Evaluación de Ventanas Fotovoltaicas con Concentradores Solares Luminiscentes para Edificios Cero-energía en Santiago de Chile
DOI:
https://doi.org/10.3989/id.58081Palabras clave:
Concentradores Solares Luminiscentes, Ventanas Inteligentes, Elementos Fotovoltaicos Integrados en la Edificación, Edificios Cero-Energía, SantiagoResumen
Los vidrios con concentradores solares luminiscentes (LSC) permiten plantear ventanas con recolección fotovoltaica perimetral, como elementos integrados en la edificación (BIPV). Este trabajo evalúa su aplicación en edificios de oficina en Santiago de Chile, para aportar en metas de cero-energía, revisando primeramente los planes energéticos para la edificación en Europa y Chile, los conceptos de cero-energía en edificios y definiendo un modelo de estudio en Santiago de Chile. Luego se simula el rendimiento y generación energética con distintas propiedades constructivas, disposición y eficiencia de las ventanas. El análisis sugiere que esta tecnología, dispuesta en extensiones amplias hacia la fachada soleada, puede otorgar hasta un 40% del consumo para edificios longitudinales con envolvente y equipamientos eficientes, además de contribuir al sombreamiento. Se demuestra por tanto que, regulando la edificación y conformando ventanas extensas adecuadamente dispuestas, esta tecnología puede contribuir significativamente a alcanzar las metas de edificios cero-energía.
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Citas
(1) Tsoi, S. (2012) Structured luminescent solar energy concentrators: a new route towards inexpensive photovoltaic energy, Doctoral Thesis, Eindhoven:Tecnische Universitet Eindhoven.
(2) Kerrouche A., D. A. Hardy, D. Ross, B. S. Richards (2014) Luminescent solar concentrators: From experimental validation of 3D ray-tracing simulations to coloured stained-glass windows for BIPV, Solar Energy Materials and Solar Cells, 122, 99–106 https://doi.org/10.1016/j.solmat.2013.11.026
Aste N., Tagliabue L. C., Del Pero C., Testa D., Fusco R. (2015);
Performance analysis of a large-area luminescent solar concentrator module, Renewable Energy, 76, 330-337. https://doi.org/10.1016/j.renene.2014.11.026
(4) Hardy, D.A., Blekastad, S., Kerrouche, A., Roaf, S.C. and Richards, B.S. (2012) Creative use of BIPV materials: barriers and solutions. 27th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, Messe Frankfurt, Frankfurt, Germany.
(5) Torcellini, P.; Pless, S.; Deru, M. y Crawley, D. (2006). Zero Energy Buildings: A Critical Look at the Definition. Golden:National Renewable Energy Laboratory.
(6) National Institute of Buildings Sciences (2015) A Common Definition for Zero Energy Buildings. Washington:US Department of Energy.
(7) EP-CEU (2010); Directive 2010/31 on the energy performance of buildings. The European Parliament and the Council of the European Union.
(8) Hermelink A.; Schimschar S.; Boermans T.; Pagliano L; Zangheri P.; Armani R.; Voss, K.; Musall E.; (2012) Towards nearly zero energy buildings Definition of common principles under the EPB, Ecofys, Koln.
(9) Kurnitski J.; Allard F.; Braham D.; Goeders G.; Heiselberg P.; Jagemar L.; Kosonen R.; Lebrun J.; Mazzarella L.; Railio J.; Seppänen O.; Schmidt M.; Virta M.; (2011) How to define nearly net zero energy buildings nZEB– REHVA proposal for uniformed national implementation of EPBD recast, REHVA-Journal, 6-12.
(10) Sartori I.; Napolitano A.; Marszal A. J.; Pless S.; Torcellini P. and Voss K. Criteria for Definition of Net Zero Energy Buildings, EuroSun Conference Graz 2010. https://doi.org/10.18086/eurosun.2010.06.21
(11) Ayman M.; Ala H.; Kai S.; (2014) Fulfilment of net-zero energy building (NZEB) with four metrics in a single family house with different heating alternatives. Applied Energy, 114, 385. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2013.09.065
(12) Deng S., Wang R. Z., Daa Y. J. (2014), How to evaluate performance of net zero energy building, a literature research, Energy 71 (2014) 1-16 https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.05.007
Scognamiglioa A., Adinolfia G., Graditia G., Saretta E. (2014);
Photovoltaics in Net Zero Energy Buildings and Clusters: enabling the smart city operation, Energy Procedia, 61, 1171 – 1174. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2014.11.1046
(14) Ares E. (2016), Zero Carbon Homes, Londres:House of Commons Library.
