2Un equipo de investigadores del Centro Fraunhofer para la Tecnología Fotovoltaica a base de Silicio, CSP, en la ciudad alemana de Halle, junto con arquitectos de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Leipzig (HTWK Leipzig, Alemania) han presentado una fachada solar bajo el proyecto SOLAR.shell. Según afirma Sebastian Schindler, gerente de proyectos de Fraunhofer CSP, «los elementos fotovoltaicos integrados en esta fachada entregan hasta un 50% más de energía solar que los módulos montados perpendicularmente en las fachadas de los edificios».
Los arquitectos HTWK desarrollaron la idea y los diseños, teniendo en cuenta la inclinación de los elementos fotovoltaicos individuales para capturar tanta irradiación solar como sea posible, el tamaño de los módulos y número óptimo de células solares que debe incluirse.
Los hallazgos del proyecto se presentaron en un demostrador de 2×3 m hecho de paneles de composite de aluminio con un total de 9 módulos solares integrados. Los elementos fotovoltaicos utilizados en el demostrador provienen de Fraunhofer CSP.
Integración en fachadas de hormigón con fibra de carbono
En colaboración con HTWK Leipzig y TU Dresden, los investigadores de Fraunhofer CSP también desarrollaron las opciones adecuadas para integrar elementos fotovoltaicos en fachadas de hormigón, más específicamente en fachadas hechas de hormigón con fibra de carbono, un material desarrollado por un consorcio de más de 150 socios en el proyecto «C3 – Composite de hormigón de carbono».
La estabilidad requerida del hormigón proviene de fibras de carbono en lugar de cables de acero. «En Fraunhofer CSP, analizamos cómo los elementos fotovoltaicos se pueden montar mejor en este tipo de fachadas de hormigón de carbono, es decir, cómo obtener el resultado óptimo al combinar este innovador hormigón con la producción de energía solar», explica Schindler.
Con este fin, los investigadores idearon tres conceptos y métodos diferentes para integrar los elementos fotovoltaicos en las secciones de la fachada. Los módulos solares pueden incluirse directamente al fundir las secciones de hormigón o laminarse o adherirse a las losas de hormigón. Los módulos también se pueden unir a las losas de hormigón mediante espárragos, conexiones de tornillo u otros medios, lo que facilita la extracción para mantenimiento o reparaciones. «Pudimos demostrar que las tres opciones de montaje son técnicamente factibles», explica Schindler.
Uno de los principales retos es garantizar que el método utilizado para producir las secciones de hormigón sea compatible con la precisión dimensional requerida de los módulos fotovoltaicos. Esto se hace, por ejemplo, fundiendo las partes de hormigón con una depresión que está perfectamente dimensionada para acomodar un módulo. De esta manera, se conserva la orientación deseada con respecto a la irradiación solar y el diseño general. «La precisión dimensional debe implementarse directamente en la sección de hormigón», añade Schindler. También se debe asegurar que los módulos fotovoltaicos no estén sujetos donde el hormigón es particularmente delgado o donde se encuentran las fibras de carbono, ya que esto afectaría a la resistencia de los elementos de la fachada.