Ampliación y remodelación de Valdesquí

Abstract

Valdesquí es una estación de esquí de Madrid. Es una estación pequeña, con pocas pistas y todos los equipos que se usan (telesillas, cañones de nieve, telesquíes…) son viejos y normalmente reciclados de otras estaciones de Europa. Es por esto que Valdesquí no atrae mucho público y casi todos los esquiadores de Madrid prefieren no esquiar hasta que se hagan un viaje a otro sitio de España como Pirineos o Sierra Nevada. El proyecto propone crear una nueva pista, ampliando así la estación, y que esta incluya la última tecnología del mercado en cuanto a cañones y telesillas, para hacer del esquí en esta estación algo más disfrutable. También se van a escoger para este proyecto la última tecnología para minimizar los consumos, se va a mirar muy de cerca el ahorro energético y se va a incluir en la estación unos paneles solares para intentar que parte de la energía proceda de fuentes renovables propias. Estos cambios también están alineados con los Objetivos de Desarrollo Sostenible, se busca generar energía asequible y no contaminante (ODS 7), producción y consumo responsables (ODS 12) y acción por el clima (ODS 13). La primera parte del proyecto consiste en la ampliación de la estación construyendo una nueva pista. Dentro de esta pista se van a incluir un telesilla, iluminación para poder esquiar de noche, unos cañones de nieve y la estación de bombeo necesaria para llevar el agua a los cañones. Los paneles que se incluyen en el proyecto van a intentar generar toda la energía necesaria para esta nueva pista, excluyendo el telesilla, que tiene un consumo demasiado elevado. La nueva pista tiene una distancia de 835 m y una diferencia de altura de 252 m. Con estos cambios y teniendo en cuenta las temperaturas en Valdesquí, se estima que la pista va a abrir de 9:00 a 20:00 y durante unos 5 meses al año. Se han escogido los cañones de nieve TITAN 4.0 de “Demaclenko”, con estas dimensiones hace falta instalar 5 cañones. Se estima que la nieve se derrite a ritmo de 1cm/h de media en las horas en las que la pista está abierta. Por tanto, los cañones en 13 horas de pista cerrada, deben generar 11cm de nieve. Esto quiere decir que los cañones trabajan consumiendo 683,15 kWh al día, en total teniendo en cuenta los 5 cañones y cada uno necesita un caudal de agua de 5,48 l/s. A cada cañón de nieve se le estima un valor de 9.000 € y como se cuenta con un 5 el precio total rondará los 45.000 €. Lo siguiente que se instala es la estación de bombeo. Para esto se estudian dos opciones distintas, instalar una sola bomba, o instalar 5, una por cada cañón. Si se instala una sola bomba, esta tiene un precio de 43.960€ y un consumo de 156,1 kW con un rendimiento muy bajo, de 40,56 %. La opción de poner varias bombas cuenta con 5 bombas distintas, todas trabajan en un rendimiento de entre 71,24 % y 78,02 %. El precio total de la instalación de las 5 bombas es como máximo de 24.715 € que puede ser abaratado por el hecho de comprar varias bombas y de instalarlas todas a la vez. En total todas las bombas funcionando consumen 46,538 kW que, a lo largo de un día de pista abierta, son 604,994 kWh. Con estos datos, se puede observar que claramente la opción de varias bombas es mucho mejor, no solo por el precio, sino también por el consumo. El posterior paso es poner las luces para el esquí nocturno. Se van a usar unos paneles LED para instalaciones deportivas. Teniendo en cuenta las dimensiones de la pista, hacen falta 54 focos de estas características. En total consumen 2700W y como estarán encendidos una media de 3 horas por jornada de esquí, el total del consumo es 8,1 kWh. Las luces representan un consumo muy pequeño frente al total de la pista incluso aunque se deje fuera de este análisis el telesilla, solo comparado con cañones y bombas es un 0,6 %. Ahora se propone instalar paneles solares para poder generar energía propia y usarla para la nueva pista. El objetivo es que estos paneles puedan cubrir el consumo de los cañones de nieve, de los focos y de las bombas hidráulicas de la nueva pista (esto es en un principio la generación solar siempre se puede seguir ampliando). El consumo total de estos equipos a lo largo de 24 horas de pista abierta es de 1296,44 kWh. Para cubrir estos consumos se van a emplear unos paneles de 420W-440W del fabricante “Sunpower” y se va a necesitar una instalación de 1300 paneles, que ocupa una superficie de unos 2500 m2. Es muy fácil conocer las ventajas de colocar paneles en zonas de mucho sol ya que la irradiación es mayor y existen menos precipitaciones, pero los paneles en zonas como Valdesquí también tienen sus ventajas que son principalmente dos, temperaturas más bajas y el efecto albedo. Un panel pierde eficiencia a medida que suben las temperaturas. Si se comparan las temperaturas de Valdesquí con las de Madrid capital, las de Valdesquí son notablemente menores, eso se traduce en