Qu es Ingeniera Civil?

Es la disciplina que fundamentada en el conocimiento de las ciencias matemticas, naturales y sociales, adquirido a travs del estudio, de la prctica y de la experiencia, permite disear y construir obras de infraestructura para beneficio del ser humano, mediante la transformacin racional, creativa y econmica de los recursos, lo que permitir a la nacin elevar la calidad de vida del ciudadano ecuatoriano, manteniendo y preservando su medio ambiente.

ENERGA SOLAR FOTOVOLTAICA EN LA EDIFICACIN

INTRODUCCINLa energa, como problemtica, ha sido percibida desde distintos puntos de vista dependiendo del momento histrico. Desde los inicios del siglo hasta principios de los aos setenta, el crecimiento econmico de los pases industrializados se fundament en la disponibilidad de una fuente de energa barata y abundante: el petrleo. A partir de la Segunda Guerra Mundial, tanto la produccin mundial de petrleo como la demanda industrial de energa se han duplicado cada diez aos. Las previsiones sobre la evolucin del consumo de energa en el mundo, muestran un crecimiento similar en los prximos aos.Aunque al final de los sesenta nacieron voces crticas de que el crecimiento energtico no se poda mantener indefinidamente, no fue hasta la primera Crisis del Petrleo que la sociedad empez a concienciarse del problema de la limitacin de las reservas de combustibles fsiles, de las cuales slo hay para 50 aos de petrleo si se mantiene el ritmo de consumo actual.Las nicas posibilidades de mantener un crecimiento econmico sostenible, garantizando un suministro energtico a largo plazo, son el incremento de la eficiencia y la bsqueda de energas alternativas al petrleo.Entre las opciones de sustituir progresivamente la utilizacin exhaustiva y masiva del petrleo, se encuentra el aprovechamiento de los recursos energticos renovables, ya que son inagotables, limpias y se pueden utilizar en forma auto gestionada (se pueden aprovechar en el mismo lugar en el que se producen), adems pueden complementarse entre s, lo cual favorece la integracin entre ellas.El aprovechamiento por el hombre de las fuentes de energa renovable es muy antiguo. Desde muchos siglos antes de nuestra era, ya se utilizaban el sol, el viento y el agua y su empleo continu durante toda la historia hasta la llegada de la Revolucin Industrial, en la que, debido al bajo precio del petrleo, fueron abandonadas. Sin embargo hoy, debido al incremento de los costos de los combustibles fsiles y los problemas medioambientales derivados de su explotacin, presenciamos un renacer de las energas renovables.Los sistemas de produccin de electricidad denominados sistemas fotovoltaicos posibilitan la transformacin de la energa que contiene la radiacin solar en energa elctrica. Estos sistemas se caracterizan por un grado de autonoma respecto al clima, lugar geogrfico y otras condiciones que pocas fuentes energticas pueden alcanzar. Las localizaciones geogrficas caracterizadas por recibir un alto nivel de radiacin solar son las ms propicias para su utilizacin.

La produccin y consumo de energa es la principal fuente de emisin de gases contaminantes y de efecto invernadero a nivel mundial, si bien, en los ltimos aos, es cuando se han reducido de manera importante dichas emisiones debido, entre otras iniciativas, a la utilizacin de energas de tipo renovable adems de por una mayor eficiencia en el consumo de la energa. Pare ello, la energa solar fotovoltaica juega un papel fundamental, entre otras posibilidades.Esta tecnologa es de aplicacin mayoritaria en el Sector Terciario e Industrial, en el cual los edificios de los usos de hipermercados, multitiendas y centros de ocio, nave de almacenamiento, administrativos, hoteles y hostales, hospitales y clnicas y pabellones de recintos feriales, que en gran parte incorporan sistemas de captacin y transformacin de energa solar por procedimientos fotovoltaicos cuando superen los lmites de aplicacin.Las ventajas que presenta la integracin de sistemas fotovoltaicos en edificios residenciales son evidentes. En primer lugar supone un apoyo para cubrir las necesidades de consumo de los edificios, se aprovechan superficies no utilizadas en cubiertas, se ahorra materiales de revestimiento (tejas, vidrios, cubiertas, etc.) si el sistema est realmente integrado, se ahorran prdidas adicionales de conduccin y distribucin de la energa elctrica. As se puede adaptar la potencia del sistema a las necesidades locales de consumo. Incluso en sistemas conectados a red, en los que interese reducir los picos de demanda elctrica a la red en determinadas horas.No obstante, existen tambin desventajas fundamentadas en la dificultad que ofrecen los edificios residenciales por la escasez de espacio disponible para la ubicacin de mdulos.A pesar de su gran potencial, la existencia de barreras de carcter no tcnico retarda el desarrollo y difusin de la integracin fotovoltaica en edificios. Son necesarios los incentivos econmicos para promover la utilizacin de la FV en edificios, debido a que estos sistemas, aunque tienen bajos costes de operacin (se reducen al coste de mantenimiento), necesitan elevados costes de inversin.A la hora de analizar los costes del sistema hay que tener en cuenta no slo el coste del propio sistema fotovoltaico, sino tambin el de los elementos constructivos que son sustituidos por los mdulos (tejas, elementos de fachadas, elementos de sombra, etc.). En este sentido, aunque en trminos absolutos son ms caros los sistemas integrados en fachadas que en tejados, en trminos relativos esta distancia se acorta, debido al ms alto coste de los elementos que son sustituidos, que pueden ser de hasta un 60% del elemento fotovoltaico correspondiente.La principal barrera es sin duda la econmica. Sin embargo, existen otras, como la falta de confianza de los usuarios en la energa fotovoltaica, por resultar desconocida, los pasos burocrticos a resolver para la conexin a red del sistema, los permisos, la falta de facilidad para ser informado, etc.

