Integración de los sistemas fotovoltaicos en la arquitectura y la ciudad

Las aplicaciones de la energía fotovoltaica se proyectan hoy mucho mas allá de las tradicionales instalaciones de los sistemas fotovoltaicos como "artefactos", tanto en la arquitectura como en la ciudad

Esquema Corte Muro .1) Salida de Aire Caliente. 2) Filtro de Aire 3) Panel Aislante. 4) Cámara Ventilada. 5) Persiana Veneciana. 6) Doble Cristal Aislante. 7) Cristal Interior Normal o Fotovoltaico Semitransparente. 8) Ventilación por Efecto Chimenea o Forzada. 9) Cristal exterior Fotovoltaico Opaco. 10) Filtro de Aire. 11) Entrada de Aire. Catálogo

Integración en fachada.
- En fachada vertical continua.- En fachada vertical discontinua.- En fachada inclinada.- Instalación de módulo inclinado en fachada vertical.

Integración en cubierta.
- En cubierta inclinada.- En cubierta plana.- Estructura inclinada en cubierta plana.- "Dientes de Sierra" sobre cubierta plana.- En cubierta curva.

Integración en los dispositivos de control solar. Integración en mobiliario urbano. Integración colindante en espacio de vías públicas de alta velocidad. Integración en pérgolas urbanas.


Integración en fachada y/o cubierta
Esta integración comprende toda aquella incorporación de elemento fotovoltaico en la superficie de envolvente del edificio de un único plano.

En este caso el sistema estructural de la fachada fotovoltaica es único y cumple con diversas funciones: es al mismo tiempo estructura de cerramiento, apertura de los vanos, y generador fotovoltaico, el cual, asociado a la técnica de cámara de aire entre vidrios aprovecha las características térmicas y de ventilación.

La piel de la fachada actúa como amortiguador térmico generado en la cámara de aire entre el paramento exterior e interior. En ella se crea una cavidad donde el aire se calienta por insolación. En verano el aire que asciende desde la base ventilando los módulos solares y evitando que lleguen a un tope de calentamiento.

Clasificaciones de las instalaciones fotovoltaicas

Las instalaciones fotovoltaicas se dividen en dos grandes grupos en función del objetivo de la mismas: instalaciones aisladas de la red, cuya finalidad es satisfacer total o parcialmente la demanda de energía eléctrica convencional residencial o de una comunidad.

Instalaciones aisladas de la red :Se emplean en localidades lejanas, que no tienen acceso a la red pública.

Tipos :

El sistema centralizado: Consiste en un único gran sistema que cubre las necesidades de un conjunto de usuarios. La ventaja es disminuir los costos del sistema manteniendo la calidad del suministro.

El sistema descentralizado:Consiste en la instalación de un sistema individual completo en cada vivienda para cubrir sus necesidades; al contrario del anterior, este tiene un mayor costo.

Instalaciones conectadas a la red: En este caso, la red pública actúa como un disipador de energía infinita y acepta toda la energía disponible del sistema fotovoltaico, tanto de centrales fotovoltaicas como de los instalados en viviendas y edificios.

Instalaciones Híbridas:Son aquellas que combinan los módulos fotovoltaicos con una o más fuentes energéticas auxiliares, como pueden ser los aerogeneradores, o los motores Diesel

Sistema de captador de energía solar

Panel Fotovoltaico (Módulo) : EL panel convierte la energía de la radiación solar incidente en corriente eléctrica (corriente continua 12 o 24V). Mecánicamente esta construido para soportar condiciones ambientales severas y después de 20 años de uso baja su rendimiento en un 8% aproximadamente. No es un componente que deba ser reemplazado en las instalaciones solares por degradación de sus características.

Regulador de Tensión: Es un dispositivo electrónico que evita sobrecargas o descargas excesivas de los acumuladores, y asegurar que el sistema trabaje siempre en el punto de máxima eficiencia. Construido con componentes electrónicos de alta calidad, su vida útil excede ampliamente la garantía dada por el fabricante.

