Guia de Integracion Solar Fotovoltaica

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Guía de Integración Solar Fotovoltaica


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Depósito Legal: Imp resi esión Gráfica :


A utores Esta Guía ha sido realizada por iniciativa de la Dirección General de Industria, Energía y Minas de la Consejería de Economía y Hac iend a y la Funda Funda c ión d e la Ener Energí gíaa d e la Co munida munida d de Ma drid. drid. La elaboración técnica de los diferentes capítulos ha sido encargada a Conergy España, que ha aportado la experiencia de los proyectos realizados por SunTechnics Sistemas de Energía en todo el mundo en el ca mp o d e la integrac integrac ión solar solar fotovo ltaica . La e lab oración de este material ha sido realizada por Susana López y Michael Lill. Además, en los ejemplos de integración arquitectónica, se ha c onta d o c on la c olab orac ión d e las siguiente s em p resa esa s y entida d es: es:

•

Hote les e Inm ueb ue b les, les, S.A. S.A.

•

Fundación Metrópoli.

•

Ab a so l, S.L S.L..

•

O p c ionDo s Energí ne rgíaa Natura Na tura l, S.L S.L..

•

Grup o Ca sa b ella ella Proye c to s Inmob nm ob ilia lia rios, ios, S.A. S.A.

5


Í ndice 1. INTRODUCCIÓN

11

2.

A PL PLIC ICA A C IO IONE NES S DE LA INTE INTEG RA C IÓ IÓN N SO SO LA R EN EDIF EDIFIICIOS 2.1. Introducción 2.2. Cubiertas 2.2.1. Cubierta inclinada 2.2.2. Cubierta plana 2.2.3. Cubierta curvada 2.2.4. Lucernario 2.2. 2. 2.5. 5. Mo b ililiari iarioo urb urb a no no:: c ub ier ierta ta s d e pa rki king ng s 2.3. 2. 3. Fa c ha d a s 2.3.1. Fachadas ventiladas 2.3. 2. 3.2. 2. Fa c ha d a - Muro Cortina 2.3.3. Marquesina o porche 2.3.4. 2.3 .4. La m a s y p a ras rasole oless

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3.

EL C Ó DIG DIGO O TÉ TÉC NICO DE LA EDIF EDIFICA ICAC C IÓN

45

4.

LO S M Ó DULO DULOS S: TIPO IPOS S Y C A RA C TERÍS ÍST TIC ICA AS

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5.

EJE JEM M PL PLO O S DE INT INTE EG RA C IÓ IÓN N A RQ UITEC TÓ NIC A 5.1. 5. 1. Ce ntro de visitant visitant es Ba hí híaa d e Cá d iz 5.2. 5. 2. Ca sa d e la Juve Juve ntud d e Sa Sa n Seb Seb a stián d e los Reye s 5.3. Ed ific ificio io Bioc lilim m á tic o Tras rasluz luz 5.4. Edificio Bioclimático sede de la Fundación Metrópoli 5.5. 5. 5. Co mp lej lejoo soc soc io-s io-saa nitari nitarioo de l Proye c to Alzheim Alzheimer er d e la Fund a c ión Reina Reina Sofía 5.6. Integración de energía solar fotovoltaica en el Centro Com er ercc ial Ma dri drid-2 d-2 La La Vag uad a 5.7. 5. 7. Ins nsta ta la c ión sola solarr fot ovo ltaic a en Torr Torree Ga rena

67 67 69

17 17 20 22 24 25 27 28 28 36 38 40

70 75 81 86 91

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P resentación La vinculación tan directa que existe entre el consumo final de energía energía y el sec sec tor de la e d ific fic ac ión ha hec ho q ue en los últi último mo s tiempos se hayan adoptado medidas tendentes a favorecer la eficiencia energética, la reducción de emisiones de CO 2 y el ahorro de energía primaria. La a proba c ión d el Cód igo Téc nic nic o d e la Edifi Edificc ac ión c ontem p la entre sus sus ob jetivos b á sic os a c tua r sob sob re la envo lvente ed ifific at ori oria , con el fifin de red uc ir la de ma nda energética , y sob sob re la inc orpo ra c ión de e nergía nergía s reno va b les en el ed ific fic io, pa ra c ubrir ubrir p a rte de la la c itada d emanda. Entre las fuentes renovables se encuentra la energía solar fotovoltaica, que ha tenido un desarrollo espectacular en los últimos tiem p os. os. Ade má s, ésta ésta se c ont em p la en e l CT CTE E, p a ra c ierto ierto s ed ifiific ios, os, con un c arác ter obliga obliga torio. torio. Apa rec en a sí do s reto s a c orto p lazo, azo, q ue p od rían c onc reta rse en la integrac ión a rquitec tónica y en el impulso al modelo de la ge nerac ión d istrib trib uid uid a . En el primero se deberá conseguir que este tipo de instalaciones, además de jugar una función energética, sirvan c omo un elemento elemento o c omp onente c onstr onstructiv uctivoo m ás dentro dentro d e los propios edificios. En el segundo, se trata de producir energía en luga res p róximo óximo s a los c entros d e c onsumo onsumo y, por tant o, c onta r c on pequeñas unidades que pueden funcionar de forma aislada, pero que interac interac túan me jor interc nterc onec ta da s a la red red . Con la Guía de Integ rac ión Sola Sola r Foto volta ic a se aportan criterios de diseño novedosos y originales, y una amplia colección de c a sos p rá c tico s, que p ermiten ermiten visl vislumb ra r el gran p ote nc ia l d e inco rporación de estas instalaciones generadoras de energía eléctrica en los nuev os ed ific ific ios y en la reha b ilitac ilitac ión d e los existe existe nte s.

Carlos López Jimeno

Dir Direc to r Ge neral nera l de Ind ustri ustriaa , Ene Enerrg ía y Minas Mina s Co nsejer nsejeríía d e Ec Ec ono mía mía y Ha Ha c iend a Comunida Comunida d d e Mad rid

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1

INTRODUCCIÓN

Al hab la r de integ ra c ión solar solar fotov oltaic a nos esta esta mo s refiri efiriend o a cualquier instalación solar fotovoltaica integrada en cualquier superficie de un edificio, un tejado, una cubierta, una fachada, mar- quesinas, etc.

La integ rac ión solar solar fotovo lta ic a ofrec e a d ía d e ho y infi infini nita ta s p osi osib ilidades. Hasta el momento, se han estado desarrollando unos tipos de ap lic ac iones pe ro, c on el tiemp tiemp o, nad ie d uda que las po sibili bilida d es se irán irán a mp lia nd o. Existen un sinfín de aplicaciones solares fotovoltaicas en edificios. Que d a en m a nos d e los a rq uitec uitec tos el diseño diseño d e e sta s nueva s a p licaciones, si bien deberán tener en cuenta las posibilidades que la industria fotovoltaica y su tecnología, en continuo desarrollo, les ofrece. La clave para el desarrollo de estas soluciones pasa por el trabajo multidisciplinar, por la colaboración entre todos los que participan en e ste p roc eso, eso, esto esto es: es: arquitec to s, ing ing enieros, enieros, etc . La integración fotovoltaica en edificios ( BIPV- Building Integrated Photovoltaics ) supone la sustitución de materiales convencionales de construcción por nuevos elementos arquitectónicos fotovoltaic os q ue son son g ene ra d ores d e ene rgía gía .

Figura igura 1. Ejemp los más com unes de ap licac iones de integrac integrac ión fotovoltaica.

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G u ía ía d e I n t e g r a c i ó n S ol ol a r F o t o v o l t a i c a

A continuación se enumeran las aplicaciones más comunes de la integ rac ión foto voltaic voltaic a en e dific dific ios: os: •

Cub iertas (ac rista lad a s, s sob ob re te ja d o).

•

Luc erna rio rio s.

•

Pérgolas.

•

Muros cortinas .

•

Fac had as de dob le p iel .

•

Revestimientos de fachadas .

•

Prot ec c ión c on lama s o volad izos .

•

Mo b ilia rio urb urb ano : barandillas de balcones, escaleras, parasoles

y la la ma s d e som som brea d o, entre otras. otras. Los siste iste ma s fot ovolta ov olta ico s integ ra d os en e d ific ific ios tienen tiene n una s c a ra c te rísticas particulares. Siguiendo a Nuria Martín Chivelet e Ignacio Ferná nd ez So So lla lla 1, se se p ued e seña seña la r q ue: 1.

No p rod uc en ruid uid o.

2.

No incluyen p a rte s m óviles. óviles.

3.

Son mo d ula ula res y fác ilme nte ma nejab les c om o eleme ntos d e construcción.

Los módulos fotovoltaicos se convierten en las instalaciones de integrac ión e n ed ific fic ios en un ma terial terial má s d e c onstrucc onstrucc ión. Y este este fa c to r es clave para entender el desarrollo que en los últimos años está teniendo la industria fotovoltaica a la hora de buscar nuevos materiales, es, ca d a vez má s a trac tivos, tivos, pa ra a p lic a r en los los ed ific fic ios. ios. La energía solar fotovoltaica es un producto constructivo que los arquitec tos tienen tienen en c uenta. Además, otra característica a destacar es el respeto y la colaborac ión c on el med io a mb iente, ya q ue estas estas soluc oluc iones no c onta minan, minan, constituyen la forma más limpia de generar electricidad. En estos tiempos en los que el calentamiento global ocupa buena parte de 1 Nuria

Martín Chivelet e Ignacio Fernández Solla, La envolvente fotovoltaica en la

arquitectura . 12


la s a g end a s d e los go b iernos, ernos, tanto a nivel nivel loc loc a l c om o g lob a l, la utili utilización de sistemas alternativos para generar energía verde, limpia, c onstituy onstituyen en e n sí sí mismo mismo s un at ra c tivo aña d id o c a d a v ez má s c om ún. Inc luir uir una d e esta esta s insta nsta la c ione s en un ed ific fic io sup sup one una forma d e compromiso con las nuevas ciudades sostenibles. Las casas que llevan estos sistemas tienen claramente un valor añadido que las diferenc ia d e las d em á s. Vivi Vivimos mos en un m undo en el que tenem os que hac er fr frente a nuevos retos, etos, y el respe espe to al med io am biente se se e stá c onvir onvirtiend tiend o po c o a po co en una pieza fundamental de todos los ámbitos de nuestra vida, d esd esd e el po lítico , a l ec onó mic o, el soc ia l o el c ultur ulturaa l, por ejem ejem p lo. La a p uesta uesta p or la la s c iuda d es sostenibles ostenibles es una rea lida d y c a d a d ía es más frecuente encontrar en nuestras urbes edificios, parques y avenida s c uyo diseño diseño c olabo ra c on el med io a mb iente. Pa ra José José Anto A nto nio Torr Torrec ec ill illa , arquitec to d el Es Estud io La La me la, Co ordinaord inado r de Med io Amb iente, “ la s c iuda d es son los p rincip a les c onsum onsum ido - res de energía y los principales productores de residuos; esto se debe atacar desde el punto de vista urbanístico y de infraestructuras con reciclaje de aguas y residuos a pequeña y gran escala. Las ciudades del futuro deben ser verdes, limpias, eficientes, con pocos vehículos y éstos que sean ecológicos, con edificios que producen la misma energía energía q ue c onsumen. onsumen. Uno de los principales objetivos de la lucha contra el cambio climáti- c o e s la c onc ienc iac ión sob sob re e stos tem as. as. Cuanta s má s c am pa ñas de formación se pongan en marcha y cuanta más información exis- ta , mejor c onoc imiento tend remo s sob re e l problema y mejor pod remo s soluciona rlo. Tod Tod os tene mo s nuestro nuestro granito d e a rena que a po r- tar, desde los promotores y arquitectos hasta las administraciones pú- blicas, todo tipo de asociaciones de fabricantes, ingenieros, hasta el ciudadano de a pie, quien debe exigir edificios eficientes y es quien deb e rec rec ic lar en ca sa” .

Pero ¿a q ué no s refe rimo s c uand o ha blam os d e Co nstrucc nstrucc ión Sos Sostete-

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nib nib le? Hay va rios a utores y orga niz niza c ione s q ue se se ha n a trevid trevid o a d a r una d efinic efinic ión. A co ntinua ntinua c ión se se c om enta n alguna s d e ellas ellas:: •

•

•

•

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La Construc Construc c ión Sostenib ostenib le , que debería ser la construcción del futuro, se puede definir como aquella que, con especial respeto y compromiso con el medio ambiente, implica el uso sostenible de la energía. Cabe destacar la importancia del estudio de la aplicación de las energías renovables en la construcción de los ed ific fic ios, os, así así c om o una espe espe c ial ate nc ión a l imp ac to a mb ienta l que ocasiona la aplicación de determinados materiales de construcción y la minimización del consumo de energía que imp lica la utili utiliza c ión d e los ed ific ific ios ( Ca sad o, 1996 1996). La Construc Construc c ión Sostenible se d irige hac ia una red uc c ión d e los impactos ambientales causados por los procesos de construcc ión, uso uso y d erri errib o d e los ed ifi ific ios y po r el am b iente urba niza niza d o (Lanting, 1996). El término de Construc Construc c ión Sostenib ostenib le abarca, no sólo los edific ios propiame nte d ic hos, hos, sisino q ue ta mb ién d eb e tene r en c uenta su entorno y la manera como se comportan para formar las ciudades. El desarrollo urbano sostenible deberá tener la intenc ión d e c rear un entorno entorno urba urba no q ue no a tente c ontra ontra el medio ambiente, con recursos, no sólo en cuanto a las formas y la eficiencia energética, sino también en su función, como un lugar p a ra vivir vivir ( WWF, 1993). La Construc erá entend erse erse c om o e l de sarroarroConstruc c ión Sostenib ostenib le de b erá llo de la construcción tradicional pero con una responsabilidad c onsi onside rab le c on e l med io a mb iente po r toda s las pa rtes y pa rticipantes. Lo que implica un interés creciente en todas las etapas de la construcción, considerando las diferentes alternativas en e l proc proc eso eso d e c onstr onstruc uc c ión, en fa vor de la minimiz minimizac ac ión d el agotamiento de los recursos, previniendo la degradación ambiental o los prejuicios, y proporcionando un ambiente saludable, tanto en el interior de los edificios como en su entorno (Kibert, 1994).


Pero ¿cuáles son los pasos que se deben seguir para obtener una Co nstruc nstruccc ión Soste oste nible? 1.

Planific anific ac ión urba urba na c omp at ible c on el med io am biente.

2.

Aumento de la efic efic ienc ia energética de los electrodo mé stic tic os d e los ed ific fic ios, os, d ond e e xiste un eno rme p ote nc ia l d e a horro. horro.

3.

Integ ra c ión d e ene rgías reno va b les. es.

La a p rob a c ión de l Cód igo Téc nic nic o d e la Ed Ed ific fic ac ión (C TE), por el ReReal Decreto 314 314/ 2006, ha c oloca do a Espa ña a la c ab eza eza mundial en el uso uso d e e nergía nergía s reno va b les en los ed ific fic ios d e nueva c onstru onstrucc c ión, así así c om o e n la la reha bili bilita c ión d e viviend viviend a s. Tanto la energía energía solar térmic térmic a c omo la fotovoltaica c ob ran un to tal prota go nis nismo . El El Có digo Téc nic nic o d e la Ed Ed ific fic a c ión se se trata rá m á s ad elante elante en un c ap ítulo tulo d ed ic ad o en e xc lusi usiva a este este Reg Reg lam ento.

