Nuevo diseño de muros cortina fotovoltaicos integrados al vacío
Un grupo de investigadores en China ha desarrollado un nuevo diseño para muros cortina fotovoltaicos integrados al vacío (VPV), que, según afirman, puede combinar de manera eficiente la generación de energía fotovoltaica y el aislamiento térmico del edificio.
"Por primera vez, se propuso un método de diseño particionado multifuncional para muros cortina fotovoltaicos, cuyo objetivo es conciliar la demanda competitiva de diferentes funciones de los muros cortina fotovoltaicos, como la luz natural, la vista y la generación de energía", dijo el autor principal de la investigación, Jinqing Peng, dijo a pv magazine . "Ahora estamos optimizando la altura y la tasa de cobertura fotovoltaica de cada sección y, después de este estudio, cooperaremos con las empresas para producir el muro cortina fotovoltaico particionado".
Los investigadores explicaron que los muros cortina de VPV con alta cobertura fotovoltaica pueden ser beneficiosos para un edificio, ya que pueden evitar que grandes cantidades de radiación solar entren en el edificio, evitando así problemas de sobrecalentamiento. Por el contrario. Los muros cortina de VPV con baja cobertura fotovoltaica pueden tener problemas de sobrecalentamiento, pero pueden ayudar a que el edificio requiera menos energía para iluminación y calefacción.
"Por lo tanto, el diseño óptimo de un solo objetivo de los muros cortina VPV no puede equilibrar sus funciones restrictivas e incluso contradictorias", afirmaron. "El objetivo principal de este estudio es equilibrar las compensaciones entre las diferentes funciones del muro cortina VPV y mejorar su potencial de ahorro de energía garantizando al mismo tiempo la comodidad de los ocupantes".
El sistema consta de un vidrio laminado fotovoltaico basado en células solares de telururo de cadmio (CdTe), una cavidad de aire y una lámina de acristalamiento al vacío. Los científicos grabaron las células solares en tiras con láser.
El sistema también se divide en secciones de luz natural, vista y enjuta según las diferentes funciones, y la cobertura fotovoltaica de cada sección debe determinarse por separado. Las secciones de luz natural y vista están diseñadas para proporcionar luz natural y una conexión visual con el exterior, mientras que la sección enjuta está destinada principalmente a la generación de energía. Esto permite modular las transmitancias de cada sección ajustando la densidad de las tiras de células fotovoltaicas.
El grupo chino simuló el funcionamiento de la cortina VPV mediante los software Radiance y EnergPlus y la técnica de orden de preferencia por similitud con la solución ideal (TOPSIS). Supusieron que el sistema está implementado en un edificio de oficinas privado orientado al sur.
"Se supone que es el piso medio de un edificio de gran altura con muro cortina de vidrio con dimensiones de 2,7 m de altura, 4,0 m de profundidad y 3,0 m de ancho", afirmaron los investigadores. "El muro cortina VPV se equipó en la fachada sur con una gran relación ventana-pared del 86 %".
La simulación mostró que la variación de la cobertura fotovoltaica de la sección de luz diurna tiene un gran impacto en la iluminancia de luz diurna útil (UDI) y el índice de deslumbramiento molesto (DGP). El deslumbramiento incómodo es una sensación psicológica causada por una luminosidad elevada, y el UDI se refiere a la cantidad de luz natural útil para los ocupantes de un espacio.
Además, los académicos descubrieron que la configuración óptima del sistema requeriría una cobertura fotovoltaica del 20 % en la sección de luz natural, una cobertura fotovoltaica del 40 % en la sección de vista y una cobertura del 90 % en la sección de antepecho. “El muro cortina VPV óptimo, con coberturas fotovoltaicas del 50 %, 40 % y 90 % para las secciones de luz natural, vista y enjuta, logró una reducción del 34,5 % en el índice de deslumbramiento, un incremento del 4,9 % en la UDI, un incremento del 5,2 % en la relación de horas netas de energía cero (RNEH), y un aumento de 112,59 kWh de excedente de electricidad”, explicaron también.
El sistema se describió en el estudio " Método de diseño particionado multifunción para muro cortina fotovoltaico integrado con acristalamiento al vacío hacia edificios de energía cero ", publicado en Renewable Energy . El grupo de investigación está formado por científicos de la Universidad Jiao Tong de Shanghai y la Universidad de Hunan en China.
"En cuanto al coste de este sistema, el muro cortina fotovoltaico particionado sólo se diferencia del muro cortina fotovoltaico tradicional únicamente en la disposición de las tiras de células solares", concluyó Peng. "En consecuencia, no hay una diferencia de costos significativa entre los dos diseños, pero el muro cortina fotovoltaico dividido propuesto puede reducir el consumo de energía del edificio y producir más electricidad excedente de generación de energía".
Fuente:
pv magazine