FIJACIÓN DE PANELES SOLARES EN CUBIERTAS Y TEJADOS

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Estructuras en ángulo, coplanares, lastradas… los fabricantes de estructuras para instalaciones fotovoltaicas ofrecen opciones de fijación de paneles solares en cubiertas y tejados que se adaptan ya a cualquier estilo arquitectónico. Junto a ellas, se están desarrollando también nuevas formas de integrar instalaciones fotovoltaicas en inmuebles que pasan prácticamente desapercibidas sin dejar por ello de cumplir su función primordial: generar electricidad limpia. En este post les damos un buen repaso a esta parte de la tecnología fotovoltaica que suele ser ignorada pero que tiene una importancia indudable en el resultado final.

Que la expansión de las instalaciones de autoconsumo fotovoltaico para industrias y residencias es un fenómeno imparable se puede observar a simple vista. Simplemente: hay más y más edificios que las muestran en sus tejados. Junto a esto, importantes desarrollos normativos están dejando claro que estamos asistiendo a un periodo en el que el autoconsumo fotovoltaico ya ha dejado de ser algo propio de estoicos pioneros para convertirse en una actividad incentivada desde distintos ámbitos, incluido el público. El nuevo Código Técnico de la Edificación, que prioriza las renovables en edificios de nueva obra, o el creciente número de subvenciones públicas a la inversión en energía fotovoltaica que están convocando las comunidades autónomas son sólo un par de ejemplos entre otros muchos.

Una de las consecuencias lógicas de la generalización de los sistemas de placas solares es el desarrollo tecnológico de los mismos. En este sentido, es interesante ver cómo se está creando una completa línea de investigación y competencia por integrar cada vez mejor las estructura de paneles solares en la arquitectura de los edificios. Se trata de una cuestión que une a arquitectos, fabricantes de equipos y por supuesto propietarios y que redunda no solo en la efectividad de las instalaciones solares, sino también en la estética de los edificios e incluso en el valor de venta de los mismos -por si no lo sabías, las placas solares aumentan el valor de tu inmueble.

Tipos de fijación de módulos fotovoltaicos

Tanto si se trata de integrar un pequeño kit solar fotovoltaico en una vivienda o un enorme sistema de placas solares en la cubierta de una nave industrial, el anclaje es siempre el primer paso para conseguir una integración óptima. Es importante aquí considerar que la integración de una instalación solar en un edificio no es para nada una mera cuestión estética. Cuestiones como la mejor orientación e inclinación de los módulos fotovoltaicos o la protección contra el viento o la acumulación de suciedad son siempre fundamentales a la hora de elegir un tipo u otro de fijación.

Dicho esto, veamos las tres modalidades de fijación más habituales y otras que están haciendo su entrada progresivamente en el mercado.

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La inclinación que ofrecen las estructuras en ángulo favorece el rendimiento de los paneles.

Las ESTRUCTURAS EN ÁNGULO (arriba) están entre las más habituales. Los triángulos con rieles de aluminio reforzado se atornillan a la cubierta del edificio y su diseño permite instalar las placas solares a la inclinación que se desee, sujetas a la estructura con grapas metálicas. La idea es optimizar el rendimiento de las placas disponiéndolas en el mejor ángulo posible para captar la radiación solar. Las estructuras en triángulo, que por lo general se fabrican en módulos, pueden adaptarse a cualquier superficie, si bien presentan el inconveniente de que se ven con facilidad, algo que algunos usuarios pueden encontrar poco atractivo visualmente hablando.

Con la utilización de ESTRUCTURAS COPLANARES el problema de que las placas solares estén demasiado visibles prácticamente desaparece, si bien el uso de este tipo de estructura, cada vez más habitual, está limitado exclusivamente a cubiertas que ya cuenten con cierta inclinación. La estructura coplanar dispone los paneles solares literalmente pegados a la cubierta, sin levantarse más que unos pocos centímetros y sin crear ningún ángulo, de manera que la integración es casi completa. Además de una estética más fluida, una de las ventajas interesantes de esta opción es que los paneles así dispuestos funcionan a modo de “segunda cubierta” del inmueble, con el beneficio de un mejor aislamiento y protección del tejado. Además, las estructuras coplanares están mucho mejor protegidas frente al efecto del viento sobre los paneles.

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Las estructuras coplanares se adhieren como un guante a las grecas de una cubierta metálica tipo sandwich de cualquier nave industrial.

