CAPITULO 4: MONTAJE Y MANTENIMIENTO DE INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS TEMA 4.2 INTEGRACIÓN ARQUITECTÓNICA 4.2. INTEGRACIÓN ARQUITECTÓNICA. DESARROLLO DE LOS CONTENIDOS 4.2.1. INTRODUCCIÓN. 4.2.2. ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA. 4.2.3. INTEGRACIÓN ARQUITECTÓNICA. 4.2.3.1. Cerramiento. 4.2.3.2. Sombreado. 4.2.3.3. Revestimiento. 4.2.3.4. Superposición. 4.2.3.5. General. 4.2.3.6. Integración arquitectónica total. 4.2.3.6.1. Propiedades de los diferentes tipos de integración arquitectónica. 4.2.3.6.2. Posibilidades de integración. 4.2.3.6.3. Integración de fachadas. 4.2.3.6.4. Integración de cubiertas. 4.2.3.6.5. Otras posibilidades de integración. I.E.F.P.S. SAN JORGE. SANTURTZI. DPTO. DE ELECTRICIDAD / CENTRO DE ENERGÍAS RENOVABLES. Pág: 1 / 7
4.2.1. INTRODUCCIÓN Tanto Las Directivas de la Unión Europea (UE), en materia de ahorro de energía, como la Legislación española (RITE, CTE y Normativas Locales), están incidiendo en el aprovechamiento pasivo y activo de la energía solar. Esto nos va a llevar a un aumento de las instalaciones solares activas y de un mayor aprovechamiento de la energía solar pasiva en las edificaciones, mediante de las siguientes posibilidades: ENERGIA SOLAR ACTIVA CONVERSIÓN TERMICA (A.C.S., calefacción y refrigeración). CONVERSIÓN FOTOVOLTAICA (Energía eléctrica). ENERGIA SOLAR PASIVA ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA. EDIFICIOS ENERGÉTICAMENTE EFICIENTES. REDUCCIÓN DE LA DEMANDA ENERGÉTICA. 4.2.2. ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA Se define como Arquitectura Bioclimática, la arquitectura consciente, desde el punto de vista energético, para lograr edificios eficientes energéticamente. Actuando sobre la energía solar pasiva en el diseño del edificio y sus componentes y sobre la energía solar activa, instalando diferentes sistemas captadores integrados en el edificio. Dando como resultado: ENERGIA SOLAR PASIVA = Confort térmico + Ahorro de energía ENERGIA SOLAR ACTIVA = Aporta la energía necesaria Pasos a seguir: A la hora de diseñar un edificio, energéticamente eficiente o bioclimatico, es necesario plantear los sistemas pasivos de la energía solar y analizar los diferentes sistemas activos de captación solar, desde su comienzo. Una vez analizados, integrarlos arquitectónicamente, ubicándolos en la envolvente exterior del edificio, lo que no siempre se realiza de forma correcta, bien por falta de información o por consistir en técnicas hasta ahora poco conocidas por los profesionales del sector. I.E.F.P.S. SAN JORGE. SANTURTZI. DPTO. DE ELECTRICIDAD / CENTRO DE ENERGÍAS RENOVABLES. Pág: 2 / 7
4.2.3. INTEGRACIÓN ARQUITECTÓNICA Hasta el momento, los módulos FV, son elementos ajenos a la estructura del edificio, sobre el que están colocados, ya que no fueron tenidos en cuenta a la hora del diseño del mismo. Por esta razón, desde el punto de vista estético y funcional, interesa que estos elementos formen parte, como un elemento más, integrados en el edificio. Según el CTE, se denomina integración arquitectónica cuando los módulos cumplen una función energética y arquitectónica y además sustituyen a elementos constructivos del edificio. Las diferentes formas de integración son: CERRAMIENTO. SOMBREADO. REVESTIMIENTO. SUPERPOSICIÓN. GENERAL. 4.2.3.1. CERRAMIENTO. Cuando los captadores constituyen el tejado o la fachada de la construcción. 4.2.3.2. ELEMENTOS DE SOMBREADO Cuando los captadores protegen... proporcionando sombras en el tejado o la fachada... I.E.F.P.S. SAN JORGE. SANTURTZI. DPTO. DE ELECTRICIDAD / CENTRO DE ENERGÍAS RENOVABLES. Pág: 3 / 7
4.2.3.3. REVESTIMIENTO Cuando los captadores constituyen parte de la envolvente 4.2.3.4. SUPERPOSICIÓN Cuando la colocación de los captadores se realiza paralela a la envolvente del edificio 4.2.3.5. GENERAL Aquí estarían recogidos el resto de los casos I.E.F.P.S. SAN JORGE. SANTURTZI. DPTO. DE ELECTRICIDAD / CENTRO DE ENERGÍAS RENOVABLES. Pág: 4 / 7
