10 años Energylab

Líneas de I+D+i

Energylab Área Edificación

Edificación sostenible

Edificios de consumo casi nulo de energía: nZEB

Desarrollo de estrategias integrales (edificio, instalaciones, energías renovables, sistemas de gestión) para la consecución de edificios nZEB, es decir, edificios de una muy alta eficiencia energética y cuya demanda de energía sea satisfecha en su mayor parte a través de energías renovables. Se destacan las siguientes líneas:

  • Hibridación de sistemas renovables para la implementación de sistemas innovadores de climatización (bomba de calor aerotérmica o geotérmica de alta eficiencia, calderas de biomasa, solar térmica y fotovoltaica, minieólica, otras ).
  • Investigación en sistemas urbanos eficientes de calefacción y refrigeración (sistema urbano de calefacción o refrigeración que utilice al menos un 50% de energía renovable, un 50% de calor residual, un 75% de calor cogenerado o un 50% de una combinación de estos tipos de energía y calor, según define la directiva 2012/27/UE).
  • Sistemas de almacenamiento energético y autoconsumo.
  • Sistemas de cogeneración de alta eficiencia.
  • Almacenamiento en materiales de cambio de fase (PCM).
  • Nuevos materiales de aislamiento y soluciones constructivas.
  • Evolución de estrategias de la arquitectura vernácula basadas en la interacción edificio-clima. (Sistemas: captadores, inerciales, generadores de movimiento de aire, de tratamiento del aire …)
  • Análisis y modificación del comportamiento térmico del edificio para su adaptación al cambio climático.
  • Realización de ensayos de equipos en laboratorio, modelización y simulación de componentes técnicos y de soluciones constructivas, análisis de soluciones integrales y realización de proyectos demostrativos.

Optimización de sistemas geotérmicos

Mejora de las prestaciones energéticas de los equipos de climatización y producción de ACS basados en la tecnología de bomba de calor por accionamiento eléctrico, a través de las siguientes líneas de trabajo:

  • Nuevos refrigerantes.
  • Aprovechamiento de calor sensible del gas refrigerante y de calores residuales.
  • Mejora de la eficiencia energética de los compresores.
  • Regulación y control (parámetros de funcionamiento, dispositivo de expansión del circuito frigorífico, integración de sistemas renovables para la generación eléctrica de accionamiento del compresor y otros consumos, etc.).
  • Producción a alta temperatura (ACS, district heating, usos industriales, etc.).
  • Hibridación con otros sistemas de generación térmica renovable.

Sistemas de Acumulación energética (térmica y eléctrica)

Optimización del aprovechamiento de fuentes renovables de energía térmica mediante la acumulación de calor y frío para la climatización a nivel de edificios y de distrito, a través de la investigación en las soluciones óptimas de acumulación térmica en función de la tipología de edificio y/o de distrito.

El objetivo es reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, asociadas a la generación de calor y frío, mediante el incremento del uso de fuentes renovables de energía optimizando al máximo la desestacionalización entre generación y consumo a través de la investigación en nuevos fluidos y materiales de acumulación, así como en la gestión avanzada de la generación y acumulación térmica.

Sistema de District Heating renovable

Profundizar en la investigación en sistemas urbanos eficientes de calefacción y refrigeración que utilice al menos un 50% de energía renovable, un 50% de calor residual, un 75% de calor cogenerado o un 50% de una combinación de estos tipos de energía y calor, según define la directiva 2012/27/UE).

Además se desarrollan las siguientes tareas:

  • Investigar sistemas que permitan la reducción de la temperatura de demanda de calefacción de los edificios convencionales o rehabilitables.
  • Mejorar y simplificar la caracterización de las demandas existentes de calor y frío. (Combinables)
  • Desarrollo de herramientas informáticas simplificadas para pre-evaluar la viabilidad técnico económica de la implantación de un DH y la identificación de las mejores tecnologías de generación energética. ()
  • Investigar en sistemas de distribución que permitan aumentar la densidad energética del fluido caloportador y minimizar las pérdidas por conducción.
  • Incrementar la integración de las EERR y fuentes de calor residuales en los DH.
  • Mejorar los sistemas inteligentes de gestión del DH y la interoperatividad del District Heating con otros sistemas de gestión urbana.
  • Desarrollo de mecanismos de financiación para fomentar la implantación de DHs debido a la mejora de la eficiencia energética y los ahorros del gasto de mantenimiento.
  • Desarrollo normativo para el correcto aprovechamiento / protección de los recursos renovables sensibles a su escala o forma de explotación (Geotermia, Biomasa, RSU…).