(15) Crawley, D. Pless S y Torcellini, P. (2009). Getting to Net Zero Energy Buildings. National Renewable Laboratory.
(16) Instituto de la Construcción (2012) Manual de Gestión de Energía en Edificios Públicos, Santiago: Innova-Corfo.
(17) MINVU (2013). Estrategia Nacional de Construcción Sustentable 2013-2020, Ministerio de Vivienda y Urbanismo (MINVU), Chile.
(18) MMA (2014). Planes de Descontaminación Atmosférica Estrategia 2014 – 2018, Ministerio del Medio Ambiente (MMA), Chile.
(19) MINER (2015). Política Energética de Chile 2050, Ministerio de Energía, Chile.
(20) CORFO (2016). Hoja de Ruta CONSTRUYE 2025, Corporación de Fomento, Chile.
(21) Strong S. (2011). Building Integrated Photovoltaics (BIPV). [en línea]. Disponible en: https://www.wbdg.org/resources/bipv.php.
(22) Voss, K. y Musall, E. (2012). Net Zero Energy Buildings: International projects of carbon neutrality in buildings. Karlsruhe:ENob.
(23) Kim J-H; Kim H-R y Kim J-T (2015); Analysis of Photovoltaic Applications in Zero Energy Building Cases of IEA SHC/ EBC Task 40/Annex 52, Sustainability, 7, 8782-8800; doi:10.3390/su7078782 https://doi.org/10.3390/su7078782
Gallo A., Téllez Molina B., Prodanovic M., González Aguilar J., Romero M. (2014);
Analysis of net Zero-Energy Building in Spain. Integration of PV, solar domestic hot water and air-conditioning systems, Energy Procedia 48, 828 – 836 https://doi.org/10.1016/j.egypro.2014.02.096
(25) Aste N., Tagliabue, L. C., Palladino P., Testa D. (2015), Integration of a luminescent solar concentrator: Effects on daylight, correlated color temperature, illuminance level and color rendering index, Solar Energy, 114, 174–182. https://doi.org/10.1016/j.solener.2015.01.042
(26) Vasquez, C.; Encinas, F. y D'Alencon, R. (2015). Edificios de oficinas en Santiago: ¿Qué estamos haciendo desde el punto de vista del consumo energético? ARQ, 89, 50-61. https://doi.org/10.4067/S0717-69962015000100008
(27) Pareja, P. A., (2007). Desarrollo de índices de desempe-o del consumo energético y de agua sanitaria en edificios de oficinas de Santiago. Tesis, Santiago: Universidad de Chile.
(28) Bustamante W., De Herde, A., y Encinas, F. (2011), Análisis de comportamiento térmico de edificios de oficinas en comunas de la Región Metropolitana, Chile. Revista de la Construcción. 10:1, 64-77 https://doi.org/10.4067/S0718-915X2011000100007
(29) Price Waterhouse Coopers (2007) Desarrollo de una línea base y metodología de medición del consumo energético en edificios, Santiago: Corfo.
(30) Garcia-Alvarado, R., Gonzalez, A., Bustamante, W., Bobadilla, A. y Mu-oz, C., (2014). Características relevantes de la simulación energética de viviendas unifamiliares. Informes de la Construcción, 66- 533. https://doi.org/10.3989/ic.12.108
(31) Frontini F., Marzoli M., Doust N. (2013), Investigation of different simulation tools for solar photovoltaic modules, IBSPA- 2013, 89-94
(32) Axaopoulos, P. J., Fylladitakis, E. D. & Gkarakis, K. (2014) Accuracy analysis of software for the estimation and planning of photovoltaic installations, Int J Energy Environ Eng 5:71 https://doi.org/10.1007/s40095-014-0071-y
(33) Currie M. J. et al. (2008), High-efficiency Organic Solar Concentrators for Photovoltaics, Science 321, 226. https://doi.org/10.1126/science.1158342 PMid:18621664
(34) Sloof L. H. (2008), A luminescent solar concentrator with 7.1% power conversion efficiency, phys. stat. sol. (RRL) 2, No. 6, 257-259.
(35) Goldschmidt J. C. et al. (2009), Increasing the efficiency of fluorescent concentrator systems, Solar Energy Materials & Solar Cells 93, 176–182. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2008.09.048
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