Canvis a "Agrivoltaisme Urbà a la UPC: Integració d'Energia Solar, Agricultura Urbana i Espai Multifuncional per a la Comunitat Acadèmica"
Cos (Català)
- Nom i cognom
- Pedro Costa
- Nom de l'associació
- Adreça electrònica de contacte
- pedro.henrique.costa@upc.edu
- Ubicació de la proposta
- FIB
- Descripció detallada de la proposta
-
1. IntroduccióLa transició energètica i la necessitat d’espais urbans sostenibles han impulsat solucions innovadores que combinen eficiència energètica, sostenibilitat i benestar social. En aquest context, es proposa la implementació d’un espai multifuncional basat en el concepte d’agrivoltaisme urbà dins de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC).Aquest projecte té com a objectiu la reutilització d’espais lliures de la universitat per a la implementació de sistemes fotovoltaics intercalats amb zones de cultiu de plantes ornamentals, aromàtiques i comestibles, promovent la sostenibilitat i la interacció entre tecnologia, natura i comunitat acadèmica.A més de la producció d’energia i del cultiu urbà, l’espai comptarà amb una zona de convivència i presentacions, que inclourà un petit escenari semicircular i una graderia per a fins a 50 persones, permetent xerrades, presentacions i esdeveniments acadèmics i culturals. També hi haurà un conjunt de taules i cadires equipades amb punts d’energia, perquè els estudiants puguin estudiar i socialitzar a l’aire lliure.El projecte també preveu un sistema de recollida i emmagatzematge d’aigua de pluja, per al reg de les plantes i l’abastiment d’un sistema de bombament d’aigua alimentat per l’energia generada. A un lateral de l’espai, un sistema de bateries emmagatzemarà l’excedent d’energia i es crearà un punt de recàrrega per a vehicles elèctrics, contribuint a la mobilitat sostenible.A més, l’espai es configurarà com una zona urbana de refugi climàtic, proporcionant temperatures més suaus per als usuaris mitjançant la cobertura vegetal i l’ombra dels panells fotovoltaics. També servirà com una zona d’absorció d’aigua de pluja, reduint l’impacte de les escorrenties i ajudant a minimitzar el risc d’inundacions al campus.2. ObjectiusObjectiu GeneralImplementar un espai multifuncional a la UPC que combini generació d’energia renovable, agricultura urbana i un ambient d’estudi i socialització per a estudiants i professors, promovent la sostenibilitat i la innovació.Objectius EspecíficsReutilitzar zones lliures de la UPC per crear un espai productiu i sostenible.Integrar sistemes fotovoltaics amb el cultiu de plantes (agrivoltaisme urbà).Proporcionar un ambient d’estudi i socialització a l’aire lliure amb punts d’energia.Crear un espai per a presentacions, xerrades i esdeveniments acadèmics/culturals.Implementar un sistema de captació i emmagatzematge d’aigua de pluja, per al reg i el bombament sostenible.Desenvolupar un sistema d’emmagatzematge d’energia en bateries per optimitzar l’ús de l’energia solar generada.Crear un punt de recàrrega per a vehicles elèctrics, contribuint a la mobilitat sostenible.Configurar l’espai com una zona de refugi climàtic urbà, garantint temperatures més agradables per als usuaris.Transformar l’àrea en una zona d’absorció d’aigua de pluja, minimitzant les inundacions i les escorrenties.Distribuir la gestió de l’espai entre diferents departaments i actors de la universitat per garantir-ne el manteniment i la funcionalitat.3. JustificacióLa Universitat Politècnica de Catalunya té un paper fonamental en la innovació tecnològica i la promoció de la sostenibilitat. Actualment, diversos espais lliures dins del campus estan infrautilitzats i poden transformar-se en zones productives i de convivència, alineades amb les directrius de la universitat per a un campus més sostenible.L’agrivoltaisme urbà és una solució innovadora que permet maximitzar l’ús del sòl urbà integrant la producció d’energia fotovoltaica amb la producció de