Reducir el coste de los sistemas BIPV (Building-Integrated Photovoltaics, tecnología fotovoltaica integrada en edificios) ha sido el objetivo del proyecto BIPVBOOST. Durante más de cuatro años, el consorcio del proyecto ha desarrollado innovaciones en la cadena de valor completa de esta tecnología, desde la fabricación de elementos de construcción de BIPV, hasta herramientas digitales para el diseño y operación y mantenimiento (O&M) de sistemas de BIPV, y el impulso para la estandarización de estos sistemas.
La tecnología fotovoltaica integrada en edificios tiene el potencial de contribuir de forma significativa a los objetivos de eficiencia energética establecidos por la Unión Europea. Sin embargo, en los últimos años su aceptación en el mercado se ha visto obstaculizada por las dificultades de la industria para proporcionar soluciones holísticas que cumplan con las demandas clave de los responsables de la construcción y los usuarios finales, como la reducción de costes, la flexibilidad del diseño, el alto rendimiento, la confiabilidad a largo plazo, la estética, la estandarización y el cumplimiento de los códigos de construcción y las regulaciones del mercado energético.
Reducción del coste de la tecnología fotovoltaica integrada en edificios
En este contexto, el principal objetivo del proyecto BIPVBOOST ha sido reducir el coste de los sistemas BIPV multifuncionales, limitando el sobrecoste con respecto a las soluciones constructivas tradicionales, no fotovoltaicas, y los módulos fotovoltaicos no integrados, mediante una implementación eficaz de soluciones, tecnologías y hojas de ruta, lo que permite la implementación generalizada de edificios de energía casi nero (nZEB).
Financiado con cerca de 8,9 millones de euros de fondos del programa Horizonte 2020 de la Comisión Europea y coordinado por el centro de investigación y desarrollo tecnológico español Tecnalia, el consorcio ha estado integrado por 19 miembros de siete países europeos: España, Suiza, Francia, Bélgica, Alemania, Italia y Países Bajos. Además de Tecnalia, los socios españoles son Onyx Energía Solar, Mondragón Sociedad Cooperativa, Instituto de Sistemas Fotovoltaicos de Concentración (Isfoc) y Comsa.
En cuanto a los resultados del proyecto BIPVBOOST, finalizado el pasado mes de mayo, ha demostrado en condiciones reales de operación una línea de control y fabricación de BIPV completamente flexible y automatizada; una cartera de productos BIPV multifuncionales integrados de manera óptima en la envolvente del edificio instalados en cuatro sitios de demostración; el proceso e innovación en gestión energética basada en la digitalización; y actividades de estandarización avanzada que apoyen la calificación de sistemas BIPV para una implementación masiva en la piel del edificio.
Catálogo de productos BIPV
El proyecto ha desarrollado un catálogo de productos BIPV rentables integrados de manera óptima en la envolvente del edificio, instalados en cuatro sitios de demostración. El catálogo de BIPVBOOST muestra productos (módulos, soluciones de revestimiento de edificios, herramientas digitales) y pautas para el uso adecuado de las soluciones desarrolladas en el marco del proyecto.
Estas soluciones se basan en un sistema de revestimiento de fachadas BIPV multifuncional con aislamiento integrado denominado PIZ; una subestructura Click&Go de bajo coste para módulos BIPV, basada en un sistema de montaje Click&Go que permite la instalación ultrarrápida, segura y económica de una amplia gama de tamaños de módulos fotovoltaicos sin marco; sistemas de fachadas y techos BIPV mejorados y rentables para CIGS sobre metal; y un portafolio de productos BIPV vidrio-vidrio de bajo costo y estéticamente avanzados basados en tecnologías c-Si (mono y bifacial), back contact y a-Si para diferentes aplicaciones.
