Resumen Tanto por deterioro ambiental como por efectos del calentamiento global, es necesario modificar el desarrollo urbano. Así, surge la necesidad de promover políticas públicas y una planificación organizada que incluya conceptos del aprovisionamiento energético con recursos urbanos internos para mitigar la presión que las ciudades infringen al ambiente. La tecnología actual posibilita que la ciudad cambie de modelo energético tradicionalmente basado en importar recursos externos, no obstante, es necesario revisar tecnologías que aprovechan los recursos urbanos para el autoaprovisionamiento. A través de encuestas a expertos internacionales y su discernimiento, se determinan las opciones tecnológicas que podrían modificar la matriz energética urbana, así como aspectos necesarios para su promoción. Se concluye que la energía solar, tanto fotovoltaica como solar térmica, despiertan, por ahora, el mayor interés entre las alternativas evaluadas, y que costos y regulaciones pueden ser aspectos determinantes para expandir su uso.

Résumé En raison de la dégradation de l'environnement et des effets du réchauffement de la planète, il est nécessaire de modifier le développement urbain. Il devient nécessaire de promouvoir des politiques publiques et une planification organisée intégrant les concepts d'approvisionnement en énergie utilisant des ressources urbaines internes, compte tenu de la pression que les villes exercent sur l'environnement. La technologie actuelle permet à la ville de modifier le modèle énergétique en fonction de ressources externes. Pour cela, il est nécessaire d'examiner les technologies qui exploitent les ressources urbaines pour l'auto-approvisionnement. Des enquêtes auprès d'experts internationaux, leur comparaison et leur discernement ont permis de déterminer les options technologiques susceptibles de modifier la matrice énergétique urbaine, ainsi que les aspects nécessaires à sa promotion. Il a été conclu que l'énergie solaire, tant photovoltaïque que solaire, suscitait pour l'instant le plus grand intérêt parmi les alternatives évaluées. Il a également été constaté que les coûts et la réglementation peuvent être des facteurs déterminants pour étendre son utilisation.

Abstract Environmental deterioration including the effects of global warming will require changes in the way in which the city is conceived. Thus, the need arises for public policy and planning to include the development of energy provided from cities own resources. Given the stresses that cities place on the environment, the proposed changes must be selected so as to promote sustainability. Current technology allows a city to modify how energy is provided in response to external sources. This article presents a set of technologies that could take advantage of urban resources for energy supply. Experts from several countries were surveyed to identify technologies that will have an impact on the urban energy matrix, and to identify morphological, social, and other key aspects of selection. Solar energy, both photovoltaic and thermal, were found to elicit the greatest interest among the technologies evaluated. Besides costs, politics and regulations were identified as possible determining factors when developing energy resources within cities.

Resumo Expectativas contra a degradação ambiental, incluindo os efeitos do aquecimento global, o desenvolvimento urbano exigem mudanças. Assim, a necessidade de políticas públicas e planejamento organizado, que inclui conceitos relacionados ao fornecimento de energia com recursos urbanos internos surge. Dada a enorme pressão exercida pelas cidades sobre o meio ambiente, inclui propostas que promovam a sustentabilidade. A tecnologia atual permite que a cidade de mudar seu modelo de energia com base em recursos externos. Este trabalho apresenta um conjunto de tecnologias que aproveitam os seus próprios recursos para fornecimento de energia urbana. Em seguida, por meio de pesquisas de especialistas de vários países, opções tecnológicas que poderiam ter uma oportunidade para modificar a matriz energética urbana, bem como aspectos fundamentais para a promoção foi determinado. Conclui-se que tanto fotovoltaica e, a energia térmica solar desperta o maior interesse até agora nas alternativas avaliadas. Da mesma forma, os custos e os regulamentos podem ser a determinação de quando a expandir seus aspectos de uso.