vegetació, proporcionant beneficis com:Ombra natural per a les plantes, reduint l’evapotranspiració i optimitzant el consum d’aigua.Reducció de la temperatura del sòl sota els panells, augmentant l’eficiència dels mòduls fotovoltaics.Creació d’un entorn verd i agradable, millorant la qualitat de vida dels estudiants i professors.Incentiu a la recerca i innovació, possibilitant el desenvolupament d’estudis sobre energia renovable i agricultura urbana.Promoció de l’educació ambiental, implicant la comunitat acadèmica en pràctiques sostenibles.A més, el projecte contribuirà a la mitigació dels efectes de les illes de calor, proporcionant un espai amb temperatures més suaus. També ajudarà a gestionar millor l’aigua de pluja, absorbint part de l’aigua i reduint el risc d’inundacions al campus.4. Gestió i ResponsabilitatsPer garantir el manteniment i la funcionalitat de l’espai, les següents àrees tindran responsabilitats específiques:1. Zona de plantes i hortsGestionada conjuntament pel Departament d’Estudis d’Agricultura de la UPC i els restaurants que operen a la universitat.Aquests actors podran seleccionar els cultius, mantenir l’hort i aprofitar els productes alimentaris per als restaurants del campus.El departament podrà utilitzar la zona per a investigacions sobre cultiu urbà sostenible.2. Zona dels sistemes fotovoltaics, emmagatzematge d’energia i punt de recàrrega per a vehicles elèctricsSerà gestionada pel Departament d’Enginyeria Elèctrica de la UPC.L’equip serà responsable del disseny dels sistemes, manteniment i realització d’estudis i presentacions demostratives sobre les tecnologies implementades.3. Zona de l’escenari, graderia i zones d’estudiSerà gestionada per les associacions d’estudiants i docents de la UPC.Aquestes entitats s’encarregaran d’organitzar esdeveniments, xerrades i presentacions, garantint que l’espai sigui accessible per a tota la comunitat universitària.5. ConclusióEl projecte Agrivoltaisme Urbà a la UPC representa una innovació en l’aprofitament dels espais acadèmics, integrant energia renovable, agricultura urbana i espais d’estudi i convivència. A més de ser un exemple de sostenibilitat, l’espai oferirà beneficis ambientals, socials i acadèmics, esdevenint un model replicable per a altres universitats i ciutats.
- Impacte de la proposta
-
1. Sostenibilitat Energètica – Generació d’energia renovable i reducció del consum elèctric del campus.2. Eficiència Hídrica – Captació i ús d’aigua de pluja per a reg i reducció d’inundacions.3. Millora del Benestar i Convivència – Creació d’un espai verd i confortable per a estudi, descans i esdeveniments.4. Innovació i Recerca – Foment d’investigacions sobre agrivoltaisme i energia renovable.5. Educació Ambiental – Sensibilització i participació de la comunitat acadèmica en pràctiques sostenibles.6. Mobilitat Sostenible – Implementació d’un punt de recàrrega per a vehicles elèctrics.7. Refugi Climàtic Urbà – Reducció de la temperatura local i mitigació de l’efecte illa de calor.8. Optimització de Recursos – Ús eficient d’espais infrautilitzats dins del campus.9. Participació Comunitària – Gestió col·laborativa entre departaments, estudiants i restaurants del campus.10. Revalorització de l’Espai Públic – Transformació d’àrees desaprofitades en espais útils i funcionals.
- Estimació del pressupost
-
Pressupost Estimat del Projecte
- -1. Sistemes Fotovoltaics
- +1. Dimensions i Infraestructura del Projecte
- -Panells Solars: Per a una instal·lació d’aproximadament 50 kW, amb un cost mitjà de 1.000 € per kW instal·lat, la inversió seria d’uns 50.000 €.
- +Superfície total coberta per mòduls fotovoltaics: 275 m²
- -Inversors i Equipament Elèctric: Estimació de 10.000 €.
- +Quantitat total de mòduls fotovoltaics: 137 mòduls (suposant mòduls de 400W cadascun)
- -Estructures de Suport: Utilitzant materials reciclats, com acer o alumini reutilitzat, es pot reduir el cost a uns 5.000 €.