OBJETIVO GENERALExponer el avance de la tecnologa fotovoltaica integrada en las edificaciones.

OBJETIVOS ESPECFICOS Mostrar la importancia del uso de una energa limpia para reducir la contaminacin de nuestro planeta.Concientizar a los ciudadanos sobre el uso de la energa fotovoltaica como solucin a la crisis ambientalENERGIA FOTOVOLTAICALa energa solar fotovoltaica es una fuente de energa que produce electricidadde origenrenovable, obtenida directamente a partir de laradiacin solarmediante un dispositivosemiconductordenominadoclula fotovoltaica, o bien mediante una deposicin de metales sobre un sustrato denominada clula solar de pelcula fina.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTOLa energa solar fotovoltaica se basa en la captacin deenerga solar y su transformacin en energa elctrica por medio de celdas fotovoltaicas.Consiste en la captacin de la energa radiante procedente del sol, equivalente a 3,8 E20 MW.Es emitida por su superficie a la temperaturade 13 millones de grados (producida por las fusionesde tomos de Hidrogenopara formar Helio).Se transmite por el espacio en forma de fotones de luz.Cuando fotones de un determinado rango de energa chocan con tomos de ciertos materiales semiconductores (el Silicio es el ms representativo) les ceden su energa produciendo un desplazamiento de electrones que es en definitiva una corriente elctrica.

CELDAS OCLULASFOTOVOLTAICASSon dispositivos formados por metalessensibles a la luz que desprenden electrones cuando los fotones inciden sobre ellos. Convierten energa luminosa en energa elctrica.Estn formados por clulas elaboradas a base de silicio puro con adicin de impurezas de ciertos elementos qumicos, siendo capaces de generar cada una de 2 a 4 Amperios, a un voltaje de 0,46 a 0,48 V, utilizando como materia primala radiacinsolar.La celda cuenta con dos terminales que se conectan a un circuito externo para extraer la corriente elctricaproducida. La cara de la oblea expuesta a la luz, posee un enrejado metlico muy fino (plata y/o aluminio), el cual colecta los electrones foto generados. Esta capa corresponde a la terminal negativa. Sobre este enrejado est conectado uno de los conductores del circuito exterior. La otra cara cuenta con una capa metlica, usualmente de aluminio.Esta corresponde a la terminal positiva ya que en ella se acumulan las cargas positivas. Sobre esta capa est conectado el otro conductor del circuito exterior. Tambin la celda esta cubierta con una pelcula delgada anti reflejante para disminuir las prdidas por reflexin.

PANEL SOLAREstn formados por varias celdas fotovoltaicas. Las clulasse montan en serie sobre paneles o mdulos solares para conseguir un voltaje adecuado a las aplicaciones elctricas; los paneles captan la energa solartransformndola directamente en elctrica en forma de corriente continua, que se almacena en acumuladores, para que pueda ser utilizada fuera de las horas de luz.Los mdulos fotovoltaicos admiten tanto radiacindirecta como difusa, pudiendo generar energa elctricaincluso en das nublados.La unidad bsica de las instalaciones fotovoltaicas es, pues, la placa fotovoltaica, que contiene entre 20 y 40 clulas solares; estas placas se conectan entre s en serie y/o paralelo para obtener el voltaje deseado (12V, 14V, etc.).Estas clulas interconectadas y montadas entre dos lminas de vidrioque las protegen de la intemperie constituyen lo que se denomina un mdulo fotovoltaico.

GENERADOR SOLAR:conjunto de paneles fotovoltaicos que captan energa luminosa y la transforman en corriente continua a baja tensin.

ACUMULADOR: Almacena la energa producida por el generador. Una vez almacenada existen dos opciones: Sacar una lnea de ste para la instalacin (utilizar lmpara y elementos deconsumoelctrico). Transformar a travs de un inversor la corriente continua encorriente alterna.

REGULADOR DE CARGA: Sufuncines evitar sobrecargas o descargas excesivas al acumulador, puesto que los daos podran ser irreversibles. Debe asegurar que elsistematrabaje siempre en el punto de mximaeficacia.

INVERSOR(opcional): Se encarga de transformar la corriente continua producida por el campo fotovoltaico en corriente alterna, la cual alimentar directamente a los usuarios.Un sistema fotovoltaico no tiene por qu constar siempre de estos elementos, pudiendo prescindir de uno o ms de stos, teniendo en cuenta el tipo y tamao de las cargas a alimentar, adems de lanaturalezade losrecursosenergticos en el lugar de instalacin.

TIPOS DE LA INSTALACIN De acuerdo al tipo de instalacin en funcin del objetivo de las mismas, podemos diferenciar instalaciones aisladas de la red, cuya finalidad es satisfacer total o parcialmente la demanda de energa elctrica convencional residencial o de una comunidad, y las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red, que tienen como objetivo fundamental entregar la energa a la red elctrica pblica; esta ltima, se est utilizando como superficie de terminacin e imagen en el edificio.

