La nueva tecnologia solar fotovoltaica ha tenido un gran desarrollo en la produccion de energia electrica por medio de sistemas fotovoltaicos
Paneles solares fotovoltaicos en edificios y la arquitectura en general
Lo ùtimo en tecnologìa fotovoltaica son los paneles solares en edificios .Estos tipos de paneles se està integrando en la construcciòn de edificios ,es una forma de utilizar enrgìas renovables,cuidando el medio ambiente y ahorrando mucho dinero.
La integración arquitectónica de los paneles solares para edificios es una nueva frontera para ser explorada.
Y ‘Ahora bien, se sabe que el gran desarrollo de la energía solar fotovoltaica está teniendo en muchos países, especialmente como Japón y Alemania.
Es no sólo un aumento cuantitativo, sino también lcualitativo , gracias sobre todo a la utilizaciòn a nivel tecnológico y arquitectónico muy avanzadas .Los paneles solares fotovoltaicos para edificios son muestra de lo avanzado que està la tecnologìa en este sector.
Además de la ya común (por países) tejados fotovoltaicos, los módulos solares se componen de sistemas fotovoltaicos convencionales, cada vez más frecuentes están integrados en edificios, que por un lado responden adecuadamente a las crecientes preocupaciones de carácter ambiental, sino que también representan una ‘gran noticia no sólo para los arquitectos, sino también para los organismos públicos, empresas y particulares.
Fachadas, techos u otros tipos de cubiertas fotovoltaicas permiten disponer de aún considerable cantidad de energía eléctrica, con el consiguiente ahorro económico y, al mismo tiempo, también es evidente en el camino, la “sensibilidad ambiental” del propietario. No es casualidad que estos sistemas suelen instalarse en los edificios de oficinas de empresas que ven en PV una gran manera de “elevar” la imagen de la empresa.
Los sistemas fotovoltaicos conectados a la red por lo tanto representan una fuente adicional, ya que proporcionan una contribución, en mayor o menor grado dependiendo del tamaño de la planta, generando un balance entre la enrgìa consumida.
La integración de módulos fotovoltaicos en tejados y fachadas responde a la naturaleza distribuida de la energía solar y tiene varias ventajas.
Potencialidad
Los paneles solares fotovoltaicos para edificios son muy importante ya que ,el l estudio de la Comisión Europea encontró que en Italia la zona de los techos disponibles (con orientación al Sur, Este u Oeste) es de 370 millones de metros cuadrados, mientras que la fachada es cerca de 200 millones de metros cuadrados.
Si estos espacios estubieran cubiertas por paneles solares fotovoltaicos, sería posible producir alrededor de 130 TWh / año, es decir, 130.000 millones de kWh por año, equivalente al consumo eléctrico anual de más de 30 millones de familias (considerando un promedio de 4.000 por hogar) kWh / año. Es evidente que estos cálculos son hipotéticos, pero sí se entiende el enorme potencial que ofrece este tipo de aplicaciones.
Principios de diseño para la construcción y la integración
Los paneles solares fotovoltaicos para edificios,se integran en la arquitectònica gasàndose en la posibilidad en la posibilidad de utilizar el módulo fotovoltaico con más libertad. Es importante darse cuenta que los módulos tienen forma, tamaño, color, características estructurales diferentes dependiendo en proyecto
que se está trabajando.
En la creación de módulos semitransparentes, las células se fijan con una resina entre dos hojas de vidrio espaciadas entre ellas aproximadamente 2 mm. Los cables de corriente de salida que se envían a través de los pasillos creados en el marco, por lo que permanecen ocultos, o el uso de la conexión tradicional caja de conexiones. En los casos en que la fachada sea transparente también deben cumplir con los requisitos de aislamiento térmico, el módulo solar está integrado en un vaso doble, obteniendo un valor de dispersión térmica de 1,1 W / m K.
Todos los módulos se prueban eléctrica y mecánicamente de acuerdo con un estricto control de calidad. garantizando así la protección propuesta IP65 contra el riesgo del ingreso de humedad. Los elementos que son la base del módulo fotovoltaico son las células y el vidrio.
Las células fotovoltaicas
El material que constituye la base utilizada comúnmente es las células de silicio, que en la mayoría de los casos se encuentra en la forma de un solo cristal (monocristalino) o mas cristales adyacentes (policristalinas).
Y ‘los dos tipos de materiales se pueden distinguir, señalando una uniformidad sustancial de color en la superficie de la monocristalino, mientras que en los policristalinos se puede ver fácilmente los cristales individuales, que dan a la célula de una faceta particular.
Es muy importante para optimizar la absorción de la radiación solar en los paneles solares fotovoltaicos para edificios. Que requieren diferentes colores que se pueden obtener mediante la variación del espesor del revestimiento antirreflectante, pérdidas sustanciales de eficiencia se producen, por ejemplo, las células grises pierden entre 30 y 40% del rendimiento.
