Energía Fotovoltaica Integrada en Edificios

Fotovoltaica integrada en edificios (BIPV) tienen un doble propósito: actúan como la capa exterior de la estructura, generando electricidad para uso en el sitio o exportar a la red. Los sistemas BIPV pueden ahorrar costos de materiales y electricidad, reducir la contaminación y aumentar el atractivo arquitectónico de los edificios. Si bien se pueden agregar a las estructuras como reacondicionamientos, el mayor valor de Sistemas BIPV se realiza incluyéndolos en el diseño inicial del edificio. Al reemplazar los materiales estándar con PV durante la construcción inicial, los constructores pueden reducir el costo incremental de un sistema PV y eliminar los problemas de costo y diseño para un sistema de montaje separado.

Sistemas fotovoltaicos integrados en edificios se planifican durante la fase de diseño del edificio y se agregan durante la construcción inicial. La energía fotovoltaica adjunta al edificio (BAPV) se planeó y construyó durante la modernización. Tanto BIPV como BAPV carecen de los equipos de montaje y montaje de los sistemas fotovoltaicos convencionales. Los diseñadores de la mayoría de los sistemas solares integrados consideran varias tecnologías solares y sus posibles usos y los comparan con las necesidades específicas de los ocupantes del edificio. Por ejemplo, la energía fotovoltaica de película delgada translúcida puede permitir la iluminación natural, mientras que los sistemas solares térmicos pueden capturar energía térmica para generar agua caliente o proporcionar calefacción y refrigeración de espacios.

aplicación BIPV

· Fachadas: la energía fotovoltaica se puede integrar en los costados de los edificios, reemplazando las ventanas de vidrio tradicionales con paneles solares cristalinos o de película delgada translúcida. Estas superficies están menos expuestas a la luz solar directa que los sistemas de techo, pero generalmente brindan una mayor área utilizable. En aplicaciones de reacondicionamiento, los paneles fotovoltaicos también se pueden usar para camuflar exteriores de edificios degradados o antiestéticos.

· Techado: en estas aplicaciones, el material fotovoltaico reemplaza el material del techo o, en algunos casos, el techo mismo. Algunas empresas ofrecen techos solares monolíticos integrados hechos de vidrio laminado; otros ofrecen "tejas" solares que se pueden instalar en lugar de tejas ordinarias.

· Acristalamiento: las células solares ultrafinas se pueden utilizar para crear superficies translúcidas que permiten que la luz del sol penetre mientras se genera electricidad. Estos se utilizan a menudo para crear tragaluces fotovoltaicos o invernaderos.

Consideraciones de diseño arquitectónico

Una parte fundamental para maximizar el valor de un sistema BIPV es la planificación de factores ambientales y estructurales, los cuales afectan la economía, la estética y la funcionalidad general de cualquier sistema solar.

Factores Ambientales

· Insolación: se refiere a la cantidad promedio de radiación solar recibida, generalmente en kWh/m2/día. Esta es la forma más común de describir la cantidad de recurso solar en un área en particular.

· Clima y condiciones meteorológicas: las altas temperaturas ambientales pueden reducir la producción del sistema solar, y los patrones de nubes y lluvia pueden afectar la producción del sistema y los requisitos de mantenimiento. Los altos niveles de contaminación del aire pueden requerir una limpieza regular para mejorar la eficiencia.

· Sombreado: los árboles, los edificios cercanos y otras estructuras bloquean la luz solar, lo que reduce la salida de un sistema fotovoltaico.

· Latitud: la distancia desde el ecuador afecta el ángulo de inclinación óptimo en el que los paneles solares reciben la radiación solar.

Factores Estructurales

· Requisitos de energía del edificio: el diseño de un sistema BIPV debe considerar si el edificio podrá operar de manera completamente independiente de la red, lo que requeriría baterías u otros sistemas de almacenamiento de energía en el sitio.

· Diseño del sistema solar: el diseño del sistema fotovoltaico en sí depende de las necesidades energéticas del edificio, así como de cualquier restricción estructural o estética que pueda limitar la selección de materiales. Los paneles de silicio cristalino tienen una mayor potencia de salida por metro cuadrado, pero tienen mayores limitaciones de costo y diseño. Los materiales de película delgada generan menos electricidad por metro cuadrado, pero son menos costosos y se pueden integrar más fácilmente en más superficies.