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AP LICACIONES DE DE LA I NTEG NTEGRACIÓN RACIÓN SOLAR FOTOVOLTAICA FOTOVO LTAICA EN EDIFI CIOS

2.1. 2. 1. I ntroducció n Cuando se habla de Building Integrated PV (BIPV) se está haciendo referencia a instalaciones fotovoltaicas integradas en cualquier “capa o envoltura” de un edificio, bien la cubierta o la fachada, siempre y cuando se respetan una condiciones básicas de diseño, c om o la orienta orienta c ión e inclina inclina c ión d e los mó d ulos ulos foto voltaic os. os. Un módulo fotovoltaico orientado al sur e inclinado unos pocos grado s po r de ba jo d el valor valor de la latitud latitud loc al produc e la má xima ge neración eléctrica en términos anuales. No obstante, sustituir el acristalamiento de una fachada por unos módulos fotovoltaicos puede ser una a lternativa ternativa muy atrac tiva tiva p ara ap rovec har este este espa espa c io y aña dir así así un valor tanto ec onóm ic o c omo de presti prestigio. gio. Generalmente, Generalmente, una instalac nstalac ión foto voltaica voltaica pue de ser ad ap ta da ta nto a ed ific fic ios exis existentes, tes, este este es el c a so d e la s reha b ilita c ione s, co mo a ed ific fic ios d e nueva construcción. El segmento de BIPV supone un 60% del mercado mundial fotovoltaico, lo que subraya la importancia que tiene este segmento en este campo. El ob jetivo d e este este c a p ítulo es mo strar, me d ia nte diferentes ejemp los, os, la s c a si infinitas infinitas p osibil osibilida ida d es d e la a rq uitec tura sola solar, r, un c a mp o fa sc inante pa ra la arquitec arquitec tura tura mo de rna y la la ingenierí ngeniería. Los tipos má s c om unes d e integ ra c ión solar solar fotovo lta ica integ integ ra d a en ed ific ific ios son los q ue se d esc esc riben ibe n e n los siguiente s a p a rta d os. os.

2.2. Cubier tas La Real Academia Española define cubierta como Parte exterior de la techumbre de un edificio. Existen varios tipos de cubierta depen-

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diendo del material del que estén hechas. Así, se pueden encontrar cubiertas acristaladas o cubiertas sobre tejado al uso, cubiertos con teja, piedra, con vigas metálicas, etc., existiendo múltiples posibilidades. El uso de soluciones solares fotovoltaicas sobre cubiertas son las más habituales en los edificios, tanto de uso industrial como en otro tipo de edificios. A la hora de decidirse por esta solución energética hay que tener en c uenta varios varios aspe aspe c tos funda menta les: es: •

Análisis del emplazamiento . H Hay ay q ue a naliz nalizar c on d eta lle la a c -

cesibilidad y la seguridad que ofrece el espacio en el que se quiere instalar una cubierta solar fotovoltaica, así como la superficie disponible. Además, hay que estudiar al detalle la orientación y las sombras que puede haber sobre esta superfic ie, c on e l fin fin d e d iseña r una c ubierta solar solar lo lo m á s eficiente p osib le y c on la que se ob tend rá un ma yor rend imiento . •

Diseño de la instalación . Éste es el segundo paso a seguir tras

tener claro el emplazamiento de la solución solar fotovoltaica. Es imp ortante eleg ir una tec nolog ía y un prod uc to q ue se se a jus juste al lugar en el que estará ubicada la instalación solar, así como las condiciones climáticas. Los índices de radiación no son iguales en toda la geografía española. Es necesario también calcula r la la s c a rga s está está tica s y d iná mica s, así así c om o b usc usc a r la la op timitimiza c ión d e la insta insta lac ión. El El d iseño iseño siemp re intent a rá c ons on seg uir el ma yor rend rend imiento d el si sistem a . Es Esta fase fase p ermite ermite ha c er un p ronósti nósticc o d e la p rod uc c ión a sí c om o e l estudio estudio d e la rentab ilida d , esto es, conocer en cuánto tiempo se puede amortizar una insta lac ión solar fotovoltaic fotovoltaic a. •

Ejec uc ión d e la insta nsta la c ión ón .. Un vez que se ha de c idido qué tipo tipo

d e insta insta la c ión se se va a rea lizar, c óm o se se va a rea liza iza r y qué c om ponentes son los más adecuados (tipo de módulos, inversores, etc.), lleg a e l mo mento de que e l proyecto se c onvier onvierta ta e n una realidad. Para tener éxito en la ejecución de una instalación hay que or-

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ga niz niza r una p la nifi nificc ac ión d e la misma misma , busc busc a r sisiem pre rec urs ursos a lta me nte c ualifi ualificc ad os y d ec id irse p or si sistem a s p rob a d os y una emp resa esa c on e xpe rienc ia que ofrez ofrezcc a c onfianz onfianza. a. •

Mantenimiento. Las instalaciones solares fotovoltaicas tienen

una vida útil de unos 30 años. Actualmente existen sistemas muy avanzados de monitorización que permiten controlar en cada momento la producción de la planta y, por tanto, mantienen al cliente informado de cualquier contratiempo. Para que la planta funcione a unos niveles óptimos de rendimiento hay que apostar por productos que ofrezcan una garantía de c alida alida d y p or profesi profesiona les que ga ranticen una instalac instalac ión ó ptima. En el c a so d e Co nergy, po r ejem ejem p lo, la e mp resa esa d ispo ne d el si sistem a de monitori monitorizac ión SunR SunRea ea de r c on e l que se se tiene en c ad a mo mento información precisa de la producción de energía. Con este sistema es innecesario el control personal continuo de la instalación. Si se registra algún problema se genera un aviso que se transmite por SMS, c orreo orreo eléctric eléctric o y/ o fa x. El El titul titular ar de la planta está está en c ad a mo me nto informado del estado de producción de la misma, pudiendo acceder a través de Internet mediante clave personalizada a la informac ión ins instantá tantá nea sob re la produc c ión d e la planta . Las cubiertas o tejados en edificios son el lugar donde más instalaciones fotovoltaicas se encuentran porque suele ser un espacio poco aprovechado. Normalmente, sólo sirven como capa exterior para proteger el interior de los cambios climatológicos como la lluvia o el frío, y sus dimensiones suele ser considerables. Las instalaciones solares fotovoltaicas realizadas sobre cubiertas suponen un valor añadido , adem ás de c olab olab orar orar con e l medio medio a mb iente, ya ya que se se ob tiene tiene un beneficio económico considerable mediante una actividad que en absoluto interfiere en las funciones habituales del edificio. En el caso de las naves industriales, por ejemplo, la instalación de un sistema solar fotovoltaico en su cubierta, no interfiere para nada en la a c tivid tivid ad ha b itua l d e la em p resa esa . Tod o lo q ue a p orta son, son, sin sin luga r a d uda s, ventajas, ventajas, ta nto ec onóm ic as c om o me dioam bientales. bientales.

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En este apartado de las cubiertas se pueden diferenciar tres casos, las cubiertas inclinadas, planas y curvadas. Éstas se encuentran entre las soluciones más habituales.

2.2.1. 2.2. 1. Cubierta inclina da Las cubiertas o tejados inclinados son una solución constructiva muy antigua pa ra fac ilitar la la eva c uac ión d el ag ua. Es Esta pe ndiente, si siemp re y c ua nd o esté esté o rienta d a c on un á ngulo ra ra zona b le ha c ia e l sur, ur, se pue de a provec har pa ra p royec ta r una ins instalac talac ión fotovoltaic fotovoltaic a. Las plantas solares de este tipo se realizan normalmente sobre la cubierta, y su montaje es una de las soluciones más sencillas. Además, se p ued e instalar instalar la la má xima po tenc ia pico en m ód ulos ulos fotovo ltaico s por m², ya que no es necesario tener en cuenta el área de sombra d e una fil fila d e m ód ulos ulos en la si siguiente .

Foto 1. 94, 94,8 8 kWp kWp en Co c entaina (Alic ante) realizad realizad a po r Conergy- Enersol. nersol. InstalaInstalac ión realiz realizad ad a d irec irec tamente sobre sobre la c ubierta. ubierta.

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Básicamente, hay dos posibles soluciones. Una es colocar una estructura encima de la cubierta, por ejemplo de tejas o chapa, y la otra integ ra r la la insta nsta la c ión a l mismo mismo nivel nivel d el tec ho. En func ión d e la piel de la c ubierta y la sujec ujec ión a la estr estruc uc tura tura se elieligen diferentes tipos de anclaje para garantizar una instalación segura. Las inclemencias del tiempo no deberán interferir en la sujeción de los módulos, que siempre debe ofrecer la máxima garantía de seguridad. El objetivo en el proyecto de la Foto 2, instalación de 181,44 kWp realizad a e n Gran Gran C ana ria, era era c oloca r en la la c ubierta ubierta en forma forma de dientes de sierra la máxima potencia. Se decidió salvar los vanos de 15 m con una estructura de aluminio con unas vigas de celosía de alta resiste iste nc ia y evita r así así las som b ra s d e la c ub ierta ierta .

Foto 2. 181 181,4 ,44 4 kWp kWp e n Gran Cana ria ria p or Conergy. Mó dulos anc lad os al tec ho m edia nte estructura. estructura.

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La integ ra c ión tot a l se se c onsi onsigue q uita uita nd o la s tejas o el revestimi revestimiento ento supremo con una estructura adecuada y una capa impermeable que garantice la estanqueidad del tejado, como se muestra en el ejemp lo d e la Foto Foto 3.

Foto 3. Sistem istem a de sop orte SolarD SolarDelta elta de Conergy pa ra c onseg onseg uir una una integración c ompleta.

2.2.2. 2.2. 2. Cubierta pla na Las cubiertas planas o naves industriales con una mínima pendiente forman parte de otra aplicación muy habitual. Mediante una estructura se se leva nta n los mó d ulos fot ovolta ov olta ico s, norma lm ent e e ntre 20° 20° y 30°, pa ra c onseg onseg uir uir la la má xima produc c ión e nergé nergé tic tic a. Ap arte d el aspecto energético tiene la ventaja de que los módulos se limpian con la lluvia, por lo cual el mantenimiento por limpieza es mínimo en este tipo de instalaciones. Si una nave industrial está orientada en sentido oeste - este se puede usar el mismo sistema de soporte teniendo en cuanta el espacio entre fila y fila de módulos para evitar que se den sombra entre ellos. Es conveniente dividir las dos aguas eléctric eléctric am ente c on d os o má s invers nversores ores pa ra que el generad or fotovoltaic voltaic o p rod uzc uzc a e l má ximo p osi osible, tanto p or la m aña na c om o p or la ta rde . La Foto 5 muestra una interesante solución para un tipo de “terraza” en un edificio de varias plantas. No se permitía fijar la instalación al

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Foto ot o 4. Instala c ión FV d e 94,8 kWp e n Alic A lic a nte d e C onerg on erg y- ENE NER RSOL S.L. .L.

Foto 5. Instalac Instalac ión FV FV de 34,6 34,6 kWp kWp e n Granad a de Conergy .

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forjado mediante un anclaje, por lo cual fue necesario asumir las acciones del viento con un contrapeso calculado para este edificio y lugar de la instalación. Siendo un revestimiento del tipo de un suelo téc nic nic o, se se ha po dido ap rovec har este este pe so introd ntrod uc iend o los pe rfifiles en las juntas y colocando en la parte trasera un lastre adicional, entre el suelo suelo té c nic nic o y e l forj forjaa d o, c on e l fifin d e integ ra r sin sin obstá obstá c ulos ulos esa instalación fotovoltaica.

2.2.3. 2.2. 3. Cubierta curva da Para ha blar de este este t ipo de c ubierta ubierta se c ome ntará un e jemp lo. En En un á rea d e 2.50 2.5000 m² fueron fueron c oloc a d os 302 302 kWp kWp e ntre ntre la c ub ierta p la na y la c ubierta ubierta c urvad urvad a de l Centro de Innovac ión e Investi nvestiga ga c ión en Alema nia. nia. Para Para la c oloca c ión e n pa ralelo alelo d e los lam inad os fotovoltaico s sin ma rc o e n la zona zona c urva urva , hac ía falta d iseña iseña r un sis sistem tem a d e sop sop orte espe espe c ial, ya q ue se se renunc ia b a a ra íles q ue, norma lme nte, si sirven c omo a p oyo p a ra los mó d ulos ulos FV.

Foto 6. Centro Centro d e Innova c ión en Bad Bad Oey nhausen (Alem ania ) de 302 kWp. Rea lizad lizad o po r Conergy.

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Ca da lam inad o se se suj sujetó etó c on 6 clips que, a su vez, se fijaron a la cubierta de aluminio mediante unas grapas especiales de acero inoxidable.

2.2.4. 2.2. 4. Lucern ario Por otro otro lad o, está está n la la s c ubiertas a c rista la d a s d e ta ma ño g ra nd e, co mo los a tri trios, os, o d e ta ma ño red uc ido, c om o los luc ernarios ernarios o p érgolas, érgolas, con el fin de proteger contra la lluvia y dar sombra. El proyecto de la Foto 7 es una insta insta lac ión realiz realizad a c on m ód ulos ulos de c ap a fina fina de telurio de cadmio aprovechando la estructura de acero galvanizado sob re la que se a p oya n los mó d ulos ulos.. En este tipo de instalaciones es muy importante la limpieza de los módulos o laminados fotovoltaicos, porque la poca inclinación - incluso totalmente horizontal – provoca que el generador solar se ensucie rápidamente y la lluvia raras veces puede limpiar los módulos. Hay que tener en cuenta que esto tiene una influencia negativa en la produc c ión ene rgé tic tic a , por lo lo c ual es nec esari esarioo t ener un ac c eso eso a la c ub ierta p a ra su limp limp ieza eza .

Foto 7. Ins Instalac talac ión FV FV en Girona Girona c on mó dulos de c ap a fina.

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Foto 8. Instalac Instalac ión FV FV c on m ód ulos espe espe c iales y c élulas monoc ris ristalinas.

Foto 9. Cubierta acristalada con módulos fotovoltaicos.

En algunos proyectos hay unas exigencias mayores que incluyen la generación eléctrica, la transparencia y la estanqueidad. Una soluc ión fác il es integ ra r mód ulos ulos foto voltaic os en luc ernarios ernarios b asad asad os en montantes y travesaños. Los vidrios de doble acristalamiento de las cubiertas se reemplazan por paneles fotovoltaicos con cierto grado

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de trans transpa pa renc ia, m onta do s a su vez en un d ob le ac rista lam iento pa ra no perder prestaciones de transmisión térmica. La fijación de los mó d ulos es exac exa c ta me nte igua l a la d e los vidrios vidrios a los q ue sus sustituyen. tituyen.

2.2.5 2.2. 5 Mob iliario urba no: cubiertas de park ings Otra aplicación que se puede incluir dentro del apartado de cubiertas es el de las cubiertas de los aparcamientos. Éste es un espacio que no se se suel suelee a provec har y del que se se p ued e o bte ner un un a lto rendimiento. Ésta es una opción a tener en cuenta por centros comerc iales y otra s sup e rfic rfic ies. ies. Esta aplicación a pesar de ser sobre cubierta, se puede englobar pe rfec tam ente d entro entro d el mob iliario ario urba urba no.

Foto 10. 10. Instalac Instalac ión FV FV en estru estruc c tura tura tipo pa rking en Zarag oza realizada po r Conergy.

