Ventana fotovoltaica semitransparente basada en un revestimiento de refrigeración radiativa pasiva

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Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong y de la Universidad Politécnica de Hong Kong han diseñado e investigado un novedoso acristalamiento fotovoltaico semitransparente recubierto (CSTPV, por sus iniciales en inglés) para aplicaciones fotovoltaicas integradas en edificios (BIPV).

Explicaron que la novedad de su planteamiento consistía en dotar al acristalamiento de un revestimiento de refrigeración radiativa pasiva altamente transparente. “En la actualidad también existen pinturas de refrigeración radiativa pasiva altamente transparentes que permiten la transmisión de la radiación solar manteniendo ciertas características emotivas radiativas”, afirmaron. “El novedoso material de refrigeración radiativa tiene el potencial de mitigar los efectos de isla de calor urbano asociados a las emisiones de carbono y reducir el consumo de energía”.

El experimento comenzó con la fabricación de dos muestras, un acristalamiento CSTPV y un acristalamiento sin revestimiento (STPV) utilizando módulos fotovoltaicos de teluro de cadmio. También las han comparado con ventanas tradicionales y de vacío, siendo una de ellas un acristalamiento de vacío de 6,3 mm de grosor y la otra un acristalamiento simple de 3,2 mm de grosor.

“La principal distinción entre CSTPV y STPV es que CSTPV incluye una capa de refrigeración adicional, mientras que STPV funciona con una superficie de acristalamiento sin ningún revestimiento”, explican los académicos. “El acristalamiento STPV, con un 40% del índice de cobertura fotovoltaica, mide 7,92 mm de grosor total. La cara interior de la muestra incorpora un acristalamiento al vacío, compuesto por dos capas: un acristalamiento recubierto de baja emisión de 3,2 mm en la cara frontal y un acristalamiento transparente de 3,2 mm en la cara posterior.”

Tras la construcción de las muestras, el equipo midió sus propiedades eléctricas, térmicas y ópticas e introdujo los datos en simulaciones de software. Supusieron que los acristalamientos se instalarían en una oficina hexagonal orientada al sur con ventanas de 1,5 m de ancho y alto y una altura de alféizar de 0,8 m. Los datos utilizados en la simulación procedían de Hong Kong. Los resultados también se verificaron mediante mediciones experimentales en exteriores.

“Los resultados indican que las ventanas CSTPV pueden reducir significativamente la tasa de ganancia de calor en torno a un 15% y lograr una excelente generación de electricidad, con una producción anual aproximadamente un 3% superior a la de las ventanas STPV”, afirma el grupo de investigación.

El experimento comenzó con la fabricación de dos muestras, un acristalamiento CSTPV y un acristalamiento sin revestimiento (STPV) utilizando módulos fotovoltaicos de teluro de cadmio. También las han comparado con ventanas tradicionales y de vacío, siendo una de ellas un acristalamiento de vacío de 6,3 mm de grosor y la otra un acristalamiento simple de 3,2 mm de grosor.

“La principal distinción entre CSTPV y STPV es que CSTPV incluye una capa de refrigeración adicional, mientras que STPV funciona con una superficie de acristalamiento sin ningún revestimiento”, explican los académicos. “El acristalamiento STPV, con un 40% del índice de cobertura fotovoltaica, mide 7,92 mm de grosor total. La cara interior de la muestra incorpora un acristalamiento al vacío, compuesto por dos capas: un acristalamiento recubierto de baja emisión de 3,2 mm en la cara frontal y un acristalamiento transparente de 3,2 mm en la cara posterior.”

Tras la construcción de las muestras, el equipo midió sus propiedades eléctricas, térmicas y ópticas e introdujo los datos en simulaciones de software. Supusieron que los acristalamientos se instalarían en una oficina hexagonal orientada al sur con ventanas de 1,5 m de ancho y alto y una altura de alféizar de 0,8 m. Los datos utilizados en la simulación procedían de Hong Kong. Los resultados también se verificaron mediante mediciones experimentales en exteriores.

“Los resultados indican que las ventanas CSTPV pueden reducir significativamente la tasa de ganancia de calor en torno a un 15% y lograr una excelente generación de electricidad, con una producción anual aproximadamente un 3% superior a la de las ventanas STPV”, afirma el grupo de investigación.

Los resultados se presentaron en “The overall performance of a novel semi-transparent photovoltaic window with passive radiative cooling coating – A comparative study” (El rendimiento general de una novedosa ventana fotovoltaica semitransparente con revestimiento de enfriamiento radiativo pasivo: un estudio comparativo), publicado en Energy & Buildings.

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