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Construcción

septiembre 13 2022

Energía fotovoltaica y sistemas de domótica: ahorro energético hoy

Construcción

La domótica y la energía fotovoltaica son protagonistas en la escalabilidad de las tecnologías autosustentables. Conoce aquí cómo aprovechar los sistemas de energía fotovoltaica en la instalación domótica para obtener más beneficios.

Aprovechamiento de la energía fotovoltaica  y domótica

La domótica es una tecnología que centraliza y automatiza las funciones de los sistemas de seguridad, climatización y de los dispositivos electrónicos de un edificio. En los últimos años, su uso se ha incrementado gracias a que los nuevos sistemas que existen en el mercado son fáciles de instalar.

Hoy, la smart home es una realidad para la arquitectura. Sin embargo, el diseño de edificios inteligentes debe hacer frente a otra realidad: el consumo de electricidad. Es momento, entonces, de agregar la energía fotovoltaica a la ecuación.

Características de la energía fotovoltaica

En la generación de energía fotovoltaica se emplea un sistema de módulos o paneles solares. En estos, se disponen celdas fotovoltaicas que contienen semiconductores de silicio. Cuando la luz solar golpea la celda, se produce un fenómeno de absorción de fotones y liberación de electrones. Así la energía solar se convierte en energía eléctrica.

Estos sistemas pueden estar aislados o conectados a la red eléctrica. Los sistemas aislados (off-grid) son independientes de la red eléctrica. Se componen de paneles, baterías y un controlador conectado a los dispositivos de la casa o edificio. Se vinculan al mejoramiento de la calidad de vida en zonas rurales o regiones aisladas donde no hay acceso a la red eléctrica (Rodríguez-Gámez, Vázquez-Pérez, Vélez-Quiroz y Saltos-Arauz, 2018).

Por su parte, los sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica pública (on-grid) también requieren un panel y un inversor o controlador. Sin embargo, no necesitan batería. Esto se debe a que aprovechan energía de la red eléctrica cuando el panel no produce lo suficiente.

El inversor cumple la función más importante: convertir en corriente alterna a la corriente variable que producen los paneles solares. Según la forma en que se conecta con el panel solar, puede ser de dos tipos: inversor con arreglo string o centralizado y microinversor.

Aplicaciones de la energía fotovoltaica y domótica en diseño y arquitectura

Eficiencia y productividad son los primeros términos que se asocian al uso de los sistemas fotovoltaicos y domóticos; sin embargo, en diseño y arquitectura, el impacto de estos sistemas se extiende a la funcionalidad y humanización de los edificios; entre sus usos, podemos destacar: (Arencibia, et. Al. 2020).

  • Automatización integrada a los dispositivos móviles; la cual permite programar, vigilar y controlar todos los sistemas enlazados desde cualquier lugar; además de recibir informes estadísticos del uso y almacenamiento de la energía de fuente solar.
  • Sistemas de gestión de energía, que incluyen la alternabilidad (autómata) en el uso de los mecanismos de climatización; por ejemplo: control de los sistemas de iluminación natural y artificial, (aire acondicionado; cortinas enrollables; focos, toldos,etcétera).
  • Gestión automatizada de los dispositivos electrónicos del hogar con uso eficiente del agua, electricidad y combustibles.

La posibilidad de pensar y diseñar todas estas mejoras en un edificio; son para el diseño y la arquitectura de interiores sus mayores aportes; ya que, aunque estén centradas en la habitabilidad y confort del usuario; tienen una gran implicación e impacto en la sostenibilidad de los edificios inteligentes de cara al futuro.

Ventajas significativas de la energía fotovoltaica

El costo de la energía fotovoltaica es su mayor atractivo. Representa solo una tercera parte del costo de la energía de red. Sin embargo, existen otros factores que impulsan su uso:

  • Contribuye a la protección del medio ambiente por sus bajas emisiones de CO2.
  • Utiliza materiales reciclables. El 95 % puede emplearse en la fabricación de nuevos paneles solares.
  • Beneficia con incentivos tributarios atractivos por su implementación en países como Colombia.
  • No ocupa espacio en la tierra ya que se instala en techos.

Además, es posible almacenar, redistribuir y vender el excedente de energía.

