Fotovoltaica integrada en edificios (BIPV): más allá del valor y los desafíos de los propios componentes

La energía fotovoltaica integrada en edificios (BIPV) suele considerarse un área donde productos fotovoltaicos con poca competitividad intentan entrar en el mercado. Sin embargo, Bjorn Rau, director técnico y subdirector de PVcomB en el Helmholtz-Zentrum de Berlín, cree que esta visión podría ser injusta. Señaló que el eslabón perdido en el despliegue de la BIPV reside en la intersección entre la industria de la construcción, el sector de la construcción y los fabricantes de energía fotovoltaica.

De la revista PV

El rápido desarrollo de la industria fotovoltaica durante la última década ha llevado su nueva capacidad instalada anual a un mercado global de aproximadamente 100 gigavatios (GWp), lo que significa que se producen y venden entre 350 y 400 millones de módulos solares al año. Sin embargo, su integración en edificios sigue siendo un nicho de mercado. Según un informe reciente del proyecto de investigación PVSITES "Horizonte 2020" de la UE, solo alrededor del 2 % de la capacidad fotovoltaica instalada se integró en las envolventes de los edificios en 2016. Esta pequeña cifra resulta especialmente llamativa, ya que más del 70 % del consumo energético mundial y aproximadamente entre el 40 % y el 50 % de las emisiones de gases de efecto invernadero provienen de zonas urbanas.

Para abordar el reto de las emisiones de gases de efecto invernadero y promover la generación de energía in situ, el Parlamento Europeo y el Consejo introdujeron en 2010 la Directiva 2010/31/UE sobre la eficiencia energética de los edificios, cuyo concepto central son los "edificios de consumo de energía casi nulo" (EECN). Esta directiva se aplica a todos los edificios nuevos construidos a partir de 2021. La directiva entró en vigor a principios de este año para los nuevos edificios que albergarán instituciones públicas.

La instrucción no estipula medidas específicas para alcanzar el estado de consumo de energía casi nulo (NEEB). Los propietarios de edificios pueden considerar medidas de eficiencia energética como el aislamiento, la recuperación de calor y soluciones de ahorro energético. Sin embargo, dado que el balance energético general de los edificios es un objetivo regulatorio, la generación de energía activa dentro o alrededor de los edificios es crucial para cumplir con los estándares de consumo de energía casi nulo (NEEB).

Potencial y desafíos

No cabe duda de que las aplicaciones fotovoltaicas desempeñarán un papel importante en el diseño arquitectónico futuro o en la renovación de la infraestructura de los edificios existentes. El estándar NZEB será el motor para lograr este objetivo, pero no el único factor. La energía fotovoltaica integrada en edificios (BIPV) puede utilizarse para activar áreas o superficies existentes para la generación de energía, lo que permite añadir aplicaciones fotovoltaicas en zonas urbanas sin necesidad de espacio adicional. El potencial de electricidad limpia generada por sistemas fotovoltaicos integrados es enorme. Como descubrió el Instituto Becquerel en 2016, en Alemania, la proporción potencial de generación de energía BIPV en la demanda total de electricidad supera el 30%, mientras que en países más meridionales (como Italia) se acerca incluso al 40%.

Pero ¿por qué las soluciones BIPV aún desempeñan un papel marginal en el sector de la energía solar? ¿Por qué hasta ahora rara vez se consideran en proyectos de construcción?

Para responder a estas preguntas, el Centro Helmholtz de Materiales y Energía (HZB) de Berlín, Alemania, organizó un seminario el año pasado y se comunicó con las partes interesadas de diversos ámbitos de los BIPV para realizar un análisis de requisitos. Los resultados muestran que el problema no radica en la falta de tecnología en sí.

En el seminario de HZB, muchos profesionales de la construcción, involucrados en proyectos nuevos o de renovación, admitieron la falta de conocimiento sobre el potencial de los sistemas BIPV y sus tecnologías complementarias. La mayoría de los arquitectos, urbanistas y propietarios de edificios simplemente carecen de la información suficiente para integrar la tecnología fotovoltaica en sus proyectos. Por lo tanto, existen numerosas preocupaciones sobre los sistemas BIPV, como su diseño poco atractivo, su alto coste y su excesiva complejidad. Para superar estas obvias incomprensiones, es fundamental priorizar las necesidades de los arquitectos y propietarios de edificios, y comprender cómo perciben los sistemas BIPV estas partes interesadas.

La transformación del modo de pensar

Los sistemas BIPV difieren de los sistemas solares tradicionales en tejados en muchos aspectos, que no requieren multifuncionalidad ni consideraciones estéticas. Si los fabricantes desarrollan productos para su integración en componentes de edificios, deben replantearse su estrategia. Arquitectos, constructores y usuarios inicialmente esperaban que la envolvente del edificio tuviera funciones convencionales. Desde su perspectiva, la generación de energía es simplemente un atributo adicional. Además, los desarrolladores de componentes BIPV multifuncionales también deben considerar los siguientes aspectos:

• Desarrollar soluciones personalizadas y rentables para componentes de construcción solares activos con tamaños, formas, colores y transparencia variables;

• Establecer estándares y ofrecer precios atractivos (preferiblemente aplicables a herramientas de planificación maduras como Building Information Modeling (BIM));

• Mediante la integración de materiales de construcción y componentes de generación de energía, los componentes fotovoltaicos se integran en el nuevo tipo de componentes de fachada.

• Tiene una alta tolerancia a las sombras temporales (locales);

• Garantizar la estabilidad a largo plazo, prestar atención a la atenuación a largo plazo de la potencia de salida, así como a la estabilidad a largo plazo y al deterioro de la apariencia (como la estabilidad del color);

• Desarrollar planes de seguimiento y mantenimiento que se adapten a las condiciones específicas del lugar (considerando altura de instalación, reemplazo de componentes defectuosos o componentes de fachada);

• Cumplir con los requisitos legales y reglamentarios, como seguridad (incluida la prevención de incendios), códigos de construcción, regulaciones energéticas, etc.