Integración arquitectónica fotovoltaica ▶ Ejemplos y aplicaciones

Qué es la integración arquitectónica fotovoltaica

Dónde se pueden instalar los elementos de integración arquitectónica fotovoltaica BIPV

• Cubiertas
• Fachadas
• Ventanas
• Lucernarios
• Elementos externos del edificio
• Pérgolas

Ejemplos de aplicaciones de integración arquitectónica fotovoltaica

• Paneles solares integrados en fachadas de edificios residenciales
• Uso de energía solar en viviendas unifamiliares mediante la integración arquitectónica fotovoltaica
• Sistemas fotovoltaicos en cubiertas de centros comerciales
• Incorporación de sistemas fotovoltaicos en infraestructuras deportivas y recreativas
• Aplicación de paneles solares en fachadas de hospitales y centros de salud
• Integración de tecnología fotovoltaica en estructuras de estacionamientos
• Soluciones solares para edificios históricos y monumentos emblemáticos

Conclusiones

Qué es la integración arquitectónica fotovoltaica

La integración arquitectónica de paneles solares fotovoltaicos permite aunar en un solo elemento generación renovable y estética. Es una alternativa a la forma tradicional de instalar paneles fotovoltaicos en los edificios, basada en la adición de un elemento anexo a la construcción. Es decir, sin tener en cuenta el entorno en el que se instala.

A todos nos viene a la mente la imagen de la instalación vista de paneles solares en la cubierta de un edificio que simplemente se han colocado sin ningún criterio de integración arquitectónica. Siendo en la mayoría de los casos totalmente antiestéticos. Pero lo cierto es que la tecnología fotovoltaica ha evolucionado de tal manera que a día de hoy nos ofrece una mayor flexibilidad en diseño y configuración. Una oportunidad que no hay que desaprovechar ya que la integración arquitectónica fotovoltaica permite compatibilizar el diseño y la estética con el aprovechamiento de las energías renovables. Imprescindibles por otro lado, en el proceso de descarbonización de los edificios necesario para alcanzar la neutralidad climática en 2050.

En este sentido la tecnología fotovoltaica integrada se convierte en un elemento tectónico. Un elemento del edificio que puede formar parte de la envolvente como cualquier otro material constructivo. Conocida internacionalmente con el acrónimo BIPV (Building Integrated Photovoltaics) la integración arquitectónica fotovoltaica permite sustituir materiales constructivos convencionales por elementos constructivos fotovoltaicos para la generación de electricidad a partir de la radiación solar que incide sobre ellos.

Dónde se pueden instalar los elementos de integración arquitectónica fotovoltaica BIPV

Lógicamente, los elementos BIPV se deben de instalar en aquellos lugares donde la radiación solar incida para su transformación en electricidad. Exactamente igual que los paneles solares convencionales. Pero, a diferencia de los sistemas fotovoltaicos añadidos conocidos como BAPV (Buiding Added Photovoltaics) los elementos BIPV se pueden integrar perfectamente en cualquier elemento constructivo de la envolvente de los edificios y también en el mobiliario urbano.

En el mercado podemos encontrar elementos BIPV para:

• Cubiertas

Tanto cubiertas planas como cubiertas integradas. En cubiertas inclinadas pueden integrarse como elementos de pequeñas dimensiones tipo teja. Es lo que se conoce popularmente como tejado solar. Pero también existen soluciones equivalentes a la teja solar, pero en formato de panel de dimensiones superiores y que también se instalan con material de acabado o de protección de la cubierta inclinada.

• Fachadas

Los paneles BIPV se instalan como revestimiento exterior de la fachada incluso como elemento exterior de acabado en fachadas ventiladas. También se pueden integrar perfectamente en muros cortina.

• Ventanas

Conocidas como ventanas solares, actúan como paneles fotovoltaicos transparentes. Por lo tanto, la ventana no pierde su funcionalidad que es la de aportar iluminación al espacio interior en el que se instala. Simplemente se sustituye el vidrio convencional por un vidrio fotovoltaico.

Un material transparente dejar pasar la luz visible a través de él. Por lo que se tiende a pensar que un vidrio transparente no podría producir energía. Pero la radiación solar se compone también de radiación infrarroja y ultravioleta, que también puede ser aprovechada para producir electricidad. Para ello existen diferentes técnicas con las que fabricar vidrio fotovoltaico transparente. Por ejemplo, los cristales solares traslúcidos.