INSTALACIONES AISLADAS DE LA RED

Una instalacin solar fotovoltaica aislada es un sistema de generacin de corriente sin conexin a lared elctricaque proporciona al propietario energa procedente de la luz del sol.Normalmente requiere el almacenamiento de la energa fotovoltaicageneradaen acumuladores solares-o bateras- y permite utilizarla durante las 24 horas del da.Estas instalaciones fotovoltaicas aisaldas son ideales en regiones donde la conexin a la red elctrica no es posible o no est prevista debido a los altos costes de desarrollo de la construccin de los sistemas elctricos de la lnea, especialmente en las zonas rurales remotas.Las instalaciones fotovoltaicas aisladas generalmentese diferencian por su tensin del sistema (corriente continua o corriente alterna). En los sistemasoff-gridacoplados en corriente continua, el panel solar se conecta a travs de reguladores de carga de CC/ CC.

INSTALACIONES CONECTADAS A LA REDEsta aplicacin se ajusta muy bien a la curva de demanda de la electricidad. El momento en que ms energa generan los paneles, cuando hay luz solar, es cuando ms electricidad se demanda.Al instalar un sistema fotovoltaico conectado a la red, se dispone de una minicentral elctrica que inyecta kWh verdes a la red para que se consuman all donde sean demandados, lo que elimina las prdidas en transporte de electricidad.Para que estas instalaciones sean tcnicamente viables es necesario:- Laexistencia de una lnea de distribucin elctrica cercanacon capacidad para admitir la energa producida por la instalacin fotovoltaica.- La determinacin, con la compaa distribuidora, delpunto de conexin.- Proyectar un sistema que incluyaequipos de generacin y transformacin de primera calidad, con las protecciones establecidas y debidamente verificados y garantizados por los fabricantes, de acuerdo a la legislacin vigente.

En las instalaciones conectadas a red, el tamao de la instalacin no depende del consumo de electricidad de la vivienda o edificio.Para dimensionar la instalacin es necesario conocer la inversin inicial, el espacio disponible y la rentabilidad que se quiere obtenerya que el consumo de electricidad es independiente de la energa generada por los paneles fotovoltaicos.El usuario sigue comprando la electricidad que consume a la distribuidora al precio establecido y adems es propietario de una instalacin generadora de electricidad que puede facturar los kWh producidos a un precio superior.Las principales aplicaciones de los sistemas conectados a la red elctrica son en las cubiertas de los tejados. Son sistemas modulares de fcil instalacin donde se aprovecha la superficie de tejado existente para sobreponer los mdulos fotovoltaicos. El peso de los paneles sobre el tejado no supone una sobrecarga para la mayora de los tejados existentes.

VENTAJAS DE TECNOLOGIA FV APLICADA A EDIFICACIN

Es evidente que optar por instalaciones de energa solar fotovoltaica reporta numerables ventajas, tanto en instalaciones de generacin centralizada como distribuida. En este caso, nos vamos a centrar en las ventajas obtenidas en instalaciones en edificaciones de viviendas en entorno urbano. En cualquier caso existen tambin ventajas a nivel genrico para cualquier instalacin FV que se relacionarn conjuntamente con las particulares para este tipo de instalaciones. Proviene de unafuente inagotable,el sol No contamina,no produce emisiones de CO2 u otros gases No precisa de un suministro exterior, no consume combustible, ni necesita presencia de otros recursos como el agua o el viento No produce ruidos Reduce la dependencia energticade los pases La mayor produccin coincide con las horas de mayor consumo Los sistemas son sencillos y fciles de instalar Elevada versatilidad, los sistemas pueden instalarse en casi cualquier lugar y las instalaciones pueden ser de cualquier tamao Las instalaciones son fcilmente modulables, con lo que se puede aumentar o reducir la potencia instalada fcilmente segn las necesidades Las plantas apenas requieren mantenimiento y tienen un riesgo de avera muy bajo Los mdulos gozan de una larga vida Los sistemas resisten condiciones climticas extremas: granizo, viento, fro. Es un sistema de aprovechamiento de energa idneo para zonas donde el tendido elctrico no llega o es dificultoso y costoso su translado Fomenta la creacin de empleo local Atrae inversores Mejora su imagen al generar energa no contaminante El coste de los componentes disminuye a medida que avanza la tecnologa Proporciona ahorros econmicos Gran durabilidad, resultan prcticamente inalterables al paso del tiempo. No requieren mantenimiento. No producen contaminacin atmosfrica ni hacen ruido. El silicio, base de las clulas solares, se encuentra en la arena por lo que hay abundancia del mismo. Su facilidad de instalacin permite su integracin en zonas urbanas sobre edificios ya construidos. Sus costes tienden a disminuir y lo harn ms si su produccin se incrementa. Son menos antiestticas que otras energas integrndose en los edificios de manera discreta. Permite evolucionar zonas con bajo nivel de desarrollo econmico y socia

