Cristales solares: innovación, sostenibilidad y eficiencia

Cristales solares
Javier Lirio Medina, Jefe de obras en Cuerva
Escrito el 28 de marzo de 2023
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La volatilidad de los precios de la luz y el cuidado por el medioambiente han ocasionado un alto interés por parte de empresas y hogares españoles en apostar por la energía solar. De hecho, en España se han disparado las instalaciones de placas solares tanto que, en 2022, superaron los 117 GW de potencia instalada. Dichas circunstancias, junto con las buenas condiciones climáticas del territorio para absorber los rayos de sol, han incentivado la apuesta por el autoconsumo.

Y es que el desarrollo de las fuentes renovables continúa en plena ebullición, y especialmente la energía fotovoltaica ocupa un papel importante, por lo que se realizan constantes investigaciones que dan lugar a nuevas tecnologías, como los cristales solares. Esto ha permitido aprovechar algunos elementos de los edificios como ventanas, terrazas o techos para aumentar la eficiencia energética.

Sin ir más lejos, ¿sabías que el potencial de los cristales solares puede llegar a reducir el consumo de energía en los edificios en un 40%? Así lo afirman datos del Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Estados Unidos (NREL). Si quieres saber cómo funcionan y todos sus beneficios, sigue leyendo.

¿Qué son y cómo funcionan los cristales solares?

Los cristales solares, también conocidos como ventanas solares, son elementos que utilizan materiales transparentes que absorben la luz solar para generar energía y producir electricidad.

En este sentido, la cantidad de energía y transmisión térmica que pueden producir depende del grosor del cristal y de su transparencia: cuanto más transparente sea el vidrio, menos energía produce. De esta manera, los cristales solares proporcionan una energía limpia y renovable, pero también brindan luminosidad al espacio.

Además, estos elementos pueden implementarse en cualquier edificio: hogares, empresas, centros comerciales, etc. Aunque formen parte de la construcción, a diferencia de las placas solares, los vidrios integrados en los cristales no necesitan un lugar extra para ser instalados y son estéticamente atractivos.

Por otro lado, su funcionamiento es similar al sistema de las placas solares, pero con una tecnología más avanzada, ya que es posible aprovechar los rayos del sol a través de cristales sin necesidad de disponer de una instalación fotovoltaica y puede transformar la corriente continua en corriente alterna apta para el consumo energético. Por tanto, se trata de un Sistema Fotovoltaico Integrado en Edificios (BIPV, por sus siglas en inglés).

A pesar de todo, cabe mencionar que es una tecnología que está en pleno desarrollo y se considera un complemento de las placas solares. Teniendo esto en cuenta, los cristales solares aún no se han aplicado a un número destacado de edificios y el coste es más alto que el de una instalación solar.

En cambio, ya ha conseguido aumentar su eficiencia de un 3% a un 8,1%. De hecho, los investigadores de la Universidad de Michigan, en Estados Unidos, aseguran que esta tecnología podría generar tanta electricidad como una instalación fotovoltaica.

Tipos de cristales solares

Los cristales solares son elementos que cumplen con el Código Técnico de Edificación y mantienen un color uniforme que continúa ofreciendo un espacio visible y luminoso.

Si bien están fabricados, casi en su totalidad, por silicio, en función de la tecnología utilizada, podemos clasificarlos en tres tipos:

  • Monocristalinos
  • Policristalinos
  • Amorfos

Cristales solares monocristalinos

La tecnología monocristalina se caracteriza por un proceso de fabricación en el que se corta el silicio en láminas, con el fin de obtener una pureza superior, de manera que esto se refleje en un mejor rendimiento.

Su punto diferenciador frente a otros tipos de cristales solares es que permite circular los electrones con facilidad gracias a una disposición del espacio más amplia.

No obstante, es cierto que estamos ante una técnica más costosa debido al proceso de elaboración, pero debemos tener en cuenta que es más eficiente, sobre todo, en espacios limitados que no disfrutan de una exposición solar plena durante el día.

