Los edificios ya no tendrán que comprometer la transparencia de las ventanas al instalar paneles solares. Polysolar, con sede en Cambridge, tiene una visión clara para el futuro de la energía solar, y ha lanzado un reemplazo para los paneles de ventanas de vidrio tradicionales que también producen energía limpia y renovable.

Polysolar ha existido desde 2007, desarrollando energía fotovoltaica de próxima generación basada en polímeros orgánicos. La compañía ha estado suministrando paneles solares al mercado durante aproximadamente cinco años.

El proceso de impresión

El vidrio fotovoltaico (PV) utiliza el mismo principio básico que los paneles solares que se ven en los techos, pero es transparente. La tecnología utilizada se conoce como película delgada, lo que simplemente significa que la capa fotovoltaica activa se aplica muy finamente. A diferencia de los paneles solares convencionales donde se cultivan monocristales de silicio y se cortan en obleas, la tecnología de película delgada deposita al vacío una película en una capa de vidrio conducido.

El CEO de Polysolar, Hamish Watson, explica el proceso, que ha sido desarrollado en colaboración con el grupo químico alemán Merck.

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» está produciendo y desarrollando nuestro material activo; una capa absorbente incolora que se puede imprimir en líquido», dice. «Por lo tanto, es un proceso de impresión en lugar del uso más tradicional de una gran cámara de vacío.

» Se imprime en un trozo de vidrio y se imprime una rejilla eléctrica. Luego se ponen diferentes capas, pero todo se imprime una encima de la otra, para hacer su celda.»

El otro socio en el proyecto es el Centre for Process Innovation (CPI), un instituto de investigación financiado por el gobierno del Reino Unido con un centro de innovación en Sedgefield, condado de Durham, que se especializa en el campo de la ampliación de la tecnología para la fabricación.

La ventaja del elemento de impresión es que se puede producir cualquier tamaño, forma y variación del vidrio que un cliente desee.

Por qué el vidrio fotovoltaico supera a la competencia

Watson dice que hay muchos beneficios al usar vidrio fotovoltaico en lugar de paneles tradicionales, además de poder ver a través de él.
«Funciona a niveles de luz más bajos, por lo que funcionará a menos del 10% de la luz solar», dice Watson. «No cambia su eficiencia en función de la cantidad de luz que recibe.»

Esto significa que estos paneles se pueden colocar donde otros no funcionarían normalmente, como en fachadas verticales en cualquier lado de un edificio. La luz ambiental y reflectante se absorbe, por lo que la posición de los paneles no es tan importante como lo es para los paneles originales que tienen que absorber la mayor cantidad de luz solar directa posible.

Además, cuando un panel está sombreado, los demás no se ven afectados, lo que puede ser el caso cuando hay muchos paneles solares juntos en una cadena de serie.

«Con nuestra tecnología, se conecta en paralelo a paneles de alto voltaje», dice Watson. «Eso significa que si uno está sombreado, todo el lote no se cae.

» Siempre estamos trabajando en su rendimiento óptimo en una matriz, en lugar de estar básicamente en el peor nivel de rendimiento de cualquier panel en una cadena de serie.»

Los paneles solares convencionales son menos eficientes cuanto más calientes se calientan, por lo que deben ventilarse para mantenerlos frescos. Los paneles polisolares no se ven afectados por la temperatura porque se pueden aislar directamente y, por lo tanto, se pueden agregar a unidades de doble acristalamiento.

El vidrio fotovoltaico también tiene la ventaja de reducir tanto la ganancia térmica en un edificio como sus pérdidas de calor.

«Nuestros paneles, la unidad de doble acristalamiento, son el equivalente en términos de rendimiento a una unidad de triple acristalamiento», dice Watson. «Elimina tener que poner cosas como brise soleil y ese tipo de cosas para sombrear edificios.»

Tratar de mantener los edificios frescos es costoso, por lo que ayudar a esto probablemente tendrá un impacto en la cantidad de dinero que las empresas gastan en aire acondicionado y elementos de sombreado.

