Ventajas de la Energía Solar Fotovoltaica

Sistemas Fotovoltaicos

• La tecnología solar fotovoltaica está ganando terreno en la edificación.
• El sector de la construcción es un gran consumidor de energía, por lo que se buscan soluciones sostenibles para satisfacer la demanda.

Ventajas de la Energía Solar Fotovoltaica en Edificios

• Generación in situ: La electricidad se genera cerca del centro de consumo, lo que reduce las pérdidas de transmisión y distribución.
• Independencia: Reduce la dependencia de la red eléctrica convencional.
• Multifuncionalidad: Se pueden integrar los paneles fotovoltaicos en la arquitectura del edificio, aportando una doble funcionalidad (generación de energía y construcción).
• Ahorro en materiales: Se pueden utilizar todas las superficies del edificio para generar energía.
• Mejor eficiencia energética: Reduce el consumo de la red eléctrica y aumenta la calificación energética del edificio.
• Promueve la sostenibilidad: Se integra la generación de energía limpia y renovable.
• concienciación: Impulsa la transición energética hacia un modelo más sostenible.

Desventajas de la Energía Solar Fotovoltaica en Edificios

• Baja densidad energética: Genera poca electricidad por unidad de superficie en comparación con otras fuentes de energía convencionales.
• Eficiencia de conversión: La eficiencia en la transformación de la radiación solar en energía eléctrica es relativamente baja, incluso en los paneles más avanzados.
• Dependencia de las condiciones climáticas: La producción de energía se ve afectada por la radiación solar, la temperatura, la nubosidad, la nieve, el hielo, el viento y la lluvia.
• Factores que afectan la producción:
  • Radiación solar: La radiación solar que incide perpendicularmente al panel es la que genera más energía.
  • Temperatura: La eficiencia del panel disminuye a temperaturas muy altas o muy bajas.
  • Nubosidad: Las nubes bloquean la radiación solar, reduciendo la producción.
  • Nieve y hielo: La nieve y el hielo impiden que la radiación solar llegue al panel.
  • Viento: Vientos ligeros pueden mejorar la eficiencia del panel, mientras que los vientos fuertes pueden dañarlo.
  • Humedad y lluvia: La lluvia moderada limpia el panel, aumentando la eficiencia; sin embargo, las lluvias intensas y el granizo pueden dañar la instalación.

Beneficios

• Ambientales: Reduce las emisiones de CO2 a la atmósfera al promover el uso de energías renovables.
• Económicos: Ahorros en la factura eléctrica, ingresos por la venta de excedentes a la red, y aumento del valor de la propiedad.
• Sociales: Promueve la concienciación ambiental, la transición energética y un modelo energético más sostenible y equitativo.

Limitaciones

• Espacio disponible: La superficie del edificio puede limitar el tamaño de la instalación fotovoltaica.
• Orientación e inclinación: En los edificios no siempre se puede elegir la orientación óptima de los paneles para maximizar la producción de energía.
• Sombreado: El sombreado por árboles, edificios cercanos o el propio edificio reduce la eficiencia de los paneles.
• Peso adicional: Se debe considerar el peso de la instalación fotovoltaica para asegurar la seguridad del edificio.
• Restricciones legales y administrativas: Obtener la aprobación de la comunidad de propietarios para instalar paneles fotovoltaicos en edificios de varios pisos puede ser complejo.
• Costes: La inversión inicial puede ser elevada, especialmente en edificios existentes.
• Eficiencia de los paneles: La eficiencia de conversión de los paneles es baja, lo que requiere una superficie considerable.
• Altas temperaturas: Las altas temperaturas en entornos urbanos pueden disminuir la eficiencia de los paneles.
• Mantenimiento: Se necesita limpiar regularmente los paneles, lo cual puede ser complicado en edificios altos.
• Impacto visual: La instalación de paneles fotovoltaicos puede tener un impacto visual en la arquitectura del edificio.

