Panel solar chino revoluciona fachadas con aislamiento térmico y retorno de inversión en solo un año

Investigadores chinos desarrollan panel solar aislante para fachadas con retorno de inversión en poco más de un año

Un equipo de investigadores de China ha presentado un innovador panel compuesto para fachadas de edificios que combina aislamiento térmico, generación de energía solar y calefacción pasiva. Este sistema multifuncional, que representa la cuarta generación de su tipo desarrollada por el mismo grupo, promete reducir significativamente el consumo energético de los edificios y tiene un periodo de retorno de inversión estimado en apenas 1,1 años.

El proyecto ha sido liderado por académicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Shandong y la Universidad de Arquitectura de Shandong, quienes han optimizado su diseño previo al incorporar un panel fotovoltaico (PV) y mejorar el aislamiento térmico mediante una estructura completamente cerrada con vidrio. Esta nueva configuración permite no solo captar energía solar para calentar aire, sino también generar electricidad para alimentar un ventilador que distribuye ese aire caliente al interior del edificio.

El panel está diseñado como una unidad modular que puede adaptarse a diferentes tamaños de ventanas y columnas, lo que facilita su integración en diversos tipos de fachadas. Su estructura incluye varias capas: una capa interna de yeso, un panel de concreto celular curado en autoclave de 150 mm, una placa de aislamiento de lana de roca de 30 mm, una cámara de aire de 80 mm y, finalmente, el sistema solar compuesto por un colector térmico y un panel fotovoltaico.

El colector solar está fabricado con placas de acero o aluminio recubiertas con un material altamente absorbente de calor, perforadas con pequeños orificios que permiten el paso del aire. El panel fotovoltaico, por su parte, tiene una potencia de 60 W y alimenta un ventilador de 12 V que opera a 4.500 revoluciones por minuto, con una capacidad máxima de ventilación de casi 36 metros cúbicos por hora. Además, el sistema incluye filtros de polvo en las entradas de aire para garantizar la calidad del aire que se introduce al interior.

Para evaluar el rendimiento térmico del sistema, los investigadores realizaron simulaciones con el software Fluent y también construyeron un prototipo que fue probado en condiciones reales en la ciudad de Qingdao, al este de China, durante varios días de diciembre de 2024. Los resultados fueron consistentes con las simulaciones: en días soleados de invierno, la temperatura del aire a la salida del sistema aumentó en promedio 41,23 °C, lo que representa una mejora significativa respecto a versiones anteriores del diseño.

En verano, el sistema también mostró un aumento considerable de temperatura, lo que sugiere que podría adaptarse para su uso en procesos de ventilación o incluso en combinación con sistemas de refrigeración pasiva.

Uno de los aspectos más destacados del estudio es el ahorro energético que ofrece este panel compuesto. Según los cálculos realizados por los investigadores, el sistema puede reducir el consumo de energía para calefacción en un 65,47 %, lo que lo convierte en una solución altamente eficiente para la rehabilitación energética de edificios existentes o la construcción de nuevos inmuebles sostenibles.

Además, su diseño modular permite su implementación en edificaciones prefabricadas y su compatibilidad con diferentes tipos de estructuras, como marcos de acero, concreto reforzado o madera, lo que amplía su potencial de aplicación en el sector de la construcción.

El estudio completo ha sido publicado en la revista científica Frontiers of Architectural Research bajo el título “Optimized design and thermal performance study of solar heating composite exterior wall panels”.

Este desarrollo representa un paso importante hacia la integración de tecnologías solares activas y pasivas en la arquitectura moderna, con beneficios tanto económicos como ambientales.

Fuente: https://www.pv-magazine.com/2025/04/02/pv-driven-self-insulating-composite-exterior-wall-panel-for-building-applications/