La cubierta de teja de un chalet o la metálica tipo “sandwich” de una nave industrial permiten fácilmente la fijación de estructuras de placas solares con tornillería. Sin embargo, otros tipos de cubierta ponen las cosas más difíciles, y es aquí donde entran en juego las ESTRUCTURAS LASTRADAS, ideales para cubiertas de PVC, tela asfáltica o para cubiertas planas que cuenten con elementos como gravilla, losetas, etc. Las estructuras lastradas no requieren de anclaje, dado que cuentan con una estructura muy voluminosa -el hormigón es muy usado habitualmente- que fija los módulos a la superficie por simple peso.

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El propio peso de las estructuras lastradas garantiza una fijación óptima.

Sacando el máximo rendimiento: MPPTs, micro-inversores y optimizadores de potencia

Hablemos ahora de una cuestión que, si bien de forma secundaria, no deja de afectar a cómo será la disposición final en la que fijar una instalación fotovoltaica a la cubierta. Imagina el tejado de una empresa o de una residencia que tenga varios tramos distintos con distinta orientación y distinto ángulo, como las casas de la imagen de abajo. Obviamente, contar con más superficie de cubierta en un inmueble permitirá instalar más paneles solares pero cuidado, porque si las series de paneles están situadas con distinta inclinación y orientación cada una de ellas recibirá una cantidad distinta de luz solar y, por lo tanto, sus rendimientos serán distintos, pudiendo hacer que el resultado global no sea óptimo.

Distintos fabricantes han ofrecido opciones para solventar esta cuestión y garantizar que todos los paneles ofrecen el máximo de su rendimiento posible. Algunos, como Fronius o Kostal, han optado por incluir dos o más seguidores de Punto de Máxima Potencia (MPPT) en sus inversores, de manera que pueda asignarse un seguidor a cada grupo de paneles con una determinada orientación/inclinación y optimizar así su producción. Otros fabricantes han optado por crear su propia tecnología, como es el caso de los optimizadores de potencia de SolarEdge, que gestionan la producción de cada panel de forma individual. Y también están los llamados micro-inversores, como los de APSystems o Enhance, que de forma similar a los optimizadores, garantizan el máximo rendimiento a cada panel o grupo de paneles que gestiona.

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Algunos inmuebles residenciales presentan distintas superficies de cubierta. Un reto para la fotovoltaica.

El BIPV o la total integración

Los sistemas de instalación fotovoltaica integrada en edificios o BIPV (Building-integrated Photovoltaics por sus siglas en inglés) son un ámbito en el que se auguran grandes desarrollos futuros. El objetivo que se persigue es la perfecta integración de sistemas de producción fotovoltaica en los edificios. El método es radical: no tanto integrar placas solares fluidamente en la arquitectura de un inmueble sino utilizar materiales fotovoltaicos como elemento de construcción. Así, como lo oyes: tejas solares, persianas solares, incluso ventanas solares… elementos todos que, al estar fabricados con células fotovoltaicas o llevarlas incorporadas, permiten la captación de la energía solar y su posterior conversión en corriente alterna via inversor para uso doméstico o industrial.

Ya te hablamos de algunos de estos desarrollos en nuestro artículo sobre la estética en la energía fotovoltaica y es que son soluciones que se están beneficiando mucho de recientes avances tecnológicos en la fabricación de células fotovoltaicas. Es el caso de los paneles solares bifaciales -que producen energía por las dos caras- y que resultan ideales para pérgolas o estructuras de porche. Es el caso también del vidrio solar, que permite recubrir un edificio entero de ventanales generadores de energía. Y es el caso de proyectos, aún limitados al entorno del laboratorio, como el de células solares no construidas a base de silicio sino con elementos orgánicos o de materiales que imitan la estructura cristalina de minerales como la perovskita o la kesterita, con las que se han empezado ya a hacer pruebas y que abrirían la puerta a cientos de aplicaciones nuevas.

Ahora bien, si hemos dicho que el BIPV augura “grandes desarrollos futuros” es porque todos estos desarrollos se enfrentan, al menos de momento, a un enemigo común: una eficiencia claramente menor que la de los paneles de silicio. Esto se traduce en que utilizar estas opciones requiere cubrir más cantidad de m2 y, con ello, un presupuesto mayor. En este caso, la estética pasa factura. Literalmente!

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