Читать книгу Montaje mecánico en instalaciones solares fotovoltaicas. ENAE0108 - S. L. Innovación y Cualificación - Страница 11

Las formas en las que se pueden integrar las instalaciones fotovoltaicas en las edificaciones y demás elementos urbanos son múltiples.

Dependiendo del grado de integración, la solución constructiva que se adopte tendrá mayor o menor complejidad.

El siguiente esquema representa las diferentes formas en que las instalaciones fotovoltaicas pueden integrarse en la edificación.

Importante

En la elección de la forma de integración, habrá que tener siempre presente las indicaciones realizadas al respecto por los organismos locales o autonómicos, que pueden aconsejar evitar las instalaciones que produzcan un impacto visual importante desde el exterior, o aquellas que no estén integradas en los edificios.

Cubiertas

Es el tipo de instalación fotovoltaica más frecuente en los edificios, tanto en los de uso industrial como en el resto de los edificios. En las cubiertas totalmente integradas, se sustituyen los elementos constructivos que forman el tejado por módulos fotovoltaicos, con soluciones que van desde sustituir totalmente el revestimiento de la cubierta por módulos fotovoltaicos, sustituirlo parcialmente o utilizar tejas que integren las propias células fotovoltaicas. En el resto de los casos se opta por soluciones que causan diferente impacto visual.

Tejas fotovoltaicas

Tipos de cubiertas

Técnicamente, en la elección del tipo de cubierta, lo más importante a tener en cuenta es la orientación al Sur e inclinación óptima de los paneles fotovoltaicos para obtener el máximo rendimiento energético a lo largo de los años.

Los tipos de cubiertas que existen y dan respuesta a estas prioridades son los que se describen a continuación.

Cubierta plana

Las cubiertas planas permiten la colocación del campo fotovoltaico en la posición más favorable para la captación solar, independientemente de la orientación que presente el edificio.

Para dar a los paneles la inclinación adecuada se emplean estructuras que levantan los módulos con la inclinación adecuada (entre 20 y 30ª) para captar la máxima radiación solar. Además, esta inclinación facilita que los módulos se limpien con la lluvia.

Otra forma de realizar una instalación fotovoltaica sobre una cubierta plana consiste en emplear paneles flexibles que se adhieren directamente sobre la superficie. Este sistema tiene, entre otras ventajas, la facilidad de colocación, ya que no es necesario emplear estructuras soporte. Tampoco presentan pérdidas por sombras. Además, como van adheridos a la superficie, no es necesario realizar taladros para su colocación, lo que evita la perforación del aislante. Tampoco añaden carga sobre la estructura, ya que son ligeros, y al ir directamente sobre la superficie no presentan resistencia al viento, con lo cual no transmite este tipo de cargas.

Cubierta plana

Como desventajas pueden señalarse el que precisamente por estar directamente sobre la estructura plana, no resultan autolimpiables, con lo cual se les suele acumular suciedad. Además, al estar estos paneles construidos con silicio amorfo, su rendimiento también es menor que el de otros módulos, a lo que hay que unir la pérdida de radiación que se produce por no tener los módulos la inclinación adecuada.

Sabía que...

Un tejado fotovoltaico resulta inicialmente más caro que una fachada de cristal, tejas u otro tipo de cubiertas, pero presenta la gran ventaja de ser capaz de producir energía eléctrica, que por medio de la conexión a la red eléctrica y la venta de dicha energía a la compañía eléctrica, consigue finalmente ser mucho más barato gracias a los ingresos anuales que compensa con creces esta diferencia de costes.

Cubierta inclinada

En este tipo de cubierta se suelen utilizar estructuras coplanares que mantienen la misma inclinación que la cubierta (por ejemplo, un tejado inclinado).

Este tipo de cubierta se recomienda para instalaciones en tejados de casas o fincas orientados al sur y con inclinaciones entre los 25º y los 45º.

Para realizar este tipo de instalaciones puede optarse por:

1 Colocar la estructura encima de la cubierta sobre las tejas o chapa, para lo que habrá que elegir un tipo de anclaje que garantice la seguridad de la instalación y resista las inclemencias del tiempo.

2 Integrar la instalación en el techo, para lo que habrá que retirar las tejas o el revestimiento exterior, y sustituirlo por una estructura adecuada y una capa impermeable que garantice la estanquidad del tejado.

Además, pueden emplearse otros tipos de estructuras que permitan, por ejemplo, salvar el desnivel de la cubierta para que los paneles queden como si se tratara de una cubierta plana.

Consejo

Para la elaboración de módulos fotovoltaicos destinados a instalaciones integradas se recomienda usar vidrio laminado de seguridad.

Cubierta curvada

Para la realización de cubiertas curvas suele recurrirse el empleo de estructuras especiales que se adaptan a la forma de la superficie.

Estructura inclinada en cubierta plana

Se consigue mediante una estructura que permite la colocación de los módulos con la inclinación adecuada, para captar la máxima radiación posible. Esta forma de colocar los módulos permite que los módulos no se hagan sombra unos a otros.

Estructura inclinada para cubierta plana

Lucernarios y atrios

Es una forma de utilización de los módulos con extraordinarias posibilidades de diseño, tanto de la cubierta exterior como del espacio interior, ya que permite una transmisión selectiva de la luz natural, según la colocación que se dé a las células, distancia entre ellas, color del módulo, etc.

Los lucernarios presentan un alto grado de integración arquitectónica, ya que los módulos se fijan en estructuras similares a las que se emplearían para su realización con acristalamiento convencional, lo que además supone que no existen costes adicionales como consecuencia de la necesidad de emplear estructuras de soporte adicionales. Además, el paso de luz natural supone un ahorro en iluminación artificial.

