Influencia de la geometría de techumbres de vivienda unifamiliar para integración de energía solar activa (BIPYTA)

Abstract

Se revisa la integración arquitectónica de sistemas de energía solar activa (colectores híbridos con aire) en techumbres de viviendas unifamiliares recientes en Concepción, Chile, determinando la influencia de la composición volumétrica de faldones captadores. Se descifra la incidencia de orientación e inclinación respecto a trayectoria solar, considerando que si bien es recomendable enfrentar al ecuador, permite desviaciones importantes (hasta de 50 º e incluso en 90 º en azimut, dependiendo de inclinación). Se concluye que, la irradiación recolectada en invierno, satisface entre 73 % y 39 % de la demanda doméstica total con irradiación presente en faldones promedio de Ala de Mayor Dimensión (AMD) y Segunda Ala de Mayor Dimensión (SAMD). Luego se revisa la posible implementación Colectores Híbridos Térmicos Fotovoltaicos con fluido aire (BIPVTa) en casos extremos de capacidad por tamaño y geometría de los faldones. En la techumbre de mayor capacidad el abastecimiento alcanza el 585 % de la demanda eléctrica en verano y 41 % en invierno. Contrariamente, la configuración menos favorable en día promedio de verano, abastece el 185 % de la demanda eléctrica y en invierno se prevé solo un 10 %. Se encuentra finalmente que una vivienda con costados extensos, promueven faldones más amplios y aptos para captación solar activa.

Architectural integration of active solar energy systems (hybrid collectors with air) on dwelling´s roofs is reviewed, in recent single housing of Concepcion, Chile. Influence of volumetric configuration of roof and sides is identified. Also roof azimuth incidence was reviewed establishing that considerable deviations are allow without losing high irradiation rates. It is concluded that irradiation levels between 73% and 39% of the domestic demand in a winter day is available on average Largest Roof Section (LRS) or Second Larger Roof Section (SLRS) indexes. Then, Building Integration Photovoltaic & Thermal with Air Cooling technology was hypothetically displayed in the highest LRS house and in the lower SLRS house. These analysis showed that, LRS case production reach a 585% of the electricity demand an average day of summer and 41% in winter. Considering the SLRS case, energy production of 185% of the electricity demand is expected an average day of summer, but in a winter day only 10%. Finally, a relationship between long sides of building to get larger roof sections for active solar potential was found.

Es revisa la integració arquitectònica de sistemes d'energia solar activa (col·lectors híbrids amb aire) als sostres d'habitatges unifamiliars recents a Concepción, Xile, determinant la influència de la composició volumètrica de faldons captadors. Es desxifra la incidència d'orientació i inclinació respecte a trajectòria solar, considerant que si bé és recomenable enfrontar a l'equador, permet desviacions importats (fins a 50º i inclús 90º d'azimut, depenent d'inclinació). Es conclou que la irridiació col·lectada a l'hivern satisfà entre 73% i 39% de la demanda domèstica total amb irridiació present a faldons promig d'Ala de Major Dimensió (AMD) i Segona Ala de Major Dimensió (SAMD). Després es revisa la possible implementació de Col·lectors Híbrids Tèrmics Fotovoltaics amb fluïd d'aire (BIPVTa) en casos extrems de capacitat per mida i geometria dels faldons. Als sostres de major capacitat l'abastiment arriba al 585% de la demanda elèctrica a l'estiu i al 41% a l'hivern. Contràriament, la configuració menys favorable en un dia promig d'estiu abasteix el 185% de la demanda elèctrica i a l'hivern es preveu només un 10%. Es troba, finalment, que un habitatge amb costats extensos, promouen faldons més amplis i aptes per captació solar activa.