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SOLUCIONES DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
Y CONFORT TÉRMICO EN EDIFICACIONES A PARTIR
DE MODELADO ENERGÉTICO
ENERGY EFFICIENCY AND THERMAL COMFORT SOLUTIONS FOR BUILDINGS
BASED ON ENERGY MODELING
William P. Guamán
1
, Jonathan A. Chicaiza
2
, Byron J. Vilcasana
3
,
Gabriel N. Pesántez
4
, Xavier A. Proaño
5
Recibido: 20/04/2022 y Aceptado: 06/06/2022
ENERLAC. Volumen VI. Número 1. Junio, 2022 (120 - 133)
ISSN: 2602-8042 (impreso) / 2631-2522 (digital)
Foto de Sergei A de Pexels.
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RESUMEN
En este trabajo se realiza el análisis de la
eficiencia energética en edificaciones mediante
la herramienta de código abierto OpenStudio
aplicando normativas como: ASHRAE 90.1-2016
y la Norma Ecuatoriana de Construcción (NEC).
En primera instancia, se realizó una investiga-
ción bibliográfica de normativas de eficiencia
energética en edificaciones. Posteriormente se
buscó información acerca de los planos arqui-
tectónicos del edificio Matriz UTC, reportes de
consumo de energía eléctrica mensual del año
2019 y se realizó el levantamiento de cargas
eléctricas mediante una visita in sutu. Luego,
se plantearon tres casos de estudio: caso base,
inclusión de sistemas HVAC y energía fotovol-
taica. Luego, se valida el modelo en OpenStudio
mediante los coeficientes NMBE y CV(RMSE),
comparando el consumo de energía eléctrica
mensual del año 2019 con los resultados de
la simulación en OpenStudio. Como resultados
se obtiene que la inclusión de sistemas HVAC
representa un incremento del 34.78% en
el consumo de energía eléctrica anual y el
sistema fotovoltaico será capaz de generar
352.210 MWh/año, energía que sirve para
satisfacer el incremento de la demanda gene-
rada por los sistemas HVAC.
Palabras clave: Eficiencia energética, consumo
eléctrico, sistemas HVAC, sistemas fotovoltaicos,
modelado energético.
ABSTRACT
In this work, an analysis of energy efficiency in
buildings is carried out using the open source
tool OpenStudio, applying standards such as:
ASHRAE 90.1-2016 and the Ecuadorian Cons-
truction Standard (NEC). First, a bibliographic re-
search of energy efficiency standards in buildings
1 Universidad Técnica de Cotopaxi. Ecuador.
wilian.guaman8956@utc.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-9905-8231
2 Universidad Técnica de Cotopaxi. Ecuador.
jonathan.chicaiza0570@utc.edu.ec
3 Universidad Técnica de Cotopaxi. Ecuador.
byron.vilcasana2541@utc.edu.ec
4 Universidad Técnica de Cotopaxi. Ecuador.
gabriel.pesantes3889@utc.edu.ec
5 Universidad Técnica de Cotopaxi. Ecuador.
xavier.proano@utc.edu.ec
122
was carried out. Subsequently, information
was sought about the architectural plans
of the UTC Matriz building, monthly electricity
consumption reports for the year 2019 and
a survey of electrical loads was carried out
through an on-site visit. Then, three case
studies were proposed: base case, inclusion of
HVAC systems and photovoltaic energy. Then,
the model is validated in OpenStudio through
the NMBE and CV(RMSE) coefficients, compa-
ring the monthly electricity consumption of
2019 with the simulation results in OpenStudio.
The results show that the inclusion of HVAC
systems represents an increase of 34.78% in
annual electricity consumption and the photo-
voltaic system will be able to generate
352.210 MWh/year, energy that serves to
meet the increased demand generated by the
HVAC systems.
Keywords: Energy efficiency, electrical
consumption, HVAC systems, photovoltaic systems,
energy modeling.
