Sistema fotovoltaico japonés revoluciona la eficiencia energética en edificios con lamas ventiladas

**Investigadores japoneses desarrollan un innovador sistema fotovoltaico integrado en edificios con lamas ventiladas**

Un equipo de investigadores de la Universidad de Nagoya, en Japón, ha presentado un concepto revolucionario en el ámbito de los sistemas fotovoltaicos integrados en edificios (BIPV, por sus siglas en inglés). Este sistema combina paneles solares con lamas ventiladas, ofreciendo una solución multifuncional que no solo genera energía, sino que también regula la temperatura interior y actúa como dispositivo de sombreado.

El sistema, denominado *dispositivo de sombreado fotovoltaico con flujo de aire* (PVSD, por sus siglas en inglés), se basa en un diseño que permite la circulación de aire a través de las lamas. Según los investigadores, esta tecnología aprovecha el flujo de aire para enfriar los paneles solares de manera pasiva durante los meses cálidos y, en invierno, utiliza el calor generado por los paneles para calentar el aire que ingresa al edificio. Todo esto se logra sin necesidad de consumir energía adicional.

### **Cómo funciona el sistema**

El PVSD está diseñado con aberturas en la parte superior e inferior de las lamas, lo que permite que el aire fluya a través de ellas. Durante los meses cálidos, el aire exterior entra por la parte inferior, enfría los paneles solares al ascender y finalmente sale por la parte superior. Este enfriamiento pasivo ayuda a mitigar la pérdida de eficiencia de los paneles solares debido a altas temperaturas. En invierno, el proceso se invierte: el aire interior pasa por las lamas, se calienta al contacto con los paneles solares y luego se redistribuye dentro del edificio.

El prototipo desarrollado incluye un panel solar de 200 mm × 1,500 mm con células monocristalinas, capaz de generar 39 W con una eficiencia del 13%. Este panel se instala frente a siete lamas de aluminio que actúan como dispositivo de sombreado. Los investigadores probaron dos versiones del sistema: una con aberturas para el flujo de aire y otra sin ellas.

### **Resultados prometedores**

Las pruebas iniciales se llevaron a cabo en enero de 2022 en la ciudad de Shizuoka, Japón. Los resultados mostraron que, bajo condiciones de máxima irradiación solar, el modelo con flujo de aire generó 247.25 W, superando ligeramente los 242.21 W del modelo sin flujo de aire. Aunque la diferencia en generación eléctrica fue modesta, los investigadores destacan que en edificios con múltiples unidades instaladas, esta brecha podría ser mucho más significativa.

Además de las mediciones físicas, el equipo realizó simulaciones anuales utilizando el software EnergyPlus, evaluando tres escenarios: ventanas sin PVSD, ventanas con PVSD sin flujo de aire y ventanas con PVSD con flujo de aire. Los resultados indicaron que el sistema con flujo de aire no solo mejoró la eficiencia de generación eléctrica, sino que también redujo significativamente la demanda de calefacción, con una disminución del 29% en comparación con el modelo sin flujo de aire.

### **Optimización del diseño**

Tras confirmar la efectividad del sistema, los investigadores analizaron cómo variables como el tamaño de las aberturas, la altura de instalación y el ángulo de inclinación afectaban el rendimiento. Descubrieron que aumentar el área de las aberturas en tres veces respecto al prototipo original maximizaba la generación eléctrica y reducía la demanda de calefacción. Asimismo, instalar el sistema a 60 metros de altura incrementó la producción de energía, aunque a costa de un mayor consumo de calefacción.

En cuanto al ángulo de inclinación, se observó que una menor inclinación (70°) generaba la mayor diferencia en producción eléctrica entre los modelos con y sin flujo de aire, alcanzando una diferencia de 10.5 kWh al año.

### **Un paso hacia edificios más sostenibles**

Este desarrollo, presentado en el artículo científico titulado *“Development and verification of an airflow-type photovoltaic-integrated shading device on building façades”*, publicado en la revista *Applied Energy*, representa un avance significativo en la integración de tecnologías solares en edificios. Al combinar generación de energía, regulación térmica y sombreado, el PVSD con flujo de aire no solo mejora la eficiencia energética de los edificios, sino que también contribuye a la sostenibilidad y al confort de sus ocupantes.

Este sistema tiene el potencial de transformar la forma en que diseñamos edificios, ofreciendo una solución innovadora y eficiente para enfrentar los desafíos energéticos y climáticos del futuro.

Fuente: https://www.pv-magazine.com/2025/01/21/novel-bipv-concept-integrates-louvers-to-enhance-power-production/