Nuevo método para calcular el potencial solar en tejados optimiza la planificación energética urbana
14 febrero, 2025
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### Un nuevo método para evaluar el potencial fotovoltaico en tejados a escala urbana
Un grupo de investigadores de la Universidad de Información Científica y Tecnología de Nanjing, en China, ha desarrollado un innovador método para calcular el potencial de generación de energía solar en tejados urbanos. A diferencia de los enfoques tradicionales, que se centran principalmente en la superficie disponible, esta nueva metodología incorpora parámetros de instalación y viabilidad económica, lo que permite obtener estimaciones más precisas y realistas.
#### Un enfoque más preciso para la planificación solar
El método propuesto se basa en cuatro pasos clave. En primer lugar, se utiliza un modelo empírico basado en la duración de la luz solar y datos tridimensionales para calcular la irradiancia solar en los tejados de los edificios. Luego, se analiza la disposición óptima de los paneles fotovoltaicos, determinando la mejor forma de colocarlos en cada superficie disponible. Para ello, se emplea un algoritmo codicioso (greedy algorithm) que maximiza el número de paneles instalados, evitando obstáculos y respetando márgenes de seguridad en los bordes del tejado.
El tercer paso introduce un criterio económico fundamental: se establece un umbral mínimo de irradiancia solar para que la instalación de los paneles sea rentable. Este cálculo tiene en cuenta factores como los costos de instalación, el tiempo de recuperación de la inversión, la tarifa de alimentación a la red, el precio de la electricidad y la eficiencia de los módulos solares. Finalmente, en la última etapa, se comparan los niveles de irradiancia recibidos por cada panel con el umbral calculado. Aquellos que no alcanzan la cantidad mínima de irradiancia son descartados, asegurando que solo se consideren instalaciones económicamente viables.
#### Aplicación en la ciudad de Nanjing
Para demostrar la efectividad del método, los investigadores realizaron un estudio de caso en Nanjing, una ciudad del este de China. Utilizaron datos de diversas fuentes, incluyendo el mapa AutoNavi, el Modelo Digital de Elevación (DEM), la NASA y la Oficina Meteorológica de Nanjing. Además, tomaron como referencia el módulo fotovoltaico Longi LR5-72HPH-550 M para establecer parámetros de precio, tamaño y eficiencia.
Los resultados fueron reveladores: la superficie de tejados apta para la instalación de paneles solares en Nanjing alcanza los 122 km², con un potencial de generación de 28,87 TWh anuales. Esto equivale a cubrir el 39,85% del consumo eléctrico de la ciudad en 2022, que fue de 72,45 TWh.
Uno de los hallazgos más importantes del estudio es que este nuevo método evita la sobreestimación del potencial de generación por unidad de área en un 13,08%, un problema común en las metodologías tradicionales.
#### Un avance clave para la planificación energética
Este enfoque representa un avance significativo en la evaluación del potencial fotovoltaico urbano, ya que no solo considera la disponibilidad de espacio, sino también la viabilidad económica de cada instalación. Con herramientas más precisas como esta, las ciudades pueden planificar de manera más eficiente la integración de la energía solar en sus redes eléctricas, optimizando inversiones y maximizando el aprovechamiento de los recursos renovables.
El estudio ha sido publicado en la revista *Solar Energy* bajo el título *Evaluating solar photovoltaic potential of buildings based on the installation parameters of photovoltaic modules*.
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