Miliconcentradores dieléctricos multifase para integración arquitectónica en fachada de sistemas solares híbridos
| Universidad | Universitat de Lleida |
|---|---|
| Centro/departamento/grupo de investigación | Escuela Politécnica Superior (EPS) Departamento de Medio Ambiente y Ciencias del Suelo Grupo de investigación SISTEMAS DINÁMICOS APLICADOS EN ENERGÍA SOLAR (SDAES) |
| Título de la investigación | Miliconcentradores dieléctricos multifase para integración arquitectónica en fachada de sistemas solares híbridos |
| Ámbito científico | Energía solar aplicada |
| Objetivo de desarrollo sostenible relacionado (ODS) | Objetivo 7. Energía asequible i no contaminante: Garantizar el acceso a una energía asequible, segura, sostenible y moderna para todos
Objetivo 11. Ciudades y comunidades sostenibles: Lograr que las ciudades y los asentamientos humanos sean inclusivos, seguros, resilientes y sostenibles Objetivo 12. Producción y consumo responsables: Garantizar modalidades de consumo y producción sostenibles |
| Metas a las que se contribuye | 7.2 De aquí al 2030, aumentar sustancialmente el porcentaje de la energía renovable en el conjunto de fuentes de energía.
7.b De aquí al 2030, ampliar la infraestructura y mejorar la tecnología para prestar servicios de energía modernos y sostenibles para todos en los países en desarrollo, en particular los países menos avanzados, los pequeños Estados insulares en desarrollo y los países en desarrollo sin litoral, en consonancia con sus respectivos programas de apoyo. 11.3 De aquí a 2030, aumentar la urbanización inclusiva y sostenible y la capacidad para la planificación y la gestión participativas, integradas y sostenibles de los asentamientos humanos en todos los países 11.6 De aquí a 2030, reducir el impacto ambiental negativo per capita de las ciudades, incluso prestando especial atención a la calidad del aire y la gestión de los desechos municipales y de otro tipo 11.b De aquí a 2020, aumentar considerablemente el número de ciudades y asentamientos humanos que adoptan e implementan políticas y planes integrados para promover la inclusión, el uso eficiente de los recursos, la mitigación del cambio climático y la adaptación a él y la resiliencia ante los desastres, y desarrollar y poner en práctica, en consonancia con el Marco de Sendai para la Reducción del Riesgo de Desastres 2015-2030, la gestión integral de los riesgos de desastre a todos los niveles 12.2 De aquí a 2030, lograr la gestión sostenible y el uso eficiente de los recursos naturales |
| Para más información | Grupo de investigación SISTEMAS DINÁMICOS APLICADOS EN ENERGÍA SOLAR (SDAES) Daniel Chemisana Villegas |
Las directrices europeas establecen que en el 2020 todos los edificios nuevos deberán ser de consumo casi nulo, es decir, que su balance de consumo energético, tanto en agua caliente como en climatización y electricidad, esté cerca de cero. Para conseguir este objetivo, el edificio debe incorporar sistemas de generación renovables y optimizar el propio proceso de construcción mediante la integración arquitectónica de estos sistemas.
Dentro de los generadores renovables, la energía solar es la que ofrece una mejor respuesta. Si se utilizan módulos solares térmicos, se consigue optimizar la producción de energía térmica para agua caliente, calefacción e incluso aire frío (mediante sistemas de absorción/adsorción o de desecantes sólidos/líquidos). Por otro lado, con módulos solares fotovoltaicos se produce electricidad para cualquier uso que se requiera.
La concentración solar se basa en interponer un elemento óptimo (espejo, lente, etc.) entre el sol y el módulo para así mejorar su eficiencia. Además, se reduce la superficie de células fotovoltaicas, que son el elemento más caro desde el punto de vista económico y medioambiental. La concentración solar implica que una zona muy pequeña recibe una densidad de potencia muy elevada, por lo que se produce un sobrecalentamiento que puede perjudicar el rendimiento de las células solares. Para evitarlo, se refrigera el módulo fotovoltaico de forma activa. Si utilizamos la energía extraída de las células mediante el sistema de refrigeración, tenemos una energía térmica análoga a la de un módulo solar térmico, lo que se conoce como sistema híbrido térmico-fotovoltaico.
La integración arquitectónica se basa en incorporar los sistemas generadores en el edificio de forma harmónica; desde el inicio del diseño se contempla la incorporación de estos sistemas, que son percibidos por la sociedad como algo natural.
A partir de estos conceptos, se ha desarrollado un proyecto que consiste en el diseño e implementación experimental de una tecnología de concentración solar innovadora que permita un alto grado de integración arquitectónica y una eficiente generación híbrida termoeléctrica in situ. En la investigación propuesta se pretende diseñar un sistema de concentración solar en escala milimétrica y se realiza un análisis configurativo tanto del sistema de concentración como de su integración en fachada. Además, se estudia el comportamiento del sistema mediante simulación dinámica para diferentes emplazamientos y condiciones meteorológicas, lo que aumenta su versatilidad y aplicabilidad.
El uso de elementos ópticos en multifase, que combine diferentes principios de propagación de ondas, permitirá obtener un sistema que optimice su eficiencia desde un punto de vista óptico, eléctrico y térmico. Se estudiarán, modelizarán y experimentarán los sistemas concentradores mencionados, mejorándose las tecnologías actuales y ampliando las posibilidades de utilización por la sociedad.
Esta investigación ha sido financiada en la Convocatoria 2013 del Programa Estatal de Investigación, Desarrollo e Innovación Orientada a los Retos de la Sociedad (MINECO).
El presente proyecto se relaciona hasta con 3 ODS. Por un lado se encuadra en el ODS 7, ya que promueve una energía asequible, renovable y sostenible para todos. Plantea una mejora de infraestructuras que se encuadre dentro del concepto de consumo cero mediante el empleo de una fuente de energía sostenible. Además, este proyecto está directamente relacionado con el ODS 11, pues reduce el impacto ambiental en zonas urbanas y promueve el uso eficiente de los recursos. Por último, también se encuadra en el ODS 12, al garantizar un modelo de consumo energético sostenible y aumentar el uso de fuentes de energía renovables.
