª servicio (ºC) 45

13. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.5. Elección de la Tª Agua de red
En nuestro caso obtenemos los datos del Sodean - Sociedad para el
Desarrollo Energético de Andalucía, que son más restrictivos que los del IDAE.
Mes Tª agua [ºC]
1 Enero 10
2 Febrero 11
3 Marzo 12
4 Abril 13
5 Mayo 14
6 Junio 15
7 Julio 16
8 Agosto 16
9 Septiembre 15
10 Octubre 13
11 Noviembre 11
12 Diciembre 10
Media anual 13,0

14. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.6. Demanda Energética edificio
Con la Tª de red anterior y la de acumulación que nos indica la OST, operando
con el Calor específico (4180 J/KgºC) y la densidad (1000Kg/m3) , del agua
obtendremos la demanda Energética del edificio diaria , mensual y anual.
Salto Consumo Demanda energética
térmico diario media diaria
Mes
[ºC] (ó K) [m3/día] [MJ/dia] kWh/día
1 37 2 309,32 85,92
2 36 2 300,96 83,60
3 34 2 284,24 78,96
4 32 2 267,52 74,31
5 31 2 259,16 71,99
6 30 2 250,80 69,67
7 29 2 242,44 67,34
8 30 2 250,80 69,67
9 31 2 259,16 71,99
10 32 2 267,52 74,31
11 34 2 284,24 78,96
12 37 2 309,32 85,92
Medio 32,75 273,79 76,05

15. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.7. Demanda Energetica edificio y Contribución solar
Mes Diaria Mensual Anual
[día] [MJ/dia] [MJ/mes] [MJ/año] kWh/año
1 31 309,32 9588,92
2 28 300,96 8426,88
3 31 284,24 8811,44
4 30 267,52 8025,60
5 31 259,16 8033,96
6 30 250,80 7524,00
99885 27746
7 31 242,44 7515,64
8 31 250,80 7774,80
9 30 259,16 7774,80
10 31 267,52 8293,12
11 30 284,24 8527,20
12 31 309,32 9588,92
Aplicando el coeficiente de Contribución solar mínima indicado por la OST del
67%, la Eª total a generar deberá ser de 66923 MJ/año.

16. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.8. Radiación Solar Aprovechable
El siguiente paso consiste en calcular la radiación solar real obteniendo la
tabla de datos del IDAE para Sevilla y aplicando los factores de corrección:
• Factor k que obtendremos de la OST para un azimut 0 e inclinación 45º.
• Envejecimiento y suciedad (0,97)
• No perpendicularidad (0,93)

17. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.9. Radiación Solar Aprovechable
Multiplicando la radiación obtenida por el número de horas de sol diarias
aprovechables para Sevilla obtenemos la Intensidad Media útil diaria.
I.Media util dia
Mes He [MJ/m2] Horas Sol [h]
[W/m2]
1 8,9 8 308,7
2 12,3 9 379,4
3 14,4 9 445,0
4 17,0 9,5 496,3
5 17,8 9,5 519,9
6 18,6 9,5 544,8
7 19,8 9,5 578,0
8 20,5 9,5 600,6
9 18,6 9 573,1
10 14,9 9 458,9
11 11,6 8 402,4
12 9,0 7,5 334,3
Media 15,3 8,9 470,1

18. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.10. Cálculo superficie captación
El penúltimo paso consiste en operar esta Eª obtenida, con las características
del panel elegido (Viessman Vitosol 200-F) y la Tabla de Tª ambiente mensual
obtenida del IDAE, para obtener la superficie necesaria de captación a fin de
cubrir el 67% de aportación anual.
[%] [MJ / año] [MJ/(m2· año)] [m2]
Demanda energética anual - 99885 - -
Contribución solar mínima anual 67 66923 - -
E neta unitaria disponible anual - - 2426
Superficie necesaria de captación - - - 27,58
Esto nos dará como resultado la necesidad de instalar 12 paneles (11,85) para
conseguir la Eª mínima necesaria.

19. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.11. Superficie captación y Fracción solar
Por último verificaremos que los cálculos realizados son correctos en la
siguiente tabla donde se observa la fracción solar, superior al 67% y con
menos de 3 meses por encima del 100%
E neta unitaria S campo de E neta disp.
Demanda S del colector Cobertura
Mes disponible captación campo captación
[MJ/mes] [m2] [%]
[MJ/m2] [m2] [MJ]
1 9588,9 91,97 2,33 27,924 2568,1 26,8
2 8426,9 138,22 2,33 27,924 3859,6 45,8
3 8811,4 177,46 2,33 27,924 4955,3 56,2
4 8025,6 223,95 2,33 27,924 6253,5 77,9
5 8034,0 242,42 2,33 27,924 6769,4 84,3
6 7524,0 264,68 2,33 27,924 7390,9 98,2
7 7515,6 290,60 2,33 27,924 8114,8 108,0
8 7774,8 304,87 2,33 27,924 8513,3 109,5
9 7774,8 263,63 2,33 27,924 7361,6 94,7
10 8293,1 189,48 2,33 27,924 5291,1 63,8
11 8527,2 137,17 2,33 27,924 3830,5 44,9
12 9588,9 102,03 2,33 27,924 2849,1 29,7
Anual 99885,3 - - - 67757,0 67,8

20. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.12. Hipótesis 1. Paneles con Azimut 0

21. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.13. Hipótesis 2. Paneles con Azimut 27
Como segunda opción se realizaran cálculos con la misma distribución de
paneles, pero con azimut 27, orientados a fachada. Para esta opción se opta
directamente por probar la simulación a través de Transol, más efectiva y real

22. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.14. Transol. Elección esquema de principio
Sistemas SCH202 Sistema SCH209
De todas las opciones posibles elegimos estos sistemas por disponer
de acumulación individual en cada vivienda.

23. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.15. Transol. Datos de inicio
Una vez elegido el esquema, introduciremos los datos para determinar la
demanda (nº y tipo de viviendas), los datos de ubicación (Sevilla) y los datos
meteológicos a utilizar, para el cálculo de la Energía disponible y los saltos
térmicos de las distintas Temperaturas.
[kWh] D requerida: D neta D bruta
Enero 2.116 2.116 2.116
Febrero 2.047 2.047 2.047
Marzo 1.851 1.851 1.851 Cumplimiento demanda:
Abril 1.762 1.762 1.762 [%] 100,00
Mayo 1.488 1.488 1.488
Junio 1.313 1.313 1.313
Julio 1.082 1.082 1.082
Agosto 957 957 957
Septiembre 1.196 1.196 1.196
Octubre 1.392 1.392 1.392
Noviembre 1.734 1.734 1.734
Diciembre 1.950 1.950 1.950
TOTAL 18.890 18.890 18.890

24. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.16. Selección Captador

25. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.17. Selección de los acumuladores

26. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.17. Selección de los acumuladores
• Fabricados en acero vitrificado de calidad
alimentaria.
• Incorporan de serie protección catódica.

27. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.18. Regulación del Sistema

28. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.19. Intercambiador
Nº Placas Agrup. ΔP1 (KPa) ΔP2 (KPa) Sobredim. (%) Area (m2)
Modelo UFP-34H 22 3x4/3x3 14 20 23.9 1.7

29. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.20. Transol. Selección de las bombas y tuberías
En este punto elegimos las bombas que emplearemos en la instalación y el
diámetro de tubería, material y tipo de aislamiento, que dependerá del caudal
que pasa por el tramo y que en nuestro caso coincide con el que habíamos
calculado previamente.

30. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.20. Transol. Selección de las bombas y tuberías
Para el primario:
Caudal = 0.4 m3/h
Perdida de carga = 5.7 mca

31. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.21. Transol. Selección de las bombas y tuberías

32. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.22. Comparativa resultados.
NO CUMPLE
(FSOLAR<67%)

33. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.23. Otros detalles constructivos
A fin de evitar un exceso de Temperatura, se opta en el primario por sistema
Drainback para el llenado y vaciado de los captadores. Se elige un sistema de
la marca Segursol como el que se muestra en la figura.
• Sistema compacto.
• Mide temperatura
captadores.
• Si Tªalta, acumula el
líquido en el depósito
y para la bomba.
•Evita utilización de
vaso de expansión.

34. 3. Instalación Térmica (ACS).
3.24. Esquema de principio

35. 4. Instalación Fotovoltaica
4.1. Introducción y objetivo
El objeto de la instalación fotovoltaica será aprovechar la cubierta
disponible para generar la máxima Energía eléctrica posible con el fin
de venderla directamente a la compañía eléctrica.
Está instalación estará formada por paneles fotovoltaicos conectados
entre si a uno o varios inversores que convertirán la corriente continua
en corriente alterna para ser enviada directamente a la red eléctrica
pública a través de las correspondientes protecciones.

36. 4. Instalación Fotovoltaica
4.2. Principal Normativa aplicable
• Documento Básico de la Edificación "CTE – DB – HE5: Contribución
fotovoltaica mínima de energía eléctrica
• Pliego Condiciones Técnicas para instalaciones conectadas a red IDAE.
• R.D. 436/2004, de 2 de Marzo, por el que se establece la metodología
de actuación y sistematización del régimen jurídico y económico de la
actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial.
• R.D. 1663/2000, de 29 de Septiembre, sobre conexión de
instalaciones fotovoltaicas a la red de baja tensión.
• Reglamento electrotécnico para baja tensión
• Real Decreto 1955/2000 por el que se regulan las actividades
relacionadas con el trato de la de energía eléctrica.

