En el contexto actual de creciente integración de la energía solar con cubiertas verdes se presenta como una solución innovadora y eficiente.
Esta combinación no solo permite aprovechar la energía solar de manera efectiva, sino que también contribuye a la mejora del entorno urbano y la eficiencia energética de los edificios.
Este artículo explora en profundidad esta sinergia, sus beneficios y desafíos, y ejemplos de su implementación exitosa.
Normativa y Requisitos para la Instalación de Placas Solares
Con la normativa actual en muchos países, la instalación de placas solares en las cubiertas de las edificaciones es obligatoria, en función de diferentes requisitos.
Estas regulaciones buscan fomentar el uso de energías renovables y reducir la huella de carbono.
La normativa varía según la región, pero generalmente establece estándares sobre la capacidad de generación de energía, la orientación de los paneles y la integración con otras soluciones sostenibles, como las cubiertas verdes.
Tipos de Placas Solares y su Funcionamiento
La primera duda que surge al considerar la integración de energía solar en cubiertas verdes es la compatibilidad de ambos sistemas.
Para resolver estas cuestiones, es esencial diferenciar entre los tipos de placas solares disponibles en el mercado: placas fotovoltaicas y captadores solares.
Placas Fotovoltaicas
Las placas solares fotovoltaicas están formadas por células fotovoltaicas que convierten la energía luminosa del sol en energía eléctrica.
Estas células están compuestas por dos capas de materiales semiconductores, con cargas opuestas que generan una corriente eléctrica al ser excitadas por la luz solar.
Es importante conocer que una temperatura ambiente inferior beneficia a la mayor producción de electricidad como vamos a ver a continuación:
En esta gráfica extraída de la página web Ingelibre, se aprecia que el voltaje de la célula disminuye cuando aumenta su temperatura. En el caso de la intensidad, cuando aumenta la temperatura también aumenta su valor, pero en menor medida, por lo que si recurrimos a la fórmula P=V x I tendremos que a mayor temperatura de la célula, menor potencia obtenida.
Si trasladamos estos datos a las cubiertas, lugares donde principalmente se localizan estos dispositivos, sabemos que uno de los beneficios que presentan las cubiertas vegetales es que las temperaturas de la superficie son inferiores a las de una cubierta convencional, llegando a conseguir unos 25ºC en días calurosos de verano frente a los 70ºC que se pueden alcanzar en el resto de tipologías.
Esto es gracias a dos capacidades:
- Enfrían el aire de su superficie en el proceso conocido como transpiración dónde la planta absorbe humedad de la tierra y la expulsa en forma de vapor de agua.
- Tienen un porcentaje de reflexión de la radiación solar de un 25% frente a un 8% que suelen tener los acabados convencionales de las cubiertas.
Captadores Solares
Los captadores solares, también conocidos como colectores solares, transforman la energía solar en energía térmica.
Este proceso se realiza mediante un fluido caloportador que circula por el interior del captador, absorbiendo el calor solar para luego transferirlo al agua de consumo a través de un intercambiador de calor.
A continuación vamos a centrarnos en el rendimiento de un panel solar a través de las fichas técnicas que facilita una casa comercial Salvador Escoda:
Como podemos observar en la tabla, en el eje Y se representa el coeficiente de eficiencia mientras que en el eje X se representa la diferencia de temperaturas entre la temperatura media del fluido caloportador y la temperatura ambiente del aire en contacto con el colector.
A medida que esta diferencia es mayor el rendimiento es menor por lo que si consideramos que la temperatura del fluido es de 80oC será beneficioso para el sistema que la temperatura exterior esté lo más próximo a este valor y por lo tanto que esta diferencia sea menor.
Beneficios de las Cubiertas Verdes en la Eficiencia de Placas Solares
Las cubiertas vegetales ofrecen varios beneficios que pueden mejorar el rendimiento de las placas solares, especialmente de las fotovoltaicas.
La capacidad de las plantas para enfriar el aire de su superficie a través de la transpiración y reflejar la radiación solar contribuye a mantener temperaturas más bajas en la superficie de la cubierta.
En palabras de SingularGreen, «las temperaturas de la superficie son inferiores a las de una cubierta convencional, llegando a conseguir unos 25ºC en días calurosos de verano frente a los 70ºC que se pueden alcanzar en el resto de tipologías.»
Reducción de Temperatura y Eficiencia Energética
La reducción de la temperatura en las cubiertas vegetales puede mejorar el rendimiento de las placas fotovoltaicas, ya que las células fotovoltaicas operan de manera más eficiente a temperaturas más bajas.
Según los datos, una temperatura ambiente inferior puede incrementar el rendimiento de las placas fotovoltaicas en un 0,3 – 0,5% por cada grado menos de temperatura.
Ahorro en Climatización y Demanda Energética
Además de mejorar el rendimiento de las placas fotovoltaicas, las cubiertas verdes ofrecen beneficios en términos de ahorro energético. Las propiedades aislantes de las cubiertas vegetales reducen la demanda de climatización en los edificios, lo que resulta en un menor consumo de energía y, por ende, en un ahorro económico significativo.
Desafíos de Integrar Placas Solares con Cubiertas Verdes
A pesar de los beneficios, la integración de placas solares con cubiertas verdes presenta ciertos desafíos que deben ser considerados para asegurar un rendimiento óptimo.
Impacto en el Rendimiento de Captadores Solares
A diferencia de las placas fotovoltaicas, los captadores solares requieren que el fluido caloportador alcance temperaturas altas para ser eficaces.
La capacidad de las cubiertas verdes para reducir la temperatura superficial puede no ser beneficiosa para estos dispositivos, ya que una menor temperatura ambiente puede disminuir la eficiencia del calentamiento del fluido.
Compatibilidad y Mantenimiento de la energia solar y las cubiertas vegetales
La compatibilidad entre los sistemas solares y las cubiertas verdes depende del diseño y la instalación adecuada.
Es crucial asegurar que ambos sistemas sean compatibles y que el mantenimiento de uno no afecte negativamente al otro.
Además, es necesario considerar el peso adicional que los paneles solares pueden añadir a la estructura de la cubierta verde.
Estudios de Caso y Ejemplos de Proyectos Exitosos
Numerosos proyectos alrededor del mundo han demostrado la viabilidad y los beneficios de integrar energía solar con cubiertas verdes.
Por ejemplo, en varios edificios en Alemania y Países Bajos, la combinación de paneles solares con cubiertas vegetales ha resultado en mejoras significativas en la eficiencia energética y en la reducción de la huella de carbono.
Conclusión: Futuro de la Energía Solar en Cubiertas Verdes
La combinación de energía solar y cubiertas verdes representa una solución innovadora y sostenible para el futuro de la construcción urbana.
Aunque existen desafíos, los beneficios en términos de eficiencia energética, sostenibilidad y ahorro económico hacen que esta combinación sea una opción atractiva para muchos proyectos.
Con un diseño adecuado y una implementación cuidadosa, la sinergia entre placas solares y cubiertas vegetales puede contribuir significativamente a un futuro más verde y eficiente.
