Vidrio generador de energía eléctrica

Por: Arq. César Ubaldo Pérez Bastida

En la actualidad se requieren cambios y ajustes urgentes para enfrentar la crisis climática. La construcción es partícipe de esta problemática y resulta indispensable que transforme sus prácticas aportando soluciones eficaces. Propuestas ingeniosas que de forma conjunta satisfagan las apremiantes necesidades térmicas, acústicas y de generación de energía sin sacrificar el aspecto estético y la fácil implementación en construcciones y edificios de todo tipo y en todo el mundo.

El vidrio fotovoltaico cumple varias de estas premisas con la gran ventaja de captar la energía solar para usarla de forma cotidiana sin sacrificar en este proceso el paso de la luz al interior del espacio. Estos componentes se adaptan a las envolventes y cubiertas de un sinfín de proyectos. Desde fachadas, domos y techumbres hasta cubiertas para mobiliario, suelos transitables y pérgolas se convierten en superficies productoras de energía eléctrica con sistemas de sujeción similares a los convencionales. Arquitectos de fama mundial como Foster and Partners, Gensler, SOM o HOK han incorporado soluciones con estas características a proyectos de gran escala. Este material es capaz de reducir el paso del calor al interior del espacio generando a su vez una mejora significativa en el consumo energético de los sistemas de climatización. Un cableado discreto entre los mismos elementos trasmite la energía solar a lo largo de toda la envolvente para su posterior uso.

El vidrio fotovoltaico se divide en tecnología de silicio amorfo y de silicio cristalino, el primero tiene características mecánicas similares al vidrio convencional y se puede usar en muros cortina, fachadas y ventanas. Ofrece un rendimiento adecuado para altas temperaturas lo que posibilita su uso en casi cualquier zona climática. Se encuentra en gran cantidad de colores, transparencias y tamaños que van desde piezas pequeñas hasta formatos de 4000 x 2000 mm.

El vidrio de silicio amorfo se compone de 3 capas; la primera contiene un semiconductor transparente, la segunda es una deposición de silicio amorfo y la tercera una deposición de aluminio, todo esto logra atrapar al fotón que trae consigo la radiación solar la cual es responsable de generar energía eléctrica.

El vidrio fotovoltaico de silicio cristalino se sugiere para cubiertas, pérgolas y domos. Cuenta con características mecánicas similares al anterior con la diferencia de producir una mayor potencia nominal por metro cuadrado. Hasta un 16% más eficiente que el silicio amorfo. Permite agregar cámaras internas de aire o argón para aumentar el aislamiento del edificio y se pueden elegir diferentes densidades de células, lo que permite desarrollar propiedades específicas de generación de energía según la superficie en la que se instale.

Vidrio fotovoltaico de silicio amorfo. Fuente: Onyxsolar.es

De acuerdo con la empresa Onyx Solar las capas micrométricas de material fotovoltaico colocadas sobre el vidrio permiten transformar los fotones de los rayos del sol en energía limpia. Estos productos han optimizado la transmitancia térmica (valor “U”) para controlar la cantidad de calor que pasa por el acristalamiento, son capaces de filtrar hasta el 99% de las radiaciones UV (ultravioleta) e IR (infrarroja) y contribuyen a la obtención de hasta 6 puntos en la certificación LEED. La empresa ha desarrollado herramientas para obtener datos de la energía generada según la ubicación del proyecto, su transmitancia, la cantidad de cámaras de aire, su inclinación y el cálculo del retorno de inversión para un edificio tipo según la solución constructiva elegida.

Desde un enfoque eléctrico la instalación de elementos fotovoltaicos se compone de corriente continua (la que fluye constante como en una lampara de baterías) y corriente alterna (la que fluye en intervalos o ciclos como en los contactos de casas y edificios). El inversor solar es la línea divisoria entre ambas. Por el fenómeno fotoeléctrico y las propias cualidades del módulo se genera corriente eléctrica, esta cambia según la irradiancia incidente y la tensión constante.

Después se manda al inversor solar para transformarla de corriente continua a corriente alterna. Se requieren varios módulos conectados para generar la energía necesaria que las aplicaciones habituales requieren. La cantidad de energía depende de la tecnología elegida y las condiciones de inclinación y orientación. Se sugiere que todos los componentes tengan las mismas propiedades para no afectarse mutuamente.

Esta energía es una alternativa adecuada para producir electricidad sin la contaminación y desgaste de materiales con características similares. Al preservar su transparencia posibilita su aplicación en una gran cantidad de espacios sin embargo el principio por el que funcionan estas células solares implica que a mayor cantidad de transparencia menor captación de energía y viceversa.

Las aplicaciones del vidrio fotovoltaico permiten una interesante integración del edificio con la energía solar y representan una alternativa para reducir la dependencia a la energía obtenida de fuentes fósiles. Cualidades y requerimientos que transforman con el paso de los años las reglas en las que la construcción se ha desarrollado.