Evaluación del rendimiento de la energía fotovoltaica en un edificio de energía cero

Un equipo de investigación de Brasil ha evaluado el rendimiento de un sistema fotovoltaico instalado en el laboratorio Fotovoltaica/UFSC, un edificio de energía cero (ZEB) situado en Florianópolis (Brasil), especificando que el conjunto solar no tenía por objeto maximizar la producción de energía sino más bien lograr un compromiso entre la estética del edificio y la producción de energía.

El sistema fotovoltaico de 111 kW incluye varias unidades desplegadas en los tejados y las fachadas de dos edificios, así como en una cochera, una estación de carga y una marquesina para autobuses y tres pequeños conjuntos montados en el suelo. La instalación, que se basa en diferentes tipos de tecnologías de módulos fotovoltaicos, también está conectada a una serie de baterías con una capacidad de almacenamiento combinada de 260 kWh.

La energía generada se utiliza para el consumo del edificio y para alimentar un pequeño autobús eléctrico. El rendimiento de las instalaciones se supervisó desde agosto de 2017 hasta febrero de 2020. “Muchos de los sistemas fotovoltaicos se instalaron a lo largo de este lapso de tiempo, como se ha descrito, y la capacidad de generación ha aumentado a lo largo del período”, declararon los científicos.

El análisis incluyó datos sobre la radiación solar, los cambios en el número de ocupantes del edificio, las mejoras en la capacidad instalada de los sistemas fotovoltaicos, el perfil de uso del autobús, los experimentos de investigación y desarrollo, los requisitos ocasionales para algunos tiempos de inactividad del sistema fotovoltaico, la generación y el consumo mensual de energía y las emisiones evitadas de gases de efecto invernadero (GEI). El consumo de energía del edificio se calculó con las facturas de energía y los datos recogidos de los inversores. Se afirma que la metodología utilizada es aplicable a cualquier lugar.

Se comprobó que la generación media mensual de energía era de 8.414 kWh, mientras que la producción total de energía durante el período de observación fue de 260.841 kWh. Sin embargo, si todas las unidades fotovoltaicas hubieran funcionado a pleno rendimiento ideal, la producción total podría haber alcanzado los 360.873 kWh. “Considerando la producción energética ideal, en 2018 la generación anual de energía fotovoltaica sería de 133.215 kWh, con un promedio de 11.101 kWh/mes y, en 2019, la generación anual de energía fotovoltaica sería de 137.865 kWh, con un promedio de 11.489 kWh/mes, un 3% más que el año anterior”, explicaron los académicos.

Durante el período de observación, solo el 2% de la energía consumida por el edificio fue suministrada por la empresa local Celesc y si todos los sistemas fotovoltaicos hubieran funcionado a su plena capacidad este porcentaje se habría reducido a cero. Alrededor del 66% de la energía fue consumida por el edificio y la parte restante se utilizó para alimentar el pequeño autobús eléctrico. “Durante el período analizado, los sistemas fotovoltaicos suministraron el 148% de las necesidades energéticas del edificio, por lo tanto, el laboratorio de Fotovoltaica/UFSC puede considerarse no sólo una ZEB sino también un edificio de energía positiva (PEB)”, dijo el equipo. “Este estudio de caso demostró que incluso cuando se suministra electricidad a los VE, los edificios urbanos pueden ser PEB, una cuestión importante si se quiere adoptar la electromovilidad más ampliamente”.

Los científicos, que proceden de la Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), la Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) y el Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, presentaron los resultados de su investigación en el documento “Energy balance and performance assessment of PV systems installed at a positive-energy building (PEB) solar energy research center”, publicado en Solar Energy.