Dispositivos de sombreado para persianas fotovoltaicas integradas en edificios

Científicos de la Western University de Canadá han desarrollado un marco de optimización para ayudar a las pantallas BIPV a maximizar la generación de electricidad, la calefacción radiativa y las cargas de refrigeración.

“Una de las principales novedades de este trabajo es que la simplicidad del modelo nos permite incorporar una gama más amplia de influencias en el rendimiento de las que se han investigado anteriormente, que van desde ajustes empíricos para predecir la respuesta fotovoltaica de las células solares, hasta los costes y beneficios tanto para la calefacción como para la refrigeración del edificio, pasando por el uso de directrices de diseño arquitectónico para estimar la calidad y el valor de la iluminación interior modificada”, explicó el investigador Eric Johlin a pv magazine. “En concreto, descubrimos que la calidad de la iluminación puede marcar diferencias significativas en el diseño óptimo, dependiendo de la ubicación y orientación del edificio en cuestión”.

El marco propuesto abarca las restricciones de diseño de los sistemas de sombreado fotovoltaico, los datos meteorológicos y de radiación, las propiedades y orientación del edificio y las especificaciones de los módulos solares, según “Multi-objective optimization of building integrated photovoltaic solar shades” (Optimización multiobjetivo de persianas solares fotovoltaicas integradas en edificios), publicado recientemente en Solar Energy. El modelado energético tiene en cuenta la electricidad solar, el calor transferido a través de las ventanas y la iluminación natural en el interior de los edificios.

“Cada función de valor puede utilizarse como criterio de optimización por sí sola o combinada”, señalan los académicos.

Aplicaron la modelización propuesta a una habitación con una superficie cuadrada de 55 m2, sin obstrucciones circundantes, y con dos ventanas orientadas al sur y dos al este en cinco lugares distintos: Canadá, California, Irán, Alemania y Singapur. Los investigadores afirman que el valor anual recurrente del sistema BIPV debe sopesarse con el coste inicial.

“Es importante señalar que, si bien la función de valor global puede permanecer en un nivel similar entre las modificaciones de diseño, el equilibrio entre las tres funciones de valor específicas puede cambiar significativamente”, señalaron. “La decisión real de qué punto es económicamente óptimo dependerá del precio actual de las células y módulos fotovoltaicos, de los costes de instalación y de los materiales del armazón, así como de la tasa de descuento del propietario”.

En climas no tropicales, el valor de la instalación BIPV aumenta porque se utilizan menos sombras y más largas según la ubicación y las especificaciones del edificio, señalaron los científicos.

“Demostramos que es importante reconocer el valor producido por la ventana sin persianas para compararlo al considerar el verdadero valor del sistema BIPV, ya que puede ser significativamente positivo o negativo, de nuevo en función de la ubicación y las especificaciones del edificio”, concluyó Johlin.