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2.3. Fach adas 2.3.1. 2.3. 1. Fachada venti lada Las fachadas ventiladas fueron desarrolladas sobre todo en países nórdico nórdico s pa ra da r una una soluc oluc ión c onstr onstruct uct iva al problema de la entraentrada de agua a través de un cerramiento ligero. El concepto se basa en dividir la fachada en dos pieles independientes y con usos distintos, tos, sep sep a ra d os p or una c á ma ra d e a ire v entilad entilad a . La La p iel interi interior or es la fachada resistente, estanca y aislada, mientras que la piel exterior tiene como objetivo proteger a la interior de la acción directa de la lluvia y, hoy en día, ser un elemento estético. En Alemania se llama este tipo de fachada ventilada por el hueco entre las dos capas también fachada fría , porque hace referencia al hecho de que la p iel exter exte rior no e stá a isl isla d a . La capa interior de una fachada ventilada, que lleva y transmite todas las cargas de las acciones del peso propio, el viento y la nieve, puede ser bien de hormigón bien de ladrillo. En su cara exterior se fija un aisl aisla miento t érmico , una una b arrera arrera d e va p or entre entre el aisl aisla miento y el muro, y se añade una lámina impermeable respirante al exterior del aislamiento para protegerlo. Se deja entre las dos hojas de la fachada un hueco para garantizar la ventilación y evitar así humedades indeseables. Este espacio, cuando se opta por un revestimiento con módulos fotovoltaicos, facilita la instalación, ya que se puede aprovec har para para el ca bleado y, ad emá s, tiene tiene ventaja res respec pec to a la potencia d e un mó dulo dulo y, con ell ello, a la p rod ucc ión energética energética . Módulos fotovoltaicos que están bien ventilados y que pueden disipar el c alor ad ec uada mente p rod ucen m ás energí energía, a, ya que tem peraturas peraturas altas tienen una influencia negativa a la tensión y, con ello, a la potencia d el módulo. módulo. Las soluciones a nivel del sistema de soporte son sencillas. Sobre la hoja interior interior se se fijan un os a nc lajes p untua les o unos uno s p erfil erfiles q ue p ermiten la la c oloca c ión de c ualquier ualquier tipo tipo de mó dulo: mó dulos mo no o p oliolicristalinos estándares, módulos especiales de dimensiones o colores, lam inad os de ca pa fina, fina, etc.

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Hay que hac er hinca hinca pié en elegir elegir ad ec uada mente el tipo tipo de anc la je. Es favorable que el proveedor del anclaje haga unas pruebas in situ de tracción para comprobar diferentes tipos de anclaje y estar así seguro que la unión con el edifico es segura y que transmita las ca rga s c orr orrec tame nte. La insta insta lac ión foto voltaica voltaica en la la fa c had a d e la Ca sa de la Juventud en San Sebastián de los Reyes de Madrid es un ejemplo de ello. Se han instalado módulos policristalinos estándares con marco encima de unos raíles que están sujetos verticalmente con el muro exterior d el ed ific fic io. Me d ia nte unos fij fija d ores se c oloc a n los mó d ulos ulos d e fo rma segura en los raíles.

Foto 11. Ins Instalac talac ión FV FV en la “ Casa de la Juventud” de San Seb Seb astián astián d e los Reyes .

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Figura igura 2. Sec Sec c ión de una fac hada ventilad ventilad a.

La Fac had a Verde Verde d el Poli Polidd ep ortivo ortivo d e Tüb inge n (Alema nia nia ) p erseerse-

guía guía una integración integración perfecta perfecta tanto co n el edifi edificio cio c omo co n el entorno. El polideportivo se encuentra en una zona de Alemania con muc hos bo sques y p rad eras eras po r lo lo c ual se se op tab a en e ste proyec to por unos laminados especiales de color verde. Este color se consigue me diante la c ap a reflec eflec tante . Hab Hab itualmente las c élul élulas son d e c olor negro o azul oscuro para conseguir una mayor absorción de la luz y, c on e llo, la la má xima efic efic ienc ia. En tota to ta l se ha n ins insta ta la d o 970 unida d es d e c ua tro d iferent iferent es tipo s en la fac had a surur-oeste oeste c on las que se a lc anza anza una p otenc ia pico de 43,7 3,7 kWp y una producción de más de 30.000 kWh de energía limpia al año.

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Foto 12. Fac ha da Fotovoltaica tovoltaica Verde Verde del Polide po rtivo rtivo d e Tübinge n (Alema nia) realizad ealizad o p or Conergy.

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Resp esp ec to el sis siste te ma d e sop sop orte se se e sc og ió unos uno s ra íles ver ve rtica tic a les c om o apoyo que son compartidos por dos laminados en sus extremos. Siendo laminados, hacía falta desarrollar un fijador – tipo Clip – para gara ntiza ntiza r su sujec sujec ión seg seg ura ura e n c ua tro punto p unto s d el mó d ulo.

Foto 13. Imag en d el fijado r tipo c lip.

En la la s imá ge nes que se m uestr uestraa n a c ontinuac ión se se p ued en ve r d eta lles lles d e la estruc estructura. tura.

Foto 14. 14. Detalles Detalles de la e struc truc tura tura y los fijado res de la Fac Fac had a Fotovo ltaic a Verde Verde de Tübingen (Alem ania).

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Foto 15. 15. Detalles Detalles de la e struc truc tura tura y lo s fijado res de la Fac Fac had a Fotovo ltaic a Verde Verde de Tübingen (Alem ania).

La instalación fotovoltaica de la Esta c ión Tele fé ric ric o en Piz Na Nair ir (St. Mo ritz – Suiza uiza ) d esta esta c a p or los mó d ulos esp esp ec iales, iales, su su fija fija c ión p untua l c on la estr estruc uc tura tura y, sob sob re t od o, p orque se e nc uentra a 3.03 3.0300 m sob sob re el nivel del mar, sin duda una de las instalaciones fotovoltaicas más urop a . “altas” de Europ La insta nsta la c ión se se c om p one d e d os p artes: artes: una d e 10 kWp kWp se se e nc uentra en la Estación del Valle y la otra en un área de 120 m² de 13,5 kWp kWp en la Esta c ión d el Mont e. Los laminados fueron fabricados exclusivamente para este proyecto con células policristalinas, encapsuladas aparte de las capas de EVA entre un vidrio de 8 mm y una pelíc ula ula d e p lá stico d e c olor gri gris osc osc uro uro e n el d orso. orso. Un Un reto esp esp ec ia l ha sido la terminación superior de la fachada ya que era de forma trape zoida l. Con 21 unida unida d es espe espe c ia les se log ró una terminac ión exac -

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ta con la cubierta. Por la baja temperatura, la buena ventilación de los mó d ulos ulos y la la reflexi eflexión d e la luz en la nieve nieve , alca nza nza n una p rod uc c ión extra extra ordinaria ordinaria .

Foto 16. Fac ha da FV d e la Estac ión Tele férico (St. (St. Mo ritz – Suiza uiza ) rea lizad lizad o p or Conergy.

La sujec ión d e los mó d ulos se rea lizó izó c on unos uno s fija fija d ores p untua les esesp ec ia les d e g om a . Dond e se se si sitúa e ste tipo d e fija fija d or se se c arec e d e la célula. Según el dibujo planificado fueron fijados en raíles verticales de forma forma U que e stán a nc lad os c on la la fa c had a, Foto Foto 17. 17.

Foto 17. Detalles de los mó du los y su su sujec sujec ión.

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Una solución muy habitual en fachadas ventiladas se ve en la Foto 18. Se trata de un sistema modular con perfiles verticales que se anclan al muro de la fachada del edificio. El material, como tiene que soportar el sol, la lluvia y parte del viento, debe ser duradero y resistente a los elementos, como paneles de aluminio macizo, piezas de pied ra na tura tura l, lam inad os d e ma d era prensad prensad a , gres c erám ic o, vid vid rio op ac o o mó dulos c on función foto foto voltaico voltaico s.

Foto 18. Sistema mod ular pa ra fac hada s ventiladas.

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2.3.2. 2.3. 2. Fachada – M uro Cortina El concepto constructivo de una fachada del tipo Muro Cortina e s una fachada ligera que deja de ser un elemento portante del edificio. Es un cerramiento colgado, no apoyado. La solución más habitua l es la d e m onta ntes y tra tra vesa vesa ños d ond e se se integ ra un d ob le a c ristalamiento. Los montantes se suelen fijar a los cantos del forjado porta nte. Al tra tra ta rse d e un c erra erra miento no p ortant e, los los mo nta ntes transtransmiten tan sólo las cargas horizontales debidas al viento y el peso prop io ve rtica l del muro c ortina ortina a la estructura estructura p rinc inc ip a l. Interes Interesaa un a lto grad grad o de “premontaje” en el taller para reducir y facilitar el montaje d e los siste iste m a s in situ. En un m uro uro c ortina ortina d e mo nta ntes y trave sa ños, ños, los los p a neles foto voltaicos se pueden insertar tanto en los vidrios de visión como en los vid rios op a c os. os. Ta Ta nto si el ac ris rista la mient o e s simp le c om o si si es d ob le, el vid vid rio c onvenc iona l se se p uede reem plazar plazar po r otro que inc orpore orpore c élulas fotovoltaicas.

Foto 19. Esquem a d e una fac had a de l tipo tipo M uro uro Cortina.

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La s juntas junta s ent re los p a neles d e vidrio vidrio y la p erfil erfilería ería d el mur mu ro c ortina se se resuelven mediante perfiles de goma, EPDM, o aplicando en obra silicona. Los cristales se mantienen en su sitio gracias a los presores , unos perfiles continuos de aluminio que están fijados a los montantes y/ o t ra vesa vesa ños. ños. Com o e l perfil perfil vertic vertic a l suele suele ser ser huec o se se p ued e a p rovec har en mucho s c a sos dicho espa espa c io p ara lleva lleva r el ca blead o. La Foto 20 muestra un ejemplo curioso. En una torre de una iglesia cerca de Berlín, en Potsdam, se integraron módulos especiales translúc ido s, que enc ajan pe rfec tam ente en la e struct truct ura ura de sop orte. orte. Una Una particularidad de este proyecto son los módulos Dummy en los la d os norte, oeste y este de la torre , módulos que tienen el mismo aspecto pero carecen de la función fotovoltaica porque, por la peor orientac ión, no no están están c onec tad os. os. Otra op c ión a ún más ec onóm ic a e n este este aspe aspe c to e s ha c er un un dibujo me d iante seri serigrafí grafíaa p a ra log ra r un aspe aspe c to visua visua l muy mu y simil similaa r a las c élulas élula s c ris rista lina lina s.

Foto 20. Torre orre d e una iglesia iglesia en Pots Potsda da m (A lema nia) c on m ód ulos fotovolta icos.

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2.3.3. 2.3. 3. Marquesin a o

porche

La ap lic ac ión m ás senc illa de una insta insta lac ión fot ovoltaica en fa c hada es una m arquesi arquesina o p orc orc he, si simp leme nte c on una estr estruc uc tura tura de unos triángulos y perfiles en horizontal que albergan los módulos fotovoltaicos. Este sistema de soporte orienta e inclina los módulos fotovoltaic os en una po sic ión má s favo ra b le ha c ia el sol. sol. Ad em á s, produce una sombra que puede ser muy útil en los meses de verano en el c aso aso en q ue se se enc uentra uentra una terraz terrazaa p or d eb ajo.

Foto 21. Ins Instalac talac ión FV FV tipo Porche en urba nizac nizac ión MiraMa drid (Ma drid) d e 2,94 kWp.

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El mismo tipo de estructura, bien fijado a las correas de madera, fue usado en este proyecto en la sierra de Madrid, para conseguir la má xima ge nerac nerac ión energética po r kWp kWp instalad nstalad o.

Foto 22. Ins Instala tala c ión FV d e 5,88 kWp en Villalba (Madrid).

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2.3.4. 2.3. 4. Lama s y Paraso les Módulos fotovoltaicos integrados en lamas y parasoles son, sin duda, el ins instr trume ume nto má s efica z e influyente influyente en la a rq uitec uitec tura tura b ioc limát ic a contemporánea respecto a la eficiencia energética global de un edifico porque aporta, aparte de la producción eléctrica, un factor más: el control solar del espacio interior del edificio. Esta aplicación puede ser, por tanto, un elemento muy importante para el balance ene rgé tico , sob sob re to d o e n los los me ses d e ve ra no e n pa íses c on m uc ha ra d ia c ión solar solar c om o Esp a ña . El El objetivo e s tene r un un a mb iente en los d espa espa c hos interiores nteriores má s “ na tura tura l” , prime prime ro, p a ra log rar una a tm ósfeósfera de trabajo más sana y, segundo, para conseguir unos ahorros energéticos de luz y aire aire a c ond ic iona do . En fac ha d a s orienta orienta d a s c on un á ngulo razona razona b le resp resp ec to e l sur p ueden ser colocados de diferentes tipos: fijas o móviles en una estructura exis existente o ya c ontem plad o e n el proyec proyec to inic inic ial de l arquitec arquitec to.

2.3.4.1. 2.3. 4.1. P arasoles está ticos Co n un áng ulo ulo d e inclina inclina c ión d e los p a ra soles b ien c a lc ula ula d o se se p uede evitar, como se puede observar en el dibujo de la Foto 23, durante e l verano verano c uand o e l sol oc upa la po sic ión m ás alta, c asi asi por com pleto los rayos de sol directos. En los meses de otoño e invierno sí entran los ra yos má s sua ves ve s. De es e ste m od o , se c ons on sigue un a mb iente d e trabajo agradable en los despachos interiores reduciendo el consumo e nergé nergé tic tic o en luz luz y air aire a c ond ic iona do . En la insta insta la c ión e n el Ce ntro d e Visi Visita ntes “ Ba hía hía d e C á d iz” iz” en la fac ha d a sur sur d el edific edific io d esta esta c a n los los la minad os foto voltaic os, os, esp esp ec ia lmente fabricados para este proyecto, ya que exigía unas dimensiones del vidrio poco habitual. Los laminados miden 2,40 m de largo y tienen tienen una a nc hura hura de solamente 35 cm. En En c ad a mó dulo fueron fueron encapsulados unas 28 células monocristalinas para lograr una transparencia de un 20% y una potencia pico de 108 Wp. En el dorso del laminad o se enc uentra una pe líc ula ula d e p lá stico transl translúc id a TEDLAR DLAR pa ra p ermitir el flujo flujo y el e l tra tra sp a so d e la luz. luz. La La s 64 unid unid a d es rep a rtida s en

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8 filas de 8 módulos con una potencia pico de 6,912 kWp para cubrir la fachada sur entera están eléctricamente conectadas en serie siempre dos filas de dichas lamas. En total se llevan 4 cadenas de 16 mó d ulos a d os inversores inversores String tring d e 2.500 2.500 W c a d a uno. uno .