Mejora las condiciones de vida de comunidades en vas de desarrolloAsimismo, existen inconvenientes desde el punto de vista energtico y econmico, que se relacionan a continuacin:- El coste de las instalaciones es bastante alto - La no uniforme irradiacin solar limita la posibilidad de aprovechamiento de esta energa a las zonas y pases con un nmero elevado de horas de sol- Gran superficie de terreno ocupada por las instalaciones- No se puede almacenar de forma directa, siendo necesario realizar una transformacin energtica- Desembolso inicial elevado- Se duda de los resultados ya que todava puede resultar algo experimental.Este proceso convertir las instalaciones FV en una parte ms del edificio que tanto promotores, como arquitectos, ingenieros y constructores debern asumir, al igual que hace pocos aos se aprob el Decreto de Infraestructura de Telecomunicaciones, que oblig a dotar los nuevos edificios residenciales de las instalaciones necesarias para adaptarse a las nuevas plataformas de comunicaciones que se ofrecen a los usuarios, o bien con la obligatoriedad de dotacin de agua caliente sanitaria por energa solar en viviendas de promocin social y de dotar de la infraestructura necesaria a las viviendas de promocin privada.Es evidente que las instalaciones FV debern formar parte del diseo del edificio desde el principio, con lo que arquitectos e ingenieros realizarn el desarrollo del proyecto arquitectnico teniendo en cuenta este nuevo aspecto.Cuanto ms implicado est en el diseo del edificio el diseo de la instalacin FV, mejor ser el resultado y su integracin. Gracias a los nuevos tipos de mdulos que se estn fabricando, su integracin en las fachadas o cubiertas de los edificios es cada vez ms sencilla y rentable, obtener rendimiento energtico, adems de generar un ahorro en los materiales sustituidos, as como influencia en el balance trmico del edificio y en la iluminacin procedente del exterior.SISTEMAS DE INTEGRACIN EN EDIFICIOS.La integracin fotovoltaica en edificios (BIPV Building Integrated Photovoltaics) supone la sustitucin de materiales convencionales de construccin por nuevos elementos arquitectnicos fotovoltaicos generadores de energa.

En la integracin en edificios suele ser conveniente la divisin del sistema fotovoltaico en subsistemas, con el fin de optimizar el rendimiento global. La configuracin de inversores asociados a hileras de mdulos es muy recomendable para minimizar las prdidas de produccin. Incluso existen en el mercado los llamados mdulos AC o mdulos en corriente alterna, los cuales incluyen su propio inversor.Este tipo de configuracin, sin embargo, tiene alguna desventaja, como es la alta temperatura a la que puede llegar a trabajar el inversor por estar situado bajo el mdulo.Cada vez resulta ms sencillo integrar mdulos fotovoltaicos en la ingenieria.Avances tecnolgicos recientes permiten la integracin de los mdulos solares fotovoltaicos como elementos constructivos en edificios. Factores como tamao, caractersticas fsicas, aspecto, fiabilidad y costes han evolucionado, de forma que los mdulos pueden integrarse en la edificacin sustituyendo otros elementos constructivos y llegando, en algunos casos, a competir econmicamente con ellos.La envolvente de un edificio ofrece espacio y soporte para los mdulos fotovoltaicos, reducindose significativamente los costes de infraestructura de las instalaciones. En principio, cualquier superficie de un edificio que reciba luz solar directa suficiente puede ser apta para la integracin de mdulos. Existen dos posibles modos de integracin en edificios: uno en nuevas construcciones, cuyo diseo tiene en cuenta la incorporacin del sistema fotovoltaico, y otro, en edificios ya construidos.En el primer caso suele buscarse una integracin arquitectnica del mdulo fotovoltaico, en la que ste sustituye elementos de la construccin y tiene un papel activo en el comportamiento energtico y lumnico del edificio. Se buscan soluciones convincentes que resulten estticas y funcionales desde el punto de vista constructivo pero que a la vez busquen, en lo posible, favorecer la produccin energtica.En edificios ya construidos es ms difcil integrar el diseo de los mdulos fotovoltaicos. Normalmente estos casos se resuelven recurriendo a la superposicin, es decir, la instalacin de los mdulos sobre los materiales de la envolvente del edificio. En cualquier caso, debe intentarse que el resultado rompa lo menos posible con la esttica del edifico y que la estructura, fijacin, estanqueidad y cableado estn resueltos adecuadamente.El diseo arquitectnico es un factor determinante en el diseo final de estos sistemas. En algunos casos se sacrifica en parte la produccin elctrica a costa de las exigencias estticas, o viceversa. En cualquier caso, debe llegarse a una solucin racional de equilibrio entre ambos factores y debe buscarse en lo posible un resultado acorde con el contexto y la armona del edificio.Las aplicaciones de la energa fotovoltaica se proyectan hoy mucho ms all de las tradicionales instalaciones de los sistemas fotovoltaicos como "artefactos", tanto en la arquitectura como en la ciudad. Desde hace una dcada, al menos, se busca la integracin en el diseo mismo; para explicar esto seguiremos el siguiente esquema de las posibilidades de integracin:

Integracin en fachada:

En fachada vertical continua o muro cortina.