Por último, en cuanto al diseño, son fáciles de reconocer gracias a una tonalidad oscura de forma homogénea.

Cristales solares policristalinos

La técnica policristalina sigue un procedimiento más sencillo. Se funde el silicio y, una vez obtenido, se añade a los moldes que conforman los cristales solares. Por tanto, esta tecnología no requiere tanta precisión, por lo que su coste es más bajo y su eficiencia también es reducida.

Teniendo esto en cuenta, este tipo de cristales solares se utilizan en zonas geográficas amplias y áreas expuestas a radiación solar alta durante la mayor parte del día.

Además, a diferencia de los monocristalinos, su diseño presenta un tono azulado que permite visualizar los diferentes cristales con sencillez.

Cristales solares amorfos

En este caso, el vidrio se compone de tres capas:

  • La primera está compuesta por un semiconductor transparente.
  • La segunda capa está formada por silicio amorfo.
  • La tercera contiene aluminio.

Al contrario que las tecnologías anteriores, su uso se limita a espacios que no requieren una alta producción de energía debido a su bajo rendimiento, como es el caso de los garajes, barcos o caravanas.

Finalmente, si hablamos de diseño, se aprecia un aspecto más estético.

¿Dónde se utilizan los cristales solares?

El valor diferencial de esta tecnología se encuentra en su versatilidad para desarrollar de forma continua nuevos usos aplicables a diferentes elementos, y pueden encontrarse en muchos sitios. Algunos ejemplos son en las marquesinas, en el mobiliario urbano o, incluso, en los aparcamientos.

Sin embargo, el grafeno es un material que está causando gran interés en la industria de la energía solar y permitirá, en un futuro, utilizar cristales fotovoltaicos en las lunas de los coches para producir electricidad.

Por otro lado, también se pueden encontrar en dispositivos electrónicos como las pantallas de los móviles o tablets y, lo más innovador, se expande hacia el sector de la construcción con carreteras solares como solución para combatir el cambio climático.

Sin embargo, no hay que olvidar las múltiples opciones que tienen en el campo de la edificación, con ideas sostenibles que se extienden a las fachadas, pérgolas, barandillas o suelo de patios y terrazas.

Y es que, aunque los cristales solares se encuentran en proceso de desarrollo, ya podemos ver cómo permiten disfrutar de soluciones que avalan un modelo energético sostenible.

¿Qué beneficios aportan los cristales solares fotovoltaicos?

Las ventanas solares son un proceso innovador y aportan numerosos beneficios en el sector energético. Entre ellos, destacamos los siguientes:

  • La energía es 100% limpia y renovable. En consecuencia, la huella de carbono individual y empresarial disminuye.
  • Pueden reducir las facturas de electricidad de media entre un 40-60%.
  • No precisan de espacio extra para producir energía y, al mismo tiempo, permiten el paso de la luz solar.
  • La incorporación de filtros reduce la entrada de calor en el interior de los edificios y viviendas. Por ende, el aislamiento y la eficiencia mejoran. Se prescinde, por tanto, de sistemas de climatización que generan un gasto alto en las facturas de electricidad.
  • El procedimiento de instalación es sencillo y, además, pueden colocarse en diversos elementos como, por ejemplo, pantallas de dispositivos móviles, ventanas de automóviles o fachadas.
  • Se pueden diseñar en diversos tamaños y formas. En este sentido, es posible ajustar las medidas y los colores para adaptarse a la estructura de los proyectos.
  • Mantienen un aspecto estético. Partimos de una técnica sostenible que se constituye como un elemento más de la arquitectura de la edificación sin alterar el diseño.
  • En realidad, los cristales solares son elementos ideales que contribuyen a la creación de edificios o casas pasivas, construcciones autosuficientes que se diferencian por su alta eficiencia energética.

¿Qué avances tecnológicos se están llevando a cabo?