Las investigaciones muestran que un sistema de paneles solares puede generar el 29,72 % del consumo de energía de una familia de cuatro miembros. Esto, con un inversor de arreglo centralizado y en una región tropical. El porcentaje de ahorro en electricidad es significativo.

La reducción de costos en el consumo de energía es la principal motivación para el uso de la energía fotovoltaica. La seguridad y el aumento del confort lo son para la masificación de sistemas de domótica. ¿Qué sucede, entonces, si estas dos tecnologías se unen?

Energía fotovoltaica y sistemas de domótica: ahorro energético hoy

Cómo se acoplan la energía fotovoltaica y la domótica

La posibilidad de almacenaje es la mayor ventaja de la energía fotovoltaica y, a la vez, su gran contrariedad. La energía se almacena en baterías para que se consuma solo en horas de alto tráfico en el edificio. En cambio, con ayuda de la domótica, el consumo de la energía ocurre a cualquier hora y de forma autónoma.

Integrar un sistema de energía fotovoltaica con un dispositivo de domótica requiere algunos datos:

  • Estimación de la producción requerida de energía para los paneles según la superficie del edificio.
  • Número de habitantes y hábitos de consumo.
  • Consumo promedio de los dispositivos que se conectarán.
  • Ajustes aplicables a los sistemas de climatización del edificio.
  • Costos de la energía por hora.
  • Características del emplazamiento del edificio, orientación y exposición a la luz del sol (Jiménez, Cardona y Carvajal, 2020).

Tras el análisis de estos datos, el sistema de domótica programa la asignación de energía para los diferentes aparatos. Evalúa cuándo estos se encuentran en modo de espera para cortarles el suministro de energía. Asimismo, si un área del edificio no está ocupada, puede apagar los sistemas de climatización.

El programa, además, permite acceder a los datos de consumo en tiempo real. Se utiliza una interfaz digital compatible con cualquier dispositivo.

Más allá de las ventajas extraordinarias de la domótica y la energía solar

La tecnología ha estado presente en la arquitectura incluso antes de la invención de la electricidad. Después de todo, “tecnología” es todo cuanto el ser humano hace por mejorar su calidad de vida.

Hoy, la evolución de las tecnologías de comunicación e informática, y la ciencia aplicada al desarrollo de soluciones sustentables permiten controlar la relación entre la energía disponible y la energía consumida. Llamamos a esto eficiencia.

El internet de las cosas ha mejorado el disfrute de entornos smart. Además, beneficia a las personas con movilidad comprometida. La energía fotovoltaica, por su parte, es un avance importante para las regiones aisladas de la red pública.

Siempre nos hemos relacionado con la energía solar. Aunque esta vez se trata de enfrentar las amenazas con conciencia. Considera incluir la energía fotovoltaica en instalaciones domóticas. ¡Aprovecha este recurso gratuito, limpio e inagotable de manera inteligente!

 

Referencias bibliográficas

Albistur, F. (2014). La transición energética: un reto al desarrollo sostenible. Cuadernos del CENDES, 31(86). Recuperado de https://www.redalyc.org/pdf/403/40332804011.pdf

Arencibia, B., Peña, S., Caicedo, S. (2020). El entorno de sostenibilidad en los edificios inteligentes. Pasos para una domótica saludable preventiva. Revistas UFPS. Recuperado de https://revistas.ufps.edu.co/index.php/respuestas/article/view/2967/3288

Gómez, J. y Murcia, J.  (2019). La energía solar fotovoltaica en Colombia: potenciales, antecedentes y perspectivas. Repositorio USTA. Recuperado de https://repository.usta.edu.co/bitstream/handle/11634/10312/G%C3%B3mez2018.pdf

Jiménez, J., Cardona, J. y Carvajal, S. (2020).  Location and optimal sizing of photovoltaic sources in an isolated mini-grid. Tecnológicas, 22(44). Recuperado de https://doi.org/10.22430/22565337.1182

Rodríguez-Gámez, M., Vázquez-Pérez, A., Vélez-Quiroz, A.M. y Saltos-Arauz, W.M. (2018). Mejora de la calidad de la energía con sistemas fotovoltaicos en las zonas rurales. Revista Científica, 33(3). Recuperado de https://doi.org/10.14483/23448350.13104

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