Lucernario

Como desventaja hay que señalar que debido a la poca inclinación que se les da, hay que prever el acceso a la cubierta para limpiar la suciedad que se acumula, ya que la lluvia no es suficiente para limpiar los módulos.

Definición

Atrio

Es una cubierta situada entre dos edificios.

En las instalaciones integradas en cubiertas, por consideraciones de integración arquitectónica o impacto visual, no será necesario ajustarse a las consideraciones de orientación e inclinación en las que se obtendría la máxima radiación solar.

Fachadas

En este tipo de instalación fotovoltaica los módulos se incorporan en las superficies de la envolvente vertical de los edificios. Se trata de instalaciones integradas en la edificación, ya que los módulos cumplen una doble función: generan energía y forman parte de la envolvente del edificio.

En este tipo de instalaciones, debido al sentido vertical con que se instalan los módulos, se desaprovecha parte de la radiación solar.

Tipos de fachadas

La fachada ventilada es un sistema constructivo con gran aceptación entre arquitectos y constructores debido a sus indiscutibles ventajas de aislamiento térmico y acústico, además de sus posibilidades estéticas.

Fachadas ventiladas

En este tipo de fachadas, la construcción de la pared exterior se divide en dos capas: una interior, es la fachada de hormigón o ladrillo, resistente, estanca y aislada; y otra exterior, cuya misión es proteger a la primera de la acción directa del viento y la lluvia, además de cumplir una función estética.

Entre las dos capas de la fachada se deja una cámara de aire que favorece la circulación del mismo y evita condensaciones. En este caso, la instalación de los módulos se realiza en la capa exterior, sobre unos perfiles que se anclan al muro de la fachada del edificio.

El espacio entre las fachadas facilita la instalación de los módulos y la circulación de aire hace que disminuya su temperatura, lo que favorece a la producción energética.

En este tipo de fachadas, los paneles fotovoltaicos se integran en la propia fachada exterior, formando parte del revestimiento, integrándose en esta. Suelen estar fijados a una subestructura empotrada en el cerramiento del edificio, con ventilación natural en su lado trasero y preparados para que el agua de lluvia discurra sobre ellos.

Ejemplo de fachada ventilada

Muros cortina

Se trata de una fachada ligera, que no tiene consideración de elemento portante del edificio, formada por montantes y travesaños conectados y anclados en la estructura del edificio, pero en los que esta estructura auxiliar permanece suspendida, no apoyada en los forjados, y en los que el vidrio que compone el doble acristalamiento se sustituye por otro que incorpora células solares a modo de paneles fotovoltaicos.

Ofrece múltiples posibilidades de diseño, ya que permite combinar los paneles de acristalamiento usados normalmente en este tipo de muros con los que incorporan células fotovoltaicas.

Muro cortina

Recuerde

En las instalaciones integradas en cubiertas, por consideraciones de integración arquitectónica o impacto visual, no será necesario ajustarse a las consideraciones de orientación e inclinación en las que se obtendría la máxima radiación solar.

Fachada panel

Es otro tipo de fachada ligera fotovoltaica. Se diferencia del muro cortina en que la fachada se interrumpe en cada forjado delimitando paneles o zonas independientes y, en consecuencia, la estructura auxiliar está apoyada en cada forjado.

Se puede realizar con el campo solar cubriendo totalmente la fachada o en forma de franjas fotovoltaicas a lo largo de la misma, alternando con franjas transparentes.

Elementos de protección solar y de sombreado

Otra forma de aprovechar los módulos fotovoltaicos en las fachadas es incluirlos en dispositivos que normalmente se utilizan para dar sombra al edificio, como pueden ser parasoles, voladizos, aleros y porches, sustituyendo las lamas de sombreado tradicionales por otras con generadores fotovoltaicos que asumen la misma función de protección solar, evitando la entrada de radiación directa en verano con el consiguiente calentamiento excesivo del interior de los edificios, a la vez que permiten la entrada de luz natural. Se consigue además un ahorro en el consumo de energía eléctrica y aire acondicionado.

Esta aplicación permite, en muchas ocasiones, dar a los módulos una inclinación próxima a la que proporcionaría el máximo rendimiento de la instalación, ya sea incluyendo elementos que mantienen una posición fija, como otros que incluyen sistemas de orientación.

Parasoles

Otras aplicaciones

No solo los edificios pueden integrar sistemas fotovoltaicos en su diseño, ya que también se realiza en cubiertas de parkings, marquesinas o pérgolas, aprovechando de esta forma espacios a los que no se les puede dar otra utilidad, además con un alto rendimiento.

Instalación solar fotovoltaica integrada en los parkings

Otros elementos usados en el mobiliario urbano, como los de alumbrado público, integran sistemas fotovoltaicos que cubren sus necesidades de energía eléctrica, evitando el riesgo de corte de suministro eléctrico y con ello la falta de alumbrado en lugares de tránsito, a la vez que cumplen una función estética.

Sabía que...

El rendimiento de la instalación en nuestras latitudes es muy bueno, pudiéndose alcanzar una potencia de hasta 1.000 W/m² en un día despejado a la hora del mediodía, sin obstáculos con sombra.

Aplicación práctica

Clasifique las siguientes imágenes, de menor a mayor, según el grado de integración arquitectónica que presentan, e indique el por qué de su elección.

SOLUCIÓN

La imagen que presenta una menor integración arquitectónica es la imagen central, ya que los paneles presentan un gran impacto visual y además no hay sustitución de elementos constructivos.

Le seguiría la tercera imagen, ya que está situada paralela a la envolvente del edificio, pero no sustituye a ningún elemento constructivo.

El mayor grado de integración lo presenta la primera imagen, ya que los módulos que en ella se muestran cumplen una doble función. Además de producir energía eléctrica, sustituyen elementos constructivos con una función estética.