Tejado - Polímero asfáltico asfáltico para ajardinamiento del techo plano, dos capas - Placa Placa OSB, 25 25 mm - Ventilación, Ventilación, 100 mm - Carril bajo techo, techo, Pavatex, Pavatex, 52 mm - Listones de madera, madera, aislamiento de celulosa, 280 mm - Placa de tres capas, capas, 27 mm - Valor u = 0,13 W/m2

Verano 21 junio 12 mediodía

Invierno

Ventana completamente en sombra durante la mayor altura del sol (12 mediodía)

21 diciembre 12 mediodía

Terraza del tejado

Aprovechamiento pasivo de la energía solar por ventana sin sombrear La luz solar penetra en la habitación

Rendimiento máximo en invierno del colector de agua caliente debido al montaje en vertical (calefacción adicional y abastecimiento de agua)

- Laminado de de madera, 27 mm - Capa de protección protección para el tejado, tejado, polímero asfáltico, 2 capas - Poliuret Poliuretano ano,, 140 – 200 mm - Cierre Cierre antivaho antivaho - Techo existente existente de hormigón, hormigón, 160 mm - Enfoscad Enfoscado o - Valor u = 0,17 W/m2

Ventana -

No se produce sobrecalentamiento del colector de agua caliente debido al montaje en vertical

Ventana de madera madera y de metal, 60 mm Acristalamiento Acristalamiento IV, relleno relleno de gas Valor u = 0,17 W/m2 Valor g = 0,7 0,7

Fachada sur -

PV con máximo rendimiento en verano

Colector Colector solar solar Soporte de madera, madera, lana mineral, mineral, 160 mm Cierre Cierre antivaho antivaho Enfoscado existente existente,, 20 mm Muro ladrillo lo existente, existente, 120 mm Aislamiento Aislamiento corcho existente, existente, 20 mm Enfoscado interior interior existente, existente, 15 mm Placas, lana lana mineral, 25 25 mm Cartón, yeso, 15 15 mm Valor u = 0,17 W/m2

Capa intermedia entre plantas 1 y 2 -

Parquet, Parquet, 10 10 mm Placa de viruta, viruta, 30 mm Lámina amortiguadora amortiguadora (aislamiento (aislamiento acústico), Pavatex, 20 mm Relleno Relleno,, 50 mm Poliestireno, Poliestireno, polystyrol, polystyrol, 60mm Forjado existente existente de hormigón, hormigón, 220 mm

Foto 23. Instalación FV en el Centro de Visitantes “Bahía de Cádiz” en San Fernando (Cád iz) iz) realizado po r Conergy- IFM. IFM.

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2.3.4.2. 2.3. 4.2. P arasoles orien tables En este este tipo d e solución se se v a un p a so má s, busc busc an d o un p osi osib le d eseslumb ra miento tot a l de l esp esp a c io interior. nterior. Bá Bá sic a me nte ha y tres soluciones: de forma mecánica, con motores eléctricos o con el sistema más sostenible, unos tubos que contienen un gas. Se mueven de forma auto má tic tic a po r expansi expansión d el ga s y vic vic eversa eversa seg ún el ángulo d e imp a c to d e los ra yos d el sol. sol. Lo más habitual, sin embargo, es la solución con motores eléctricos. Las lamas se orientan según un algoritmo que calcula las diferentes posiciones del sol durante el año y que tiene en cuenta, además, las exige exige nc ia s d el ed ific fic o y d e sus sus ha b ita ntes. ntes.

Foto 24. Instalación FV integrada en los parasoles en Eschweiler (Alemania).

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Foto 25. Ins Instalac talac ión fotovo ltaic a e n el Edificio Edificio “ Winterthur interthur”” de 48 kWp en A lema nia realiz realizad ad o p or Conergy. Conergy.

Esta solución, Fotos 25 y 26, se aplicó en el edificio Winterthur en Alema nia. En En 14 la la ma s c on mó d ulos esp esp ec iales d e 1,60 1,60 x 0,41 0,41 m se c ons on sigue una potencia de unos 48 kWp colocados en la fachada. El cablead o d e las c a de nas de mó d ulos ulos es lleva d o a travé travé s de los tubo s d e la estru estrucc tura tura y va b a ja nd o a los p erfil erfiles vertic vertic a les ha sta lleg a r a la s cajas de conexión e inversores que convierten la corriente continua en c orr orriente a lterna terna a pta pa ra la c onexión onexión a red. Com o se se ha de sc rito, es una a plic plic ac ión muy a propiad a p ara evitar el calentamiento innecesario y excesivo durante los meses de verano del interior de los edificios y que permite la entrada de luz natural. Con estas medidas activas y pasivas de la arquitectura bioclimática se logra un ambiente “más natural” y se consiguen unos ahorros impo rta ntes resp esp ec to e l c onsumo onsumo ene rgé tico d e la luz eléc tric tric a y el a ire acondicionado.

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Foto 26. Detalles de las lam lam as fotovoltaic as del Edific Edific io Winterthur (Alemania).

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EL CÓDIGO CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFI CACIÓN

La aprobación en marzo de 2006 del Cód igo Téc Téc nico de la Edifi Edific c ación (CTE (CTE) m a rc a un a nte s y un d esp esp ués en el uso uso d e las ene rg ía s renovables en los edificios. Además de la energía solar térmica, el CTE obliga a incluir paneles fotovoltaicos en la envolvente de determinad os tipo s d e e d ific ific ios. ios. Este C ód igo Téc Téc nic nic o d e la Ed Ed ific fic a c ión e s una no rma únic únic a , no hay otro país que tenga regulado el uso en edificios de energías renovables, y esto sitúa a España a la cabeza en el uso de estos sistemas. Ahora bien, para que esta norma se convierta en realidad, los arquitectos deben encontrar la forma de integrar en el diseño de los edificios los paneles fotovoltaicos, así como los materiales que más se a juste juste n a sus expe c ta tivas tiva s. Seg ún la legisl legisla c ión ac a c tua l, el RD RD 6661 61// 2007 2007 d e 25 d e m a yo, p or la la q ue se ofrece una prima económica acorde a la potencia instalada, convierte a los sistemas de energía solar fotovoltaica en una solución rentable. Seg ún el ap artad o H5 d e l CTE CTE por el que se regula la Contribución fotovoltaica fot ovoltaica mín mínima ima de energía energía eléc trica trica , los edificios que deben inc luir luir sis siste te m a s foto fo to vo ltaic lta icos os so so n los siguie siguiente nte s: •

•

•

•

•

•

•

Hiper ipe rme rca d os (5.0 (5.000 00 m 2 construidos) Multitienda Multitienda y c entros d e o c io (3.0 (3.000 00 m 2 construidos) Nave d e a lma c ena miento (10 (10.000 .000 m 2 construidos) Administrativos (4.000 m 2 construidos) Hoteles y hostales (100 plazas) Hospitales y clínicas (100 camas) Pa b ellone s y rec intos into s feri fe riaa les (10.00 (10.0000 m 2 construidos).

La p ote nc ia pic o m ínima nima q ue se se t iene q ue insta insta la r es d e 6,25 6,25 kWp kWp y e l inversor nversor tend rá una p ote nc ia míni mínima ma d e 5 kW. kW.

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En el Doc ume nto Bá sic o HE d e Ahorr A horroo d e Energía Energía d el Cód Có d igo Téc Téc nico de la Edificación, en el punto 15.5 titulado Exigencia básica HE 5: Contribución fotovoltaica mínima de energía eléctrica se rec og e: En los ed ific ific ios q ue a sí se esta esta b lezc lezc a en este este CTE CTE se inc o r- porarán sistemas de captación y transformación de ener- gía solar en energía eléctrica por procedimientos fotovoltaicos para uso propio o suministro a la red. Los valores derivados de esta exigencia básica tendrán la considera- c ión d e m ínimo s, s sin in pe rjuic juic io d e va lores lores má s estri estric c to s q ue p ued a n ser ser esta esta b lec id os p or la la s a d minis ministrac ione s c om p e- tent es y que c ontrib ontrib uyan a la sos sostenibil tenibiliid a d , a tend iend o a las características propias de su localización y ámbito te- rritorial.

A la hora d e integ ra r una solución solar solar fotovo lta ic a en un e d ific fic io, en cualquiera de sus diversas aplicaciones o en las múltiples posibilidades que existen, hay que tener en cuenta no sólo las necesidades que requiere la construcción del edificio en sí, sino que también hay q ue te ner en c uenta la s nec esi esid a d es d el sisistem a solar fotovo lta ic o. ¿Cuáles son los parámetros que hay que tener en cuenta para realiza r una insta nsta la c ión solar foto voltaica en ed ific fic ios? os?

La inc lina lina c ión y la la s som b ra s son a sp ec to s fund a me nta les p a ra rea liz liza r el proyec proyec to. Si Siem pre hay q ue p erseg erseg uir uir la la ma yor prod prod uc c ión d e e lec tricida tricida d , los los sistem istem a s d eb en ser efica c es y se se d eb e enc ontrar la la me jor c oloca c ión d e los mó dulos pa ra ob tener el má ximo rend imiento. En el Có d ig o Téc Téc nic nic o d e la la Ed Ed ific fic a c ión q ued a e stipulad o q ue la dis- p osi osic ión d e los mó d ulos ulos se ha rá d e ta l ma nera q ue las p érdida s d eb i- das a la orientación e inclinación del sistema y a las sombras sobre el m ism ism o sea n infe rio rio res a los lím lím ites d e la siguien te Ta b la: Caso

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Orienta Ori enta c ión e inc linac ión Som b ra s

Tot a l

General

10%

10%

15%

Sup erp osic osición ión

20%

15%

30%

Integ rac ión Arquitect Arquitect ónic ónic a

40%

20%

50%


¿Cuá nto de c id e un inge niero niero inclina inclina r los los mó d ulos ulos? ?

El objetivo objetivo e s que el mód ulo ulo rec iba la ma yor rad rad iac ión d urante urante tod o el año. Dic Dic ho á ngulo ngulo c orres orrespo po nde rá c on el que la luz inc ida pe rpe ndicularmente al módulo, la de mayor energía. En la zona ecuatorial la inclinación del módulo sería horizontal, ya que el sol incide horizontalmente, p ero ero a med ida que nos alejam alejam os de l mis mismo , dic dic ho á ngulo ngulo c orres orrespp ond erá c on la la titud, hasta hasta los trópic os. os. A p a rtir d e los tróp tróp ic os, os, el á ngulo d e inc id enc ia d el sol sol varía varía a lo largo de l día día , por lo lo q ue se se reco mienda que el ángulo de inc linac ión d e los mó d ulos sea la latitud lat itud -10. -10. Por ta nto , en la Peníns Península ula Ibé rica el á ng ulo óp timo e stá en t orno a los 30º. 30º. En lo referente a la separación de las filas, se seguirán las recomend a c iones d el Pl Pliego d e Co nd icione s Téc nica s p a ra Energía Energía Sola Solarr d el IDAE. La distancia d , medida sobre la horizontal, entre unas filas de mó d ulos ulos ob stá c ulo, ulo, de a ltura tura h , que p ued a p rod uc ir som bras sob re la insta nsta la c ión d eb erá g a ra ntiza ntiza r un míni mínimo mo d e 4 horas d e sol sol en to rno a l me d iodí iod ía d el sols solstic ticio io d e invierno. invierno. Es Esta d ista ista nc ia d será superior al valor ob tenido p or la la expresión: expresión: d = h / ta n (61°– (61°– latitud lat itud )

Seguidamente se recogen las prescripciones técnicas que aparecen en e l Cód igo Téc nic nic o de la Edific dific ac ión. 1.

Condic iones ge nerales de la instalac instalac ión

1.1. Definición

1

Una insta nsta lac ión solar foto voltaic a c one c ta d a a red está está c onstionstituida por un conjunto de componentes encargados de realizar las funciones de captar la radiación solar, generando energía eléctrica en forma de corriente continua y adaptarla a las cara c terís terística s q ue la ha ga n utiliz utilizaa b le p or los los c onsumido onsumido res c one c tados a la red de distribución de corriente alterna. Este tipo de instalaciones fotovoltaicas trabajan en paralelo con el resto de

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los sistemas de generación que suministran a la red de distribución. 2

Los sistem as que co nforman la ins insta lac ión solar foto voltaic a c onec ta d a a la red son los siguiente s: a ) si sistema ge nerad nerad or fotovoltaic fotovoltaic o, c om pue sto d e m ód ulos ulos que a su vez c ontienen un c onjunto onjunto d e e lem entos semico nduc tores conectados entre sí, denominados células, y que transforma n la la e nergía nergía solar solar en energía energía e léc trica trica ; b) inversor, que transforma la corriente continua producida por los módulos en corriente alterna de las mismas características que la de la red red eléctric eléctric a; c) conjunto de protecciones, elementos de seguridad, de maniob niob ra , de me d ida y a uxi uxilia res. es.

3

Se entiend entiend e po r po tenc ia pico o po tenc ia má xima de l ge neranerador aquella que puede entregar el módulo en las condiciones estándares de medida. Estas condiciones se definen del modo siguiente: a ) irr irra d ia nc ia 1000 1000 W/ m 2; b) distribución espectral AM 1,5 G; c ) inc inc ide nc ia normal; d ) temp eratura eratura de la c élul élula 25 ºC. ºC.

1.2. 1.2. Condic iones generales

1

48

Pa ra insta nsta la c ione s c one c ta d a s, aún en el c a so d e q ue ésta ésta s no se realicen en un punto de conexión de la compañía de distribución, serán de aplicación las condiciones técnicas que procedan del RD 1663/2000, así como todos aquellos aspectos aplic a b les d e la legisl legisla c ión vigent e.


1.3. 1.3. Criterios Criterios ge nerale s de c álc ulo 1.3. 1.3.1. 1. Sistem istem a g ene rad or fotovo ltaic o

1

To d os los m ó d ulos d eb en sa tisfa tisfa c er las esp esp ec ific ific a c ione s UNE NE-E -EN N 61215:1997 para módulos de silicio cristalino o UNE-EN 61646:1997 para módulos fotovoltaicos de capa delgada, así como estar cualificados por algún laboratorio acreditado por las entidades nacionales de acreditación reconocidas por la Red Europ urop ea d e A c red ita c ión (EA) (EA) o p or el La La b orato rio d e EnerEnergía Solar Fotovoltaica del Departamento de Energías Renovab les d el CIE CIEMAT, MAT, de mo strad o m ed iante la p resenta esenta c ión d el c ertifi tificc ad o c orres orrespo po ndiente.

2

En el c a so exce p c ional en el c ua l no se dispo dispo nga de mód ulos ulos c ualifi ualificc ad os po r un lab lab oratori oratorio seg seg ún lo lo indica do en e l apa rta do anterior, se deben someter éstos a las pruebas y ensayos necesarios de acuerdo a la aplicación específica según el uso y c ond iciones d e mo nta je e n las q ue se va yan a utili utilizar, rea rea lizá izá nd ose ose las p rueb a s q ue a c riterio terio d e a lguno d e los la b orato rios a ntes indic ad os sea n nec esa esa ria s, otorgá nd ose ose e l certifi certificc a d o e sp ecífico correspondiente.

3

El mó d ulo ulo foto voltaic o lleva rá d e forma c la ra me nte vis visib le e inde leb le el mo de lo y nomb re o log log otipo d el fab ric ante , po tenc ia pico, así como una identificación individual o número de serie traz trazab ab le a la fecha de fabric fabric ac ión.

4

Los mó d ulos ulos serán Clase Clase II y tend rá n un grad o d e p rote c c ión mínimo IP65. Por motivos de seguridad y para facilitar el mantenimiento nimiento y rep rep a ra c ión d el ge nerad or, se insta insta la rá n los los eleme nto s necesarios (fusibles, interruptores, etc.) para la desconexión, de forma independiente y en ambos terminales, de cada una de la s ra ma s d el res resto to d el ge nerad or.

5

La s exigenc ias d el Có d igo Téc nico nic o d e la Ed ific ific a c ión relativa ela tivass a seg uri urid a d estructural estructural serán serán d e a p lic a c ión a la estru estrucc tura tura sop orte de mó dulos. dulos.

