Introducción

En la evolución actual de la energía solar, dominan la fotovoltaica sobre tejado y la instalada en el suelo. Pero la creciente densidad urbana, la escasez de espacio en los tejados y el impulso de la fotovoltaica integrada en edificios (BIPV) están desplazando la atención hacia la fotovoltaica vertical. sistemas solares fotovoltaicos - paneles montados en paredes o superficies de fachadas. Este artículo explora cómo la energía solar fotovoltaica vertical (también llamada fotovoltaica montada en pared o sistemas de fachada solar) ofrece una nueva frontera en el despliegue de la energía solar. Cubriremos las ventajas de rendimiento, las consideraciones de ingeniería, las tendencias del mercado y cómo Sunpal puede aprovechar este potencial sin explotar.

Por qué la energía solar fotovoltaica vertical está ganando adeptos

• La urbanización y los objetivos de energías renovables impulsan la búsqueda de alternativas más allá de los tejados.
• Las instalaciones verticales permiten utilizar las superficies de los edificios (fachadas este/oeste/norte/sur) para generar electricidad cuando el espacio de los tejados es limitado.
• Avances en paneles solares bifaciales, módulos de silicio tipo n y tecnologías de células de mayor eficiencia mejorar el rendimiento de las instalaciones murales.
• Los arquitectos y promotores integran cada vez más los sistemas de fachada solar en los requisitos de diseño de los edificios ecológicos o de consumo neto cero.

Estos factores se combinan para posicionar la energía solar fotovoltaica vertical como una estrategia complementaria y no simplemente como un apoyo “menos eficiente” a las instalaciones estándar en tejados. Abre oportunidades solares en muros de edificios altos, garajes, barreras acústicas y fachadas industriales.

Prestaciones y ventajas técnicas

Ejemplo de ganancia bifacial / vertical

Un estudio reciente sobre la energía fotovoltaica vertical bifacial (VBPV) mostró ganancias de potencia medias estacionales de +11,4% en primavera, +8,1% en verano, +10,9% en otoño y +12,5% en invierno en comparación con un sistema fotovoltaico vertical monofacial convencional.

A primera hora de la mañana / última de la tarde, las ganancias frente a los módulos tradicionales de inclinación fija alcanzaron más de 20%.

Gráfico 1: Ganancia de energía relativa estacional para bifaciales verticales frente a monofaciales

Otras ventajas técnicas son:

• Mejor rendimiento en invierno y con luz difusa: los paneles orientados en ángulos verticales pueden captar el sol de la mañana y de la tarde o la luz de ángulo bajo, lo que proporciona una generación más estable a lo largo de las estaciones.
• Menor suciedad y acumulación de polvo: las superficies verticales son menos propensas a la sedimentación de polvo y pueden beneficiarse del lavado con lluvia.
• Comportamiento térmico: algunas investigaciones (por ejemplo, un estudio holandés) muestran que las matrices verticales funcionan más frías que sus equivalentes horizontales, lo que produce un voltaje y un rendimiento ligeramente superiores con la misma irradiancia.
• Albedo / ganancia de reflexión: los módulos bifaciales montados verticalmente pueden aprovechar la luz reflejada de las superficies adyacentes (suelo, paredes), aumentando el rendimiento efectivo (la ganancia bifacial suele oscilar entre ~5% y 30% según la configuración).

Dicho esto, la modelización de la energía solar vertical es más compleja: las desviaciones en la predicción de la irradiancia para los sistemas verticales tienden a ser mayores que para los sistemas de inclinación fija, especialmente en latitudes más altas.

Consideraciones sobre diseño e instalación

Integración estructural y arquitectónica

• Los sistemas fotovoltaicos montados en la pared requieren un armazón a medida o sistemas de montaje en la fachada. Hay que tener en cuenta la capacidad de carga, la carga del viento, el drenaje de la lluvia y el código de incendios.
• El diseño arquitectónico debe integrar estéticamente la energía solar fotovoltaica: puede ser necesario un montaje empotrado, paneles fotovoltaicos de cristal o un revestimiento de la fachada solar.

Diseño eléctrico y de sistemas

• La orientación es importante: los conjuntos verticales orientados este-oeste proporcionan dos picos (mañana/tarde) en lugar de un único pico a mediodía.
• Los inversores, el cableado y la seguridad eléctrica (por ejemplo, la resistencia al fuego y el aislamiento de la envolvente del edificio) deben cumplir las normas locales.
• Para optimizar el rendimiento, deben simularse las sombras de los edificios vecinos, los árboles o las sombras internas de los módulos de la fachada (por ejemplo, mediante PVsyst u otras herramientas).

Normativa y cumplimiento

• Los códigos de edificación pueden definir la carga máxima de viento o nieve en las fachadas, exigir sistemas de revestimiento resistentes al fuego y obligar al acceso para el mantenimiento.
• Certificaciones como LEED / POZO / normas de construcción con balance cero esperan cada vez más soluciones integradas de energía renovable; la energía solar vertical puede contribuir como parte de los créditos de rendimiento de la fachada.