INTRODUCCIÓN
Gran parte de los edificios públicos en Ecuador
fueron diseñados sin considerar criterios de
eficiencia energética, lo que ocasiona un alto
consumo energético. Además, no se consideró
el ingreso de generación in situ mediante
fuentes renovables como la energía solar foto-
voltaica, producida cuando la luz solar incide
sobre las células solares (Colegio Oficial de
Ingenieros de Telecomunicación, 2002).
Por otra parte, el confort térmico en edifica-
ciones se debe ajustar a los requerimientos de
la Normativa Ecuatoriana de la Construcción
(NEC), que establece como aceptable una tem-
peratura de 22 °C, por lo que se hace necesario
la implementación de sistemas de aire acon-
dicionado y calefacción (HVAC), cuya función es
brindar comodidades de temperatura, humedad
de aire y calidad de aire, independientemente
de las condiciones climáticas exteriores o ad-
yacentes (Gulati, 2012). Para evaluar los cambios
en el consumo de energía en el edificio, se puede
emplear el modelado energético, que consiste
en el uso de software profesional para analizar
edificios o instalaciones complejas y a partir de
allí, obtener los resultados de su consumo ener-
gético y el coste de los equipos de acondi-
cionamiento térmico (ASHRAE, 2018).
Varios trabajos se han realizado en la región
utilizando modelado energético, por ejemplo,
Bravo Muñoz (2016) realizó un estudio sobre
la aplicación de EnergyPlus como herramienta
de simulación energética para edificios con el
objetivo de conocer las ventajas y desventajas
que presenta esta aplicación, por lo cual deduce
que EnergyPlus presenta beneficios importan-
tes con respecto a programas como LIDER o
CALENER, como motor de cálculo de cargas
térmicas. Por otro lado, la investigación de
Caderot Bofill (2017) caracteriza una parte
del edificio EEBE de la Universidad Politécnica
de Cataluña mediante el uso de OpenStudio
para predecir el consumo de energía, propo-
Gran parte de los
edificios públicos en
Ecuador fueron diseñados
sin considerar criterios
de eficiencia energética,
lo que ocasiona un alto
consumo energético.
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Guamán, William P.; Chicaiza, Jonathan A. ; Vilcasana, Byron J.; Pesántez, Gabriel N.; Proaño, Xavier A.
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niendo como solución es reducir el consumo
en el acristalamiento de las ventanas, en la
fachada y en el uso de energías renovables.
El proyecto de Galán Parras (2014), realiza
un estudio de demanda energética utilizando
EnergyPlus en el edificio del campus central
de la Universidad de El Salvador. Este campus
presenta un gran consumo de energía eléctrica
y lo cual se ve reflejado en las facturas men-
suales del consumo eléctrico. Para dar posibles
soluciones realizan el modelo de línea base y
así proponer propuestas de ahorro energético
como el cambiar de luminarias y sistemas eléc-
tricos más eficientes. También, Trezza (2018)
analiza el comportamiento energético de una
vivienda compuesta por dos domos divididos
a través del simulador energético EnergyPlus,
para mejorar la eficiencia energética de la
vivienda el autor plantea cambiar el color de
acabado a blanco, usar elementos de protec-
ción solar tipo cortina y sustitución de los
acristalamientos.
El campus de la Universidad Técnica de Coto-
paxi se encuentra ubicado en Ecuador, ciudad
de Latacunga, y dispone de dos bloques de
edificios (A y B) que están conectados por pa-
sillos en los laterales y conforman el edificio
Matriz UTC. El consumo promedio anual de
electricidad en el edificio durante el 2019
fue 558.676 kWh entre iluminación, y equipos
eléctricos. Latacunga, es una ciudad con clima
continental templado, bajas temperaturas que
en promedio se acercan a los 8°C. De ahí que,
este trabajo propone alternativas para mejorar
la eficiencia energética del edificio al tiempo
que se ajusta a los niveles de confort recomen-
dados por la NEC.