49


6

El c á lculo y la c ons on strucc truc c ión d e la estruct estruct ura y el siste istema ma d e fija fija ción de módulos permitirá las necesarias dilataciones térmicas sin transmitir cargas que puedan afectar a la integridad de los módulos, siguiendo las indicaciones del fabricante. La estructura se realizará teniendo en cuenta la facilidad de montaje y desmo nta je, y la la p osibl osiblee ne c esi esid a d d e sus sustituciones tituciones d e e lem ento s.

7

La estru estrucc tura tura se p rote ge rá supe rfic fic ialme ialme nte c ontra la a c c ión d e los a ge ntes amb ienta les. es.

8

En el c aso aso d e insta nsta lac ione s integ rad a s en c ubierta q ue ha ga n la s vec es d e la c ubierta d el ed ific fic io, la la estr estruc uc tura tura y la la esta esta nq ueidad entre módulos se ajustará a las exigencias indicadas en la pa rte c orres orrespo po ndiente d el Cód igo Téc nic nic o d e la Edifi Edificc ac ión y de má s norma norma tiva tiva de ap lic ac ión.

1.3.2. Inversor

1

Los inversores inversores c ump um p lirá irá n c on las d irec irec tivas tiva s c om unitar unita rias d e Seg urid a d Eléc trica trica en Ba Ba ja Tensi ensión y Co mp at ibili bilid a d Elec trom trom a gné tica.

2

La s c a rac te rís rístic a s b á sica ic a s d e los inversores inversores será n las siguien te s: a ) principio principio de funcionamiento: fuente de c orri orriente; b) autoco autoco nmutado nmutado ; c) seguimiento automático del punto de máxima potencia del generador; d ) no funcionará e n isl isla o m od o a islad o.

3

La pot enc ia del inversor nversor será, c om o míni mínimo mo , el 80% 80% d e la po tenc ia p ic o rea rea l de l ge nerad nerad or fotovoltaico .

1.3. 1.3.3. 3. Protec c iones y elem ento s de seg urida urida d

1

50

La insta nsta la c ión inc orpo ra rá tod os los eleme ntos y c a ra c terís terística s nec esari esarias as pa ra ga rantizar antizar en tod o m om ento la c alida alida d de l susu-


ministro eléctrico, de modo que cumplan las directivas comunitarias de Seguridad Eléctrica en Baja Tensión y Compatibilidad Electromagnética. 2

Se incluirá incluirá n to d os los elem ent os nec esa esa rios d e seg urid urid a d y p rotecciones propias de las personas y de la instalación fotovoltaic a , aseg aseg urand urand o la protec c ión frente frente a c onta c tos direc direc tos e indiindirectos, cortocircuitos, sobrecargas, así como otros elementos y protecciones que resulten de la aplicación de la legislación vigente. En particular, se usará en la parte de corriente continua de la instalación protección Clase II o aislamiento equivalente cuando se trate de un emplazamiento accesible. Los materiales situad os a la intemp erie erie te ndrán a l menos un grad o d e p rote c ción IP 65.

3

La insta nsta la c ión d eb e p ermitir ermitir la d esc esc one xión y sec c ionam iento de l inver inverssor, ta nto e n la la pa rte de c orri orriente c ontinua ontinua c omo en la d e c orri orriente a lterna, pa ra fa c ili ilita r la s ta rea s d e m a ntenimiento.

2. Cálc ulo de las pérdidas por orientac orientac ión e inclinac ión 2.1. Introducción

1

El ob jeto d e este este a p a rta d o es d et erminar ermina r los límite límite s en la orienorientación e inclinación de los módulos de acuerdo a las pérdidas m á xim xim a s p e rmisibles rmisibles..

2

La s pé rd id a s p or este este c onc ep to se c a lc ula ula rá n en func ión d e: a) á ngulo ngulo d e incli inclinac ión, β, de fini finido do c om o el ángulo que forma forma la superficie de los módulos con el plano horizontal. Su valor es 0 pa ra mó d ulos horiz horizont a les y 90º 90º pa ra ver ve rtica tic a les; les; b) ángulo de acimut, α, definido como el ángulo entre la proyec c ión sob sob re e l plano horiz horizonta l de la norma l a la supe supe rfic fic ie del módulo y el meridiano del lugar. Valores típicos son 0º para módulos orientados al sur, -90º para módulos orientados al este este y +90º +90º pa ra m ód ulos orient orient a d os a l oe ste .

51


Figura 3. Orientac Orientac ión e inc linac ión de lo s mó dulos.

2.2. 2.2. P Proc roc ed imiento

1

Determinado Determinado el áng ulo ulo de ac imut de l c ap ta do r, se c alcularán alcularán los límites de inclinación aceptables de acuerdo a las pérdidas má ximas respe espe c to a la inc lina c ión óp tima e sta b lec id a . Pa ra e llo, se utilizará la Fig. 4, válida para una latitud ( φ) de 41º, de la siguiente forma forma : a ) c ono c id o el ac imut, en la Fig. Fig. 4 se se d ete rminan los límites p a ra la inclinación en el caso ( φ) = 41º. Para el caso general, las pérdidas máximas por este concepto son del 10%, para superposición del 20% y para integración arquitectónica del 40%. Los puntos de intersección del límite de pérdidas con la recta de acimut proporcionan los valores de inclinación máxima y míni mínima ma ; b) si no hay intersección entre ambas, las pérdidas son superiores a las permitidas y la instalación estará fuera de los límites. Si ambas curvas se intersectan, se obtienen los valores para latitud ( φ) = 41º y se corrigen de acuerdo a lo indicado a continuación.

2

52

Se c orreg orreg irá irá n los límites d e inc linac ión a c ep ta b les en func ión d e la diferenc ia entre la la la titud d el luga luga r en c uestión uestión y la la d e 41º, 41º, de a c uerdo uerd o a las siguiente s fórmulas: fórmulas:


a ) inc inc lina c ión m á xima = inc inc lina c ión ( φ = 41º) – (41º (41º - latitud lat itud ); b ) inc inc lina c ión m ínima nima = inc inc linac ión ( φ = 41º) – (41º - latitud); siend o 5º su va lor mínimo mínimo.. 3

En c a sos c erca d el límite y c om o instru nstrume me nto d e verifi verificc a c ión, se utiliz utilizaa rá la siguiente fórmula: fórmula : Pé rdid a s (%) (%) = 100 · [1,2·10−4 · (β − φ + 10) 2 + 3,5· 10−5 α 2] p a ra 15º 15º < β < 90º Pé rdid a s (%) (%) = 100 · [ 1,2·10 1,2·10−4 · (β − φ +10) 2 ] pa ra β ≤ 15º

Nota: α, β, φ se expresan en grados sexagesimales, siendo φ la la titud d el luga luga r.

Figura igura 4. Porcentaje Porcentaje d e energía energía respec respec to al má ximo c omo c onsec onsec uencia de las pérdida pérdida s por orientación orientación e inclinación.

53


3. Cálc ulo de p érdida s de rad iac ión solar solar por som som bras 3.1. Introducción

1

El presente presente ap artad o de sc ribe un méto do de c álculo de las las pé rdidas de radiación solar que experimenta una superficie debidas a sombras circundantes. Tales pérdidas se expresan como porcentaje de la radiación solar global que incidiría sobre la me nc ionad a supe rfic fic ie, de no e xistir som b ra a lguna .

3.2. 3.2. P Proc roc ed imiento

1

El p roc ed imiento c onsi onsiste en la c om p a ra c ión d el p erfil erfil d e ob stá c ulos ulos que afe c ta a la superfi superficc ie d e estudio estudio c on el diagrama de trayectorias del sol. Los pasos a seguir son los siguientes: a) localización de los principales obstáculos que afectan a la superficie, en términos de sus coordenadas de posición acimut (á ngulo ngulo d e d esvi esviac ac ión c on respe respe c to a la direc direc c ión sur sur)) y elevación (ángulo de inclinación con respecto al plano horizont a l). Pa Pa ra ello ello p ued e util ut iliiza rse un t eo d olito olito;; b) representación del perfil de obstáculos en el diagrama de la Fig. 5, en el que se muestra la banda de trayectorias del sol a lo largo largo de tod o e l año , váli válido pa ra loc alida alida de s de la Penínenínsula Ibérica y Baleares (para las Islas Canarias el diagrama debe desplazarse 12º en sentido vertical ascendente). Dicha banda se encuentra dividida en porciones, delimitadas por las horas solares (negativas antes del mediodía solar y positiva s d esp esp ués d e é ste) e id entific entific a d a s p or una letra letra y un número (A1, A2,..., D14).

2

54

Ca d a una una de las po rc ione s d e esta esta figura figura rep resenta esenta el rec orri orrido del sol en un cierto periodo de tiempo (una hora a lo largo de varios días) y tiene, por tanto, una determinada contribución a la irradiación solar global anual que incide sobre la superficie de estudio. estudio. Así Así, el hec ho d e q ue un ob stá c ulo ulo c ubra una de las po rc iones supo ne una c ierta erta pé rdida de irrad iac ión, en p artic artic u-


Figura 5. Diag Diag rama de tray tray ec torias de l sol. sol.

lar aquélla que resulte interceptada por el obstáculo. Debe esc ogerse ogerse c omo referenc eferenc ia pa ra el cálculo cálculo la ta bla má s ad ec uad a d e e ntre las siguiente s:

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3

Esta s ta b las se refieren a d istinta istinta s sup erficies erfic ies c a rac te riz riza d a s p o r sus ángulos de inclinación y orientación ( β y α, respectivamente). Debe escogerse aquella que resulte más parecida a la superficie en estudio. Los números que figuran en cada casilla se corresponden con el porcentaje de irradiación solar global anual que se perdería si la porción correspondiente resultase interc terc epta da por un obstác obstác ulo. ulo.

4

La c om pa rac ión de l pe rfil fil de ob stác ulos ulos c on el diag ram a de tra tra yec toria toria s d el sol sol pe rmite c a lc ular ular la la s p érdida s p or som som b rea d o d e la irr irra d ia c ión solar solar que inc id e sob sob re la supe supe rfic fic ie a lo largo d e todo el año. Para ello, se han de sumar las contribuciones de a que lla s po rc ione s q ue resul resulten ten to ta l o p a rc ia lme nte o c ulta ulta s p or el perfil de obstáculos representado. En el caso de ocultación parcial se utilizará el factor de llenado (fracción oculta respecto d el to ta l de la p orc ión) m á s p róximo a los va lores 0,25 0,25,, 00,5 ,50, 0, 0,75 0,75 ó 1.

4. Mantenimiento

1

Pa ra eng lob a r la s op erac ione s nec esari esariaa s d ura ura nte la vid vid a d e la insta insta lac ión p a ra a seg urar urar el funciona miento , aum enta r la fiab fiab ilid a d y p rolonga r la d ura ura c ión d e la misma misma , se d efinen do s esc esc a lones c om plementa rios de ac tuac ión: a) p lan d e vigil vigilanc anc ia; b) plan d e ma ntenimiento ntenimiento preventivo. preventivo.

56


4.1. 4.1. Plan d e vig ilanc ia

1

El p la n d e vigil vigilaa nc ia se se refiere efiere b á sic a me nte a la s op erac ione s que permiten asegurar que los valores operacionales de la instalación son correctos. Es un plan de observación simple de los p a rá me tros tros func func ionales p rincipa les (ene (ene rgía, te nsi nsión, e tc .) pa ra verificar el correcto funcionamiento de la instalación, incluyend o la limp limp ieza eza d e los mó d ulos ulos en e l c a so d e q ue sea sea nec esa esa rio.

4.2. Plan de mantenimiento preventivo

1

Son op erac ione s d e insp nsp ec c ión vis visua l, verifi verificc a c ión d e a c tua c iones y otros, otros, que , ap lic a d a s, a la insta insta la c ión, de b en p ermitir ermitir ma ntener dentro de límites aceptables las condiciones de funcionamiento , presta presta c ione s, p rote c c ión y durab ilid a d d e la ins insta ta la c ión.

2

El p la n d e ma ntenimiento d eb e rea lizarse arse p or pe rsona l téc nic nic o competente que conozca la tecnología solar fotovoltaica y las instalaciones eléctricas en general. La instalación tendrá un libro de mantenimiento en el que se reflejen todas las operaciones rea lizad a s, así así c om o e l ma ntenimiento c orrec orrec tivo.

3

El ma ntenimiento prevent ivo ha d e inc luir uir tod a s la s op erac ione s de mantenimiento y sustitución de elementos fungibles o desgastados por el uso, necesarias para asegurar que el sistema funcione c orrec orrec ta mente durante su su vida útil útil.

4

El ma nte nimiento p revent ivo d e la insta insta lac ión incluirá incluirá , a l me nos, nos, una revisión semestral en la que se realizarán las siguientes actividades: a) c om proba c ión d e las protec c iones eléctric eléctric as; as; b) comprobación del estado de los módulos: comprobar la situación respecto al proyecto original y verificar el estado de las c one xione xione s; c ) c om proba c ión d el estad estad o d el inver inverssor: funcionamiento, lám lám p a ra s d e seña seña liz liza c iones, iones, alarma s, etc .;

57


d) c omp rob ac ión de l estad estad o m ec ánico ánico de c ab les y termin terminales ales (incluyendo cables de tomas de tierra y reapriete de bornas), pletinas, transformadores, ventiladores/extractores, uniones, reaprietes, limpieza, etc.

58


4

LOS MÓDULOS: TIP OS Y CARACTERÍ STICAS

Lo s módulos fotovoltaicos está está n forma forma do s po r un c onjunto onjunto d e c eldas, eldas, c élul élulas fotovoltaica s, que produc en e lec tri tric ida d a pa rtir tir de la luz que inc id e sob re ellos ellos.. LLaa p ote nc ia má xima q ue p ued e sumini suminisstrar un módulo dulo se se d enomina enomina potenc ia pico. La s células fotovoltaicas está está n fo rma d a s p or met m et a les sensibles ensibles a la luz que desprenden electrones cuando los fotones inciden sobre ellos. Co nvierten nvierten la ene rgía luminosa luminosa , la la luz, uz, en e nergía nergía eléc tri tric a . Las células convencionales están fabricadas con silicio cristalino y montadas en serie sobre los paneles o módulos. Éstos, que están conectados entre sí, captan la energía solar transformándola en energía eléctrica en forma de corriente continua. Sobre el silicio se coloca una capa fina antirreflectante que mejora su rendimiento y da a la c élul élula un tono a zulad ulad o. Sob Sob re esta esta c ap a se c oloca una m alla alla metálic tálic a q ue c onsti onstituye tuye el c onta c to óhm ic o d e la la c ara expuesta expuesta a l sol 1. Los mó d ulos p ued en ser: Monocristalinos . Se componen de secciones de un único cristal

•

•

•

de silicio. Son fácilmente reconocibles porque presentan una forma circular o hexagonal, sus esquinas están recortadas. Son los que o frec frec en una m ayor efic efic ac ia. Policristalinos. E Esstá n fo rma d os p or p eq ueña s p a rtíc tíc ulas c ris rista liz liza das. Amorfos. El silicio no se ha cristalizado. Las células de silicio amorfo se obtienen a partir de la deposición de capas delgad a s sob re vidri v idrio. o. El El rend rend imiento suele ser ser me nor q ue el de d e la s c élulas c ris rista lina lina s.

