Consideraciones de Diseño

Consideraciones Arquitectónicas

“La Energía es un tema de Diseño, no tecnológico, pero hay pocos de

nosotros que siempre lo han creído”. Donald Watson.

La tecnología existe pero el gran desafío es cómo la usamos eficientemente.

Las consideraciones arquitectónicas nos ayudan a entender como los sistemas solares se integran eficientemente a las construcciones.

Consideraciones estéticas.Sistemas Fotovoltaicos integrados al edificio (BIPV).

Integran los sistemas FV directamente EN los materiales usados para construir la edificación. Se ven como parte integral de la estructura.

Baldosas fotovoltaicas.

Celda fotovoltaicas laminadas.

Celdas vitrificadas.

Sistemas de calentamiento Integrados.

Consideraciones estéticas.Sistemas Fotovoltaicos integrados al edificio (BIPV).

Baldosas fotovoltaicas.

129 W/m2

No necesitan soportes . Alto mantenimiento, se debe quitar polvo acumulado.

Ideal para techos.

Consideraciones estéticas.Sistemas Fotovoltaicos integrados al edificio (BIPV).

Celdas fotovoltaicas laminadas.

Películas fotosensibles en sustrato de acero flexible. Se adhieren a superficies como calcomanias.

Ideal para techos metálicos.63 W/m2

Consideraciones estéticas.Sistemas Fotovoltaicos integrados al edificio (BIPV).

Celdas vitrificadas.

Celdas FV alojadas entre dos capas de vidrio. Ideal para fachadas, ventanas sin vista. Sirve como sistema de prevencion de calentamiento interno.

Consideraciones estéticas.Sistemas Fotovoltaicos integrados al edificio (BIPV).

Sistemas de Calentamiento Integrados.

Los colectores o concentradores de calor hacen parte del techo.

Ideal en techos de materiales conductores del calor (metálicos). Incrementa vida útil de los colectores.

Consideraciones estéticas.Sistemas Fotovoltaicos aplicados al edificio (BAPV).

Los sistemas solares son una adición al edificio previamente construido.

Poner calentadores solares en techos es BAPV.

Gran desafío con la estética y el efecto visual de los alrededores.

Consideraciones de localización.

Los sistemas solares deben tener en cuenta las características de los alrededores en los que son instalados. Considere siempre que o quien es el vecino de su sistema solar.

Sombras (objetos y vegetación).

Angulos de pendiente y dirección de vista.

Vista a sitios públicos.

Negociación Vecinos (condominios)

Consideraciones de localización.

Sombras (objetos y vegetación)% del arreglo de páneles cubierto

Pérdida de potencia debido a sombrasEs una necesidad

importante el evitar sombras sobre los páneles pues se reduce ampliamente su potencia.Sin embargo algunas sombras pueden evitarse y otras no. Objetos distantes serán difíciles de obviar (montañas) especialmente en zonas urbanas.

Consideraciones de localización.

Sombras (objetos y vegetación)

Cuide la presencia de objetos que produzcan sombras:

Chimeneas

VentanasElementos salientes

Árboles

Las sombras cambian a lo largo de la trayectoria del sol.

Consideraciones de localización.Sombras (objetos y vegetación)

Aparentemente no es tán lógico como debería. Mal diseño!

Consideraciones de localización.Sombras (objetos y vegetación)

La formación de sombras y su impacto se pueden minimizar con sistemas de análisis del paisaje, software que digitaliza el paisaje usando fotografías de detalle o también simula una distribución de edificaciones en el espacio. Tiene en cuenta la trayectoria del sol.

Renders de PV-SOL EXPERT , DEMO EN WWW.SOLARDESIGN.CO.UK

Consideraciones de localización.Sombras (objetos y vegetación)

Solución a perdidas de potencia por sombras: Inversor MPPTLos paneles en un sistema solar están conectadas en serie.Los paneles con sombra producen un voltaje reducido. Una de las misiones del inversor es maximizar la energía producida por medio de control sobre I vs V de todo el sistema ( maximum power point, MPP).

Cuando hay paneles con sombras el punto máximo (I vs V) no es homogéneo para todas. Los inversores comunes deciden privilegiar el MPP basado en los paneles sin sombra. Esto hace que las que tienen sombra produzcan prácticamente cero energía.

Un Inversor MPPT (maximun power point tracking) extrae la máxima potencia de cada panel individualmente, no de todos como conjunto.

Consideraciones de localización.Ángulos de pendiente.

Sabemos que los paneles deben estar orientados con cierto ángulo para optimizar su ganancia de energía.

Se debe aprovechar ese ángulo como una ventaja estética, localizando páneles integrados a estructuras que contengan la angulación adecuada.

En estructuras para proveer sombra.

Aunque en Colombia angulación es muy baja , aprox 4 grados.

Consideraciones de localización.Dirección de vista.

Regla de oro: “los paneles siempre se deben poner orientados hacia el sur de una edificación”. En el hemisferio norte el sol está predominantemente en el sur a lo largo del año.

El trópico es privilegiado. A ángulos bajos en todas direcciones se produce virtualmente la misma eficiencia. Pero hay problemas de limpieza.

La dirección de vista no es un gran problema con nuevos paneles fotovoltáicos tipo cono rotante.

Consideraciones de localización.Vista a sitios públicos

Buen diseño intenta obviar la exposición de paneles hacia lugares públicos.

Eso implica que fachadas y entradas deberían en lo posible no estar en el lado sur.

MAL DISEÑO!

Ni hablar…

Consideraciones de localización.Vista a sitios públicos

Buen diseño intenta obviar la exposición de paneles hacia lugares públicos.

Eso implica que fachadas y entradas deberían en lo posible no estar en el lado sur.Considere poner paneles detrás de grandes estructuras. De forma que queden ocultos del público.Para construcciones que cuidan el patrimonio histórico es imperativo ocultar el sistema.

Consideraciones de localización.Negociación con vecinos y planeamiento local Cuando se hacen planes de construcción (condominios) se deben hacer diseños que incluyan la inclusión de energía solar desde el inicio. Será dificil negociar con los propietarios una vez la junta de acción comunal ha sido creada (cuotas, plazos, etc).

Cuando se hacen planes a largo plazo se requiere llegar a acuerdos con los dueños de predios aledaños (altura de nuevos edificios, siembra de arboles 25 años). El acceso a la luz no es un derecho de lo propietarios.

Consideraciones de localización.

Averigue los planes de desarrollo de la ciudad. Los POT para cada región, asegúrese que su construcción no va en contra de los valores estéticos del planeamiento y que el acceso a la luz estará garantizado. Asegure el espacio requerido para modularmente implementar sistemas térmicos y fotovoltáicos. 9.3 – 13.9 m2 por cada 1KW, o por familia en uso térmico.