Batería: Es un acumulador de descarga profunda (especialmente diseñado para aplicaciones solares), que almacena la energía producida por el generador fotovoltaico, pudiendo entregarla al consumo en el momento que se produce la demanda. Este elemento tiene una vida útil de aprox. 5 años, transcurrido ese tiempo, y mediante una evaluación técnica previa, deberá procederse al recambio del mismo.

Inversor :Dispositivo electrónico (opcional), que transforma la corriente continua de 12 ó 24 V almacenada en el acumulador, en corriente alterna de 230 V (alimentación de red domiciliaria). Al igual que el regulador, su vida útil excede ampliamente la garantía dada por el fabricante

Panel fotovoltaico

Un panel solar es un módulo que aprovecha la energía de la radiación solar. El término comprende a los colectores solares utilizados para producir agua caliente usualmente doméstica y a los paneles fotolvoltaicos utilizados para generar b electricidad.

Los paneles fotovoltaicos están formados por numerosas celdas que convierten la luz en electricidad . Las celdas a veces son llamadas células fotovoltaicas, que significa "luz _electricidad". Estas celdas dependen del efecto folovoltaico para transformar la energía del Sol y hacer que una corriente pase entre dos placas con cargas eléctricas opuestas. Numerosas empresas e instituciones están trabajando para aumentar la eficiencia de los paneles, principalmente compañías privadas las que realizan la mayor parte de la investigación y desarrollo en este aspecto.
En lugares donde se requiere poca potencia electrica y el acceso a la red es difícil, como estaciones meteorológicas o repetidoras de comunicaciones, se emplean las placas fotovoltaicas como alternativa economicamente viable , esto quiere decir menos costo y mejor servicio. Para comprender la importancia de esta posibilidad, conviene tener en cuenta que aproximadamente una cuarta parte de la población mundial no tiene acceso a la energía eléctrica.

Energía solar fotovoltaica

Se denomina energía solar fotovoltaica a una forma de obtención de energía eléctrica a través de paneles fotovoltaicos.
Los paneles, módulos o colectores fotovoltaicos están formados por dispositivo semi conductores tipo (diodo) que, al recibir radiación solar, se excitan y provocan saltos electrónicos, generando una pequeña diferencia de potencial en sus extremos. El acoplamiento en serie de varios de estos foto diodos permite la obtención de voltajes mayores en configuraciones muy sencillas y aptas para alimentar pequeños dispositivos electrónicos.

Usos de energia solar

Tecnología solar pasiva : es el conjunto de técnicas dirigidas al aprovechamiento de la energía solar de forma directa.

Energía solar térmica : consiste en el aprovechamiento de la energía del sol para producir calor que puede aprovecharse para cocinar alimentos o para la producción de agua caliente destinada al consumo de agua doméstico.

Central térmica solar : o central termo solar es una instalación industrial en la que, a partir del calentamiento de un fluido mediante radiación solar.

Energía solar híbrida : es un sistema de producción de energía, que combina la energía solar con la energía obtenida de una central térmica convencional, de biomasa o de combustible.

Energía eólico solar: es un método para obtener energía que funciona con el aire calentado por el sol y que sube por una chimenea donde están los generadores.

Energía solar

La energía solar es la energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por el sol

La radiación solar que alcanza la Tierra puede aprovecharse por medio del calor que produce, como también a través de la absorción de la radiación, por ejemplo en dispositivos ópticos o de otro tipo. Es una de las llamadas energías renovables , particularmente del grupo no contaminante, conocido como energía limpia o energía verde . Si bien, al final de su vida útil, los paneles fotovoltaicos pueden suponer un residuo contaminante difícilmente reciclable al día de hoy.

La potencia de la radiación varía según el momento del día, las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud. Se puede asumir que en buenas condiciones de irradiación el valor es de aproximadamente 1000 W/m² en la superficie terrestre. A esta potencia se la conoce como irradiación .
La radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas. La radiación directa es la que llega correctamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes y el resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas las direcciones.