Evaluation of reverse geothermal and solar potential to reduce the energy consumption of a hospital facility in Panama
DOI:
https://doi.org/10.37135/ns.01.09.06Keywords:
Energy consumption , energy savings, geothermal energy, hospital, photovoltaic panelsAbstract
One of the main problems affecting the environment is the high consumption of fossil fuels, which has been mitigated by using renewable energy sources. Hospital buildings stand among the major energy consumers due to their uninterrupted operation. This research seeks to reduce the energy consumption of a hospital facility in Panama City by evaluating the inverse geothermal and solar potential of the area. To achieve this objective, the building was modeled using DesignBuilder software, a heat exchanger was sized based on the simulation, the ground temperature was analyzed theoretically to determine the days of operation of the geothermal system, and the number of photovoltaic panels to be used was calculated. Savings of 47.83% in cooling costs were averaged, which would lead to a reduction of 9.29% of the monthly electricity demand, concluding that this is a significant percentage of savings for this type of building if the hypotheses presented are verified and applied in a practical manner. It also lays the groundwork for bringing hospital buildings to near-zero energy consumption.
Downloads
References
Autoridad Nacional de Ambiente. (2011). Atlas Ambiental. Recuperado de: https://www.sinia.gob.pa/index.php/atlas-ambientales
Autoridad Nacional de los Servicios Públicos. (2018). Energía fotovoltaica toma fuerza en interior del país . Recuperado de: https://www.asep.gob.pa/?p=15394
Belatrache, D., Bentouba, S., & Bourouis, M. (2017). Numerical analysis of earth air heat exchangers at operating conditions in arid climates. International Journal of Hydrogen Energy, 42(13), 8898–8904. https://doi.org/10.1016/J.IJHYDENE.2016.08.221
Cengel, Yunus A.; Ghajar, A. J. (2011). Transferencia de Calor y Masa: Fundamentos y Aplicaciones (4th ed.). México: McGrawHill Educación.
Chen, M., Chung-Camargo, K., & Mora, D. (2021). Review of Zero Energy Building Concept-Definition and Developments in Latin America: A Framework Definition for Application in Panama. Energies 2021, Vol. 14, Page 5647, 14(18), 5647. https://doi.org/10.3390/EN14185647
Elvis, I., Soto, P., & Dixon, J. W. (2005). Celdas fotovoltaicas en egeneración distribuida. Recuperado de: https://hrudnick.sitios.ing.uc.cl/paperspdf/pereda.pdf
Escalante, V., & Villalba, J. A. (2018). Lineamientos técnicos y económicos para la implementación de un sistema de energía geotérmica de baja entalpía caso de estudio : vivienda unifamiliar en el municipio de Anapoíma-Cundinamarca. Universidad Piloto de Colombia, Colombia. Recuperado de: http://repository.unipiloto.edu.co/handle/20.500.12277/8745
ETESA. (2010). Potencial Geotérmico. Recuperado de: http://www.etesa.com.pa/estudios.php?act=geotermico
ETESA. (2018). Plan de Expansión del Sistema Interconectado Nacional 2017 – 2031. Panamá.
Google Earth. (2021). Google Earth. Recuperado January 30, 2022, de https://earth.google.com/web/search/Policlinica+Dr.Carlos+N+Brin+(San+Francisco),+Calle+67+1%2F2+Este,+Panama+City/@8.9972697,-79.5112718,19.84335462a,1042.00311886d,35y,0h,45t,0r/data=CrkBGo4BEocBCiUweDhmYWNhOWFhNDhkMTRmZmI6MHg1YTk1YmQzYTRiZGQzODc3GZ88LN
Grupo Ibal. (2019). ¿Qué es la energía fotovoltaica? Recuperado de http://grupoibal.com/fotovoltaica/#:~:text=Es la transformación directa de,una pequeña diferencia de potencial.
Grupo Visiona. (2013). Tipos de Geotermia - Geotermia. Recuperado de: http://www.grupovisiona.com/es/geotermia/tipos-geotermia
Hernández, F. A., Lemus, I. A., Solano, F. E., & Martínez, L. A. (2020). ¿Qué características se requieren para que un edificio sea cero energía neta con un costo mínimo de ciclo de vida en la región de Centroamérica y el Caribe? CONIA. Recuperado de http://repositorio.uca.edu.sv/jspui/handle/11674/3804
Jiménez, A., Leal, J. P., & Garzón, O. L. (2016). Beneficios en la implementación de un sistema de energía solar en hospitales a nivel internacional. AREANDINA. Recuperado de: https://digitk.areandina.edu.co/handle/areandina/1075
Secretaría Nacional de Energía. (2015). Panamá: Programa Nacional de Estadísticas Energéticas. Recuperado de:
https://sustainabledevelopment.un.org/content/documents/13109Panama.pdf
Secretaría Nacional de Energía. (2016). Resolución N° 3142. Panamá. Recuperado de: https://www.gacetaoficial.gob.pa/pdfTemp/28165/GacetaNo_28165_20161124.pdf
Teba, C. (2020). NZEB: Qué es y que no es un Edificio de Consumo Casi Nulo | DEXMA. Recuperado de: https://www.dexma.com/es/blog-es/que-son-los-edificios-nzeb-y-como-contribuyen-el-desarrollo-sostenible/
Tokman, M. (2008). Política Energética. Recuperado January 29, 2022, de Comisión Nacional de Energía. Recuperado de : https://www.cne.cl/archivos_bajar/Politica_Energetica_Nuevos_Lineamientos_08.df
Universidad Nacional de La Plata. (2017). Guía de estudio N° 3 Aspectos climáticos de la temperatura del suelo. Recuperado de:
https://aulavirtual.agro.unlp.edu.ar/pluginfile.php/34659/mod_resource/content/1/Guia de estudio 3 - 2017- Temperatura del suelo.pdf
Uribe, D. F., & Arboleda, A. F. (2015). Centros especializados de san vicente fundación: Hospital verde con certificación leed. Revista Ingeniería Biomédica, 9(18), 51–56. https://doi.org/10.14508/rbme.2015.9.18.51-56
Valdés, I. (2018). Abastecimiento energético al hospital de Gorliz mediante energías renovables. (Trabajo de Grado). Bilbao, España: Universidad del País Vasco. Recuperado de: https://addi.ehu.eus/bitstream/handle/10810/29150/TFG Igor Ballesteros Valdés.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Zomer, C., Urbanetz, J., & Rüther, R. (2011). On the compromises between form and function in grid-connected building-integrated photovoltaics (BIPV) at low-latitude sites. 30th ISES Biennial Solar World Congress 2011, SWC 2011, 3, 2204–2214. https://doi.org/10.18086/SWC.2011.17.32
Zyvith, Z., Yong, A., Lamantia, M. R., Trevena, M., Lamantia, R., Sharp, L., & Haghani, S. (2018). Geothermal Heating/Cooling in Massachusetts General Hospital. 2018 ASEE Mid-Atlantic Section Spring Conference. Recuperado de: https://peer.asee.org/29463