Es una fachada ligera que deja de ser un elemento portante del edificio. Es un cerramiento colgado, no apoyado. La solucin ms habitual es la de los montantes y travesaos donde se integra un doble acristalamiento. Los montantes se fijan a los cantos de los forjados. En estos muros cortina, el vidrio convencional se puede sustituir por otro que incorpore clulas FV. Las juntas entre los vidrios y la perfilara se resuelven mediante juntas EPDM, de goma, o aplicando silicona en obra o masilla se poliuretano. Los sistemas de silicona estructural, vidriado estructural o piel de vidrio es el ms novedoso sistema de fachadas acristaladas de la actualidad. Consisten en eliminar de la cara externa de la fachada el elemento de sujecin metlico para evitar las lneas de fachada y conseguir un efecto de continuidad en la superficie del vidrio. Para ello los cristales se fijan a la estructura (generalmente de aluminio) a travs de selladores siliconados de caractersticas especiales. En el caso de las fachadas FV, esta solucin es muy interesante ya que la superficie vidriada resultante queda totalmente libre de sombras que se proyecten sobre el mismo, aumentando entonces sensiblemente la superficie disponible para la instalacin de clulas fotovoltaicas.

En fachada vertical discontinua. En este tipo de instalaciones vamos a considerar los mdulos integrados en lamas o parasoles, que son un instrumento ideal para el control solar del espacio interior del edificio, facilitando el balance energtico, sobre todo en los meses de verano de los pases con mucho soleamiento.

En fachada inclinada. Las fachadas inclinadas no son soluciones habituales en arquitectura, si bien se pueden resolver con los mismos criterios que las fachadas verticales, tanto continuas como discontinuas. En cualquier caso habr que incidir en la solucin para evacuacin de las aguas de lluvia y procedentes de la limpieza de los mdulos, de forma que dicha evacuacin se haga sin obstculos que produzcan su acumulacin.

Instalacin de mdulo inclinado en fachada vertical. Este tipo de instalacin responde a la solucin de marquesina o porche. En ella se confecciona una estructura auxiliar con perfiles que forman tringulos con la fachada vertical y se orienta e inclina el soporte en la posicin ms favorable posible hacia el sol. Tienen la ventaja de producir una sombra que se puede aprovechar en los meses de verano. Mediante estas soluciones se consigue evitar el calentamiento innecesario de la fachada en los meses de verano y permite la entrada de luz natural.

En fachadas de doble piel o fachada ventilada. Las fachadas respirantes estn constituidas por una cmara de aires de dimensiones restringidas y dotadas de una membrana que equipara las presiones interior y exterior, para evitar de esa forma las condensaciones.Proporcionan buen aislamiento trmico y acstico y carecen de mantenimiento interno, pero su coste de fabricacin es elevado.Las fachadas ventiladas tienen una cmara de aire abierta por donde circula el aire libremente, lo cual requiere mayor mantenimiento. Con ellas se obtienen los mejores coeficientes trmicos de verano e invierno y su construccin es ms sencilla que las fachadas respirantes. La ventilacin de estas fachadas se efecta por conveccin natural, mixta o forzad. La conveccin natural se produce por efecto chimenea evacuando la energa absorbida por los cristales. En consecuencia se disminuye la temperatura superficial del cristal interior. Cuando la ventilacin es forzada se acta sobre el velocidad del aire, controlando el flujo dentro de la misma pudiendo incluso recuperar la energa trmica por acumulacin pasiva o mediante intercambiadores de calor.Otra posibilidades la introduccin del aire calentado en la cmara del aire en el interior del edificio. Consiste en dividir la fachada en dos capas independientes y con usos distintos, separados por una cmara de aire ventilada. La piel interior es la fachada resistente, estanca y aislada, mientras que la piel exterior tiene como objetivo proteger la interior de los agentes atmosfricos y cumplen una funcin esttica. En nuestro caso, la segunda piel nos servir para instalar los mdulos FV mediante anclajes a una perfilera auxiliar. Con la ventaja que los mdulos estarn bien ventilados, lo cual mejora su rendimiento al disipar el calor generado por los mismos.

INTEGRACIN EN CUBIERTA.Podemos diferenciar las siguientes variantes:- En cubierta inclinada.

- Estructura inclinada en cubierta plana.

"Dientes de Sierra" sobre cubierta plana.

En cubierta curva.

VENTAJAS INTEGRACIN FV EN FACHADAS- Se pueden aprovechar superficies destinadas a otros usos para la incorporacin de clulas fotovoltaicas para la produccin de electricidad (ventanas, paneles de fachada o fachadas completas).- Ahorro de materiales exteriores de revestimiento del edificio y en la estructura de soporte de la instalacin.- Posibilidad de recuperar le energa trmica que se produce en la superficie de captacin y aprovecharla en climatizar el edificio.- Reduccin de las prdidas por transporte de la energa elctrica, ya que la misma se produce en el sitio de consumo (generacin distribuida).- La posibilidad de reducir la luminosidad o el soleamiento interior del edificio a niveles ptimos. El excedente de energa lumnica no se rechaza, sino que se capta para la produccin de electricidad.- La cmara ventilada, al mismo tiempo de mejorar las condiciones de aislamiento trmico, constituye una barrera eficaz para proteger a los usuarios de la instalacin elctrica del campo de paneles: cajas de conexiones, cableados, superficie posterior de las clulas y otros elementos elctricos.- La misma cmara ventilada permite una temperatura de trabajo de la clula ms adecuada y controlada y permite trabaja con mdulos de cristal/tedlar de escaso espesor ya que el cristal fotovoltaico se ve liberado de las funciones de seguridad y fortaleza fsica.- Ahorro en iluminacin producido por el hecho de que con la clulas FV se pueden provocar unas sucesin de de huecos y sombras que permiten tener ms espacios abiertos (ventanas) en la pared interior, provocando la entrada de iluminacin natural en el interior del edificio.- En los casos en que los mdulos se integran en lucernario basados en montantes y travesaos, se sustituyen los vidrios de doble acristalamiento de las cubiertas por los paneles con cierto grado de transparencia montados sobre un doble acristalamiento para no perder prestaciones trmicas. Su fijacin es exactamente igual a las de los vidrios sustituidos.