que esta instalación en Madrid pierde 15.493 kWh al año solo por el efecto de la temperatura, lo que son 5.429 €. También está el efecto albedo, este consiste en que la nieve refleja la radiación mucho más que el suelo (el albedo del suelo es de 0,2 y el de la nieve es de 0,8-0,9) y por tanto al panel le llega mas irradiación. Es un poco impredecible porque hace falta nieve y depende mucho del año, pero la nieve consigue que los paneles generen un 6 % más de energía. La inversión necesaria se estima en 325.000 € y la media diaria de generación a lo largo de un año es de 2,096 MWh (varía según el mes). En total anualmente se ahorran casi 100.000 € lo que significa que en menos de 4 años ya se ha recuperado la inversión. El principal problema de los paneles es que cuando más energía generan es en los meses de verano, en los cuales la estación no está abierta y a pesar de ser los meses que más se genera son los que menos beneficio tienen, ya que la energía generada se vende a la red por un precio mucho menor que el de la compra. Luego se va a instalar el telesilla. Tiene que recorrer toda la nueva pista de principio a fin, 835 m, y superar una altura de 252 m. Se va a instalar un telesilla desembragable de 4 personas por silla del fabricante “Leitner”. Un telesilla de estas características consume 441 kW que a lo largo de una jornada son 4.851 kWh, que es casi 4 veces más, que lo que consumen los cañones, bombas y luces de la nueva pista. El mayor problema de este proyecto es que no se propone una forma de cubrir este consumo tan alto porque haría falta una instalación solar demasiado grande. Lo último que se propone es cambiar la maquinaria que ya está instalada por una más actual. En Valdesquí todo el equipamiento es viejo y por tanto muy ineficiente. En los últimos años lo motores han mejorado entre un 3% y un 5% en eficiencia. De forma aproximada se ha calculado que la estación consume 56.765 kWh al día. Si ahora se consigue mejorar ese número y disminuirlo un 3-5%, el ahorro anual es de 85.000-140.000 € y el coste de cambiarlo todo se estima en 600.000-900.000 €. Los resultados finales son positivos. El proyecto requiere en total una inversión bastante grande, 661.455 € para toda la parte de la nueva pista más los paneles y de 600.000-900.000 € para la remodelación. A pesar de ser una gran cantidad de dinero el ahorro energético es muy grande y, por tanto, la inversión se recupera rápido, lo que significa que el proyecto es viable. También se cumplen todos los objetivos, tanto los alineados con los Objetivos de Desarrollo Sostenible como los que no.

Valdesquí is a ski resort in Madrid. It is a small resort, with few slopes and all the equipment used (chairlifts, snow cannons, ski lifts...) is old and usually recycled from other resorts in Europe. Therefore, Valdesquí does not attract much public and almost all skiers from Madrid prefer not to ski until they take a trip to another place in Spain such as the Pyrenees or Sierra Nevada. The project proposes to create a new slope, thus expanding the resort, and to include the latest technology in the market in terms of canyons and chairlifts, to make skiing in this resort more enjoyable. The latest technology will also be chosen for this project to minimize consumption, energy savings will be closely monitored and solar panels will be included in the resort to try to ensure that part of the energy comes from its own renewable sources. These changes are also aligned with the Sustainable Development Goals, the aim is to generate affordable and non-polluting energy (SDG 7), responsible production and consumption (SDG 12) and climate action (SDG 13). The first part of the project consists of expanding the station by building a new runway. This slope will include a chairlift, lighting for night skiing, snow cannons and the pumping station needed to deliver water to the cannons. The panels included in the project will try to generate all the energy necessary for this new slope, excluding the chairlift, which has a too high consumption. The new track has a distance of 835 m and a height difference of 252 m. With these changes and considering the temperatures in Valdesquí, it is estimated that the slope will be open from 9:00 to 20:00 and for about 5 months a year. For this project, the cannons chosen are the TITAN 4.0 of "Demclenko", with these dimensions it is necessary to install 5 cannons. It is estimated that the snow melts at a rate of 1cm/h on average during the hours when the slope is open. Therefore, in 13 hours of closed slope, the snow guns should generate 11cm of snow. This means that the cannons work consuming 683,15 kWh per day, in total considering the 5 cannons, also each one needs a water flow rate of 5,48 l/s. Each snow cannon is estimated to have a value of 9.000 € and as there are 5 of them, the total price will be around 45.000 €. The next thing to be installed is the pumping