METODOLOGÍA
En este apartado se detalla una explicación
simplificada de la metodología a utilizar con las
herramientas que se usaron para la simulación
energética y el dimensionamiento del sistema
de energía fotovoltaica. Para ello se tomarán
como referencia las siguientes normativas:
(NEC) (2018), ANSI/ASHRAE/IES 90.1(2016),
ASHRAE 14 (2002) y Resolución Nro. ARCONEL
– 003/18 (2018).
Las herramientas que utilizadas para evaluar
la eficiencia energética del edificio Matriz
UTC son el software SketchUp que permite
dibujar y modelar la geometría de los edificios
en 3D; el simulador OpenStudio sirve para el
ingreso de variables como cargas eléctricas,
térmicas, horarios y materiales de construcción
junto con el motor de cálculo de EnergyPlus;
y por último el software PVsyst, que permite
dimensionar un sistema fotovoltaico conectado
a la red.
Caso base
En el caso base se tomaron como referencia
las condiciones originales de la edificación:
materiales de construcción para superficies
(techos, suelos, paredes) y sub superficies (ven-
tanas y puertas), cargas eléctricas (luminarias
y equipos eléctricos), en la Tabla 1 se presentan
los datos del consumo mensual de energía
eléctrica obtenidos a partir de las planillas de
consumo del año 2019, considerando que en
dicho año el estado de emergencia de la pan-
demia asociada al COVID19 aún no se presentó.
Para evaluar los cambios
en el consumo de energía en el
edificio, se puede emplear el
modelado energético, con el
uso de software para obtener
los resultados de su consumo
energético y el coste
de los equipos de
acondicionamiento térmico.
124
Tabla 1. Consumo de energía eléctrica del edificio Matriz UTC año 2019.
Mes Consumo de Energía
(kWh)
Demanda Pico
(kW)
Costo
($)
1 53,265.00 147 3,805.02
2 43,371.00 138 3,614.94
3 38,620.00 123 3,226.13
4 51,289.00 153 3,746.09
5 52,773.00 155 4,299.01
6 52,097.00 138 3,718.11
7 53,617.00 134 4,278.34
8 33,126.00 98 2,684.62
9 39,806.00 134 3,286.82
10 47,975.00 147 3,917.38
11 48,133.00 150 3,943.94
12 44,604.00 159 3,715.00
Total 558,676.00 1,676.00 44,235.40
Fuente: Elaboración propia.
Para modelar una edificación es necesario
contar con planos arquitectónicos, donde se
especifiquen las dimensiones de cada espacio,
los materiales de construcción de techos, puer-
tas, ventanas y paredes. El edificio Matriz UTC
posee una potencia instalada de 300 kVA,
principalmente el consumo de energía eléc-
trica se da por las luminarias demandan un
49% y los equipos eléctricos representan el
51% restante. A continuación, en la Figura 1 se
muestra el edificio modelado al que se le aña-
den las cargas en la opción loads de OpenStudio.
Figura 1. Modelado completo del edificio Matriz UTC.
Fuente: Elaboración propia.
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Caso 1: Inclusión de sistemas HVAC
Se añaden sistemas HVAC para la calefacción,
ventilación y agua caliente sanitaria en el edifi-
cio con la finalidad de ajustarse a los criterios
de confort térmico definidos en la NEC. Para
ello se mantienen constantes, el tipo de cons-
trucción, las cargas de iluminación, personas,
equipos eléctricos y los horarios de uso de
todos los tipos de espacio. Mientras que, en la
pestaña de horarios de OpenStudio se creará
un horario nuevo para añadir los termostatos,
y por último la pestaña de sistemas HVAC se
propone un equipo de calefacción y ventilación.
Sistema HVAC
En cuanto al horario de operación de HVAC,
se lo realiza por medio de un horario de
“siempre encendido en discreto” que se basa
en los siguientes criterios:
• El sistema de ventilación entra en fun-
cionamiento automático a una tempera-
tura mayor de 22°C y el sistema de
calefacción entrará en funcionamiento
automático a una temperatura menor
de 22°C.