La s c élula élula s m ono c rista ista lina lina s p ued en ser de d e va rios c olores, olores, pe ro las má s eficaces son las negras y las azules, que permiten una mayor absorción de los rayos solares. Siempre llevan una capa antirreflectante para conseguir mayor eficacia, pero no es la única ventaja que 1 Nuria

Martín e Ignacio Fernández, La envolvente fotovoltaica en la arquitectura, Pá g , 34. 59


ap ortan a los mó dulos. dulos. Es Esta c ap a pue de do ta r, ad emá s, a las c élul élulas de una a lta g am a d e c olores olores que pue de ir de sde el ama rillo ha sta e l morado. Los paneles fotovoltaicos están formados por las células monocristalinas, que han sido encapsuladas por dos láminas de E.V.A (Ethylene Vinyl Vinyl Ac eta te) que , entre entre o tras tras c osas osas,, ac túan c om o una ba rrera era c ontra la hum ed a d . En En la p a rte ant erior erior se se suele c oloc ar un c rista ista l y en la p oste oste rior una lám ina Ted Ted lar tra tra slúcida lúcid a .

Figura 6. Es Estruc truc tura tura de un m ód ulo fotov oltaic o.

La estructura de los módulos está constituida por los siguientes elementos: •

•

•

60

Cristal. Se suele utilizar una capa de vidrio templado con el que

se c onsi onsigue una ma yor res resiistenc ia a los c a mb ios d e te mp eratura y d eja p a sa r muy bien la luz. luz. P Pued ued e t ene r un esp esp esor esor de 3 a 4 milímetros. Se suele utilizar una c ap a d e E EVA VA (Etil-vinil-acetato) con el que van protegidas las células que conforman el módulo tanto por la p a rte a nterior nterior co mo p or la la p osteri osterior. or. La c ub ierta p osteri osterior or suele suele lleva lleva r una p elíc elíc ula ula d e fluorur fluoruroo d e p oliolivinilo vinilo ( Ted la r). S Suele uele ser ser de c olor blan c o .


•

Cinta de estanqueidad .

•

Marco . Tod os los c om p one ntes d el mód ulo ulo se se e nma rc a n d entro

de una estr estructur ucturaa c omp ac ta p erfecta erfecta . Según afirma Nuria Martín e Ignacio Fernández 2 el 90% de las células c om erciales se fab ric a n c on ob lea s d e silic io, m ono c rista lino o multimulticristalino. El conocimiento de la tecnología, el alto rendimiento y su fiabilidad contrastada durante décadas las hace muy atractivas para su uso uso c om ún. Su efe c tivi tividd a d es ma yor cua nto ma yor son son los c rista les, es, pe ro ta mb ién su pes p eso, o, g rosor osor y cos c oste te . E Ell rend en d imiento d e las p rimeras p ued e a lca nza nza r el 20%, mientras que el de las células de silicio amorfo puede no lleg a r al 1%; 1%; sin sin em b a rg o, su su c oste oste y p eso eso es muy mu y inferior. inferior. Ahora Ahora bien, la la tec nolog nolog ía ha ido mejorand mejorand o y, a d ía de hoy, los los módulos de capa fina son vistos por muchos como la tecnología del futuro. Los módulos de capa fina suelen utilizar silicio amorfo. Son más ec onó mic os que los mo noc rista linos, nos, pe ro su rendimiento t a mb ién e s algo me nor. nor. En la la a c tua lid a d , los los mó d ulos ulos d e c a p a fina suelen suelen esta esta r forma d os p or telurio telurio d e c a d mio (C d Te). Ta Ta mb ién se se está está utili utiliza ndo p a ra su fa b ric a c ión seleni seleniur uroo d e c ob re e indio, indio, ma teria teria les c on los que se e stá n ob teniendo unos rendimientos más que aceptables. En pleno proceso de investi nvestiga ga c ión tec nológ nológ ic a este este nuevo c am po en los los mód ulos ulos de pa rará muc ha s sorpr orp resa esa s en un c orto p lazo. lazo. Pero ero ¿a qué nos estam estam os refir efiriend o c uand o hab lam os de c ap a fina? fina? Existen actualmente tres tipos de tecnologías en el sector fotovoltaic o. Así Así, hab la m os d e mó d ulos m ono c rista ista linos, inos, po lic lic rista ista linos, inos, ba sa d os en el polisilicio y los de capa fina. Estos últimos, a su vez, pueden utilizar cuatro tipos diferentes de tecnologías: a-Si (silicio amorfo), CdTe (telurio de cadmio), CIS (cobre, indio y selenio) o CIGS (cobre, indio, g a lio y selenio). selenio). Los módulos de capa fina, o thin film , se caracterizan por su coste me nor e n relac ión a los mó d ulos mo noc no c rista ista linos y p olicris olicrista linos linos.. EmEm2 Nuria Nuria

Ma rtín, tín, La La envo lvente e n la Foto Foto volta ica , Pág Pág , 36. 36.

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plean materiales fotosensibles extremadamente delgados. Son célula s má s eficientes en la utili utiliza c ión d e m a teria teria p rima y ene rgía d ura ura nte su p rod uc c ión y son son m eno s intensi ntensiva s en m a no d e o b ra . Los mó d ulos ulos d e c ap a fina fina tiene tiene n va rias venta ja s: • •

•

•

Estétic a me nte son muy a tra tra c tivos. tivos. Son muy recomendables para soluciones de integración solar fotovoltaica en edificios. Son má s ec onó mic os q ue los mó d ulos ulos trad ic iona les. es. Su rendimiento ante cambios bruscos de temperatura es muy bueno.

Un ejemplo de instalación realizada con módulos de capa fina es la Bib liote c a Táialà/ Fonta ja u d e G irona . Es Este p royec to fue rea liza do p or SunTec unTec hnic hnic s, emp resa esa d el Grup Grup o C one rg y, desp desp ués d e ha b er ga na do el co nc urs urso púb lic o c orres orrespo po ndiente.

Foto 27. Instalac Instalac ión de c ap a fina realizad realizad a e n la Bibliotec Bibliotec a Táia Táia là/ Fontaja u de Girona Girona p or el Grupo Grupo Conergy.

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Esta instalación tiene una potencia de 18,72 kWp y utiliza módulos de capa fina Firts Solar FS-65. La convocatoria del concurso público de adjudicación tenía como finalidad aumentar el rendimiento de una cubierta, con una inclinación y orientación alejadas de los valores óp timo timo s pa ra un c am po fotovo ltaico , c on tec nolog nolog ía c rista lina.

Foto 28. 28. Bibliotec Bibliotec a Táia là/ Fontaja u d e Girona.

Este tipo de módulo es de uso habitual en instalaciones realizadas en proyect os de integ rac ión a rquitect ónic ónic a, ya q ue el aspe aspe c to uniforme uniforme de l pa nel res resul ulta ta estética estética mente muy a trac trac tivo. tivo. El mercado de la capa fina en España no podría ser más favorable. Según datos recogidos en el informe anual 2008 de ASIF, el pasado año las tecnologías de capa fina fueron las que sufrieron un mayor crecimiento en los últimos tres años. Sirva como ejemplo que, en 2007, 2007, crec ieron un 133% 133%.. Seg ún d iversos versos estud estud ios p ublic ublic a d os rec iente me nte sob re el me rc a d o d e la c a p a fina, éste éste c rec erá d e los 535, 535,33 mill millones on es d e e uros en 2008 2008 a 1.145 millones en 2010; 1.844 en 2012 y 2.417 en 2015. Sin duda, un pa-

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noram a muy interesa interesa nte si, ad em á s, se se t iene en c uenta q ue las previsiones apuntan a que este tipo de tecnologías ocuparán más de la mitad mitad de la c uota d e me rca do en el año 201 2015.

Figura 7. Gráfic Gráfic os pub lic ad os en el informe anua l 20 2008 08 de ASIF ASIF..

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Ad em ás d e los mó d ulos ulos trad icionales, icionales, la la ind ustri ustriaa foto voltaic a está está en constante transformación buscando nuevas soluciones para aplicar en las la s insta insta la c iones solar ola res fot ov olta ica s. E Enn este este a p a rta d o , la la integ ra ción solar es una de las grandes beneficiadas. Así, el vidrio fotovoltaico o las tejas fotovoltaicas se consolidan como alternativas a tener en cuenta.

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EJEMPLOS DE INTEGRACIÓN AR QUITECT QUITECTÓNICA ÓNICA

5.1. 5. 1. Centro Centro de visitantes Bah ía de Cádiz El Grupo Co nergy, en c olab orac ión c on IFM, IFM, ha insta insta la d o e n la la loc a lida d ga ditana de Sa n Fern Fernand and o un si sistem a fotovo ltaico integ rad o c on una p ote nc ia d e 6,9 6,9 kWp. kWp. Al año , esta esta insta nsta lac ión gene ra rá 8.71 8.7166 kWh de energía no contaminante. El centro de visitantes Bahía de Cádiz se ha convertido en un referente claro del binomio diseño arquitec tónic o y si sistem a s foto voltaic os. os. En la fachada del edificio se han colocado un total de 64 módulos de 108 108 Wp Wp c a d a uno. Tienen Tienen una p elíc elíc ula ula transl translúc ida en e l d orso orso lam inad o y d o s inverso inverso res STW 2600 2600 en los lo s q ue se ha n d istribuid istribuid o 32 mómó d ulos ulos en d os c a d ena s d e 16. El proyec to req uería uería d e unas c a ra c terís terística tic a s d et erminad ermina d a s y SunT SunTec ec hnics hnic s, em p resa esa resp resp onsa onsa b le de l p royec to, si siem p re b usc usc a la me jor solución solución p ara c a d a sistem a . En c a d a p a nel se se c oloc a ron 28 cé lula ula s d e 156 x 156 156 mm , co n una d isistancia de 5 mm. Si bien las células pueden ser monocristalinas o policristalinas, en esta ocasión se optó por las monocristalinas. Su característica forma, con las esquinas recortadas, permitía, entre cosas, una mayor entrada de luz al interior del edificio. Los módulos utilizados en esta integración fotovoltaica integrada tienen una transparenc ia d el 20% 20%. La s c élula élula s m ono c rista ista lina lina s p ued en ser de d e va rios c olores, olores, pe ro las má s eficaces son las negras y las azules que permiten una mayor absorción de los rayos solares. En este caso, se han utilizado células negras. Siempre llevan una capa antirreflectante para conseguir mayor eficacia, pero no es la única ventaja que aportan a los módulos. Esta ca pa pued e d otar, ad emá s, a las c élul élulas as de una a lta g am a d e c oloolores q ue p ued e ir d esd esd e e l a ma rillo ha sta el morad o. Los paneles fotovoltaicos están formados por las células monocristalinas, que han sido encapsuladas por dos láminas de E.V.A ( Ethylene

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Foto 29. 29. Imá ge nes de l Centro de VisiVisitantes Bahía de Cádiz.

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Vinyl Acetate ) que, entre entre o tras tras c osas osas,, ac túan c om o una ba rrera era c on-

tra la humedad. En la parte anterior se ha colocado un cristal de 8 mm y en la p osteri osterior or una lá mina Ted la r tra tra slúc ida p a ra tene r un eq uil uilibrio entre el sombreado del edificio y la luz natural que dejan pasar los m ód ulos a l inte inte rior del de l ed ific ific io. Además de sus características técnicas, hay que añadir un valor importantísimo a estos paneles, su altísima calidad. Cada uno fue realiza d o d e forma artesana artesana l e indivi individd ual. Se han utilizado unos paneles traslúcidos especiales, creados en exc lusi usiva p a ra este este ed ific fic io. El El proyec to arquitec tónic o hiz hizo nec esa esa rio la fabricación de unos módulos muy concretos. Las grandes dimensiones de estos módulos, 2.400 x 350 x 8 mm, se convirtieron en uno de los mo tivos p or los los q ue se se o pt ó p or la la fab ric a c ión d e e stos mó d ulos ulos a medida. Este edificio significativo integra a la perfección el diseño con los sistemas más avanzados para la obtención de energía a través de materias renovables. Este proyecto se realizó para el Centro de Visitantes Bahí ahía a de Cá diz , de la emp resa esa Egm asa, asa, d ep end iente de la Consejer Consejeríía de Med io Am biente de la Junta de Andalucía. Con esta instalación, situada en las ma risma s de l Pa Pa rque Natural Ba Ba hía hía d e C ád iz, predic a c on e l ejem ejem plo al ap osta osta r p or una una e nergía nergía limp limp ia y reno reno va ble.

5.2. 5. 2. Casa Casa de la J uventud de San Sebastián de los Reyes SunTechnics ha realizado en España otras instalaciones fotovoltaicas integradas que se han convertido en toda una referencia. Este es el caso de la Casa de la Juventud en San Sebastián de los Reyes, para la que se utilizaron módulos estándar Conergy C123 P. Los inversores fue ron 20 de d e SM A SWR SWR 2. Sobre la fachada de este edificio, con unas dimensiones de 55 metros tros d e a nc ho y c a si 23 23 de a ltura, se se imp la ntó un sis sistem tem a foto voltaic o de una p otenc ia m áxima áxima d e 61, 61,5 kWp. kWp.

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Foto 30. Fac Fac had a de la Ca sa de la Juventud d e San San Seb Seb astián astián d e los Rey Rey es (Madrid).

Las células utilizadas en esta ocasión han sido policristalinas y de color azul, color transferido por la capa antirreflectante. Las dimensiones d e los mó d ulos son d e 1.49 1.4999 mm x 662 662 mm .

5.3. Edificio Biocl imático Trasluz El ed ific ific io bioc b ioc limá limá tico tic o Tr Tra sluz, luz, que se p uso uso e n ma rc ha en e l a ño 2005, 2005, se encuentra ubicado en la calle Golfo de Salónica, nº 73, en el munic nic ipio d e Ma drid. drid. Los participantes en este proyecto fueron la propiedad, Hoteles e Inmuebles, S.A., la empresa encargada del diseño, Emilio M. Mitre y Asociados, S.L., y la empresa Gestión Técnica de Montajes y Obras, S.A. Lo interesante del Edificio Bioclimático Trasluz es que, como edificio d e o fic fic ina s, res respp ond e, p or un la la d o, a los esq esq uem a s norma les d e me r-

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cado en cuanto a calidad de construcción, coste e imagen, y, por otro, hac e un a mp lio uso uso d e las ene rgías reno va b les en su su a c ond ic ionamiento ambiental interior. Gracias a esto y al diseño bioclimático, su explotación es más económica (ya que produce “negawatios hora” o energía convencional no consumida), proporcionando una mayor calidad ambiental interior con menor índice de contaminación.

Foto 31. Edific io b ioc limá tic o Tras Trasluz. luz.

Esta c ap ac ida d de da r una res respues puesta ta simultánea y de alta c alida alida d a los requerimientos de confort y coste, tradicionalmente considerados c om o c ontrad icto rios, os, es lo q ue ha hec ho q ue e l edific edific io Tr Tra sluz me rezc ezc a el rec rec onoc imiento d el com ité espa espa ñol de l Green Building Cha- llenge . El edifi ed ificc io se se d istri istribb uye e n tres a la s d e o ficinas ficina s en t orno a un a trio trio c entra tra l, definiend definiend o una p la nta en forma d e T. T. LLaa c entral, o tronc o d e la T, T, tiene ocho plantas de altura, mientras que las alas laterales tienen cinco plantas. En total, el edificio tiene, aproximadamente, 7.100 m 2 c ons on struid truid os sob sob re ra sa nte .

