Un equipo de investigación dirigido por científicos de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) en Australia investigó los efectos de los paneles solares fotovoltaicos instalados en los tejados sobre las temperaturas urbanas, el balance energético y la demanda de refrigeración. Su estudio se centró en Lyon, Francia, utilizando simulaciones de alta resolución con el modelo Weather Research and Forecasting (WRF).
«A la luz de los diversos y, en ocasiones, contradictorios hallazgos que aparecen en la bibliografía, queda claro que los impactos ambientales de los RPVSP en entornos urbanos son multifacéticos y dependen en gran medida del contexto», señalaron los investigadores. «Utilizando una configuración urbana realista para Lyon, este trabajo tiene como objetivo mejorar la comprensión de cómo la integración de los RPVSP afecta a la dinámica térmica y energética a lo largo de los ciclos diurnos y nocturnos».
El equipo empleó el WRF con una estrategia de dominios anidados que comprendía tres dominios: un dominio exterior con una resolución de 3,5 km, un segundo dominio de 1,17 km y un dominio urbano más interno de aproximadamente 390 m. Los datos de cobertura del suelo combinaban puntos del conjunto de datos Copernicus Global Land Cover (CGLC) con clasificaciones de zonas climáticas locales (LCZ).
Los escenarios examinaron niveles de cobertura de tejados del 25 %, 60 % y 100 %. En todos los casos, los paneles fotovoltaicos se modelaron con un albedo de 0,11, una emisividad de la cara superior de 0,79, una emisividad de la cara inferior de 0,95 y una eficiencia de conversión de 0,19. La profundidad de la célula se fijó en 6,55 mm, con un coeficiente de temperatura de 0,0045 °C. Las simulaciones se realizaron durante dos periodos: del 14 al 20 de agosto de 2023 y del 26 al 31 de marzo de 2023.
Los resultados mostraron que, con una cobertura del 100 % del tejado, los sistemas fotovoltaicos instalados en tejados provocaban un calentamiento localizado durante el día, aumentando la temperatura del aire cerca de la superficie hasta 0,72 °C. Con una cobertura del 25 % y del 60 %, la temperatura del aire a 2 metros de altura aumentó 0,2 °C y 0,48 °C, respectivamente. Sin embargo, por la noche, los paneles produjeron un efecto de enfriamiento: las temperaturas del aire cerca de la superficie disminuyeron hasta 0,42 °C con una cobertura total, 0,3 °C con una cobertura del 60 % y 0,27 °C con una cobertura del 25 %.
«En términos de rendimiento del edificio, los sistemas fotovoltaicos en los tejados redujeron la temperatura diurna de la superficie del tejado en una media de 2,09 °C con una cobertura total, lo que se tradujo en una reducción de casi el 5 % de la demanda de aire acondicionado durante el día», explicaron los científicos. «Sin embargo, la reducción del enfriamiento radiativo nocturno provocó un ligero aumento de la temperatura de la superficie del tejado de 1,61 °C, lo que incrementó ligeramente las cargas de enfriamiento nocturno. Es importante destacar que la electricidad generada por los RPVSP compensó significativamente el consumo: con una cobertura del 100 %, los paneles produjeron una media de 227,7 Wh m2, lo que compensó el 85,9 % de la demanda diaria total de aire acondicionado de 265,1 Wh m2».
Los resultados aparecieron en «Urban photovoltaics reshape radiative–convective fluxes and cooling energy demand in cities» (La energía fotovoltaica urbana remodela los flujos radiativos-convectivos y la demanda de energía de enfriamiento en las ciudades), publicado en Solar Energy. En el estudio han participado investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur (Australia), la Universidad Savoie Mont Blanc (Francia) y la Universidad de Calcuta (India).
Esta investigación confirma lo que otros científicos informaron en 2024 y 2025.
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