En concreto, estos últimos incluyen vidrio semitransparente vidrio-vidrio a-Si vidrio que compite con la impresión digital; módulos de celdas bifaciales vidrio-vidrio de bajo costo, gran formato y espesor para balaustrada; y suelo transitable bc vidrio-vidrio. Se aborda así una amplia gama de aplicaciones (muro cortina, balaustrada, suelo transitable y fachada ventilada), ofreciendo productos con un óptimo equilibrio en cuanto a estética, prestaciones y coste.
Estas soluciones se instalaron en cuatro sitios piloto, dos de ellos ubicados en España. El primer sitio de demostración corresponde al edificio de la sede de Mondragón Assembly en Aretxabaleta (España), donde se rehabilitó la fachada principal añadiendo una fachada ventilada realizada con módulos BIPV vidrio-vidrio personalizados de Onyx. La superficie total de la demostración es de 150 m2 con una potencia fotovoltaica instalada de 21,6 kWp.
El segundo sitio de demostración se ubica en el edificio de la sede central de Isfoc, ubicado en Puertollano (Ciudad Real), donde se instaló una balaustrada bifacial vidrio-vidrio semitransparente. En total 136 m2 distribuidos en las orientaciones Sur, Este y Oeste del edificio, con una potencia de 13,5 kWp. Además, se han sustituido 70 m2 de la superficie de la cubierta por un módulo de piso transitable de vidrio-vidrio con tecnología de celdas de contacto posterior, lo que lleva a alcanzar 9,2 kWp.
Los otros dos sitios de demostración se ubican en un edificio residencial de viviendas unifamiliares en Mons (Bélgica), cuyo tejado se renovó con un módulo BIPV liviano desarrollado por Flisom y Schweizer, en una superficie de demostración de 140 m2 y con una potencia fotovoltaica instalada de 10 kWp; y en un edificio residencial plurifamiliar ubicado en Morbegno (Italia), cuya parte superior de la fachada se ha renovado con un revestimiento de fachada opaco BIPV multifuncional con aislamiento integrado. La superficie total de la instalación BIPV es de 60 m2 y la potencia fotovoltaica instalada de 10 kWp.
Fabricación avanzada de BIPV, ecosistema digital y estandarización
Por otro lado, para la fabricación avanzada de BIPV, el proyecto desarrolló una línea de fabricación de módulos BIPV flexible y automatizada, proporcionando importantes reducciones de costos a lo largo del proceso.
Además, BIPVBOOST desarrolló un ecosistema digital para abordar cada paso dentro del flujo de trabajo de referencia de BIPV, proporcionando aplicaciones interoperables conectadas a la plataforma digital principal de BIMsolar. Se desarrolló un sistema de gestión de energía basado en la nube para edificios terciarios, incluida la generación BIPV y la gestión del almacenamiento; el gemelo digital BIPV, una herramienta de diagnóstico y detección de fallos; se trabajó en la realidad aumentada para apoyar la implementación de BIPV desde la etapa de prediseño; en el desarrollo de una herramienta de software basada en BIM que respalda el diseño, la fabricación, la instalación, la operación y el mantenimiento del proceso BIPV; y en el plan de adopción digital y una guía para un proceso BIPV basado en datos. Se elaboraron las mejores prácticas y recomendaciones, en forma de un plan de adopción digital.
Finalmente, para impulsar la estandarización, BIPVBOOST proporcionó la descripción general del marco normativo actual en el ámbito de BIPV, la definición de las brechas relevantes y los aspectos clave para un nuevo enfoque de prueba. Para superar algunas de estas barreras y desafíos, el proyecto avanzó con nuevos procedimientos desarrollados para la calificación de algunos requisitos de productos BIPV, con el objetivo de abordar un esquema de calificación más completo y favorecer la introducción del producto en el mercado.
El proyecto estableció nuevos procedimientos de evaluación del rendimiento de las pruebas en economía energética, seguridad mecánica, seguridad eléctrica y seguridad contra incendios.
Con el desarrollo de todas estas herramientas y soluciones, el proyecto BIPVBOOST demuestra el potencial que el sector de la construcción tiene para ser descarbonizado mediante la integración de sistemas de energía fotovoltaica en los edificios.