- +Capacitat total instal·lada: 55 kW
- -Instal·lació i Mà d'Obra: Aproximadament 15.000 €.
- +Superfície total verda per a cultiu i vegetació: 425 m² (incloent-hi marges externs i espais interiors entre els mòduls)
- +Quantitat de bancs i taules de fusta per a estudi i socialització: 10 unitats
- -Subtotal: 80.000 €
- -2. Zona de Cultiu i Paisatgisme
- -
- -Sòl i Substrat: Utilitzant compostatge local i materials orgànics reciclats, s'estima un cost de 2.000 €.
- -
- -Llavors i Plantes: Col·laborant amb vivers locals per obtenir plantes a baix cost o per mitjà de donacions, estimació de 1.000 €.
- -
- -Sistema de Reg: Implementació d’un sistema de degoteig eficient, incloent la instal·lació, per uns 3.000 €.
- +---
- -Subtotal: 6.000 €
- +2. Generació d'Energia i Ingressos
- -3. Infraestructura de Convivència
- +Generació mensual d'energia: 6.022 kWh/mes
- -Escenari i Graderia: Construcció amb fusta reciclada o palets, cost aproximat de 5.000 €.
- +Generació anual d'energia: 72.270 kWh/any
- -Taules i Cadires: Mobiliari fet amb materials reutilitzats, estimació de 2.500 €.
- +Preu mitjà de l’electricitat a Barcelona: 0,15 €/kWh
- -Punts d’Energia: Instal·lació de preses de corrent i infraestructura elèctrica, aproximadament 2.000 €.
- +Ingressos anuals estimats per venda/ús de l'energia:
- -Subtotal: 9.500 €
- +72.270 \times 0,15 = 10.840 \text{ €/any}
- -4. Sistema de Captació i Emmagatzematge d’Aigua de Pluja
- -Canalons i Conductes: Instal·lació d’un sistema de captació per uns 1.500 €.
- +---
- -Dipòsits d’Emmagatzematge: Utilitzant tancs reciclats o recondicionats, estimació de 2.500 €.
- +3. Producció d'Aliments i Ingressos
- -Sistema de Bombament: Bombes alimentades per energia solar, cost aproximat de 2.000 €.
- +Producció anual estimada d'aliments: 850 kg/any
- +(Estimació de 2 kg/m² a l'any en cultius urbans)
- +Preu mitjà dels aliments per a la seva venda als restaurants de la UPC: 3 €/kg
- -Subtotal: 6.000 €
- +Ingressos anuals per venda d'aliments:
- -5. Sistema d’Emmagatzematge d’Energia i Punt de Càrrega per a Vehicles Elèctrics
- -Bateries d’Emmagatzematge: Per emmagatzemar l’excedent d’energia, estimació de 15.000 €.
- +850 \times 3 = 2.550 \text{ €/any}
- -Estació de Càrrega: Instal·lació d’un punt de càrrega, aproximadament 5.000 €.
- +---
- -Subtotal: 20.000 €
- +4. Pressupost del Projecte
- -6. Costos Addicionals
- +4.1 Infraestructura Fotovoltaica
- -Llicències i Autoritzacions: Estimació de 3.000 €.
- +Estructures elevades per als mòduls fotovoltaics: 27.500 €
- -Despeses en Projectes i Estudis Tècnics: Aproximadament 5.000 €.
- +Inversors i equipament elèctric: 5.000 €
- -Contingències (10%): Per a imprevistos, uns 12.950 €.
- +Cablejat, connexions i proteccions elèctriques: 5.000 €
- +Mà d'obra per a la instal·lació fotovoltaica: 7.500 €
- -Subtotal: 20.950 €
- +Total de la infraestructura fotovoltaica: 45.000 €
- -Pressupost Total Estimat: 142.450 €
- +4.2 Infraestructura de Vegetació i Cultiu
----- +Compartiments de fusta per al cultiu: 21.250 €
- -Observacions
- +Substrat i sòl: 4.250 €
- -Col·laboracions i Donacions: Establir acords amb empreses locals, ONG i organismes públics pot facilitar la donació de materials o serveis, reduint costos.