SISTEMAS EN VAS DE DESARROLLO.La ciencia ha permitido aventurar nuevas tecnologas revolucionando los dispositivos foto electroqumicos como son los polmeros conductores y las nano estructuras sensibilizadas que han permitido a la industria fotovoltaica iniciar recientemente la diversificacin de la oferta.Adems de las tradicionales clulas de silicio dopado mono cristalino o amorfo que conforman los paneles, se han desarrollado nuevos productos y tcnicas. Hoy se han patentado las revolucionarias clulas solares en dixido de titanio (TiO2) nano estructurado sensitivizado con colorante presentndose como una nueva alternativa para generacin fotovoltaica. Los resultados son: clulas solares flexibles, transparentes, y en diferentes colores.Sin lugar a dudas, estamos frente a nuevos dispositivos que podran generar aplicaciones innovadoras y promover nuevos mercados. Se pueden fabricar en cualquier color deseado para una aplicacin concreta. En particular, se podra utilizar un colorante con absorcin en el infrarrojo que sera transparente para el ojo humano y, aun as, absorbera una fraccin substancial de la luz solar; por esto se contempla la incorporacin de clulas de color en ventanas inteligentes que regulan el paso de luz y calor al interior de los edificios. La clula deTiO2 con colorante encuentra un mercado potencial de reciente evolucin y competencia si se desea aprovechar las ventajas para producir electricidad.

Los mdulos de silicio amorfo flexible estn formados por un sistema de tres elementos de silicio superpuesto que genera electricidad aprovechando los diferentes espectros de la luz solar. Se trata de un sistema que est colocado entre dos electrodos conductores, consiguiendo un mdulo que integra directamente en las membranas polimricas.En la actualidad esta joven y reciente tecnologa se perfecciona, mejorando la eficiencia y la estabilidad del colorante que a mediano o largo plazo inutilizara la clula ante otras ms competitivas en el mercado solar.

Las esferas que componen la lmina, debido a su forma, tienen la capacidad de absorber luz solar desde cualquier ngulo, y pueden ser de diferentes colores para las ms diversas aplicaciones en arquitectura. La flexibilidad del producto deja a la imaginacin mltiples aplicaciones. La durabilidad y resistencia de los materiales empleados no requiere de sistemas de proteccin como marco y vidrio aun para caminar sobre ellos, lo que los hace ms ligeros.Se pueden alcanzar tamaos mayores (actualmente 15 cm. x 60 cm.), y pueden ser cortadas en tamaos pequeos segn la necesidad. Los costos de produccin son menores comparados a la tecnologa solar FV tradicional, por una capacidad de produccin en serie y un menor uso de materia prima.Los parmetros, por tanto, a tener en cuenta para el desarrollo tecnolgico futuro de los sistemas se basan en los siguientes conceptos:-Materiales:- No txicos y fcilmente reciclables.- Sustitutivos de elementos de construccin (Integracin).Vida media de los mdulos:- Superior a 40 aos.Proceso:- Consumo elctrico reducido drsticamente (silicio, clula).- Energa necesaria para proceso, devuelta por la propia generacin en un periodo inferior a 12 meses.Sistemas: Mini redes locales con distintas fuentes energticas. Energa convencional como complemento para asegurar suministro. Autogestin energtica en Ayuntamiento o mancomunidades. Edificios autosuficientes.

MANTENIMIENTO.Como en toda instalacin es necesario realizar operaciones de mantenimiento durante la vida de la instalacin para asegurar el funcionamiento, aumentar la fiabilidad y prolongar la duracin de la misma.Es conveniente la instalacin de sistemas de monitorizacin que informaran en cada momento y de forma precisa de la produccin de energa. Con estos sistemas no es necesario el control personal continuo de la instalacin. Si se registra algn problema se genera un aviso que se transmite a la empresa de mantenimiento de la instalacin. La cual a travs de Internet monitoriza el funcionamiento de la instalacin. No obstante, la monitorizacin de los equipos no es obligatoria, aunque s conveniente y depender de los criterios que pretenda aplicar el promotor de la instalacin y de la inversin a realizar.Para la limpieza de los paneles, mediante una estructura se elevan los mdulos FV entre20 y 30, para conseguir la mxima produccin energtica. Esta inclinacin permite que la propia lluvia limpie los paneles, reduciendo su mantenimiento.Siempre es conveniente tener en cuenta que el acceso a la instalacin debe ser lo ms cmodo posible. En los casos de cubiertas planas, su limpieza afecta en gran medida a su rendimiento.