• En la configuración del ciclo nocturno
se implementan sensores de presencia,
de modo que si no hay personas o
movimiento físico el sistema permane-
cerá apagado.
Sistema de agua caliente
Se escogió una plantilla con dos sistemas
de servicio de agua caliente para el bloque
A y el bloque B. En la Tabla 2 se muestra
la descripción y capacidad de los elemen-
tos del sistema de agua caliente. Este
proceso se basa en la normativa ANSI/
ASHRAE/IES Standard 90.1-2016. Sección
7. Servicio de Calentamiento de Agua,
donde se recomienda tener en cuenta
ciertos aspectos que mejoran la eficiencia
energética como:
• Los calentadores de agua de resisten-
cia eléctrica están disponibles con pér-
didas en espera tan bajas como 0.06%
por hora.
• Eficiencia térmica mínima admisible es
del 80 %.
• El control debe ajustar la temperatura
a 49°C (120°F), a menos que el fabrican-
te del equipo especifique un mínimo
más alto para evitar la condensación y
la corrosión resultante.
• La norma exige que estos controles
de bomba de circulación proporcionen un
máximo de cinco minutos entre el final
del ciclo de calefacción y el apagado de
la bomba de circulación.
Tabla 2. Elementos para el dimensionamiento del sistema de agua caliente.
Descripción Capacidad Eficiencia
Bomba de presión variable 179.33 kPa 90%
Calentador de agua 845 kW 95%
Setpoint Manager 6.72 °C a 49 °C -
Fuente: Elaboración propia.
126
Caso 2: Inclusión de Energía Fotovoltaica
El diseño del sistema fotovoltaico debe tener
como objeto reducir el consumo de energía
de la red y debe estar condicionado a la emi-
sión de factibilidad de conexión de la empresa
distribuidora. Con la ayuda de PVsyst (García
Castro, 2015) se simuló un sistema fotovol-
taico conectado a la red para el bloque A y el
bloque B del edificio Matriz UTC.
• Orientación e inclinación
Se desarrolló la simulación del edificio Matriz
UTC considerando que la inclinación de los
paneles fotovoltaicos para aprovechar al
máximo la radiación esta definida en el trabajo
de Guerrero García (2019), aplicando la
Ecuación (1):
β
opt
= 3.7 + 0.69 * |φ| (1)
ANALISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS
En este apartado se detallan los resultados
obtenidos en la simulación de OpenStudio
para los tres casos de estudio propuestos en la
sección precedente: caso base, inclusión del sis-
tema HVAC e inclusión de Energías Renovables.
Simulación del caso base
En la Tabla 3 se presenta la comparación de
los valores del consumo mensual en kWh
de la edificación Bloque A y B de la Matriz
UTC, además se detalla la demanda pico
por mes y finalmente el costo mensual del
consumo de energía eléctrica basados tanto
en las planillas del consumo real que se da
en dicha edificación y la simulación en el
software OpenStudio.
Tabla 3. Comparación del consumo de energía eléctrica del caso base
Consumo de energía eléctrica
en planillas
Consumo de energía eléctrica
en OpenStudio
Mes Consumo
de energía
(kWh)
Demanda
pico
(kW)
Costo
($)
Consumo
de energía
(kWh)
Demanda
pico
(kW)
Costo
($)
1
53,265.000 147.000 3,805.020 54,893.000 177.580 3,898.950
2
43,371.000 138.000 3,614.940 48,146.000 177.580 3,638.670
3
38,620.000 123.000 3,226.130 38,773.000 127.750 2,774.270
4
51,289.000 153.000 3,746.090 52,978.000 177.430 3,820.750
5
52,773.000 155.000 4,299.010 55,225.000 177.430 5,346.840
6
52,097.000 138.000 3,718.110 49,374.000 177.430 5,063.240
7
53,617.000 134.000 4,278.340 55,225.000 177.430 5,346.840
8
33,126.000 98.000 2,684.620 35,318.000 113.830 3,423.670
9
39,806.000 134.000 3,286.820 33,861.000 113.830 2,445.310
10
47,975.000 147.000 3,917.380 49,736.000 154.440 3,456.710
11
48,133.000 150.000 3,943.940 46,070.000 154.440 3,316.690
12
44,604.000 159.000 3,715.000 48,098.000 154.440 3,394.440
Total
558,676.000 1,676.000 44,235.400 567,697.000 1,883.610 45,926.380
Fuente: Elaboración propia.
