Presentan los resultados de un análisis de todo un año sobre fotovoltaica integrada en edificios

Share

Investigadores de la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU) construyeron un centro de pruebas de energía fotovoltaica integrada en edificios (BIPV) y lo monitorizaron durante un año para analizar el rendimiento de distintos tipos de paneles. Se centraron en BIPV de distintos colores y configuraciones de ventilación trasera. El centro de pruebas también incluía una sección con vidrio frontal de estructura diferente y un módulo con células de contacto posterior (IBC), cuyos resultados se publicarán más adelante.

«La estructura base consiste en un contenedor de oficina móvil con una huella de unos 3 × 9 m. Posteriormente, se montaron como pared exterior elementos prefabricados de muro cortina consistentes en un marco de aluminio con 200 mm de aislamiento de lana mineral», explicaron los investigadores. «En los elementos en los que se montan módulos fotovoltaicos con ventilación posterior, una fina placa de fibrocemento proporciona protección contra el viento y la intemperie al material aislante. Los módulos FV sin ventilación se montan directamente tocando el aislamiento como pantalla contra la lluvia, fijados con marcos de aluminio integrados en la estructura del muro cortina».

En el lado sur del contenedor se montaron 16 módulos no ventilados para probar el efecto de la ventilación. En los módulos sin ventilación trasera, la distancia al aislamiento varió entre 0, 10, 20 y 30 mm. Los módulos con ventilación trasera se montaron sobre soportes horizontales, con entrehierros de 50, 100, 150 y 200 mm para la ventilación trasera natural.


Las 3 fachadas.
Imagen: Universidad Técnica de Dinamarca, Energía y Edificios, CC BY 4.0

En la fachada oeste se montaron cinco módulos de colores diferentes y un módulo de referencia sin cámara de aire. Para ellos, se laminaron capas intermedias coloreadas a base de pigmentos con una capa encapsulante adicional entre la matriz celular y el vidrio frontal. Los colores utilizados fueron rojo, gris, verde, beige y terracota. Los paneles se monitorizaron entre el 1 de septiembre de 2022 y el 30 de agosto de 2023.

«En la fachada oeste, los módulos de referencia y verde tienen los ratios de rendimiento (PR) anuales de CC más bajos de 0,86, el gris, el beige y el terracota tienen PR anuales de CC ligeramente más altos de 0,88 a 0,89, mientras que el módulo rojo tiene un PR anual de CC considerablemente más alto de 0,95», dijeron los académicos. «El mayor PR del módulo rojo puede atribuirse en parte a las ganancias por desajuste espectral por la tarde, que pueden ascender hasta un 10% por la noche».

Un análisis de las temperaturas de funcionamiento de la fachada sur mostró que la diferencia de temperatura con el ambiente era entre un 40% y un 50% menor en los módulos montados en el exterior con ventilación trasera que en los módulos aislados. El coeficiente de rendimiento anual de los módulos mejor ventilados resultó ser un 6% pt superior de media.

Tras obtener los resultados de los lados ventilados y no ventilados del contenedor, se simuló la misma fachada en el System Advisor Model (SAM) del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) en un intento de identificar errores en los modelos que contrata este software. «Se simularon cuatro escenarios utilizando datos de los módulos S2 (superior aislado), S6 (inferior aislado), S9 (superior con entrehierro de 200 mm) y S13 (inferior con entrehierro de 200 mm), ya que representan las configuraciones de montaje más extremas tanto para la fila superior como para la inferior», explicaron.

Los resultados mostraron una concordancia aceptable entre los datos modelados y los medidos para la irradiancia, excepto en algunos periodos de la mañana y la tarde.

«En cuanto a las temperaturas de funcionamiento, SAM es capaz de predecir bastante bien la temperatura de los módulos ventilados en días de cielo despejado; sin embargo, en el caso de los módulos aislados, la temperatura modelada puede ser unos 10 K inferior a la medida», concluyen. «En días intermitentemente nublados, el modelo funciona significativamente peor, aunque la corrección del modelo térmico transitorio en SAM reduce el error. Por último, en cuanto al rendimiento de corriente continua, se observó una sobreestimación general por parte de SAM, que es significativamente mayor en los meses de invierno que en los de verano».

Sus conclusiones se presentaron en «Yield analysis of a BIPV façade prototype installation» (Análisis de rendimiento de la instalación de un prototipo de fachada BIPV), publicado en Energy & Buildings. El conjunto de datos subyacente se publica para que los investigadores puedan utilizarlo en la validación de modelos.

Este contenido está protegido por derechos de autor y no se puede reutilizar. Si desea cooperar con nosotros y desea reutilizar parte de nuestro contenido, contacte: editors@pv-magazine.com.

Popular content

Entra al Semarnat el proyecto El Cascabel Solar, de 75.1 MWp, en Sonora
14 febrero 2025 A través de una Manifestación de Impacto Ambiental Regional (MIA-R) se ha abierto un procedimiento de evaluación. Ha sido presentado por la empresa So...