Industria

Gestión avanzada de la energía y los residuos

Realización de proyectos de análisis avanzado de datos en el ámbito de la implantación de medidas de eficiencia energética en edificios, industria o flotas de vehículos, para su aprovechamiento en el despliegue de sistemas expertos en base a técnicas de big-data o tratamiento masivo de datos (utilizando sensórica en puntos de consumo y variables significativas), para la mejora de la eficiencia energética a nivel de sector terciario, industrial o de movilidad.

Todo ello, mediante el desarrollo de modelos predictivos, la adecuación de los sistemas consumidores de energía a su punto óptimo de operación, la reducción del gap entre los consumos pronosticados y los reales, en base a la utilización de modelos estadísticos, búsqueda de correlaciones entre parámetros energéticos y productivos, la identificación de ineficiencias y la prescripción de actuaciones para su subsanación.

Recuperación de calor residual

Estudio, análisis y desarrollo de soluciones técnicas para la recuperación de calor de media y baja temperatura en instalaciones nuevas y procesos existentes, bien para su aprovechamiento térmico directo (intercambiadores de placas, bomba de calor) o para la generación energética renovable (ciclo de Rankine Orgánico – ORC, Peltier, motor Stirling).

Caracterización del potencial energético existente mediante medidas en campo y pruebas de laboratorio, parametrización y modelado energético, simulación energética de procesos térmicos, diseño de los sistemas de recuperación de energía y verificación de los ahorros energéticos.

Aplicación a la optimización de la recuperación de calor en aplicaciones específicas como cogeneraciones industriales (mejora del rendimiento eléctrico equivalente), equipos de compresión mecánica (sistemas frigoríficos y compresores de aire), recuperación de calor de condensadores evaporativos, hornos industriales y otros procesos térmicos intensivos

Economía Circular

Desarrollo de proyectos basados en la eco-innovación y la economía circular para la trasformación de modelos productivos lineales hacia la economía verde y circular. Para ello, seguimos el plan de acción de la Unión Europea para la economía circular, prestando especial atención a las áreas prioritarias establecidas: i) plásticos; ii) materias primas críticas; iii) residuos de alimentos; iv) biomasa y bioproductos; y v) construcción y demolición.

Monitorización, seguimiento y medición de las estrategias de economía circular mediante indicadores específicos —circularidad de proceso— a través de herramientas de gestión ambiental.

Realización de proyectos basados en la creación de mercados de materias primas secundarias y el fomento de la reparación, re-uso y reciclado de aparatos eléctricos y electrónicos (RAEE) en su fin de vida.

Energylab Área Bioenergía

Bioenergía

Biogás: Nuevos métodos de optimización del proceso de la digestión anaerobia

Además del estudio de pretratamientos orientados a las características de cada residuo, de desarrollar postratamientos que permitan reducir la carga nitrogenada del efluente sin incrementar los costes, y de la optimización del proceso de digestión anaerobia modificando parámetros operacionales, esta línea de trabajo se centra en el desarrollo de nuevos diseños de digestores optimizados fluidodinámicamente y en el desarrollo de micro-estructuras que permitan aumentar la densidad de biomasa en un reactor de mezcla completa.

Esto permitirá desarrollar nuevos digestores compactos y de bajo tiempo de retención, que permitan la industrialización de la planta de biogás minimizando los costes de instalación y de operación, garantizando una producción óptima de biogás.

Biometano: Sistemas de purificación del biogás para la obtención de biometano mediante métodos novedosos y de bajo coste

Esta línea consiste en el estudio y desarrollo de nuevos sistemas de limpieza y purificación del biogás para producir biometano, que posteriormente pueda utilizarse como combustible de vehículos o para su inyección en la red de gas natural.