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• Validación de resultados del caso base
Para la validación de resultados del caso
base se utilizó el coeficiente de variación del
error cuadrático medio CV(RMSE) y el error
medio de sesgo NMBE para cuantificar la
desviación entre la medición y simulación.
El primero debe estar entre 5% y el segun-
do deberá ser inferior al 15%, ambos vienen
definidos en las Ecuaciones (2) y (3):
(2)
(3)
En la Figura 2 se comparan los resultados
del consumo de energía eléctrica entre los
datos de consumo reales y la simulación en
OpenStudio. Los resultados muestran que
existe similitud de los valores mensuales,
por ejemplo, en el mes de julio se consu-
me mayor cantidad de energía eléctrica
con 53.617 kWh, este valor obtenido por
planillas, mientras que en OpenStudio se
tiene 55.225 kWh. Además, el NMBE es
de -1.61% y CV(RMSE) del 5.59%, por lo
tanto, el modelo energético representa el
consumo energético real del edificio.
NMBE
=
*
* 100
Σ ( M
i
― S
i
)
1
M
n
i=1
n
CV (RMSE) =
*
* 100
Σ ( M
i
― S
i
)
2
1
M
n
i=1
n
Figura 2. Comparación del consumo eléctrico de planillas y simulación en OpenStudio
Fuente: Elaboración propia.
60000
50000
40000
30000
20000
10000
0
02
Consumo de energía eléctrica en planillas
Consumo de energía eléctrica en OpenStudio
468
Meses
Consumo de energía eléctrica
(kWh)
10 12 14
Simulación del caso 1: Inclusión del Sistema
HVAC
En la Tabla 4 se muestra la descripción, la
capacidad y la eficiencia de los elementos del
sistema HVAC utilizados para satisfacer los
criterios de confort térmico en los bloques
de edificios en estudio.
128
Tabla 4. Elementos para el dimensionamiento del sistema HVAC.
Descripción Capacidad Eficiencia
Bomba eléctrica de calefacción 10.82 kW 90%
Ventilador 924 cfm 70%
Setpoint Manager 22 °C -
Fuente: Elaboración propia.
Por otra parte, la Tabla 5 presenta los resul-
tados del consumo de energía eléctrica en
kWh, demanda pico y el costo mensual, tanto
del caso base como del caso 1. Una vez añadi-
do al programa sistemas HVAC como calefac-
ción, ventilación y servicio de agua caliente,
se observa que incrementa el consumo de
energía eléctrica, pasando de 567.697 kWh a
869.042 kWh de consumo anual de electrici-
dad, esto representa un incremento del 34.68%
de la energía consumida anualmente. Según la
norma ANSI/ASHRAE/IES Standard 90.1-2016,
los sistemas HVAC típicamente representan
entre un 30% y 50% del consumo total de
electricidad en la edificación.