Casos prácticos y aplicaciones

La energía solar fotovoltaica vertical es adecuada para varios entornos:

• Edificios comerciales o residenciales de gran altura: fachadas que reciben luz solar en el lado este u oeste.
• Naves industriales y fábricas: las paredes laterales altas pueden recibir horas de luz cuando el tejado está a la sombra o es pequeño.
• Infraestructuras y barreras acústicas: los paneles acústicos de las autopistas o las vías férreas pueden servir también como generadores de energía.
• Integraciones de barreras acústicas o vallas en entornos urbanos/autopistas.

Gráfico 2: Comparación de casos de uso típicos

Estos casos de uso demuestran que los sistemas verticales pueden compensar parcialmente las cargas eléctricas de los edificios sin necesidad de aumentar la superficie ni de mejorar los tejados.

Oportunidades de mercado y economía

• Se prevé un fuerte crecimiento del mercado mundial de la fotovoltaica integrada en edificios (BIPV) a medida que los edificios aspiran a alcanzar el estado neto cero, creando un telón de fondo favorable para la energía solar vertical / de fachada.
• En muchos mercados, los incentivos o las tarifas de alimentación premian o subvencionan la integración de energías renovables en los edificios; la energía solar vertical puede acogerse a programas de fachada o de construcción ecológica.
• La energía solar vertical puede tener una producción energética anual ligeramente inferior en comparación con la fotovoltaica sobre tejado inclinada de forma óptima, pero su alineación con los objetivos ESG, la integración arquitectónica y las primas de construcción de doble uso pueden mejorar el análisis coste-beneficio.
• En muchos proyectos urbanos, la energía solar montada en la pared puede aportar más valor por metro cuadrado de fachada de edificio utilizable que los paneles instalados en el tejado (especialmente cuando el espacio del tejado está saturado o es inutilizable debido a la calefacción, ventilación y aire acondicionado u otros equipos).

Retos y obstáculos

A pesar de sus ventajas, la energía solar fotovoltaica vertical se enfrenta a algunos obstáculos:

• Rendimiento absoluto inferior en comparación con las instalaciones sobre tejado de inclinación óptima: algunas instalaciones informan de un rendimiento 30 % o más inferior en función del acimut, el sombreado o el clima local.
• Mayor coste de instalación y materiales para montaje personalizado, integración en fachada, acabados arquitectónicos.
• Poca conciencia entre los propietarios y promotores de edificios de que la fotovoltaica vertical es viable y rentable.
• Incertidumbres de simulación: como ya se ha señalado, la modelización de la irradiancia fotovoltaica vertical (especialmente en el caso de los sistemas bifaciales) puede tener mayores márgenes de error, lo que dificulta la aprobación de la financiación.
• Lagunas normativas: es posible que los códigos de edificación o las normativas locales aún no definan explícitamente las normas para la fotovoltaica montada en pared, o que exijan revisiones / permisos especiales.

Tendencias y perspectivas de innovación

De cara al futuro, varias oportunidades de innovación podrían ampliar la adopción de la energía solar vertical:

• Fachadas solares estéticas: módulos de revestimiento fotovoltaico coloreados o texturizados que se funden con los materiales arquitectónicos.
• Integración inteligente: combinar la fotovoltaica vertical con el almacenamiento de energía in situ, la gestión de la energía basada en IoT o los sistemas de respuesta a la demanda.
• Materiales fotovoltaicos de nueva generación: por ejemplo, módulos bifaciales en tándem o mejorados con perovskita que ofrecen una mayor eficiencia incluso con orientación difusa o vertical.
• Ciudad inteligente / ecosistemas de edificios con balance neto cero: energía solar vertical como elemento estándar en las directrices de diseño de fachadas, que contribuye al balance energético de la fachada, a las funciones de sombreado/refrigeración de la fachada y a la generación de energía solar.

Asimismo, los programas piloto de agrivoltaica o las aplicaciones de doble uso (por ejemplo, los muros verticales bifaciales en la India o la fotovoltaica de barrera acústica en los corredores de transporte) están empezando a explorar cómo la fotovoltaica vertical puede cumplir múltiples funciones (energía + sombreado / hábitat / estructura).

Conclusión

Los sistemas solares fotovoltaicos verticales representan un segmento emergente del diseño de la energía solar: convertir muros ordinarios en superficies productoras de energía. Aunque el rendimiento no siempre es el mismo que el de los sistemas ideales de tejado inclinado, su compatibilidad urbana, su potencial de integración y sus ventajas de rendimiento estacional los hacen muy atractivos para los proyectos de construcción sostenible.

Sunpal está bien posicionada para aprovechar este potencial sin explotar ofreciendo soluciones solares murales de diseño que se ajustan a la estética arquitectónica, los requisitos normativos y los objetivos de energías renovables.

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