Fotovoltaica integrada en barreras acústicas para autopistas y ferrocarriles

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Investigadores del Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar (Fraunhofer ISE) de Alemania están probando sobre el terreno nuevos conceptos de módulos para integrarlos en muros antirruido junto a carreteras o vías férreas. Se espera que algunos de los diseños se conviertan en soluciones rentables y generadoras de energía para su aplicación en muros acústicos de nueva construcción, en proyectos de modernización o de ampliación.

El estudio, bautizado como PVwins, comenzó en 2020 y ahora ha llegado a la fase de pruebas de campo al aire libre. El equipo de investigación desarrolló cinco soluciones fotovoltaicas integradas diferentes para su uso en muros fonoabsorbentes, situados normalmente en zonas pobladas con carreteras y líneas de ferrocarril muy transitadas. Investigaron el diseño, la creación de prototipos, la fabricación, el potencial económico y la comerciabilidad.

Entre los socios colaboradores figuran R. Kohlhauer GmbH, especializada en muros de protección acústica y barreras contra el ruido, IGRA Power GmbH, especialista en ingeniería y energía fotovoltaica, la empresa alemana de servicios públicos Energiegenossenschaft Inn-Salzach, el Ministerio alemán de Carreteras Bundesanstalt für Strassenwesen y la organización nacional de investigación ferroviaria Deutsches Zentrum für Schienenverkehrsforschung des Eisenbahn Bundesamt, junto con el fabricante suizo de módulos fotovoltaicos Megasol Energie.

Algunas de las soluciones surgidas de la colaboración permiten construir muros acústicos únicamente con paneles fotovoltaicos, sin necesidad de elementos adicionales de absorción acústica, mientras que otras son adecuadas para reequipar infraestructuras existentes o utilizarlas como complemento. A continuación se ofrece un resumen de cada solución fotovoltaica con referencias a la foto de arriba (de izquierda a derecha).

  • Una solución combinada en la que los módulos tienen dos cadenas de células independientes para captar la luz en la parte trasera del absorbente acústico y en la parte delantera de la misma pared (extremo izquierdo)
  • Absorbentes acústicos microperforados transparentes en la cara frontal del módulo
  • Módulos fotovoltaicos convencionales instalados verticalmente en una barrera orientada en sentido contrario a la carretera
  • Paneles fotovoltaicos convencionales instalados mediante soportes sobre las barreras acústicas, uno orientado al este/oeste y el otro al sur
  • Nuevos casetes para retroadaptación con absorbentes acústicos orientados hacia la carretera y paneles fotovoltaicos inclinados (extremo derecho)

El director del proyecto, Jacob Forster, explicó que los módulos reductores del ruido son más grandes y robustos que los paneles convencionales, miden 3,96 m, tienen paneles de vidrio de 6 mm y un marco estable suministrado por Kohlhauer. Los demás módulos montados sobre las paredes y en vertical son módulos estándar de vidrio con marcos de aluminio. “Aquí la motivación no era utilizar módulos especiales, sino componentes baratos”, declaró Forster a pv magazine, añadiendo que pueden emplearse diversas tecnologías, como la célula trasera de emisor pasivado (PERC), la heterounión o el contacto pasivado de óxido de túnel (TOPCon).

Forster señaló que el equipo estaba “positivamente sorprendido” de que el aislamiento acústico de los módulos de vidrio pesado estuviera en el mismo rango, o incluso fuera ligeramente mejor, que los elementos insonorizantes disponibles en el mercado de la empresa asociada R. Kohlhauer GmbH.

El documento “Photovoltaic Noise Barriers as Energy Generating Infrastructure: Functional Overview about Five Solutions” (Barreras acústicas fotovoltaicas como infraestructura de generación de energía: descripción funcional de cinco soluciones), se presentó en la 40ª Conferencia y Exposición Europea de Energía Solar Fotovoltaica.

El potencial de este tipo de aplicación fotovoltaica vertical es significativo, según las últimas investigaciones del Centro Común de Investigación (CCI) de la Comisión Europea. El Fraunhofer ISE también participa en otro estudio sobre fotovoltaica integrada, conocido como MASS-IPV.

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