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Adicionalmente, el edific edific io tiene d os planta s de ap arca miento subtesubterráneo que ocupan todo el solar y permiten 212 plazas de aparcamiento. Entre los elementos constructivos, lo primero que llama la atención es la fachada ventilada, construida con un sistema panelizado de mad era y a c a b a d o e xterior terior de p iza rra . S See c onsi onsigue un grosor grosor muy red red ucido, con una fachada muy ligera y un altísimo aislamiento térmico. Al ser la madera un material muy poco conductor, se suprimen los p uente s térmico s ta nto en los b orde s d e los forja forja d os c om o en e l períperíme tro de la s vent a nas. nas. El a isl islam iento em p lea d o e s d e lana d e roc a y, antes que la pizarra, se ha colocado un revestimiento sintético denominad o Tyvek Tyvek que es imp ermea b le y transp transp ira ira nte.

Foto 32. 32. Fac Fac had a ventilad a de l ed ific ific io Tras Trasluz luz..

La fachada se completa con vidrios reflectantes y un conjunto de p a ra soles d e a lumini um inio, o, fijos fijos en el lad o sur y mó viles viles mo to riza iza d os en d irección este y oeste. En la fachada este, los parasoles se encuentran a uto ma tiza tiza d os p a ra seg uir la d irec irec c ión d e los ra yos solar ola res. es.

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Las salas de oficinas disponen de ventiladores de techo individuales que sirven d e a p oyo a la c lima tiza tiza c ión artifi artificc ial. ial. Además de la arquitectura bioclimática, el edificio tiene una instalac ión solar solar fotovo lta ic a forma d a po r 168 168 mód ulos ulos BP Solar c on una po tenc ia instalad instalad a d e 20 kWp kWp p a ra la p rod uc c ión de electric electric ida d. La p rod uc c ión a nua l es d e 20.00 20.0000 kWh, kWh, lo q ue rep resenta esenta , ap roxima oxima da me nte, un 10% 10% de l c onsumo onsumo eléc tri tric o d el edific edific io. Además, para el ahorro energético, la iluminación de las zonas comunes está está auto ma tiz tizad a me diante de tec tores de presenc presenc ia, c élul élulas fotoe léc tri tric as y program program ac ión horari horaria. a.

Foto 33. Instala Instala c ión sola sola r fotov olta ic a d el ed ificio Trasl Trasluz. uz.

Tod a s la s insta insta lac iones d el ed ific ific io son g estiona estiona d a s p o r un sis siste tem ma de c ontrol c entraliz entralizad o d esd esd e el q ue se a justa usta n y sup sup ervis ervisa n los p a rá me tros de funcionamiento de cada una de las instalaciones, estableciendo los horarios de funcionamiento de cada equipo, fijando las

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c onsi onsigna s de tem pe ratura d e c ad a zona y sisirviend viend o, ad emá s, com o herr herram ienta bá sic a pa ra el mante nimiento nimiento d el edific edific io. Tra sluz d isp one d e un jardí jardínn co n cub ierta ec ológ ic a q ue rec rec og e to d o el agua de lluvia uvia , disminu disminuyendo yendo e l c onsumo onsumo d e la la red d e a gua po ta b le exte rior. ior.

Foto 34. Cubierta ec ológ ica de l ed ific ific io Tras Trasluz luz..

El edificio ha sido concebido con criterios de protección del medio ambiente, de forma que permite el desmontaje y la reutilización de un p orc orc enta je muy elevad o de los c om po nentes c onstr onstruc uc tivos tivos.. El Edificio Trasluz cumple la importante misión de divulgación de las ene rgías reno va b les y el a horro horro ene rgé tico . La inversión total fue de 8,3 M€ y la Dirección General de Industria, Energía nergía y Minas d e la C om unid unid ad d e M a d rid sub venc ionó esta esta insta nsta la c ión c on un imp orte to ta l de 148.4 148.465 65 €.

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5.4. Edificio Bioclimático sede de la Fundación Metrópoli La Fundación Metrópoli es una institución española de proyección internac iona l sisin á nimo nimo d e luc ro c uya misi misión es c ontrib ontrib uir uir a la innova ción y desarrollo sostenible de las ciudades y territorios, promoviendo la investiga investiga c ión y a p lica nd o los p rincipios incip ios d el Desa Desa rrollo ollo Soste oste nible. Se encuentra ubicado en la Avda. Bruselas, nº 29, de Alcobendas (Ma d rid), y la la s ob ra s fina fina liz liza ron en n oviemb ov iemb re d e 2003. 2003. Los participantes en el proyecto fueron la Fundación Metrópoli para la Innova nno va c ión y el Dis Diseño d el Terr Territori itorio, o, la C ons on structo truc to ra Áva los, los, y Miyab i.

Foto 35. 35. Edificio Edificio de la Funda c ión Me tróp tróp oli.

El edificio se ha concebido con carácter experimental integrando d o s c rite rite rios rios:: -

La c rea c ión de un luga r pa ra la innovac ión y la c rea tivi tivida da d . El c om p rom iso bioc limá tico .

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El diseño del edificio se plantea mediante criterios arquitectónicos, instalaciones bioclimáticas y sistemas constructivos que fomentan el aho rro y la e fic fic ienc ia energética . La a rquitec rquitec tura tura d el ed ificio ificio La luz

La luz es el eje central del proyecto. Los lucernarios del atrio también son captadores energéticos e introducen la luz de forma tamizada en el co ra zón d el edific edific io. Los captadores solares

Norte

Sur

Figura 8. Esque ma de situac ión de los c ap tad ores solares en el ed ific ific io de la funda fun da c ión Metrópo Metrópo li.

El a trio

Es el elemento central del proyecto. Es un espacio abierto que conecta todas las dependencias y que simplifica la comprensión del ed ific ific io en su su c onjunto . Tiene rad iac ión sola solarr d irec irec ta en invierno invierno,, incorporando más luz y más energía al edificio y está protegido en verano.

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La piel d el ed ificio ificio

Sólo se han abierto huecos en los lugares necesarios por motivos de iluminación o de conexión visual. Cuando la superficie exterior es acristalada aparece siempre una segunda piel que permite matizar las condiciones de aislamiento, captación de energía o relación visual. En En la b ase, ase, el ed ific fic io es d e d ob le lám ina d e ho rmigó n c on a isl isla miento térmico interior y lámina de grava que permite el paso de c ond uct os de ve ntil ntilac ión. Flexibilidad

El edificio está totalmente modulado. El espacio interior del edificio p ermite u sos y c om p a rtime nta c iones flexibles flexibles y d iversa iversa s. Sinc erida d c onstructiva onstructiva

La concepción del edificio responde al concepto de arquitectura experimental bioclimática. En la cubierta se ubican los paneles solares, los equipos de producción de frío y de calor, los depósitos de acumulación de agua caliente y fría, los captadores energéticos y los sistemas de regulación. En la fachada se sitúan los paneles fotovol vo lta ico s y el sis siste te ma d e lama la ma s.

Foto 36. Pane les fotovolta ic os en la fac had a d el edific io de la Funda Funda c ión Metrópoli.

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Ec o-tec nología

Se consideran conceptos relacionados con la inercia térmica, orientación, sistemas de ventilación y refrigeración, junto con la tecnología gía de últi última ma ge nerac nerac ión orienta orienta da al ahorro ahorro e nergé nergé tic tic o y a l uso uso d e ene rg ía s a lte rna tivas. tivas. Rec iclaje

En la elección de los materiales y en la manera de colocarlos en el edificio se ha tenido en cuenta este concepto: utilización de grava, colocación de la piedra exterior reutilizable, los paneles de madera interior, los forjados prefabricados y vistos, la propia estructura metálic a , los los pa neles d e vidrio, vidrio, etc . Materiales

La existencia de suelos radiantes y techos fríos ha condicionado el uso de pavimentos y techos de hormigón. En el interior, las paredes son d e vidrio vidrio y ma d era. El jardín mineral

Se ha p rop uesto uesto un jard jard ín m ineral c on g ra va s d e d istin istinta ta s to nalida nalida d es c rom ática s y árboles que ap ena s nec esi esitan ag ua y que pe rmiten fil filtrar trar toda el agua de lluvia. uvia. Los componentes bioclimáticos

Los c om p one ntes b ioc limátic os d el ed ific fic io son: -

Orientación.

-

Captadores solares.

-

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Almac ene s ene rgé tico s: los los c erra erra miento s está está n c om p uestos uestos p or ma sas de gran gran iner inercc ia térmi térmicc a que ac túan c omo ac umulad umulad ores ores de energía y transmisores.


La ventilación y la energía geotérmica

MUROS Almacenes energéticos

MUROS Almacenes energéticos

Almacén Almacén energético energético

Figura 9. Esque ma de v entilac ión y energía ge otérmic a en el ed ific ific io de la Fundación Metrópoli.

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-

Ventilación y energía geotérmica: el edificio está en sobrepresión d eb ido a la entrad a d e a ire ire e xterior terior a t rav és d el si sistem a d e ventiladores. La energía geotérmica del subsuelo se transmite al almacén energético situado bajo el edificio y, desde éste, se introd ntrod uc e a los espa espa c ios interiores nteriores me d ia nte c a na liza c ione s. Ventanas motorizadas: apertura automática de las ventanas para evitar el recalentamiento del aire en la parte superior del edificio.

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Lamas eléctricas: regulan el nivel de intensidad luminosa y protec c ión d e la rad rad iac ión solar solar direc direc ta e n verano verano .

-

Paneles fotovoltaicos integrados en fachada: 24 módulos g la ss- olicrista lino linoss q ue g ene ra n 2,189 2,189 kWp. kWp. glass p olicris

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Paneles solares térmicos de alta tecnología: para producción d e frío frío y c a lor.

-

Má quina de ab sorción para la la p rod ucc ión de frí frío.

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Suelos radiantes

Figura 10. Es Esque ma de funciona miento de los suelos suelos rad rad iantes instalad instalad os en el ed ificio ificio d e la Fundac ión Metrópo Metrópo li. li.

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Suelo rad ia nte: e n invierno invierno p ermite ermite el sumini suminisstro d e ag ua c a liente procedente de los paneles solares y, en verano, agua enfriada c on la la m áq uina uina d e a bsor bsorcc ión. Tec hos frí fríos: os: g ene ra un e fec to c ueva q ue eq uil uilib ra e l c om po rta miento térmic térmic o g lob al del ed ific fic io. Sistem a s intelige ntelige ntes d e reg ula ula c ión: c ontrolan e lec trónic trónic a me nte la climatización según la demanda energética de los espacios interiores, las condiciones térmicas exteriores y la energía acumulad a e n los los d ep ósi ósitos p roc ed ente d e la ene rgía solar. solar.

Resul esultad tad os obte nido s

Ahorro Ahorro ene rgé tico a nua l Reduc c ión de CO 2 Co c hes eq uiva uiva lente s

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57.5 57.533 33 kWh/ kWh/ a ño 287.375 kg CO 2 /año 71,3 71,3 c oc hes/ hes/ año

Árbo les eq uivalent es (en 25 a ños) ños)

130. 130.62 6255 á rb oles

Bo sq ues ue s eq uiva lentes lent es (en 25 a ños ño s)

31,1 31,1 ha


5.5. Complejo socio-sanitario del Proyecto Alzheimer de la Fundación Reina Sofía El edificio de Investigación del Proyecto Alzheimer tiene lamas fotovoltaicas en la estructura envolvente del edificio, aunando protecc ión frente frente a la rad iac ión solar solar y ge nerac nerac ión foto voltaic voltaic a, en un c laro ejemplo de integración arquitectónica y apuesta por las energías renova bles, bles, en una instalac nstalac ión e jec utad a po r Aba sol Grupo Grupo .

Figura 11. Edific io d el Proye Proye c to A lzheim lzheim er .

El Proyecto está auspiciado por la Fundación Reina Sofía, que aúna los esfuerz esfuerzos os d e la Ad minis ministra tra c ión (loc (loc a l, a utonó mic a y c entral), otros organismos, profesionales sanitarios especializados y asociaciones y p at roc ina d ores. ores. E Ell p roye c to Alzheimer Alzheimer intent intent a ha c er frente frente a la s c onsec uenc ias que la enfermed enfermed ad de Alz Alzheimer heimer oc asi asiona tanto en q uieuienes la pa de c en c om o e n su su entorno fam iliar. Este C entro, de referenc ia na c ional, c uenta c on una Resi esid enc ia p a ra enfermos en régimen de internado, un Centro de Día para atención am bulat oria oria y send send os Ce ntros ntros d e Forma c ión e Investiga Investiga c ión.

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El complejo se levanta sobre una parcela de 18.500 m 2, en el nuevo PAU de Vallecas, en Madrid. Todos los edificios del complejo se han proyectado y construido con los más elevados estándares de arquitec tura tura b ioc limátic a y util utiliza c ión d e e nergía nergía s reno va bles. bles.

Foto 37. Fac had a p rinc rinc ipa l del ed ific ific io de l Proyec Proyec to Alzheime Alzheime r.

En el edific edific o d e Inves Investitiga ga c ión, c on la m a yor a ltura tura d el co njunto njunto y, po r tanto, con un valor representativo considerable, se ha desarrollado una fachada con una segunda piel envolvente de lamas, en las fa-

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chadas sureste, suroeste y noroeste del edificio. Las lamas de las dos primeras, contienen células fotovoltaicas y la tercera, cuya orientación no es útil para la producción de energía, está formada por lamas con serigrafía de imitación de las células para mantener la homog eneida eneida d d el c onjunto. onjunto.

Foto 38. Lam Lam as fotov fotov oltaic as instalad instalad as en el e dificio de l Proyec Proyec to Alzheimer.

Los mó d ulos fot ovolta ov olta ico s c onstituir onstituiráá n las lama lam a s d e un sis siste te ma d e p rotec c ión a nte la radiac ión solar solar,, dis dispuesto puesto en la fa c had a de l edifi edific io. Formando una segunda piel y separadas 80 cm de la fachada, se d isp one una estructura estructura d e a luminio uminio q ue sop sop ortará las lam as d e vidrio. vidrio. Unos montantes verticales en perfil de aluminio, constituyen el soporte d e las p inzas nzas d e fijac fijac ión d e las la ma s, que se d isp one n c on una inc linac ión d e 60º 60º y una una sep arac ión d e 45 c m e ntre ntre c ad a una d e las 25 fil fila s d el c onjunto. Ta nto los ma teria teria les d e la estru estrucc tura tura sop orte e n a luminio, uminio, c om o la s lamas fotovoltaicas y ornamentales han sido suministradas por Schüc o Inter Internac nac iona l, en una fa bric bric ac ión espe espe c ial pa ra e sta ap lic ac ión.

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Foto 39. Monta ntes vertica les pa ra la fijac ión de la s lam as fotovo fotovo ltaic as.