• Lucernarios

Los lucernarios que se instalan en cubiertas para un mayor aprovechamiento de la luz natural pueden integrar elementos de integración arquitectónica fotovoltaica BIPV. La tecnología es la misma que la de las ventanas: vidrio fotovoltaico. Con esta solución arquitectónica se puede conseguir diferentes niveles de transparencia y apariencia, a la vez que se genera electricidad a partir de la radiación solar incidente.

• Elementos externos del edificio

Un ejemplo muy habitual son los típicos voladizos que proyectan sombra sobre superficies acristaladas como pueden ser puertas y ventanas. Pero también se pueden instalar en barandillas de balcones, escaleras y lamas horizontales y verticales que actúan como protección solar.

• Pérgolas

Estructuras auxiliares que se instalan en terrazas transitables para proteger de la radiación solar directa. El elemento BIPV permite proyectar sombra bloqueando la radiación solar y la aprovecha para generar electricidad sin emisiones de carbono. También pueden formar parte del mobiliario urbano en plazas y superficies de aparcamiento.

• Suelos

En este caso para su aplicación en el exterior. Es transitable, resistente y antideslizante y su formato es el mismo que el de una baldosa convencional.

Ejemplos de aplicaciones de integración arquitectónica fotovoltaica

Si bien es cierto que los paneles BIPV son una alternativa a los sistemas convencionales fotovoltaicos BAPV, también es verdad que esta tecnología aún tiene camino por avanzar. Básicamente porque el coste los elementos fotovoltaicos BIPV es ligeramente superior y su eficiencia de generación eléctrica también es inferior, respecto de los BAPV. Pero requieren de un mantenimiento similar y su vida útil es equiparable. Su mayor ventaja consiste en su flexibilidad en cuanto a opciones de integración y que sustituyen a otros materiales constructivos con el ahorro económico que esto supone.

A continuación, vamos a exponer de forma no exhaustiva algunos ejemplos de aplicación de los sistemas de integración arquitectónica fotovoltaica:

• Paneles solares integrados en fachadas de edificios residenciales

Los paneles solares en fachada pueden ser un complemento o una alternativa a su ubicación en cubierta en edificios residenciales. Las instalaciones solares tradicionales en cubierta restan espacio y lo anulan para la realización de otras actividades o usos. Por otro lado, la superficie disponible en cubierta puede no ser lo suficiente como para instalar el total de la potencia necesaria para cubrir la demanda que se desea. En edificios con una gran superficie de fachada bien orientada se pueden instalar paneles solares integrados como material de revestimiento, en balcones de barandillas, en parasoles y paneles móviles de protección solar e incluso en las ventanas. Todo un abanico de posibilidades para convertir un edificio residencial en un edificio de emisiones cero.

• Uso de energía solar en viviendas unifamiliares mediante la integración arquitectónica fotovoltaica

Las viviendas unifamiliares siempre son una opción adecuada para la integración de las renovables. No dependen de las decisiones de otros propietarios y suelen contar con suficiente superficie de cubierta como para cubrir la totalidad o al menos un porcentaje elevado de la demanda de electricidad renovable que se desea. En este sentido las soluciones de tejado solar pueden ser una buena opción como solución integrada. Pero también se pueden instalar pérgolas solares, fachadas acristaladas solares o suelos solares en terrazas transitables.

• Sistemas fotovoltaicos en cubiertas de centros comerciales

Los centros comerciales se caracterizan por disponer de una gran superficie de envolvente. Por otro lado, son edificios en los que el consumo energético es alto debido a su horario de funcionamiento y su alta demanda energética de iluminación y acondicionamiento del aire. Es por ello por lo que la integración de energía solar fotovoltaica en cubierta puede ser una buena opción para la generación de electricidad renovable.

Los centros comerciales suelen contar con grandes superficies de cubierta. La soluciones constructivas de cubierta plana ligera tipo deck suelen ser las más adecuadas para este tipo de edificios. En ellas es posible integrar tanto paneles fotovoltaicos convencionales como soluciones integradas BIPV. Un ejemplo de esto último son las láminas solares orgánicas de apenas 2 mm. Son flexibles, se adhieren a cualquier superficie y su peso es tres veces inferior al peso de cualquier panel solar fotovoltaico convencional. Aunque su rendimiento es inferior al de los paneles convencionales, se espera que se puedan equiparar en unos 10 años aproximadamente. También es una alternativa a las células de silicio, menos contaminante y más sostenible.