Los sistemas de purificación estudiados a escala laboratorio y en algún caso a escala piloto son: carbonatación acelerada usando cenizas ricas en óxido de calcio, absorción química mediante compuestos nitrogenados, biometanización catalítica con arqueas hidrogenotróficas y purificación mediante el cultivo y crecimiento de microalgas.

Biomasa agroforestal: valorización de residuos mediante valorización termoquímica y obtención de biocombustibles mejorados

Dentro de la línea de biomasa se llevan a cabo proyectos de valorización energética a través de diversos procesos de conversión térmica de residuos biomásicos hasta ahora no valorizados y con un alto potencial resultante de la producción agroforestal (por ejemplo poda de kiwi y vid). Con ello se consigue que los residuos se conviertan en un foco de desarrollo económico, contribuyendo así al concepto de economía circular. Se estudia a su vez el pretratamiento de los materiales y el empleo de aditivos para la obtención de nuevos biocombustibles mejorados, con el objetivo de reducir la producción de escorias y sinterizados y también disminuir las emisiones (gaseosas y de material particulado) a la atmósfera.

Energía Marina

El desarrollo de los proyectos internos de undimotriz con el prototipo Pelamis y la participación en el proyecto Magallanes (Desarrollo de un prototipo de generación eléctrica de 2 MW a través de la energía de las mareas), nos ha permitido desarrollar un área de trabajo centrada en la energía mareomotriz y undimotriz.

Estas líneas de trabajo se centran en los estudios de potencial para la implementación de las diferentes tecnologías de generación mareomotriz y undimotriz, así como la arquitectura del sistema de generación, los requisitos técnicos y normativos para la instalación y generación eléctrica, la conexión y el diseño del sistema de generación eléctrica, siendo estos aspectos importantes para disponer de una calidad de producción adecuada para su vertido a red.

Movilidad sostenible

Aplicación del gas natural y biometano como combustible alternativo en motores de combustión interna

En esta línea se estudian las implicaciones y efectos del uso de GN y/o biometano así como sus mezclas con combustibles convencionales en motores de combustión interna de ciclo Diésel y Otto, tanto en el ámbito de la movilidad como en sistemas estacionarios de generación.

De igual modo, se realiza un análisis los sistemas transformación/reconversión de motores y de las implicaciones técnicas de los sistemas de acumulación (GNL/GNC) a través de la simulación fluidodinámica y alimentación de GN y biometano. En este aspecto se estudian las limitaciones del uso de estos combustibles tanto desde el punto de vista de las limitaciones técnicas como operativas. En paralelo se trabaja en las limitaciones normativas y de regulación que aplican tanto en el ámbito terrestre como en el naval.

Finalmente se pretende poner en valor este conocimiento a través de la construcción de prototipos y la participación en proyectos demostrativos de transformación y/o construcción de sistemas de propulsión que empleen GN/Biometano como combustible en barcos y vehículos agrícolas.

Sistemas híbridos de propulsión

Diseño y desarrollo de sistemas de propulsión híbridos eléctricos y sistemas extensores de autonomía. Hibridación de sistemas de acumulación y generación con combustibles alternativos.

Optimización de sistemas de acumulación eléctrica

En esta línea de trabajo de movilidad eléctrica, se pretende dar un impulso a la propulsión eléctrica tanto en vehículos marinos como en vehículos terrestres. Esta línea abarca diferentes aspectos de trabajo que de manera independiente son de interés, pero es necesario su visión general para analizar el posible impacto. Para ello, se centran como una de línea de trabajo, el diseño de los sistemas de propulsión eléctricos, definiendo la arquitectura que permita una mejor operación del vehículo estudiando, diseñando y monitorizando todos los aspectos técnicos del vehículo eléctrico, siendo importantes el desarrollo del análisis de las baterías existentes como nuevas tecnologías de acumulación eléctrica.

Pero además, se trabaja en la línea de desarrollar sistemas que permitan agilizar y optimizar los procesos de recarga de vehículos, estableciendo nuevos canales de comunicación para obtener información como es el Vehicle to GRID o Vehicle to Home.

Esta línea de trabajo, se cierra con el desarrollo de nuevas tecnologías que permitirán a las empresas obtener datos de los vehículos, definiendo arquitectura de adquisición, mapas combinatorios y obtener patrones de autonomía que permitan una mayor optimización de la logística en un mayor ahorro de costes.

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