Generalidades del mantenimiento:Se definen dos escalones complementarios de actuacin:a) plan de vigilancia;El plan de vigilancia se refiere bsicamente a las operaciones que permiten asegurar que los valores operacionales de la instalacin son correctos. Es un plan de observacin simple de los parmetros funcionales principales (energa, tensin etc.) para verificar el correcto funcionamiento de la instalacin, incluyendo la limpieza de los mdulos en el caso de que sea necesario.b) plan de mantenimiento preventivo.Son operaciones de inspeccin visual, verificacin de actuaciones y otros, que aplicados a la instalacin deben permitir mantener dentro de lmites aceptables las condiciones de funcionamiento, prestaciones, proteccin y durabilidad de la instalacin.El plan de mantenimiento debe realizarse por personal tcnico competente que conozca la tecnologa solar fotovoltaica y las instalaciones elctricas en general. La instalacin tendr un libro de mantenimiento en el que se reflejen todas las operaciones realizadas as como el mantenimiento correctivo.El mantenimiento preventivo ha de incluir todas las operaciones de mantenimiento y sustitucin de elementos fungibles desgastados por el uso, necesarias para asegurar que el sistema funcione correctamente durante su vida til.

EDIFICICACIONES CON TECNOLOGIA FOTOVOLTAICACIS Tower (Manchester)La fachada de la torre CIS de Manchester est compuesta por placas solares fotovoltaicas, en total, 7.244 paneles que generan unos 183 MWh anuales, la energa suficiente para cubrir el consumo de una familia durante 300 aos.La torre, de 25 pisos y 120 metros de altura, est formada por 7.244 paneles solares fotovoltaicos, que son capaces de generar 183 MWh de electricidad. Con la accin de las placas fotovoltaicas, adems de los 24 aerogeneradores situados en el edificio, se espera cubrir un 10% del consumo que se genere.

Estadio Nacional de KaohsiunEl estadio, diseado por el arquitectojapons,Toy It, hace uso de laenerga solarpara satisfacer sus necesidades energticas. El World Games Stadium, con forma en semi-espiral, como un dragn, ser el primer estadio del mundo en proporcionar energa usando tecnologafotovoltaica. Los paneles solares cubren la cara exterior del estadio y generan la energa requerida para su propio funcionamiento, adems de energa adicional que puede ahorrarse.

Al Bahar TowersEn esta obra de arquitectura se utiliza el concepto de fachada inteligente, en el sentido que la piel exterior del edificio est compuesta por paneles fotovoltaicos, los cuales captan la energa del sol y la convierten en electricidad para el edificio. Siendo estos capaces de disminuir la radiacin solar que emiten. Claramente la eleccin de la piel es acertada ya que todos sabemos las grandes temperaturas que existen en el Medio Oriente. En resumen, podemos darnos cuenta, que la piel se utiliza como mtodo para lograr un equilibrio entre temperaturas exteriores e interiores.

BIBLIOGRAFA

www.bpsolar.eswww.censolar.orgwww.shellsolar.comwww.heliplast.clwww.isofoton.eswww.total-energie.frwww.solarcentury.co.ukBallard Power Systems Inc. (www.Ballard.com)www.Isofoton.comwww.uni-solar.comwww.intemper.comwww.asif.orgwww.epsea.orgwww.asades.org.arwww.vitruvius.com.brwww.akademie-mont-cenis.dewww1.dicoruna.es/ipe/ayudas/TecnologiaTIC/energia_investigacion/joule_thermie/JouleThermie.htmwww.gruposolarkuantica.com3S Swiss Solar Systems AGwww.adventsolar.comwww.centennialsolar.comwww.powerquant.comwww.ertex-solar.atCONCLUSIONESLa energa solar que recibe la Tierra cada 10 das equivale a todas las reservas de petrleoLa produccin de energa fotovoltaica serealiza de manera limpia, directa y elegante por ende esta tiende a proyectarse como una de las mejores alternativas a nivel mundial para obtener energa elctrica.Sabiendo que la generacin de energa fotovoltaica trae consigo un sinnmero de ventajas creemos que todos los pases deberan implementar este nuevo sistema ya que gracias a ello se contribuye con la naturaleza y este es adems muy rentable en cuanto a lo econmico.Finalmente en nuestro medio se podra implementar este sistema tratando de incentivar a profesionales y a estudiantes que se dirijan hacia este campo ya que a la larga ser uno de las tecnologas ms comunes y necesarias a ser utilizadas.La generacin distribuida de energa fotovoltaica es una de las soluciones para el ahorro energtico y el desarrollo sostenible de nuestra sociedad. Esta generacin distribuida, evitando centrales de generacin y distribucin masiva, permite acondicionar la generacin energtica a las necesidades particulares de los edificios a suministrar, sea cual sea el uso al que vaya destinado.Las exigencias por parte de la opinin pblica y la sociedad en general, ante los gobiernos y organismos internacionales, de reducir la utilizacin de combustibles fsiles y exigir el uso de fuentes de energa renovables y no contaminantes, ser un elemento fundamental para la implantacin de dichas fuentes de energa; permitiendo una democratizacin de los recursos energticos, de los procesos de produccin y de las empresas que los controlan.Adems, el crecimiento de la poblacin mundial y la demanda de energa los pases en vas de desarrollo har que los precios de los combustibles fsiles inicien una escalada que permitir hacer competitivos otros sistemas de energa, como la produccin de energa solar fotovoltaica. La cual deber implantarse en entornos urbanos con integracin en los edificios, del mismo modo que se ha ido implantando en entornos rurales. As como deber desarrollarse de forma distribuida, al igual que se ha desarrollado en grandes centrales de produccin.A pesar de su gran potencial, la existencia de barreras de carcter no tcnico retarda el desarrollo y difusin de la integracin fotovoltaica en edificios. Son necesarios los incentivos econmicos para promover la utilizacin de la FV en edificios, debido a que estos sistemas, aunque tienen bajos costes de operacin, necesitan elevados costes de inversin.