ABSTRACT: Industrial and residential buildings account for 60% of greenhouse gas emissions worldwide, and more specifically, they consume 62% of the electricity in Cuenca, Ecuador. The sun provides equatorial Andean countries with a consistent and relatively stable energy source throughout the year. Industrial plants have suitable surface areas on which to install solar photovoltaic (PV) panels. Using a volumetric survey of a high-consumption industrial plant, a roof intervention is proposed to achieve maximum usage of crystalline silicon solar panels. Aspects of indoor ventilation and natural lighting are also considered. Through a BIM (Building Information Modelling) software model and simulations using SAM@, it is expected that 22% of the current high level of electricity consumption can be supplied, which is equivalent to the residential demand of 17,328 inhabitants, or 2% of the total consumption of the city. Although state fuel subsidy policies mean the proposal is not a profitable investment, this research demonstrates that it is an alternative that could be used to eliminate such policies, especially considering the fact that they are harmful both economically and environmentally.

RESUMEN: La industria y edificaciones producen el 60% de gases de efecto invernadero en el mundo y, en concreto, consumen el 62% de la electricidad en Cuenca, Ecuador. Las zonas ecuatoriales andinas poseen en el sol una fuente energética consistente y relativamente estable durante el año. Las plantas industriales muestran superficies aptas para desplegar recolección solar fotovoltaica. Mediante un levantamiento volumétrico de una planta industrial de alto consumo, se realiza una propuesta de intervención en techumbre, para procurar una máxima ocupación de placas PV de sílice cristalino, considerando además aspectos de ventilación interior e iluminación natural. A través del modelo en BIM (Building Information Modeling) y de simulaciones en SAM@, se prevé un abastecimiento de un 22 % del alto consumo eléctrico actual, volumen equivalente a la demanda residencial de 17.328 habitantes o el 2 % del consumo total de la ciudad. A pesar de que, por políticas estatales de subsidio a combustibles, esta no constituye una inversión rentable, se demuestra aquí que es una alternativa para la eliminación de los mismos, considerando su carácter nocivo, tanto desde perspectivas económicas como ambientales.

Abstract This study analyses the possibility of achieving negative energy demands in single-family housing (Plus-Energy House). Through the integration of energy efficiency measures jointly with active solar systems, it is possible to obtain high performance energy models. In order to demonstrate this, we performed energy simulations integrating active solar systems, and also possible self-shading and separations between dwellings. We analysed the deployment of BIPV, BISTw, BIPVTa and BIPVTw technologies individually and in different combinations between them with the purpose of maximizing production capability for self-consumption, comparing them with residential demands in order to identify energy deficits and surpluses in different seasons. The measurements were taken hourly on typical days in summer, winter and intermediary seasons. Finally, an annual balance was obtained, showing energy surpluses of approximately 174 % when deploying only BIPV collectors and 251 % when combining BIPVTw and BIPVTa.

Resumen A partir de modelos inmobiliarios vigentes, se analiza la posibilidad de construir viviendas que abastezcan demandas energéticas propias y provean energía excedente (Plus-Energy House),. Para ello se revisa un catastro de tipologías y estadísticas de consumos, seleccionando un caso representativo en el que se proponen alteraciones de diseño pasivo y se ejecutan simulaciones energéticas integrando tecnologías activas en las que se determina una producción factible frente a las demandas. Se despliegan tecnologías solares en integración arquitectónica BIPV, BISTw, BIPVTa y BIPVTw individualmente o combinadas buscando maximizar la capacidad de producción para autoconsumo, comparándose temporalmente con demandas características para identificar déficits y excedentes característicos promedios de días representativos de verano, invierno y de épocas interestacionales. Por último se obtiene el balance anual, el cual refleja un abastecimiento de aproximadamente el 174 % al desplegarse solamente tecnología BIPV y 251 % al integrar tecnologías híbridas térmicas fotovoltaicas con fluido líquido y fluido aire (BIPVTw) (BIPVTa).