Tipos de Sistemas

• Conectados a la red: La instalación fotovoltaica está conectada a la red eléctrica, lo que permite inyectar los excedentes de energía a la red.
• Aislados: La instalación funciona de forma independiente de la red eléctrica y necesita sistemas de almacenamiento de energía (usualmente baterías) para el uso durante la noche.
• Híbridos: Combinan las ventajas de los sistemas conectados a la red y los sistemas aislados.

Sistemas integrados en edificios:

• Building Integrated Photovoltaics (BIPV): Se integran los paneles fotovoltaicos directamente en los elementos y materiales del edificio, como fachadas o techos.

• Building Attached Photovoltaics (BAPV): Se instalan los paneles fotovoltaicos en el exterior del edificio, como en el techo.

Sistemas Fotovoltaicos Integrados en Edificios (VIP)

• Ofrecen una integración armoniosa dentro de la arquitectura del edificio.

• Tejas Solares: Reemplazan las tejas convencionales, generando electricidad.

• Tragaluces Solares: Actúan como ventanas y proporcionan luz solar, generando energía.

• Fachadas Solares: Reemplazan los revestimientos exteriores, generando electricidad mientras funcionan como revestimientos del edificio.

• Muros Cortina: Actúan como sombra y generadores de electricidad.

• Ventanas Solares: Cumplen la función de ventanas y generan electricidad.

• Solas: Se utilizan en entornos urbanos y proporcionan sombra manteniendo la generación de energía.

• Ventajas:

  • Reducción de costes en material y montaje al reutilizar elementos constructivos existentes.
  • Mejora estética al integrarse con el diseño del edificio.
  • Aprovechamiento de superficies inutilizadas.
  • Producción de energía in situ, disminuyendo la dependencia de la red eléctrica.

Building Applied Photovoltaics (BAP)

• Se instalan en la superficie del edificio, su prioridad es la generación de energía, no la integración estética.

• Principales características:

  • Orientación e inclinación de los paneles optimizadas para mayor eficiencia.
  • Instalación en estructuras como tejados o paredes en edificios existentes.
  • Instalación planificada desde el inicio del diseño en edificios nuevos.
  • Mayor flexibilidad para reemplazo por nuevas tecnologías.

• Ventajas:

  • Mayor rentabilidad debido a costes más bajos.
  • Mayor eficiencia en la generación de energía.
  • Facilidad de instalación y mantenimiento.
  • Mayor flexibilidad para actualizar con nuevas tecnologías.

Herramientas para Evaluar y Dimensionar la Energía Fotovoltaica:

• PVSOL: Software popular para diseño y análisis de sistemas fotovoltaicos
• SAM: Se enfoca en el modelado económico y financiero de sistemas fotovoltaicos.
• Helioscope: Optimiza la orientación e inclinación de los paneles basándose en datos meteorológicos.
• Solar Design: Herramienta en línea básica para una primera evaluación de la generación de energía.
• PGIS: Herramienta gratuita de la Unión Europea para calcular el rendimiento en un área geográfica específica.
• HomePro: Integra fotovoltaicas y otras tecnologías renovables, comparando la generación de energía con la demanda del edificio.

Diferencias Claves entre VIP y BAP:

• Arquitectura: VIP se integra armoniosamente en la arquitectura del edificio, mientras que BAP son instalaciones independientes en la superficie del edificio.
• Funcionalidad: VIP combina funcionalidad constructiva con generación de energía, mientras que BAP están dedicados únicamente a la generación de energía.
• Diseño e Instalación: VIP se integra en el diseño del edificio desde el inicio, mientras que BAP se añaden a edificios ya construidos.
• Impacto Estético: VIP ofrece una integración armoniosa con el diseño del edificio, BAP tienen un mayor impacto visual.
• Costes y Complejidad: VIP requiere un diseño y construcción integral, mientras que BAP son más económicos y fáciles de instalar.