En la industria de la energía renovable, los paneles solares han demostrado ser una fuente de energía limpia y sostenible. Sin embargo, ¿qué pasa si estos paneles solares se pueden integrar directamente en la estructura de un edificio? Esta es la idea detrás de los paneles solares integrados en la construcción (BIPV, por sus siglas en inglés), una solución innovadora que combina la generación de energía solar con funciones esenciales de la envolvente del edificio.
¿Qué es un sistema de paneles solares integrados en la construcción?
Los paneles solares integrados en la construcción son productos o sistemas de generación de energía solar que se integran perfectamente en la envolvente del edificio y forman parte de componentes estructurales como fachadas, techos o ventanas. Estos sistemas tienen una doble función, ya que convierten la energía solar en electricidad y proporcionan funciones esenciales para la envolvente del edificio, como protección contra el clima, aislamiento térmico, iluminación natural y seguridad.
Los sistemas BIPV se pueden instalar durante la fase de construcción de un edificio o en una renovación de un edificio existente cuando se necesita reemplazar uno de los componentes de la envolvente. Hay tres áreas principales de aplicación para los sistemas BIPV:
- Techos: los paneles solares se pueden integrar en tejas, baldosas o tragaluces, lo que permite aprovechar el espacio disponible en el techo (Figura 1).
- Fachadas: los paneles solares se pueden utilizar como revestimiento de fachadas, muros cortina o ventanas, lo que agrega una estética visualmente atractiva a los edificios (Figura 2).
- Sistemas externos integrados: los paneles solares se pueden incorporar en barandas de balcones o sistemas de sombreado, proporcionando una fuente de energía adicional (Figura 3).
Existen diferentes tecnologías utilizadas en los módulos BIPV, incluyendo células solares de silicio cristalino (c-Si) y tecnologías de láminas delgadas como silicio amorfo (a-Si), telururo de cadmio (CdTe) y seleniuro de indio y galio (CIGS). La semi-transparencia, especialmente en aplicaciones de tragaluces o muros cortina, se puede lograr con la mayoría de las tecnologías al espaciar las células solares c-Si opacas o al hacer que la capa de lámina delgada sea transparente. Sin embargo, la eficiencia del módulo disminuye a medida que aumenta la transparencia, ya que se captura menos luz solar y se convierte en electricidad.
Beneficios de los paneles solares integrados en la construcción
Los paneles solares integrados en la construcción ofrecen una serie de beneficios significativos:
- Producción de electricidad en el lugar sin requerir espacio adicional: Los sistemas BIPV generan electricidad limpia sin necesidad de ocupar más terreno.
- Reducción del consumo de energía: Los sistemas BIPV pueden influir en el consumo de energía de un edificio al utilizar la luz natural y reducir las cargas de refrigeración.
- Contribución a edificios de energía neta cero: Al convertir techos y fachadas en activos generadores de energía, los sistemas BIPV pueden ayudar a desarrollar edificios de energía neta cero.
- Mejora de la apariencia visual de los edificios: La diversidad de los sistemas BIPV ofrece oportunidades para que arquitectos y diseñadores mejoren la apariencia visual de los edificios.
- Reducción de facturas de electricidad: Los propietarios de edificios se benefician de la reducción de las facturas de electricidad y la imagen positiva de ser reconocidos como verdes e innovadores .
Paneles solares integrados en la construcción con recuperación de energía térmica
Una variante de los sistemas BIPV es la integración de la recuperación de energía térmica, conocida como BIPVT. Estos sistemas producen calor y electricidad simultáneamente a partir de la misma área de superficie del edificio. Al utilizar el aire como medio de recuperación de calor, la energía térmica extraída puede utilizarse directamente para aplicaciones de baja temperatura (por ejemplo, precalentamiento del aire fresco) o, a través de una bomba de calor, para temperaturas más altas (por ejemplo, calefacción de espacios, calentamiento de agua doméstica). El principal beneficio del BIPVT es que produce más energía por área de superficie que un sistema BIPV independiente. Además, bajo condiciones de recuperación de calor, las células solares fotovoltaicas se mantienen más frescas, lo que mejora su eficiencia.
Potencial de los paneles solares integrados en la construcción en Canadá
Un estudio realizado por Recursos Naturales de Canadá en 2006 reveló un gran potencial de mercado para los sistemas BIPV en Canadá, estimando que se podrían generar aproximadamente 734 TWh instalando esta tecnología en edificios residenciales y comerciales/institucionales. La tendencia de construcción de edificios de varios pisos altamente acristalados en la última década ha aumentado aún más la superficie adecuada para los sistemas BIPV. Además, los avances tecnológicos en materiales solares energéticamente eficientes, flexibles, de colores y transparentes permiten una mayor variedad de aplicaciones de los sistemas BIPV.
En Canadá, ya se han realizado más de 50 proyectos comerciales e institucionales, así como varios proyectos residenciales más pequeños, utilizando paneles solares integrados en la construcción. Esto ha abierto nuevas oportunidades en el mercado para los fabricantes de paneles solares y la industria de la envolvente del edificio (Figura 4).
Los paneles solares integrados en la construcción ofrecen una solución innovadora y sostenible para la generación de energía solar en edificios. Con su capacidad para generar electricidad limpia, reducir el consumo de energía y mejorar la apariencia visual de los edificios, los sistemas BIPV son una opción atractiva para la construcción de edificios sostenibles en el futuro.