La industria de la energía solar fotovoltaica avanza rápido y los continuos progresos tecnológicos dan lugar a nuevas funcionalidades de los cristales solares. Algunas interesantes a mencionar son las siguientes:

Revestimiento líquido

Se trata de un revestimiento que absorbe la luz y extrae la energía hacia una batería u otro dispositivo de almacenamiento que permita su consumo mediante conductores.

Lo más llamativo de esta tecnología es que podría aplicarse a cualquier superficie transparente y es capaz de generar electricidad cuando hay sombra.

Células solares orgánicas

Las células solares orgánicas son una tecnología liderada por el investigador Olle Inganäs, de la Universidad de Linköping. Gracias a un polímero fabricado con carbono y electrónica orgánica, estos componentes muestran una versatilidad notoria.

Se trata de una alternativa al silicio, la cual aún no tiene una eficiencia destacada y no puede competir con las tecnologías presentes, pero está avanzando en el campo de la investigación.

Y es que entre sus beneficios destacan:

  • El coste de los materiales es reducido.
  • Su método de fabricación es sencillo y rápido.
  • Pueden elaborarse en varios colores.

Cristales solares inteligentes

Los cristales solares inteligentes regulan la cantidad de luz o calor en función de la hora del día. Están compuestos por nanopartículas de silicio que cambian según la energía eléctrica recibida. Así, la temperatura y la luz se regulan de forma eficiente. ¿Cómo lo hacen? Gracias a sus tres modalidades de uso: verano, invierno y siesta.

Se trata de una tecnología recomendable para zonas geográficas con climas caracterizados por veranos o inviernos extremos. Todas estas tecnologías conducen a un mismo objetivo: transformar los edificios convencionales en estructuras autosuficientes que se conviertan en productores de energía.

Los cristales solares como tecnología complementaria a los paneles fotovoltaicos

Los cristales solares actúan como una tecnología adicional en el sector fotovoltaico. No se pretende usar estos dispositivos como reemplazo para las placas solares, sino para que la transición hacia la sostenibilidad sea más rápida.

En este sentido, si bien en la actualidad su uso residencial no es todavía rentable, las empresas e instituciones públicas pueden apreciar un ahorro energético y económico importante.

De esta manera, se fomenta el autoconsumo fotovoltaico y, además de minimizar nuestra huella de carbono y la dependencia frente a la red tradicional, la factura de la luz se ve mermada con la combinación de ambas tecnologías. No obstante, aún se está trabajando en su potencial para ofrecer la máxima eficiencia energética en hogares e industrias.

En Cuerva, queremos ser tu partner de confianza para que optimices tu gestión energética a la vez que mejoras notablemente tus consumos. Ahora es el momento adecuado para apostar por la energía solar. No solo estamos ante un avance tecnológico importante que ha facilitado el acceso a fuentes de origen renovable, sino que el contexto actual es el ideal para dar el salto hacia una energía limpia y eficiente.

La volatilidad de los precios de la luz, junto a la nueva discriminación horaria establecida por el gobierno, así como las ayudas que fomentan el autoconsumo, aceleran este proceso de transición, con el fin de construir industrias e instituciones públicas más eficientes energéticamente. Y nosotros queremos ir de la mano contigo. ¿Estás preparado para llevar la energía al siguiente nivel? Hablamos aquí.

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Sobre el autor

Javier Lirio Medina, Jefe de obras en Cuerva
Javier se unió a Cuerva en octubre de 2022 como jefe de obras especializado en instalaciones eléctricas en edificación, obra civil e instalaciones fotovoltaicas. Se encuentra actualmente inmerso en la ejecución de proyectos eléctricos en edificaciones del sector terciario. Apasionado de la eficiencia energética, la rehabilitación de edificios y la optimización de sus instalaciones. Graduado en Arquitectura técnica, Experto en Rehabilitación de Edificios y Máster en Acústica.
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