Investigadores españoles han calculado la autosuficiencia potencial de la energía solar en tejados de ocho distritos de Madrid. Han descubierto que las viviendas unifamiliares pueden alcanzar tasas de autosuficiencia superiores al 70%, mientras que las zonas urbanas con edificios de gran altura alcanzan el 30%.
Imagen: Florian Wehde/Unsplash
De pv magazine España
Un grupo de investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid y del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) han analizado el potencial autoabastecimiento de energía fotovoltaica en edificios residenciales de ocho barrios de Madrid.
Los barrios fueron elegidos para determinar el impacto que tienen las características urbanas y de los edificios en la satisfacción del consumo eléctrico mediante sistemas fotovoltaicos en cubiertas. Los resultados de la investigación se incluyen en el artículo Potencial de autosuficiencia fotovoltaica a escala de distrito en Madrid. Una metodología escalable, publicado en Energía y Edificación.
Para calcular el potencial de autosuficiencia, definido como la relación entre la electricidad fotovoltaica generada y la electricidad total consumida, se evaluó la generación y el consumo anual de electricidad de cada edificio residencial. La evaluación de la generación de electricidad se realizó utilizando catastros solares generados a través del modelo Solar Energy on Building Envelopes en QGIS (Quantum Geographic Information System), datos LiDAR (detección y ubicación de luz) y datos TMY (año meteorológico típico) para cada barrio.
Además, se realizaron supuestos sobre las principales características de los sistemas solares para asegurar la representatividad del sector fotovoltaico. El consumo eléctrico se estimó analizando los valores de consumo definidos por el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE), junto con los que aparecen en un informe de Eurostat titulado Consumos del sector residencial en España, y algunas de las fórmulas utilizadas en el artículo de investigación Cómo lograr distritos energéticos positivos para ciudades sostenibles: una metodología de cálculo propuesta, publicado en 2021 en Sostenibilidad
Los datos de consumo se han obtenido calculando el consumo eléctrico de iluminación y electrodomésticos en una vivienda tipo de 100 m2, excluyendo el consumo de calefacción, refrigeración y agua caliente. Las necesidades específicas de iluminación de una vivienda tipo se indican en 5 kWh/m2, mientras que el equipamiento medio de una vivienda se detalla en un frigorífico, dos televisores, una lavadora, un lavavajillas y un ordenador.
En conjunto, estos aparatos suman un consumo de 2,137 kWh por cada 100 m2 de vivienda, lo que equivale a 21.40 kWh/m2. La suma de estas dos cifras al consumo medio por metro cuadrado da un valor de 26.40 kWh/m2. Sin embargo, el estudio no tiene en cuenta el consumo eléctrico para refrigeración, calefacción o movilidad. El creciente uso de bombas de calor y aire acondicionado eléctrico, junto con la electrificación del transporte, se traducirá en un mayor consumo eléctrico en los hogares, lo que reducirá el potencial de autosuficiencia, según los investigadores.
Los resultados del análisis indican que en las zonas compuestas por viviendas unifamiliares o edificios de baja altura, el potencial de autosuficiencia supera el 70%. Por el contrario, las zonas urbanas con edificios de gran altura presentan un valor de autosuficiencia de aproximadamente el 30%. Este menor valor se puede atribuir a la considerable altura de los edificios, que se traduce en un mayor consumo energético dentro de las viviendas y en una superficie disponible para la instalación fotovoltaica insuficiente para cubrir las necesidades energéticas de todos los habitantes.
En los centros históricos se observa una mayor dispersión del potencial de autosuficiencia, con valores que oscilan entre el 10% y el 90%. Esta variabilidad se atribuye a la menor uniformidad del tejido urbano, lo que requiere un análisis más detallado a escala de edificación. “En los centros urbanos, que a menudo están protegidos por una legislación protectora debido a su importancia histórica, los sistemas BIPV son una herramienta crucial para armonizar la generación fotovoltaica distribuida con la conservación de la esencia arquitectónica e histórica del entorno construido”, añaden los autores.
También destacaron que los análisis se han realizado comparando la generación y el consumo anuales. Si bien este enfoque es valioso para estimar el potencial global de generación de energía fotovoltaica, no puede reproducir el comportamiento en tiempo real de los sistemas fotovoltaicos conectados a la red, donde el equilibrio entre generación y consumo es instantáneo. De hecho, los perfiles típicos de consumo energético de los edificios residenciales dan como resultado tasas de autoconsumo del 20-40% en sistemas fotovoltaicos sin almacenamiento.
Para realizar un análisis más exhaustivo, sería necesario tener acceso a las curvas diarias de generación y consumo de cada edificio con una resolución horaria, o mejor aún, de unos segundos, lo que optimizaría el dimensionamiento de las instalaciones para potenciar el autoconsumo, concluye el grupo de investigación.
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Fuente de pv magazine
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