Tabla 5. Comparación del consumo de energía eléctrica del caso base y caso 1
Consumo de energía eléctrica
del caso base
Consumo de energía eléctrica
con sistemas HVAC
Mes Consumo
de energía
(kWh)
Demanda
pico
(kW)
Costo
($)
Consumo
de energía
(kWh)
Demanda
pico
(kW)
Costo
($)
1
54,893.000 177.580 3,898.950 81,522.880 256.870 5,653.370
2
48,146.000 177.580 3,638.670 71,905.170 277.160 5,489.970
3
38,773.000 127.750 2.774.270 59,313.020 246.080 4,678.610
4
52,978.000 177.430 3,820.750 79,215.290 310.910 6,098.590
5
55,225.000 177.430 5,346.840 81,957.300 309.070 8,553.400
6
49,374.000 177.430 5,063.240 74,737.110 306.680 8,162.170
7
55,225.000 177.430 5,346.840 82,855.270 317.320 8,713.110
8
35,318.000 113.830 3,423.670 71,540.950 341.250 8,495.680
9
33,861.000 113.830 2,445.310 63,263.050 314.840 5,503.240
10
49,736.000 154.440 3,456.710 69,594.650 240.220 5,016.620
11
46,070.000 154.440 3,316.690 65,443.600 324.260 5,695.040
12
48,098.000 154.440 3,394.440 67,694.030 314.230 5,683.600
Total
567,697.000 1,883.610 45,926.380 869,042.000 3,559.000 88,034.520
Fuente: Elaboración propia.
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Adicionalmente en la Figura 3 se presenta la
variación del consumo mensual de energía
eléctrica por parte del sistema HVAC y el caso
base, es evidente que el consumo de energía
del sistema HVAC es superior, presentando el
pico más alto de consumo en el mes de Julio
con 82.855 kWh y el consumo el consumo
más bajo en el mes de marzo con 59.313 kWh
debido al periodo vacacional del edificio
matriz UTC.
Figura 3. Variación del consumo de energía eléctrica del caso base y caso HVAC.
Fuente: Elaboración propia.
Con respecto al costo de la energía consumida
tanto del caso base como del caso HVAC, se ob-
serva en la Figura 4 la evolución de los costos,
presentando un claro incremento del 34.68%
en la planilla eléctrica lo que representa el
consumo tanto del sistema de calefacción,
ventilación y servicio de agua caliente. el con-
sumo máximo se presenta en el mes de Julio que
asciende a un valor de $8,713.11 mientras
que, el consumo más bajo se presenta en el mes
de marzo con un valor de $4,678.11 debido a
que, en el edificio se presenta una baja afluen-
cia de estudiantes por el periodo de vacaciones
y deriva en un bajo consumo de energía eléctrica.
Consumo de energía eléctrica caso base
Consumo de energía eléctrica caso HVAC
Consumo de energía eléctrica
(kWh)
100000
80000
60000
40000
20000
0
02468
Meses
10 12 14
Figura 4. Comparación del costo de energía del caso base con el caso HVAC
Fuente: Elaboración propia.
Costo caso base
Costo caso HVAC
Meses
Consumo de energía eléctrica
(USD)
100000
80000
60000
40000
20000
0
151050
130
Para validar el correcto funcionamiento y
dimensionamiento del sistema HVAC se aplica
el concepto horas de cargas no satisfechas,
expresado en la norma ANSI/ASHRAE/IES Stan-
dard 90.1-2016. Donde las horas de carga no
satisfechas para el diseño propuesto no deberán
exceder las 300 (de las 8.760 horas simuladas).
Entonces, el diseño cumple con la normativa
impuesta ya que las horas no satisfechas pre-
sentes en la Tabla 6 son inferiores a las 300 horas.
Tabla 6. Horas no satisfechas
Zona Horas no satisfechas
(h)
Horas no satisfechas Occ
(h)
Zona térmica 1 107 33
Zona térmica 2 92 27
Zona térmica 3 99 29
Zona térmica 4 72 16
Zona térmica 5 98 32
Zona térmica 6 85 19
Zona térmica 7 92 27
Zona térmica 8 102 32
Zona térmica 9 0 0
Zona térmica 10 0 0
Zona térmica 11 94 29
Zona térmica 12 0 0
Zona térmica 13 0 0
Fuente: Elaboración propia.
Simulación del caso 2: Inclusión de Energías
Renovables
Se proyectó un sistema fotovoltaico con capa-
cidad de generación de 108.5 kWp para el
bloque A y para el bloque B de 93.9 kWp que en
conjunto satisfacen el consumo eléctrico aso-
ciado a la inclusión de los sistemas de HVAC
en el edificio Matriz UTC. Para establecer el
número de módulos totales necesarios a ser ins-
talados se utiliza la Ecuación (4):
(4)
Donde:
P
FV
: Potencia fotovoltaica máxima que admite
el inversor.