37. 4. Instalación Fotovoltaica
4.3. Distribución de paneles y calculo
Se prueban posibles opciones de distribución de paneles en la azotea con el
espacio disponible tras la instalación de captadores térmicos y las
correspondientes sombras
Para aprovechar al máximo una superficie libre de sombras y que no interfiera
con posibles cambios en la instalación térmica (son dos instalaciones
independientes )
Se opta por una instalación en pérgola sobre parte de la azotea.
Está instalación presenta diversas ventajas:
• Esta libre de sombra cercanas
• Permite una distribución uniforme
• Contribuye a proporcionar una zona de sombra en la cubierta, reduciendo
el calor que penetra en el edificio en verano, útil en una ubicación como
Sevilla. Además, permite una zona transitable bajo ella de uso para los
usuarios del edificio.

38. 4. Instalación Fotovoltaica
4.4. Distribución de paneles y calculo

39. 4. Instalación Fotovoltaica
4.5. Cálculos Teóricos. Distancia paneles.
La pérgola nos permite diversas distribuciones, pero la optima se
encuentra con la utilización de un panel horizontal, en 3 filas
separadas entre si 158 cm, según los cálculos que se pueden observar
a continuación.
Esto nos da un total de 45 paneles que a
160Wp para un modelo elegido,
proporcionan:
7,2kWp

40. 4. Instalación Fotovoltaica
4.6. Cálculos Teóricos. Selección Inversor.
Se prueba entre dos inversores para elegir el más adecuado por
potencia:
SUNWAYS NT 10000 ( P máxima: 12000 Wp)
2x12000=24KWp (descartado por sobrepasar demasiado la potencia instalada)
FRONIUS IG 30 (P maxima: 2500 Wp)
(Rango tensiones seguimiento MPP 150 – 400V – I. máxima/entrada 19 A)
3x2500=7,5 KWp (en principio contamos con 2 uds.)

41. 4. Instalación Fotovoltaica
4.7. Cálculos Teóricos. Verificación Inversor.
Rendimiento máximo 94,3% / Rendimiento europeo 93,5%
– 15 PANELES INVERSOR 1 : 5+5+5
– 15 PANELES INVERSOR 2 : 5+5+5
– 15 PANELES INVERSOR 3 : 5+5+5
Rango de Tensiones: 5 x V mpp (tensión en el punto de max potencia captador)
5 x 36,2V=181V
Intensidad de Rama:
Icc x3=4,79 A x 3 (Intensidad de cortocircuito) = 14,37 A <29,4 A
Comprobaciones Temperaturas Extremas
Vco(70ºC) = Vco stc – (0,144 ·45) (TK Vco x ∆T)= 44,2 – 6.48=37,72 V x 5= 188,6 V >150V
Vco(-10º) = Vco stc + (0,144·35) = 44,2 + 5.04=49.24 V x 5 = 246,2 V < 400V

42. 4. Instalación Fotovoltaica
4.7. Cálculos Teóricos. Verificación Inversor.
Calculo del PR
(valores teóricos entre 0,7 y 0,75)
– % Temperatura (a calcular)
– % Dispersión (5%)
– % Suciedad (3-7%)
– % distribución (3%)
– % Convertidor (10-15%)
– % disponibilidad (1%, 1,5% final de linea)
%Temperatura = Kc(Vco) ·∆T / Vco = (0,144·20)/44,2 = 6,5%
PR = 0,705 = 0,935 · 0,95 · 0,95 · 0,97 · 0,88 · 0,99

43. 4. Instalación Fotovoltaica
4.8. Cálculos Teóricos. Calculo energía Anual.
ENERGÍA ANUAL PRODUCIDA Y PRODUCCIÓN SISTEMA (PS) ó ENERGÍA ESPECÍFICA.
E = Ppico · Ranual (HSP) · ηsombras · PR
– HSP (0º) = 16 MJ / 3,6 (Una hora solar pico equivale a 3.6 MJ/m2 o, lo que es lo mismo, 1
kWh/m2.)=4,44 kWh/m2.
– K=1,17 (MEDIA ANUAL)
– HSP (30º) 4,44 · 1,17 = 5,2 HSP
Eª.anual = 7,2 ·5,2 · 1 · PR · 365 = 9634 kWh / año
PS [kWh/kWp] = 9634 / 7,2 = 1338 kWh / kWp

44. 4. Instalación Fotovoltaica
4.9. Ficha Técnica Panel.

45. 4. Instalación Fotovoltaica
4.10. PVSyst. Predimensionado.
Inicialmente realizamos el pre dimensionado para el PVSyst, mostrándonos
un cálculo similar al realizado de forma estática, lo cual nos indica que
vamos por el buen camino.

46. 4. Instalación Fotovoltaica
4.11. PVSyst. Predimensionado.

47. 4. Instalación Fotovoltaica
4.12. PVSyst. Resultados Simulación. INFORME 1.

48. 4. Instalación Fotovoltaica
4.12. PVSyst. Resultados Simulación. INFORME 2.

49. 4. Instalación Fotovoltaica
4.12. PVSyst. Simulación. INFORME 3.

50. Esquema
Unifilar

51. 6. Plano final de instalación

52. 7. Resultado Final en 3D

53. GRACIAS POR VUESTRA ATENCIÓN
Feliz Navidad y un gran 2013