La extensión de las células puede variar mucho: los más comunes son de 10 x 10 cm, 12,5 x 12,5 cm, 15 x 15 cm, pero también se les puede tener 5 x 15 cm, 10 x 15 cm. Su forma es casi siempre cuadrada.
En el caso del silicio monocristalino A menudo se presenta un biselado en las esquinas, ya que estas células se originan a partir de un lingote circular, desde el que se desecha la parte exterior un poco “porque presentan impurezas y un poco” para explotar el espacio disponible.
En el módulo de las células se conectan eléctricamente entre sí . La distancia entre las células variará en función del brillo que el arquitecto quiera llegar a la cubierta fotovoltaica del interior. Mientras que el espacio entre las células de una misma cadena puede variar de 2 a 10 mm, la distancia entre diferentes cadenas tiene sólo un mínimo de 2 mm, no hay límites superiores.
El cristal
Se puede utilizar una gran vidriera 2 m x 3 m también tienen diferentes formas (triangular, trapezoidal, circular …).
El espesor del vidrio no es sin embargo un parámetro de diseño libre: depende de la forma adoptado,delpeso de la construcción, de la tensión esperada y siempre es necesario para llevar a cabo las simulaciones con cargas estáticas.
Por cuánto concierne el tipo de vidrio, la parte delantera no tiene muchas posibilidades de elección, ya que será de tipo extra-blanco con un espesor reducido (4 mm para módulos de reducido tamaño) para optimizar la absorción de la radiación luminosa, para la parte trasera tiene un mayor grado de libertad. Pueden tener diferentes colores, tipos de laminaciones y aislamientos.
Los sistemas fotovoltaicos integrados – Aplicaciones
Se dividen en cuatro categorías principales:
- tejados fotovoltaicos estructurales : el uso de paneles solares semitransparentes, usted puede obtener interesante juegos de luces y tener éxito en la misma forma para contener cualquier exceso de brillo,de una fuente brillante;
- fotovoltaicos frentes : también en este caso se obtiene un importante control de la luz solar. Esta aplicación es especialmente solicitado por las empresas que tienen edificios de oficinas con fachadas orientadas al sur, tienen que preparar los cristales tintados para reducir el paso de la luz;
- De protección solar : con las mismas características de las aplicaciones anteriores, con la diferencia de que, estando dispuesto en las paredes existentes, la instalación es más simple y por lo tanto más económica.
- instalaciones en tejados planos : fácil de aplicar (muchos edificios ya existentes que podrían acomodar este tipo de instalaciones), sin embargo, tienen la desventaja de ser apenas visible a menudo, muy a pesar de los arquitectos y propietarios.
La energía y las consideraciones económicas
La máxima radiación solar se puede obtener, en nuestra latitud, y sobre una base anual, la orientación de la instalación fotovoltaica en el sur y un ángulo, con respecto a la horizontal de aproximadamente 30º.
A menudo, sin embargo, se trabaja en los edificios existentes que no tienen superficies, disponibles para acomodar los módulos fotovoltaicos, orientados correctamente.
Por ejemplo, orientando los paneles solares fotovoltaicos para edificios hacia el Este u Oeste perderá aproximadamente el 10% de la energía máxima alcanzable en comparación con una orientación precisa hacia el sur (con referencia a un ángulo de 30 °).
En el caso en el que la superficie sobre la que se coloca el sistema fotovoltaico es vertical, si la orientación es hacia el sur se pierde aproximadamente un tercio de la irradiación solar anual disponible (en comparación con la absorción máxima de energía que se produce con la inclinación 30 ° sur), mientras que si es este o el oeste sólo el 55% de la energía disponible es explotable.
En cuanto a la producibilidad de los sistemas fotovoltaicos, teniendo en cuenta los datos de los sistemas instalados en Alemania, una fachada fotovoltaica vertical, orientada hacia el sur proporciona 50 – 60 kWh / (m año).
El costo de un metro cuadrado de módulos fotovoltaicos solares para la integración arquitectónica, obviamente, varía en función de las situaciones, pero se puede “todavía cuantificarse en alrededor de 1.000-1.500 euros / m² (que comprende los materiales y la instalación), tanto para las fachadas que para los techos.
Este costo puede parecer alto, pero recuerda que:
1. se trata de elementos estructurales, que son sustitución de otros materiales tales como los paneles de vidrio se utilizan en las fachadas de que, si uno considera también la instalación, también tienen un costo considerable;
2. Los paneles solares fotovoltaicos para edificios transforman la estructura en energía activa y por muchos años su fachada o su cubierta fotovoltaica producirá miles de kWh, lo que no sólo significa un importante ahorro en las facturas de servicios públicos, sino que también evitará la emisión de grandes cantidades de CO2 a (0 , de 3 a 0,4 kg de CO2 por kWh producido por fuentes fotovoltaicas);
3. además de ser una inversión relacionada con la energía es también una inversión promocional, dado el gran impacto emocional que es capaz de tener en el público.
La integración de los sistemas fotovoltaicos en edificios, por tanto, representa una novedad interesante tanto para el diseño de edificios para su diseño energía.