«En realidad, también está quitando parte del calor y convirtiéndolo en electricidad, por lo que parte de la luz infrarroja se convierte en electricidad», explica Watson. «Uno de los otros elementos clave es que las capas conductoras que utilizamos para componer la celda son exactamente las mismas que las que se usan en vidrio de baja emisividad, por lo que se coloca una capa exterior conductora transparente para reflejar el calor de vuelta.»

¿El vidrio fotovoltaico es una alternativa realista?

Watson explica que los requisitos de energía promedio de los edificios de oficinas son bastante enormes, debido a la alta dependencia de las computadoras y los sistemas de refrigeración.

«Dicho esto, sí, se podría hacer que un edificio tenga cero emisiones de carbono cubriéndolo con energía fotovoltaica», añade.

Cada panel produce de 60 a 70 vatios por metro cuadrado, por lo que los edificios con grandes superficies, como The Shard en Londres, producirán significativamente más energía que aquellos con superficies pequeñas. La cantidad de energía producida variará en gran medida dependiendo de la forma y posición del edificio, pero Watson dice que se han alcanzado niveles significativos en la mayoría de los estudios de caso.

Por ejemplo, Polysolar construyó un edificio en el Establecimiento de Investigación de Edificios en Watford, que tiene un atrio de vidrio de tres pisos que produce todas sus necesidades de energía.

«Igualmente, algunos de los otros edificios que tenemos producen entre un tercio y la mitad de los requisitos de energía», dice Watson.
En términos de asequibilidad, Watson dice que los paneles polisolares son más caros que el acristalamiento convencional, pero es solo un costo adicional marginal, y el equipo está trabajando para hacer que los paneles sean más eficientes y rentables todo el tiempo.

«Si colocas un muro cortina en un edificio, tienes entre £700 y £1000 por metro cuadrado», dice. «Es probable que el lado fotovoltaico cueste entre £150 y £200 por metro cuadrado, por lo que es solo un porcentaje razonablemente pequeño.»

Con el ahorro de energía asociado, Watson dice que, en general, los usuarios pueden esperar una recuperación de la inversión dentro de los ocho a diez años posteriores a la instalación.

Mejora de la eficiencia y la preparación para el futuro

Los últimos paneles polisolares son totalmente transparentes, mientras que las versiones anteriores tenían un tinte naranja. Esta mejora los hace considerablemente más atractivos, y también significa que hay flexibilidad con respecto a hacerlos en diferentes transparencias, colores y tamaños.

Watson dice que la tecnología está progresando, y la compañía está trabajando en la eficiencia y el atractivo del vidrio.
«Cuanto más eficientes sean, mejor», dice. «Claramente, si estás absorbiendo toda la luz para convertirla en energía, hay un límite en lo que puedes llegar en el frente de la eficiencia.

» Por lo que nuestro motor principal en este momento es la estética, para hacerlos tan cercanos y similares y más fáciles de instalar y tan baratos como el vidrio convencional.»

Dice que si el vidrio polisolar finalmente cuesta lo mismo que un cristal normal, no habría razón para no usarlo para desarrollos futuros, especialmente si los costos de energía se reducen a largo plazo.

Watson dice que esta tecnología tiene un papel que desempeñar en la tendencia hacia edificios sin carbono, especialmente si la instalación es tan simple y accesible como los materiales normales.

«Ha habido arranques y paradas en términos de regulaciones de construcción que dictan edificios sin carbono y el movimiento hacia edificios sin carbono», dice. «Pero, en términos generales, así es como se dirige el mundo entero.»

A pesar del hecho de que el gobierno del Reino Unido no está siendo particularmente proactivo en términos de hacer que los edificios sean cero carbono, Watson cree que el movimiento solo se acelerará.

«El propio sector de la construcción está tomando la iniciativa porque está tratando de preparar edificios para el futuro», dice. «Es un proceso establecido para llegar allí. El reglamento europeo entrará en vigor en unos pocos años, que lo dictará.»