P
M
: Potencia del módulo fotovoltaico.
El número total de paneles del edificio A (N
TA
)
y edificio B (N
TB
) fueron calculados a partir de
las ecuaciones (5) y (6) respectivamente:
N
T
=
P
FV máx INV
P
M
SOLUCIONES DE EFICIENCIA ENERGÉTICA Y CONFORT TÉRMICO EN EDIFICACIONES A PARTIR DE MODELADO ENERGÉTICO
Guamán, William P.; Chicaiza, Jonathan A. ; Vilcasana, Byron J.; Pesántez, Gabriel N.; Proaño, Xavier A.
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OLADE – AUGM
(5)
(6)
La energía eléctrica que genera el sistema
fotovoltaico a una inclinación de 4 grados es
de 352.210 MWh/año. En la Figura 5 se mues-
tra el modelado del edificio Matriz UTC con la
inclusión de paneles fotovoltaicos con la orien-
tación e inclinación adecuada para aprovechar
al máximo la energía proveniente del sol.
N
TA
= 270
P
FV máx INV
P
M
= =
108.000
400
N
T
= 240
P
FV máx INV
P
M
= =
96.000
400
Figura 5. Vista 3D del edificio con inclusión de paneles fotovoltaicos.
Fuente: Elaboración propia.
Para la validación de resultados del caso 2,
se compara la generación anual de MWh
que produce en la simulación de OpenStudio
con la capacidad de generación que se obtiene
en el software PVsyst. En la Tabla 7 se repre-
sentan ambos resultados, la diferencia de
5.73% está asociada a que el modelo de PVsyst
incluye características particulares del panel
fotovoltaico que no fueron contempladas en
OpenStudio, en embargo, con fines ilustrati-
vos, se considera el error en el rango del 5%
aceptable para el modelo.
Tabla 7. Generación de energía eléctrica con energía renovable.
Software Energía generada anual
(MWh/año)
OpenStudio 373.650
PVsyst 352.210
Fuente: Elaboración propia.
132
CONCLUSIONES
El modelamiento del edificio matriz UTC fue
realizado en base a la geometría real que
presentan los planos arquitectónicos, el levanta-
miento de cargas eléctricas definidas como car-
gas por iluminación y equipamiento eléctrico
representan un consumo del 558.676 kWh
anuales.
El sistema HVAC diseñado en la herramienta
de código abierto OpenStudio garantizará el
confort térmico de la edificación, la normativa
ASHRAE 90.1.2016 posee parámetros para
satisfacer las necesidades tanto de calefacción,
ventilación y servicio de agua caliente. Tenien-
do en cuenta estos aspectos, el consumo de
energía eléctrica aumentó un 34,48% en
comparación a la planilla real, de igual manera
el costo del consumo de electricidad aumento
un 47,83%. Mientras que, las pérdidas de
calor en la envolvente disminuyeron en un
5% en comparación con el caso base.
El dimensionamiento del sistema fotovoltaico del
edificio Matriz UTC produciría 352.10 MWh/año
para satisfacer la demanda asociada a los
sistemas de HVAC. En OpenStudio se simularon
los edificios con la inclusión de paneles solares,
lo que arroja un valor de 375.150 MWh/año,
es válido el caso 2 ya que existe un 0.88% de
diferencia de generación eléctrica entre el
software PVsyst y OpenStudio.
La incorporación del sistema HVAC para el edi-
ficio Matriz UTC implica un crecimiento del
consumo de electricidad de 47,83% que sería
abastecido en su totalidad por la generación
del sistema fotovoltaico. Es decir, la energía
extra requerida para garantizar que la tempera-
tura sea de 22°C correspondiente al nivel de
confort térmico aceptable según la ASHRAE. ∎
Foto de Michael Wilson de Unsplash.
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