El elevado consumo de energía por parte del sector de la edificación ha hecho que en los últimos tiempos se hayan comenzado a implementar medidas tendientes a mejorar la eficiencia energética, reducir las emisiones de CO2 y favorecer el ahorro de energía. Actualmente, el suministro energético de nuestras ciudades y de los edificios donde vivimos y trabajamos está claramente dominado por los combustibles fósiles -un recurso no renovable-, los cuales emiten gases de efecto invernadero cuando se queman para obtener energía. Es por ello que las energías renovables están llamadas a jugar un papel crucial para construir un futuro sostenible ya que reducen las emisiones de gases de efecto invernadero y la contaminación ambiental. Además, el uso cada vez mayor de la energía producida con fuentes renovables representa una forma importante de diversificar las fuentes, lo cual aumenta la seguridad del suministro y reduce la dependencia del petróleo y del gas.
Entre las fuentes de energía renovables se encuentra la energía solar fotovoltaica, la cual ha tenido un desarrollo interesante en los últimos tiempos. Las energías renovables están llamadas a jugar un papel cada vez más importante en el futuro del desarrollo sostenible ya que su uso garantiza la protección del medio ambiente y la seguridad del abastecimiento energético.
En el ámbito de la arquitectura y la construcción, los retos a corto plazo para el uso de la energía solar fotovoltaica consisten en la integración arquitectónica y el impulso de modelos de generación distribuida, esto es: la capacidad de producir energía en lugares próximos a los centros de consumo y de contar con pequeñas unidades que puedan funcionar de forma aislada, pero que también interactúen conectadas a la red.
La integración fotovoltaica en edificios
Al hablar de integración arquitectónica nos estamos refiriendo a cualquier instalación solar fotovoltaica integrada en cualquier superficie de un edificio, ya sea una cubierta, una fachada, marquesinas, etc., siempre y cuando se respeten las condiciones básicas de diseño tal como la orientación y la inclinación de los módulos fotovoltaicos. Un módulo correctamente orientado, aun desviado unos pocos grados por debajo del valor de la latitud local, puede producir la máxima generación eléctrica en términos anuales.
La integración fotovoltaica en edificios (BIPV por sus siglas en inglés: Building Integrated Photovoltaics) supone la sustitución de materiales convencionales de construcción por nuevos elementos arquitectónicos fotovoltaicos generadores de energía. Estos elementos son, por lo tanto, materiales multifuncionales dentro de la construcción.
El elemento básico de un sistema BIPV es el módulo fotovoltaico (PVM). Las celdas solares individuales, interconectadas y encapsuladas, se presentan dentro de materiales diversos para formar un módulo. Los módulos, a su vez, se unen en serie para formar una matriz fotovoltaica. La luz directa o difusa (por lo general la luz del sol) que impacta sobre las celdas solares provoca el “efecto fotoeléctrico”, a partir del cual se genera un flujo de corriente continua.
Este fenómeno físico denominado “efecto fotoeléctrico” se produce de la siguiente forma: cuando una cantidad suficiente de fotones impacta sobre una placa compuesta por un material semiconductor como el silicio, algunos de estos fotones pueden ser absorbidos por los electrones que se encuentran en la superficie de la placa. La absorción de energía adicional permite a los electrones -cargados negativamente- liberarse de sus átomos. Los electrones comienzan a moverse y el espacio que dejan libre lo ocupa otro electrón de una parte más profunda del semiconductor. Como resultado, una parte de la lámina tiene una mayor concentración de electrones que la otra, lo que origina una diferencia de voltaje entre ambos lados.
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