Energia fotovoltaica integrada.

Un nou model ha demostrat que els edificis de la ciutat de Melbourne podrien proporcionar el 74% de les seves pròpies necessitats d'electricitat si la tecnologia solar s'integra plenament als sostres, parets i finestres.

El model fruit d'una recerca dirigida per membres del Centre d'Excel·lència en Ciència de l'Exciton de l'ARC amb seu a la Universitat de Monash, juntament amb col·laboradors de la Universitat de Lisboa, és la primera d'aquest tipus a tot el món que modela la viabilitat. i l'impacte de la fotovoltaica integrada en finestres, juntament amb altres tecnologies solars.  

Els resultats indiquen que l'adopció integral de la tecnologia fotovoltaica existent només a les cobertes a tota la ciutat podria transformar radicalment la petjada de carboni de Melbourne, reduint significativament la seva dependència de l'electricitat de la xarxa generada per la combustió de combustibles fòssils.

Es podrien obtenir més guanys mitjançant el desplegament generalitzat de les finestres solars altament eficients i la tecnologia fotovoltaica integrada a les façanes dels edificis.

S'espera que utilitzant el model desenvolupat, els responsables polítics, els proveïdors d'energia, les empreses constructores i els propietaris d'edificis, es pugui optimitzar el potencial fotovoltaic de les estructures noves i existents.

S'ha comparat el consum d'electricitat de Melbourne de l'any 2018 amb la producció d'electricitat que es podria aconseguir mitjançant l'energia solar integrada en l'edifici. Les dades de consum del CBD de Melbourne es van obtenir de les empreses de distribució de Jemena, CitiPower i Powercor i es va accedir a través de l'organisme de recerca independent de Victoria, el Centre de Noves Tecnologies Energètiques (C4NET). 

En el modelatge a escala de ciutat, es va trobar que la fotovoltaica podria proporcionar el 74% de les necessitats de consum dels edificis de Melbourne. L'energia solar de les cobertes constituiria el 88% d'aquest subministrament, amb la solar integrada a la paret i la solar integrada a les finestres proporcionant el 8% i el 4% respectivament.

Es va demostrar que la tecnologia solar integrada a les parets i finestres, pateix una reducció menor de l'eficiència durant els mesos d'hivern en comparació amb l'energia solar als teulats, proporcionant beneficis i valor durant tot l'any més consistents.

La potencial contribució  de l'energia solar integrada en les finestres, va augmentar fins al 18% a escala de barri, gràcies a les altes alçades dels edificis i les proporcions de les finestres a les parets.

Els investigadors van determinar la radiació solar anual a les superfícies dels edificis de Melbourne per identificar les àrees més adequades per a la instal·lació de les plaques fotovoltaiques, tenint en compte les limitacions tècniques i els factors de cost.

El detallat model, permet simular la radiació solar incident i el també, el potencial fotovoltaic de les zones urbanes. Cal tenir en compte una àmplia gamma de factors, inclòs l'impacte de les ombres projectades per les ombres, així com les característiques del rendiment de les diferents tecnologies solars .

Entre altres tècniques, es van realitzar diferents anàlisis de correlació i regressió lineal per identificar la interdependència entre els indicadors de forma urbana i el potencial de les PV anual.

L'àrea total que apareix en l'estudi és el 37,4 km2, dels quals 35,1 km2 van ser construïts en el 2019, els quals són principalment edificis residencials i comercials.

Els resultats van mostrar que el potencial fotovoltaic d'aquesta àrea està impulsat principalment per la possibilitat d'afegir més solar al terrat.

Tot i que els blocs de pisos amb un alt potencial solar de sostres i parets es troben a tota la ciutat, els que tenen més potencial són el sistemes solars integrats en finestres els quals, es troben als centres urbans d'alta densitat de la ciutat.

En un futur proper, la penetració del mercat i el desplegament de finestres solars d'alta eficiència poden fer una substancial contribució a la mitigació de la petjada de carboni dels edificis de gran alçada.

Font:  Maria Panagiotidou et al, Prospects of photovoltaic rooftops, walls and windows at a city to building scale, Solar Energy (2021). DOI: 10.1016/j.solener.2021.10.060