Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Nanjing (China) han diseñado un sistema fotovoltaico ventilado integrado en edificios (VL-BIPV, por sus iniciales en inglés) que, según afirman, puede representar una solución óptima para tejados con una capacidad de carga limitada inferior a 15 kg/m2.
«El sistema VL-BIPV añade sólo 6 kg/m² de carga cuando se aplica en tejados, lo que resuelve eficazmente los problemas a los que se enfrentan los módulos convencionales», declaró a pv magazine Chenglong Luo, autor correspondiente de la investigación. «Además, en comparación con los sistemas fotovoltaicos convencionales para tejados, el sistema VL-BIPV incorpora un canal de ventilación que reduce eficazmente la temperatura de los módulos fotovoltaicos en entornos calurosos, mitigando así el impacto de las altas temperaturas en su funcionamiento normal».
El sistema se basa en un módulo BIPV de 460 W que utiliza una capa frontal de polímero como alternativa al pesado vidrio.
«Gracias a su proceso de encapsulación y materiales especiales, este módulo pesa sólo unos 3 kg/m² y tiene un grosor aproximado de 1,8 mm», explica Luo. «Este módulo fotovoltaico alcanza una eficiencia fotovoltaica del 21,04%, manteniendo una alta eficiencia fotovoltaica al tiempo que reduce el peso. Por lo tanto, en comparación con otros tipos de módulos, este módulo tiene ventajas significativas en los aspectos integrales de eficiencia, estabilidad y coste, demostrando un potencial significativo para aplicaciones prácticas».
En el artículo «Performance prediction of ventilated building-integrated photovoltaic system with lightweight flexible crystalline silicon module based on experimental fitting method» (Predicción del rendimiento de un sistema fotovoltaico integrado en un edificio ventilado con un módulo de silicio cristalino flexible y ligero basado en un método de ajuste experimental), publicado en Renewable Energy, Luo y sus colegas también explicaron que bajo los módulos utilizados para el sistema VL-BIPV hay un canal de flujo de aire que reduce su temperatura de funcionamiento.
El sistema propuesto se sometió a una serie de pruebas experimentales y simulaciones y su rendimiento se comparó con el de un sistema fotovoltaico convencional sobre tejado sin refrigeración. Ambos sistemas estaban situados en un edificio universitario de Nanjing y tenían un ángulo de inclinación de 26 grados.
«Durante la prueba, la intensidad de la radiación solar fue de 908,05 W/m2 y la temperatura ambiente de 33,73 C», explican los académicos. «Se puede observar que la corriente de cortocircuito del sistema VL-BIPV fue ligeramente superior en 0,08 A en comparación con la del sistema convencional, mientras que la tensión de circuito abierto del sistema VL-BIPV fue 0,98 V superior».
La prueba indicó que el sistema VL-BIPV logró un aumento del 6,52% en la generación anual de energía en comparación con el sistema convencional, con una eficiencia fotovoltaica global aproximadamente 1,07 veces superior. «El sistema VL-BIPV alcanzó una eficiencia fotovoltaica que oscilaba entre el 18,91% a 19,29%, con una media de 19,06%, mientras que el sistema convencional alcanzó una eficiencia fotovoltaica de 17,19% a 17,59%, con una media de 17,36%», explicaron los investigadores.
El análisis también demostró que, durante los 25 años de vida útil de ambos sistemas, la generación de energía del sistema VL-BIPV es de 28,67 kWh/W, que supera a la del sistema convencional en aproximadamente 1,78 kWh/W. «Además, las temperaturas media y máxima de las células del sistema VL-BIPV durante el año son de 58,39 ºC y 64,74 ºC, respectivamente, ambas inferiores a la máxima del sistema convencional, de 68,34 ºC», afirma el grupo.
El estudio no ofrece más detalles sobre los costes del sistema ni sobre su madurez comercial.
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