Las principales ventajas que presenta la integracin de sistemas fotovoltaicos en edificios residenciales consisten en que suponen un apoyo para cubrir las necesidades de consumo de los edificios, se aprovechan superficies no utilizadas en cubiertas, se ahorra materiales de revestimiento (tejas, vidrios, cubiertas, etc.) si el sistema est realmente integrado y se ahorran prdidas adicionales de conduccin y distribucin de la energa elctrica. As se puede adaptar la potencia del sistema a las necesidades locales de consumo. Incluso en sistemas conectados a red, en los que interese reducir los picos de demanda elctrica a la red en determinadas horas.Aparecen, por lo tanto, dos retos a corto plazo, que podran concretarse en la integracin arquitectnica y en el impulso al modelo de la generacin distribuida.Asimismo, en el momento actual, se estn produciendo dos cambios muy importantes en la estructura espaola de apoyo pblico a la I+D, el actual Ministerio de Ciencia y Tecnologa que desgaja tambin del de Educacin las competencias de la investigacin pblica y que por primera vez existe un programa de investigacin en energa que podra ser ms integrador que los que ha habido en el pasado.Es evidente que optar por instalaciones de energa solar fotovoltaica reporta numerables ventajas, tanto en instalaciones de generacin centralizada como distribuida. En nuestro caso, en el que nos centramos en las ventajas obtenidas en instalaciones en edificaciones de viviendas en entorno urbano, que es el objeto del presente trabajo, tiene las mismas ventajas a nivel genrico para cualquier instalacin FV, entre otras adicionales, que se relacionan conjuntamente con las particulares para este tipo de instalaciones (elevada calidad energtica, es inagotable a escala humana, no requieren sofisticar las medidas de seguridad, no producen residuos txicos de difcil o imposible tratamiento o eliminacin, su balance energtico es positivo generalmente a partir del 3 al 5 ao, obtiene ingresos adicionales en la comunidad de propietarios, rentabiliza un espacio desaprovechado, aumenta el valor de la propiedad, etc.).Esta tendencia convertir las instalaciones FV en una parte ms del edificio que tanto promotores, como arquitectos, ingenieros y constructores debern asumir. Cuanto ms implicado est en el diseo del edificio el diseo de la instalacin FV, mejor ser el resultado y su integracin. Gracias a los nuevos tipos de mdulos que se estn fabricando, su integracin en las fachadas o cubiertas de los edificios es cada vez ms sencilla y rentable. Teniendo en cuenta que al sustituir materiales tradicionales (tejas, vidrios elementos de fachadas, lucernarios, prgolas, voladizos, etc.) por estructuras de paneles solares, no slo se obtiene rendimiento energtico, sino que adems se obtiene un ahorro en los materiales sustituidos, as como influencia en el balance trmico del edificio y en la iluminacin procedente del exterior.

La aprobacin del CTE marca un antes y un despus en el uso de las energas renovables en los edificios en nuestro pas. En el caso de edificios residenciales de viviendas aun no se contempla la obligatoriedad de su instalacin, sin embargo, al igual que sucedi con la energa solar trmica, se prev que en el futuro sea obligatorio disponer de sistemas de generacin de energa elctrica mediante fuentes renovables en los edificios destinados a viviendas.En cuanto a la tecnologa, disponemos ya de una hipottica cuarta generacin de clulas solares con tecnologa fotovoltaica compuesta en las que se mezclan, conjuntamente, nano partculas con polmeros en varias capas delgadas multiespectrales, creando clulas ms eficientes y baratas, con aprovechamiento de diferentes tipos de luz, de energa y de calor. No obstante, las clulas de cuarta generacin estn an en periodo de investigacin, siendo el 80 % de las utilizadas de primera generacin y el 20 % de segunda generacin.Por otro lado, en cuanto a los sistemas de instalaciones, las instalaciones hbridas (fotovoltaicas, termoelctricas, biogs, gas natural, pilas de hidrgeno, etc.), parecen ser las que resolvern en el futuro las necesidades energticas en zonas urbanas, aprovechando diferentes fuentes de energa, seleccionadas en base a su rentabilidad econmica y satisfaccin de las necesidades de los usuarios.En el caso de las instalaciones en edificios de viviendas en entorno urbano, consideramos que se generalizarn las instalaciones conectadas a red con produccin hbrida. Definiendo el sistema de generacin adecuado al edificio que queremos dotar, ya sea con generadores estticos o con sistema de seguimiento y con aprovechamiento del calor residual producido.Asimismo el sistema utilizado se integrar arquitectnicamente en el edificio o bien simplemente se utilizar espacio disponible en cubierta para su ubicacin, pero siempre planificando su instalacin desde la redaccin del proyecto arquitectnico como un elemento ms del edificio.

Carlos Mestanza Gaibor Pgina 3