Este es el primer módulo del Taller De Usos de Energía Solar en Construcciones Residenciales Dictado por la Ing. Diana C. Gasca y Fernando Luna, Ph.D Con el apoyo de Cientificamente, COEXITO S.A y APROTEC SAS.. Trata sobre algunas consideraciones arquitectónicas como BIPV, uso de materiales fotovoltaicos incorporados a la construcción de edificaciones, cuidado de sombras, negociaciones en etapa de planeación.

1. Consideraciones de Diseño
Consideraciones Arquitectónicas
“La Energía es un tema de Diseño, no
tecnológico, pero hay pocos de nosotros
que siempre lo han creído”. Donald
Watson.

2. La tecnología existe pero el gran desafío es cómo la
usamos eficientemente.
Las consideraciones arquitectónicas nos ayudan a
entender como los sistemas solares se integran
eficientemente a las construcciones.

3. Consideraciones estéticas.
Sistemas Fotovoltaicos integrados al edificio (BIPV).
Integran los sistemas FV directamente EN los materiales
usados para construir la edificación. Se ven como parte
integral de la estructura.
Baldosas fotovoltaicas.
Celda fotovoltaicas laminadas.
Celdas vitrificadas.
Sistemas de calentamiento
Integrados.

4. Consideraciones estéticas.
Sistemas Fotovoltaicos integrados al edificio (BIPV).
Baldosas fotovoltaicas.
129 W/m2
No necesitan
soportes .
Alto mantenimiento,
se debe quitar polvo
acumulado.
Ideal para techos.

5. Consideraciones estéticas.
Sistemas Fotovoltaicos integrados al edificio (BIPV).
Celdas fotovoltaicas laminadas.
Películas
fotosensibles en
sustrato de acero
flexible.
Se adhieren a
superficies como
calcomanias.
Ideal para techos
metálicos.63 W/m2

6. Consideraciones estéticas.
Sistemas Fotovoltaicos integrados al edificio (BIPV).
Celdas vitrificadas.
Celdas FV alojadas
entre dos capas de
vidrio.
Ideal para fachadas,
ventanas sin vista.
Sirve como sistema
de prevencion de
calentamiento
interno.

7. Consideraciones estéticas.
Sistemas Fotovoltaicos integrados al edificio (BIPV).
Sistemas de Calentamiento Integrados.
Los colectores o
concentradores de calor
hacen parte del techo.
Ideal en techos de
materiales conductores
del calor (metálicos).
Incrementa vida útil de
los colectores.

8. Consideraciones estéticas.
Sistemas Fotovoltaicos aplicados al edificio
(BAPV).
Los sistemas solares son una adición al edificio previamente
construido.
Poner calentadores
solares en techos es
BAPV.
Gran desafío con la
estética y el efecto visual
de los alrededores.

9. Consideraciones de localización.
Los sistemas solares deben tener en cuenta las
características de los alrededores en los que son
instalados. Considere siempre que o quien es el vecino
de su sistema solar.
Sombras (objetos y
vegetación).
Angulos de pendiente y
dirección de vista.
Vista a sitios públicos.
Negociación Vecinos
(condominios)

10. Consideraciones de localización.
Sombras (objetos y vegetación)
% del
arreglo
de
páneles
cubierto
Pérdida de
potencia
debido a
sombras
Es una necesidad importante
el evitar sombras sobre los
páneles pues se reduce
ampliamente su potencia.
Sin embargo algunas
sombras pueden evitarse y
otras no. Objetos distantes
serán difíciles de obviar
(montañas) especialmente
en zonas urbanas.

11. Consideraciones de localización.
Sombras (objetos y vegetación)
Cuide la presencia de objetos que
produzcan sombras:
Chimenea
s
Ventanas
Elementos salientes
Árboles
Las sombras cambian a lo
largo de la trayectoria del sol.

12. Consideraciones de localización.
Sombras (objetos y vegetación)
Aparentemente no es tán lógico como debería. Mal
diseño!

13. Consideraciones de localización.
Sombras (objetos y vegetación)
La formación de sombras y su impacto se pueden minimizar
con sistemas de análisis del paisaje, software que digitaliza el
paisaje usando fotografías de detalle o también simula una
distribución de edificaciones en el espacio. Tiene en cuenta la
trayectoria del sol.
Renders de PV-SOL EXPERT , DEMO EN WWW.SOLARDESIGN.CO.UK

14. Consideraciones de localización.
Sombras (objetos y vegetación)
Solución a perdidas de potencia por sombras: Inversor MPPT
Los paneles en un sistema solar están conectadas
en serie.
Los paneles con sombra producen un voltaje
reducido. Una de las misiones del inversor es
maximizar la energía producida por medio de
control sobre I vs V de todo el sistema ( maximum
power point, MPP).
Cuando hay paneles con sombras el punto máximo
(I vs V) no es homogéneo para todas. Los
inversores comunes deciden privilegiar el MPP
basado en los paneles sin sombra. Esto hace que
las que tienen sombra produzcan prácticamente
cero energía.

15. Consideraciones de localización.
Ángulos de pendiente.
Sabemos que los paneles deben estar orientados con cierto ángulo para
optimizar su ganancia de energía.
Se debe aprovechar ese ángulo
como una ventaja estética,
localizando páneles integrados
a estructuras que contengan la
angulación adecuada.
En estructuras para proveer
sombra.
Aunque en Colombia
angulación es muy baja , aprox
4 grados.

16. Consideraciones de localización.
Dirección de vista.
Regla de oro: “los paneles siempre se deben poner
orientados hacia el sur de una edificación”. En el hemisferio
norte el sol está predominantemente en el sur a lo largo del
año.
El trópico es privilegiado. A ángulos bajos
en todas direcciones se produce
virtualmente la misma eficiencia. Pero hay
problemas de limpieza.
La dirección de vista no es un gran
problema con nuevos paneles
fotovoltáicos tipo cono rotante.

17. Consideraciones de localización.
Vista a sitios públicos
Buen diseño intenta obviar la exposición de paneles hacia lugares
públicos.
Eso implica que fachadas y entradas deberían en lo posible no estar
en el lado sur.
MAL
DISEÑO!
Ni hablar…

18. Consideraciones de localización.
Vista a sitios públicos
Buen diseño intenta obviar la
exposición de paneles hacia
lugares públicos.
Eso implica que fachadas y
entradas deberían en lo
posible no estar en el lado sur.
Considere poner paneles detrás
de grandes estructuras. De
forma que queden ocultos del
público.
Para construcciones que cuidan
el patrimonio histórico es
imperativo ocultar el sistema.

19. Consideraciones de localización.
Negociación con vecinos y planeamiento
local
Cuando se hacen planes de construcción (condominios) se deben hacer
diseños que incluyan la inclusión de energía solar desde el inicio. Será dificil
negociar con los propietarios una vez la junta de acción comunal ha sido
creada (cuotas, plazos, etc).
Cuando se hacen planes a
largo plazo se requiere
llegar a acuerdos con los
dueños de predios aledaños
(altura de nuevos edificios,
siembra de arboles  25
años).
El acceso a la luz no es un
derecho de lo propietarios.

20. Consideraciones de localización.
Averigue los planes de desarrollo de la ciudad. Los
POT para cada región, asegúrese que su construcción
no va en contra de los valores estéticos del
planeamiento y que el acceso a la luz estará
garantizado.
Asegure el espacio requerido para modularmente
implementar sistemas térmicos y fotovoltáicos. 9.3 –
13.9 m2 por cada 1KW, o por familia en uso térmico.