4.2.3.6. INTEGRACIÓN ARQUITECTÓNICA TOTAL La integración de los captadores se puede realizar en edificios ya construidos o al inicio de la concepción del mismo, formando parte integrante de la composición arquitectónica. En este caso, se denomina: Integración Arquitectónica Total. 4.2.3.6.1. Propiedades de los diferentes tipos de integración arquitectónica La sustitución de un cerramiento (fachada, muro, tejado, etc.) convencional por uno fotovoltaico, supone que un elemento de generación energética realice más funciones que esta: - Protección de los elementos climáticos exteriores (lluvia, viento, etc.) - Filtro de la luz solar. - Filtro de ruidos exteriores. - Aislamiento térmico. - Transmisión de la luz natural. - Aportación térmica. 4.2.3.6.2. Posibilidades de integración Hemos visto que son numerosas las posibilidades de colocar captadores sobre los edificios con funciones diversas, además de la estrictamente energética: - Tejado FV: Sustituye el acabado final y en algunos casos la impermeabilización. - Tejado de dientes de sierra: La vertiente sur es FV y la norte puede ser opaca o permitir entrada de luz cenital. - Atrio: Cubierta entre dos edificios. - Pérgolas, porches, voladizos. - Fachada: El campo solar puede recubrir totalmente la fachada. - Lamas de sombreado: Situadas encima de las ventanas, permiten evitar la entrada de radiación directa en verano. - Fachada inclinada: En forma de invernadero, para cerramientos FV semitransparentes. - Lamas o parasoles de inclinación variable. Los fabricantes de módulos FV, han empezado a suministrar variantes de módulos y células para atender las demandas de los arquitectos solares, desarrollando modelos con diferentes colores, tonos, formas de célula, tamaños, etc.. I.E.F.P.S. SAN JORGE. SANTURTZI. DPTO. DE ELECTRICIDAD / CENTRO DE ENERGÍAS RENOVABLES. Pág: 5 / 7
4.2.3.6.3. Integración en fachadas Situar módulos FV, conectados a red, en fachadas verticales no es una solución óptima, desde el punto de vista de la cantidad de energía que se va a generar. Sin embargo, puede ser interesante, en algunos edificios, convertir una fachada prevista con un cerramiento acristalado, en un muro cortina FV, ya que la menor generación eléctrica debida a la disposición en vertical, se compensa con otros ahorros: - La fachada FV, además de generar electricidad, puede generar aire caliente para la climatización del edificio. - En verano la evacuación de aire caliente favorece la ventilación en el interior del edificio. - La presencia de células FV opacas permite reducir la entrada de radiación solar dentro del edificio, con lo cual se disminuye la refrigeración que precisará. Hay otras funciones útiles para las fachadas FV, como sistemas de sombreados de ventanales o fachadas acristaladas. Estos sistema se sitúan con la inclinación óptima para la generación eléctrica, al mismo tiempo que ejercen una función de sombreado, sobre las superficies susceptibles de sobrecalentamiento o sobredeslumbramiento. 4.2.3.6.4. Integración en cubiertas La colocación de los módulos FV en la cubierta es más usual, ya que se suelen dar condiciones más favorables que en las fachadas, entre las que destacaremos: Las inclinaciones habituales en cubiertas corresponden al rango de máxima producción eléctrica. En las cubiertas planas, las desviaciones no son tan decisivas como en el caso de las fachadas, puesto que se escoge la inclinación más favorable. No interfiere en el plan arquitectónico de los edificios y mínimamente en su aspecto final. Para integrar los módulos FV en una cubierta, hay que tener en cuenta los criterios siguientes: Consideraciones estructurales. o La sobrecarga debida al campo fotovoltaico es muy pequeña respecto a las sobrecargas que se tienen en cuenta en el cálculo de cubiertas. Dependiendo del sistema utilizado, estará en torno a 30 kg/m 2. o La acción del viento debe tenerse en cuenta cuando se trata de filas de módulos situados en una cubierta plana. Sistemas de fijación. o Existen muchos sistemas en el mercado que facilitan la fijación de la estructura a la cubierta. En cubiertas planas, para no perforar la impermeabilización del edificio, muchas veces se utilizan sistemas de fijación por gravedad, situando elementos pesados para estabilizar las hileras de módulos. I.E.F.P.S. SAN JORGE. SANTURTZI. DPTO. DE ELECTRICIDAD / CENTRO DE ENERGÍAS RENOVABLES. Pág: 6 / 7
o Tanto si van superpuestas sobre el tejado, como si van integradas, hay que prever una correcta ventilación que permita la circulación de aire por debajo de las placas. Un excesivo sobrecalentamiento, reducirá su eficiencia en un 10%. 4.2.3.6.5. Otras posibilidades de integración Además de fachadas y cubiertas, aparecen otras alternativas para colocar los campos FV. Sin ocupar nuevos espacios y añadiendo otras funciones a la generación eléctrica: o Construcción de pasos cubiertos entre edificios. o Protección de zonas de aparcamiento. o Espacios protegidos para tender ropa. o Umbráculos. I.E.F.P.S. SAN JORGE. SANTURTZI. DPTO. DE ELECTRICIDAD / CENTRO DE ENERGÍAS RENOVABLES. Pág: 7 / 7