- +Plantes i llavors: 6.375 €
- -Treball Voluntari: Implicar la comunitat universitària en jornades col·lectives pot disminuir les despeses d’instal·lació i construcció.
- +Mà d'obra per a la instal·lació de la vegetació: 2.500 €
- -Materials Reciclats i Reutilitzats: L’ús de materials provinents de demolicions, restes de construcció i altres recursos reciclats redueix costos i promou la sostenibilitat ambiental.
- +Total de la infraestructura de cultiu: 34.375 €
- -La implementació d'un sistema agrivoltaic al Campus Nord de la UPC representa una inversió inicial estimada de 142.450 €. Aquest projecte combina la generació d'energia solar amb la producció d'aliments destinats als restaurants del campus, permetent amortitzar la inversió a través de l'estalvi energètic i els ingressos per la venda dels productes cultivats.
- -Generació d'Energia Solar:
- +4.3 Sistema de Recollida i Emmagatzematge d'Aigua
- -Potència instal·lada: 50 kW
- +Sistema de canalons i tubs per a la recollida: 2.500 €
- -Fator de capacitat solar: 15% (mitjana anual)
- +Dipòsits d'emmagatzematge d'aigua: 3.000 €
- -Hores anuals: 8.760 h
- +Bombes solars per a reg: 2.000 €
- -Preu mitjà de l'electricitat a Barcelona: 0,15 €/kWh
- +Mà d'obra i canonades: 1.500 €
- +Total del sistema d’aigua: 9.000 €
- -Càlcul de la generació anual d'energia: 50 kW × 0,15 × 8.760 h = 65.700 kWh/any
- -Ingressos anuals per estalvi energètic: 65.700 kWh × 0,15 €/kWh = 9.855 €/any
- +4.4 Infraestructura d'Estudi i Socialització
- -Producció d'Aliments:
- +Bancs i taules de fusta per a estudi i socialització: 5.000 €
- +(10 unitats a 500 € cadascuna)
- -Producció estimada anual: 3.000 kg
- +Total de la infraestructura de socialització: 5.000 €
- -Preu mitjà de venda als restaurants: 3 €/kg
- -Ingressos anuals per venda d'aliments: 3.000 kg × 3 €/kg = 9.000 €/any
- +---
- -Ingressos totals anuals: 9.855 € (energia) + 9.000 € (aliments) = 18.855 €/any
- +5. Inversió Total i Retorn del Projecte
- -Càlcul del període de retorn de la inversió (payback): 142.450 € / 18.855 €/any ≈ 7,56 anys
- +Inversió total del projecte: 93.375 €
- -Càlcul del Valor Actual Net (VAN):
- +Ingressos totals anuals estimats (energia + aliments):
- -Taxa de descompte estimada: 5% anual
- -Període d'anàlisi: 25 anys
- +10.840 + 2.550 = 13.390 \text{ €/any}
- +\frac{93.375}{13.390} = 6,97 \text{ anys}
- -El VAN es calcula com la suma dels fluxos de caixa anuals descomptats a una taxa del 5% durant 25 anys, menys la inversió inicial:
- -VAN = Σ (18.855 € / (1 + 0,05)^t) - 142.450 €, per a t = 1 fins a 25
- +---
- -Aquest càlcul resulta en un VAN positiu, indicant que el projecte és financerament viable i que la inversió inicial es recuperarà en aproximadament 7 anys i mig.
- +6. Conclusions
- -A més dels beneficis econòmics, aquest projecte promou la sostenibilitat ambiental i l'autosuficiència energètica, contribuint positivament a la comunitat universitària.
- +Amb les dimensions reduïdes a la meitat, el projecte de plaça agrivoltaica multifuncional al Campus Nord de la UPC s'amortitzarà en aproximadament 7 anys, considerant només els ingressos directes per la generació d'energia i la venda dels aliments produïts.