Los científicos del NREL han desarrollado un modelo energético mesoscópico de edificios para comparar las tecnologías de acristalamiento de edificios de próxima generación. Han descubierto que las tecnologías de acristalamiento fotovoltaico pueden integrarse fácilmente en las actuales ventanas de doble o triple acristalamiento para reducir significativamente el uso de energía de los edificios y las emisiones de carbono.
El equipo creó unidades de acristalamiento utilizando tres tipos de tecnología de ventanas fotovoltaicas: una tecnología no selectiva en longitud de onda que utiliza una película fina basada en perovskita; una tecnología selectiva en longitud de onda, o la llamada fotovoltaica transparente; y la tecnología fotovoltaica dinámica, que es una innovación reciente que combina la tecnología de acristalamiento dinámico con la conversión fotovoltaica.
Los autores trasladaron las simulaciones de unidades de acristalamiento nanoscópico a simulaciones energéticas de edificios a gran escala utilizando las herramientas de simulación energética de edificios basadas en la física EnergyPlus y OpenStudio. Utilizaron datos meteorológicos de la base de datos Typical Meteorological Year para simular los perfiles de consumo energético de los edificios en términos de calefacción, refrigeración e iluminación en intervalos de 15 minutos a lo largo de un año.
Los resultados mostraron que “el acristalamiento fotovoltaico con una eficiencia de conversión de energía tan baja como el 6% reduce el uso de energía en más del 30%”, según los investigadores. Según ellos, el aumento de la eficiencia se traduce en una reducción adicional del consumo de energía. Con eficiencias del 12,5%, las tecnologías fotovoltaicas transparentes y de capa fina de perovskita alcanzan una reducción del 42% del consumo energético cuando se integran en ventanas de doble o triple acristalamiento.
El acristalamiento fotovoltaico dinámico alcanza casi un 50% de ahorro energético y “tiene el mayor potencial de ahorro entre las tecnologías fotovoltaicas”, según los investigadores. Sin embargo, señalaron que la tecnología sólo ha alcanzado una eficiencia del 11% en un entorno de laboratorio, por lo que necesita un mayor desarrollo para alcanzar todo su potencial.
Los resultados también mostraron que el acristalamiento fotovoltaico dinámico genera más electricidad en los meses más calurosos, con más de 1.200 gigajulios (GJ) de generación en junio y septiembre, pero menos de 200 GJ de diciembre a enero.
“En cambio, el acristalamiento fotovoltaico estático con longitud de onda genera sistemáticamente más de 500 GJ cada mes, pero nunca supera los 1.000 GJ en un solo mes”, afirman los investigadores, que comparten sus conclusiones en “Photovoltaic windows cut energy use and CO2 emissions by 40% in highly glazed buildings” (Las ventanas fotovoltaicas reducen el consumo de energía y las emisiones de CO2 en los edificios altamente acristalados), publicado recientemente en One Earth.
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