Optimización energética y sostenibilidad en viviendas: un enfoque práctico en la renovación de edificaciones antiguas

Abstract

El uso de energías renovables es una prioridad para la Unión Europea, que busca reducir la contaminación y las emisiones de CO2. El sector residencial se ha enfocado en la adopción de tecnologías sostenibles y eficientes. Este trabajo se centra en la optimización energética de una vivienda unifamiliar en Madrid, España, con el objetivo de mejorar la eficiencia energética mediante la implementación de energía solar. Se realizará un análisis exhaustivo de la demanda y consumo de la vivienda, identificando los elementos que contribuyen al consumo energético, como electrodomésticos, calefacción y generación de agua caliente sanitaria (ACS). La metodología incluye un estudio detallado de la instalación actual y un análisis de la literatura existente sobre tecnologías renovables adecuadas. La propuesta incluye un sistema combinado de paneles solares fotovoltaicos y térmicos, un sistema de acumulación de ACS y una caldera de condensación, sustituyendo a la antigua caldera eléctrica para maximizar el aprovechamiento de energía solar. Aunque se investigaron otras alternativas como la biomasa y la geotermia, se eligió la energía solar por su facilidad de instalación y el clima favorable de Madrid. Los resultados fueron positivos, con un ahorro anual estimado de 10704 kWh en energía eléctrica y 383 kWh en energía térmica, y un ahorro económico de 1325 € anuales. Para evaluar la viabilidad económica, se calculó el Valor Actual Neto (VAN) y el periodo de retorno, obteniendo valores de 558.91 € y 24 años respectivamente. Aunque el periodo de retorno es alto, la vida útil de los elementos instalados asegura beneficios económicos a largo plazo.

The European Union has prioritized the use of renewable energy to reduce pollution and CO2 emissions, with a particular focus on the residential sector. This dissertation examines the energy optimization of a single-family home in Madrid, Spain, aiming to enhance energy efficiency through renewable technologies, specifically solar energy. An exhaustive analysis of the home's energy demand and consumption is conducted, identifying key contributors such as appliances, heating, and domestic hot water (DHW) generation. The methodology includes a detailed study of the current installation and a review of existing literature on suitable renewable technologies. The proposed installation features a combined system of photovoltaic and thermal solar panels, a DHW accumulation system, and a condensing boiler, replacing the old electric boiler to maximize solar energy utilization. Solar energy was selected over alternatives like biomass and geothermal energy due to its ease of installation and Madrid's favorable climate. The study yielded positive results, with estimated annual savings of 10,704 kWh in electrical energy and 383 kWh in thermal energy, translating to an economic saving of €1325 annually. The economic viability was assessed using the Net Present Value (NPV) and the payback period, resulting in values of €558.91 and 24 years, respectively. Despite the long payback period, the longevity of the installed elements ensures long-term economic benefits.