El c a mp o solar solar está está forma d o p or 400 400 lam a s foto voltaic as , en un montaje taje c onocido com o de tipo g la ss-g la ss, en el que las células solares se e nc a psul psulaa n entre d os lá minas d e c rista l tem p la d o. Las lamas tienen diferentes características tanto morfológicas como

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eléctricas, para adaptarse a las condiciones de la fachada. Así, tienen formas rectangular y trapezoidal y, en este ultimo caso, distintas forma forma s, pa ra po d er forma forma r ade c uad am ente las esquinas esquinas.. Las células solares se disponen en dos filas por lama, y en un número variable. Resulta así un conjunto de diferentes potencias pico 51,8 Wp, 39,8 Wp y 43,8 Wp según las distintas configuraciones de las lam as. as. La La po tenc ia tota l de la fa c had a es de 19.92 .920 Wp. Wp. Con el objeto de minimiz minimizar ar el efec to d el som som bread o, que po r la la inclinclinac ión d e 60º 60º con q ue se se c oloca n las las lam as en la fac had a , se se p rod ucirá en determinadas épocas del año, Abasol especificó que, en la fab rica c ión, se se realiz realiza ra la c one xión e léc tric tric a e ntre ntre c élula élula s forma nd o una serie eléctrica independiente en cada una de las dos filas de la lama. Con tod o e llo, res resul ulta ta una c onfigurac onfigurac ión e léc tri tric a de c ierta erta c omp lejiejida d , en la la q ue la la c om binac ión d e las diferentes diferentes ori orienta c iones de c ada una d e las fac had as, as, el número número variab variab le d e c élul élulas en c ad a una d e los tipos d e lam a y el pot enc ia l som brea d o d e la seri seriee supe supe rior d e cada una de las lamas, dan lugar a un elevado número de ramas, con diferentes niveles de insolación y de corriente, que deben necesariamente llevarse a inversores de pequeño tamaño que permitan d iferenc ia r ca d a una d e las series eries.. La configuración de inversores que se propone, recoge las 19 ramas d el sis sistem tem a, en un c onjunto forma d o p or 2 unid unid a d es d e 5 kW, kW, 2 d e 1,3 kW, una de 2,5 kW y otra de 1,8 kW, para un total de 16,9 kW nominales. El sistema está monitorizado y muestra la potencia puntual de la instalación, la energía producida acumulada y las emisiones de CO 2 evitadas. El co ste d e la inversión nversión d e la insta nsta la c ión d e p a neles foto voltaic os fue d e 226.532, 226.532,19 19 €. El ed ific ific io fue inaug urad o e l 8 d e m a rzo d e 2007. 2007.

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5.6. I nstalación de energ ía solar fotovoltaica en el Centro Comercial Madrid-2 La Vaguada El centro comercial La Vaguada se encuentra ubicado en la calle Mo nforte d e Lem Lem os, os, 36, 36, en e l municipio d e M a d rid . La instalación de energía solar fotovoltaica en dicho centro comercial fue puesta en marcha en abril de 2007, y los participantes en el proyecto fueron el propio Centro Comercial Madrid-2 La Vaguada y OpciónDos.

Foto 40. Centro Come rcial Ma drid-2 La La Va gua da .

El c entro entro c ome rc ial La La Vagua da c uenta c on una instalac instalac ión foto volvoltaica de 100.388 Wp conectada a red, teniendo la peculiaridad de utilizar 10.148 Wp de vidrio fotovoltaico, integrado arquitectónicame nte en zona zona s a c rista la d a s d el c entro c om ercial. Ade má s, un si sistema d e m onitoriz onitoriza c ión unid unid o a unas p a nta lla s d istrib trib uid uid a s en e l ce ntro comercial proporcionan informaciones del sistema instalado y de carác ter didá c tic tic o a c erca de la e nergí nergíaa solar solar.. La insta nsta lac ión c onsta onsta d e tres c a mp os foto voltaic os, os, el c a mp o nº 1 sosobre la la c ubierta ubierta d el ce ntro ntro c ome rc ial, el ca mp o nº 2 sob sob re una s pirápirámide s ac rista ista la d as de los a c c esos esos interi interiores ores d el c entro c om ercial y el

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campo nº 3 se ubica en la marquesina de la entrada principal del c entro c om ercial (c (c a lle Mo nforte de Lem os, os, 36). 36).

Foto 41. 41. Cam po Fotovo ltaic o nº 1.

El campo nº 1 consta de 384 módulos fotovoltaicos y 16 inversores. Cada inversor se encuentra conectado a 24 módulos, configurados en 2 ra ra ma s en p a ra lelo c on 12 pa neles en c a d a ra ma . Los Los inversores nversores son de 5 kW kW de po tenc ia nom inal y c ad a m ód ulo ulo tiene una una p otenc ia nominal de 235 Wp, siendo la potencia total de la generación de 90.240 Wp. Los módulos son marca AIMEX M-235. Todas ellos están orienta orienta d os al sur sur co n una inc linac ión d e 25º 25º res respp ec to d e la horiz horizonta l, en hileras hileras esp esp a c iad a s, seg seg ún los req uerimient uerimient os té c nico s d el IDAE IDAE.. El campo nº 2 tiene 52 módulos de vidrio fotovoltaico y un inversor. Al inversor nversor se se c one c ta n los 52 mó d ulos ulos,, que se e nc uentran c onfigura onfigura d os en 2 ramas en paralelo con 26 paneles en cada rama. El inversor es de 5 kW de po tencia nominal nominal y c ad a m ód ulo ulo tiene tiene una po tencia nominal de 95 Wp, siendo la potencia total de la instalación de 4,94 kWp. Los módulos son marca Ertglass VSG “Standard” de ErtexSolar. El campo nº 3 está formado por 24 módulos de vidrio fotovoltaico y

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un inversor. inversor. El El inversor inversor está está c onec on ec ta d o a los 24 mó d ulos, ulos, co nfigurad os en 2 ra ra ma s en p a ra lelo d e 12 pa neles en c a d a ra ma . El El invers inversor or es d e 5 kW de p otenc ia nominal nominal y c ad a m ód ulo ulo tiene tiene una p otencia nominal de 217 Wp, siendo la potencia total de la instalación de 5,208 5,208 kWp. Lo Lo s m ó d ulos ulo s so n m a rca rc a Ertgla rtg lasss VS VSG G d e Ertex-S rte x-Soo lar.

Foto 44. 44. Es Estruc truc turas turas de los mód ulos fotov fotov oltaic os del c am po nº 1.

Se han utilizado inversores en todos los campos de inyección a red SMA Sunny Mini Central 5000 A, de 5.000 W de potencia nominal. Dichos inversores incorporan circuitos que monitorizan y controlan las presta presta c iones de l sistem a fotovoltaico d e forma c omp leta me nte a utomática. Los mó d ulos ulos foto voltaic os p ertenec ientes a l c a mp o nº 1, 1, se se ha n c olocado sobre estructuras fabricadas 100% con plástico reciclado, sin cloro (HDPE), de alta resistencia, larga vida y sin necesidad de realizar perforaciones en la cubierta. Están orientados al sur e inclinados 25º respecto de la horizontal, formando hileras espaciadas cada una respecto de la anterior según los requerimientos técnicos del pliego d e c ond iciones d el IDAE IDAE p a ra q ue no se se p rod uzc uzc a n som som b ra s y ga ra ntiza tiza nd o c om o míni mínimo mo 4 horas horas d e sol en t orno a l med iod ía d el sols solsticio ticio de invierno. nvierno.

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Resultados Beneficios - impactos positivos

La utiliz utilizaa c ión d e siste iste ma s fot ov olta ico s en zona on a s transi transita b les, les, a sí c om o la utilización de pantallas con información didáctica sobre la energía solar, hacen que los 25 millones de visitantes que tiene el centro comercial al año puedan recibir información y ver cómo funciona la ene rgía solar solar fotovo lta ic a . Los centros comerciales son grandes consumidores energéticos; así, esta instalación permite liderar una serie de acciones destinadas a reducir la huella energética del centro comercial y cuidar el medio ambiente. INSTALACION SOLAR FOTOVOLTAICA

Nº de mód ulos ulos

384 76

Nº d e vidr vid rios Fot ovolta ov olta ico s Superficie

752 m 2

Mod elo elo d e los mód ulos ulos

AIME AIM EX M 235

Mo d elos d e los vidrios vidrios

Ertg rt g las la ss VSG VSG

Pote nc ia Tota l

100.388 Wp

Energía nergía Ge nerad a

141.044,814 kWh/año

La instalación solar fotovoltaica supone una disminución de contaminantes emitido emitido s a la a tmó sfera fera d eb ido a la ob tenc ión d e energía energía p or me d io d e e nergías a lternat iva s y limp limp ias c om o la e nergía sola solar. r. La insinstalación evita la emisión de 141,045 toneladas de CO 2 y 1.410,45 kg de SO 2 anuales, anuales, que ayuda al cuida cuida do del med io a mb iente. Para la realización de este proyecto fue necesaria una inversión de 656.000 €, de los cuales 200.000 € (30,5% de la inversión necesaria) fueron fueron ap ortad os po r la C omunida d d e Ma drid. drid. Se e stima q ue, en un p eriod eriod o d e 12 año s, se se a mo rtiza tiza rá la inversión. inversión.

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5.7. 5. 7. Instalación so lar fotovoltaica en To rre Garena De la mano de Grupo Casabella Proyectos Inmobiliarios S.A., se creó el “Parque “Parque d e Neg oc ios Ga rena Plaza” aza” , que e s c om o se se d enom ina el c onjunto d e e d ific fic ios sob re e l que se eleva “ Torre orre Ga rena ” . Forma Forma pa rte de la ac tuac ión urbanís urbanístic tic a Ciuda Ciuda d Emp resari esarial al Alc Alc alá G arena, como parte del plan desarrollado por las administraciones Autonómic a y Loc Loc al, c on ob jeto d e increme increme ntar el valor estr estrat at égico y de o po rtuni tunida d de de sarrol arrolllo de la ac tivi tivida da d ec onómica del “ Corr Corredo r del Henares”.

Foto 45. Ed ific io Torre Torre Ga rena .

Torre orre G a rena se enc e nc uentra uen tra loc a liz liza d o en e n la la Avd a . Jua Jua n Ca rlos rlos I, nº 13, 13, en el munic munic ipio ma dril drileño d e Alca lá d e Henares Henares,, habiendo forma forma do parte del proyecto el Grupo Casabella Proyectos Inmobiliarios, S.A., BP Solar y FCC Construcción Madrid Edificación III, que finalizó el 23 de noviemb re d e 2005 2005..

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Se trata de un ed ific fic io q ue p ermite ermite la la ad ec uad a dispo dispo sic ión d e o fic fic ina s y es un vo lume n visi visib le a la rga d ista ista nc ia g ra c ias, ias, en g ra n p a rte , a su c ubric ubric ión de estructura estructura e spa c ia l. Ubicado fuera del centro histórico, con sus 17 plantas, se ha construido el edific edific io m ás alto d e la c iuda d . Se Se p resenta esenta c om o una e struct truct ura de hormigón de fachadas acristaladas y provisto de los equipamientos más avanzados, entre los que se han cuidado especialmente los que se refieren a la eficiencia energética del edificio, destacando su fachada sur totalmente cubierta de paneles fotovoltaicos p a ra transforma transforma r la fuerte ins insolac olac ión e n ene rgía eléc trica trica grat uita uita . Edificio d e oficinas

El edificio presenta una altura de 75,60 m y los espacios de oficinas tienen la m á xima c a lid a d , co n p oc os esp esp a c ios osc osc uros uros interiores nteriores.. En la la planta sóta no se se ub ic an las teleco munic munic ac iones, ones, co n una c entrali tralita ta d e fibra fibra óptica y el equipo de bom be o d e a gua c ontra ontra inc inc endios.

Foto 46. Instalac Instalac ión fotovo ltaic a e n la fac had a sur de Torre orre Ga rena.

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El “zócalo” inferior está formado por tres niveles: un vestíbulo de doble altura, una entreplanta con los equipos de elevación de agua sa nita nita ria y arma rios eléc tri tric os, os, y una p la nta téc nic nic a . Existen 14 plantas de oficinas por encima de los niveles comerciales, que c onstituyen onstituyen una U c on los la d os en orienta orienta c ión e ste, oe ste y norte . En la cubierta se ubica una terraza accesible y, por encima, está la cubierta espacial que marca un diseño original al edificio y sirve de sop orte a un e ntram ntram ad o d e p ane les fotovo ltaico s. Instalac Instalac ión fotovoltaica

La insta insta la c ión fot ovo lta ic a d e la Torr Torree G arena se c om p one d e 882 882 pa neles orga niz nizad os d e la siguiente forma : -

Fachada Sur: 720 módulos opacos rectangulares modelo BP380s orga niz niza d os en 48 hil hileras c on 15 mó d ulos ulos c a d a una . Los Los mó d u-

Foto 47. 47. Cubierta espac ial d e Torre orre Garena .

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los fotovoltaicos están formados por células de silicio policristalino conectadas en serie. Las células están encapsuladas en un cristal de alta transmisión lumínica y capas de polímero resistente a la s ra d iac iones UV. -

Cubierta: 72 módulos opacos rectangulares modelo BP380s y 90 mó d ulos ulos c uad rad os tra tra nsp nsp a rente s mo d elo glass-glass .

Foto 48. Fac Fac ha da sur y c ubie rta de Torre Garena .

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Los módulos fotovoltaicos producen corriente continua que se envía a unos inversores en la planta técnica, que la convierten en alterna ant es d e verterla verterla a la red .

Aplic ac ión del CTE CTE

El Cód igo Téc Téc nic nic o (CT (CTE E) c ont em p la q ue d ete rminad os ed ific fic ios, os, en función de su superficie construida, deben tener una contribución foto voltaic a míni mínima ma d e e nergía nergía eléc tric tric a. Torr Torree G a rena es un ed ific fic io de uso administrativo con 6.500 m 2 c onstrui onstruidd os (el Có d igo Téc Téc nico para edificios administrativos obliga a hacer instalación a partir de 4.000 m 2). El CT CTE E, en func ión d e la zon zonaa c limá tica tic a y la la sup erfic erfic ie de l ed ific ific io, ma rc a una p ote nc ia p ic o mínima mínima a insta insta la r. Torre orre Ga rena d eb ería ería tener te ner un m ínimo d e 12,10 12,10 kWp, pero p ero se se ha insta insta la d o 75,84 75,84 kWp. kWp. El CTE obliga a incorporar elementos necesarios de seguridad y protección para las personas y la instalación, así como a tener un plan d e m a nte nimiento d e la insta insta lac ión. Así Así, en Torr Torree G a rena exis existe una pasarela exterior por cada planta que permite tener acceso a todos y cada uno de los módulos de la fachada sur, así como a sus conexiones. En la estructura espacial de cubierta existen unos pasillos p a ra e l mismo mismo fin. Instalac Ins talac ión Fotovoltaic a

Nº d e mó d ulos

882 882

Po te nc ia To ta l

75, 84 kWp

Energía g enerad en erad a (ap (a p rox)

98.5 98.580 80 kWh/a kWh/ a ño

Resultados

Desde abril de 2006 hasta noviembre de 2007, se han obtenido los siguiente iguie nte s res resulta ulta d os: os:

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Resul esultad tad os obte nido s

Energí ne rgíaa g e nerad ne rad a Reduc ción de C O 2

152.8 152.843 43 kWh 99.248 kg

Inversión

La inversión en la instalación fotovoltaica supuso un desembolso de 564.000 €, mientras que la inversión en la estructura de la fachada sur y en la la estr estruc uc tura tura espa espa c ial de la c ubierta ubierta fue, aproxi aproxima da mente , de 500.0 500.000 00 €. Se Se so lic lic itó y o b tuvo tuv o un p résta résta m o IC O -IDAE -IDAE.. El conjunto de estas instalaciones convierte al edificio en un exponente de máximo nivel dentro de la tecnología disponible actualmente.

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www.fenercom.com

Guia de Integracion Solar Fotovoltaica

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