• Incorporación de sistemas fotovoltaicos en infraestructuras deportivas y recreativas

Las instalaciones deportivas y recreativa, al igual que los centros comerciales se caracterizan por disponer de grandes superficies de cubierta. En estas cubiertas es posible integrar paneles opacos convencionales y paneles solares de vidrio. Estos últimos permiten el paso de la luz en mayor o menor porcentaje en forma de lucernarios. Los paneles transparentes pueden contener células fotovoltaicas o emplear la tecnología del panel solar transparente con vidrio fotovoltaico.

Por otro lado, también es posible integrar elementos fotovoltaicos BIPV en fachadas e incluso en mobiliario de estas instalaciones como pueden ser bancos, pérgolas o cubiertas al aire libre.

• Aplicación de paneles solares en fachadas de hospitales y centros de salud

Los hospitales requieren de un suministro eléctrico continuo debido a su horario de funcionamiento las 24 horas del día. En estos casos la solución idónea para asegurar el funcionamiento interrumpido consiste en la instalación de paneles solares fotovoltaicos con baterías. Pero estas instalaciones tienen que convivir con otras instalaciones para satisfacer la demanda energética de otros servicios como la producción de agua caliente sanitaria, la climatización y el tratamiento del aire. Instalaciones que también ocupan parte de la envolvente térmica como los paneles solares térmicos o las enfriadoras y condensadoras.

Por todo ello puede resultar interesante plantear la instalación de paneles solares integrados en la fachada de hospitales y centros de salud. Ya sea en forma de revestimiento, acabado exterior de fachada ventilada, ventanas, pérgolas y voladizos y lamas de protección solar. Siempre que se cuente con la orientación adecuada como para recibir la suficiente radiación solar.

• Integración de tecnología fotovoltaica en estructuras de estacionamientos

Las instalaciones solares fotovoltaicas tienen un gran potencial de integración en el espacio público. Se puede integrar perfectamente en el mobiliario urbano y en estructuras de estacionamientos, a la vez que generan electricidad libre de emisiones de carbono para su consumo in situ y en el entorno cercano.

Existen en el mercado soluciones de parking fotovoltaico compuestos por una estructura sobre la que integrar los paneles solares fotovoltaicos. Se trata de soluciones multifuncionales que generan sombra, protegen del viento, la lluvia y la nieve y además pueden incluir servicios complementarios como la recarga de vehículos eléctricos, iluminación y rótulos publicitarios.

• Soluciones solares para edificios históricos y monumentos emblemáticos

La intervención en edificios históricos y monumentos emblemáticos está limitada a su grado de protección. Por lo que en determinadas ocasiones puede hacer imposible la integración de energías renovables. Pero lo cierto es que la mayoría de los edificios históricos pueden tener un consumo energético muy elevado por lo que puede ser interesante en la medida de lo posible adoptar medidas para la mejora de la eficiencia energética.

Con todo ello habrá que estudiar qué solución de fotovoltaica integrada BIPV es compatible con la protección del edificio y el tipo de intervención autorizada por el organismo competente. A priori, de las opciones disponibles que más fácilmente se pueden integrar destacan el vidrio solar en ventanas y lucernarios, el suelo solar en cubiertas transitables o caminos de acceso a edificios y las tejas fotovoltaicas en cubiertas inclinadas. Además, existen fabricantes que ofrecen determinados sistemas fotovoltaicos para fachadas que imitan acabados y texturas de materiales constructivos convencionales.

Conclusiones

Aunque la penetración en el mercado es todavía reducida, los elementos BIPV aportan múltiples beneficios y existen ejemplos construidos a nivel internacional y a nivel nacional que lo demuestran. La integración arquitectónica fotovoltaica permite un amplio abanico de posibilidades en cuanto a diseño aportando calidad arquitectónica al edificio. Principal diferencia respecto a los sistemas convencionales de paneles fotovoltaicos añadidos. Y no sólo eso, son una herramienta eficaz en el proceso de descarbonización de los edificios. Aportando una alternativa eficaz a la típica instalación de paneles en cubierta muchas veces limitada por condicionantes urbanísticos, la ubicación del edificio y su relación con el entorno construido.