station. For this, two different options are studied, to install a single pump, or to install 5, one for each cannon. If a single pump is installed, it has a price of 43.960 € and a consumption of 156,1 kW with a very low efficiency of 40.56%. The option of installing several pumps has 5 different pumps, all working at an efficiency of between 71,24 % and 78,02 %. The total price of the installation of the 5 pumps is a maximum of 24.715 €, which can be reduced by buying several pumps and installing them all at the same time. In total, all the pumps in operation consume 46,538 kW which, over the course of an open track day, is 604,994 kWh. With this data, it can be seen that clearly the multi-pump option is much better, not only for the price, but also for the consumption. The next step is to install the lights for night skiing, LED panels for sports facilities will be used. Taking into account the dimensions of the slope, 54 such lights are needed. In total they consume 2700W and as they will be on for an average of 3 hours per skiing day, the total consumption is 8.1 kWh. The lights represent a very small consumption compared to the total of the slope even if the chairlift is left out of this analysis, only compared to cannons and pumps it is a 0,6 %. It is now proposed to install solar panels to be able to generate their own energy and use it for the new slope. The objective is that these panels can cover the consumption of the snow cannons, the spotlights and the hydraulic pumps of the new slope (this is for a beginning, the solar generation can always be extended). The total consumption of this equipment over 24 hours of open resort is 1296.44 kWh. To cover these consumptions, 420W-440W panels of the manufacturer "Sunpower" will be used and an installation of 1300 panels will be needed, which occupies an area of approximately 2500 m2. It is very easy to know the advantages of placing panels in sunny areas because the irradiation is higher and there is less rainfall, but the panels in areas like Valdesquí also have their advantages which are mainly two, lower temperatures and the albedo effect. A panel loses efficiency as temperatures rise. If we compare the temperatures of Valdesquí with those of Madrid, those of Valdesquí are significantly lower, which means that this installation in Madrid loses 15.493 kWh per year only by the effect of temperature, which is 5.429 €. There is also the albedo effect, which means that the snow reflects the radiation much more than the ground (the albedo of the ground is 0.2 and the albedo of the snow is 0.8-0.9) and therefore the panel receives more radiation. It is a bit unpredictable because snow is needed and it depends a lot on the year, but the snow makes the panels generate 6% more energy. The necessary investment is estimated at 325.000 € and the average daily generation over a year is 2,096 MWh (varies depending on the month). In total, almost 100.000 € are saved annually, which means that in less than 4 years the investment has already been recovered. The main problem with the panels is that they generate the most energy during the summer months, when the resort is not open, and despite being the months when the most energy is generated, they are the ones with the least benefit, since the energy generated is sold at a much lower price than the purchase price. Then the chairlift is going to be installed. It must run the entire new slope from start to finish, 835 m, and overcome a height of 252 m. A detachable 4 person per chair chairlift from the manufacturer "Leitner" is to be installed. A chairlift of these characteristics consumes 441 kW, which over the course of a day is 4.851 kWh, which is almost 4 times more than what is consumed by the cannons, pumps and lights of the new slope. The biggest problem with this project is that it does not propose a way to cover this high consumption because it would require a very large solar installation. The last thing that is proposed is to change the machinery that is already installed for a more modern one. In Valdesquí all the equipment is old and therefore very inefficient. In recent years the motors have improved in efficiency by 3% to 5%. Approximately it has been calculated that the resort consumes 56.765 kWh per day. If we can now improve that number and reduce it by 3-5%, the annual savings would be 85.000-140.000 € and the cost of changing everything is estimated at 600.000-900.000 €. The final results are positive. The project requires in total a rather large investment, 661.455 € for the whole part of the new runway plus the panels and about 600.000-900.000 € for the remodeling. Despite being a large amount of money, the energy savings are very large and therefore the investment is quickly recovered, which means that the project is viable. All targets are also met, both those aligned with the Sustainable Development Goals and those that are not.