Sistemas fotovoltaicos para viviendas

Abstract

La investigación surge desde la preocupación por la creciente problemática del cambio climático, el interés por las energías renovables y su desarrollo e incorporación a la matriz energética uruguaya. En los últimos años, la introducción de energía solar fotovoltaica se encuentra en constante crecimiento. El presente trabajo se enfoca en la micro generación conectada a una red de baja tensión. Esta tesis aborda los criterios de desempeño y las mediciones necesarias para la evaluación de sistemas solares fotovoltaicos y la optimización del uso de energía solar en edificios. A lo largo del documento, se exploran diversos métodos de modelado físico-matemático que permiten simular la interacción entre la irradiación solar y los paneles fotovoltaicos instalados en edificios, tomando en cuenta variables climáticas, geográficas y las características específicas de las instalaciones. Proporciona además una visión integral del estado del arte sobre los sistemas de control solar, tanto a nivel local como global, evaluando las tecnologías actuales y las tendencias emergentes en el campo. El cambio climático es uno de los desafíos más apremiantes que enfrenta la humanidad en la actualidad y tiene implicaciones significativas para el medio ambiente, la sociedad y la economía. Representa un desafío global que requiere la colaboración de múltiples sectores para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y mitigar sus impactos. Uno de los sectores clave en este esfuerzo es la arquitectura, que puede desempeñar un papel importante en la optimización de sus recursos desde la construcción hasta el uso diario de los edificios, cada fase tiene un impacto directo en el medio ambiente. La arquitectura hoy conocida como sostenible o sustentable se centra en diseñar edificios que minimicen su huella ambiental y maximicen su eficiencia energética. La relación entre arquitectura y cambio climático es importante debido a la influencia significativa que tiene el diseño y la construcción de edificios en las emisiones de gases de efecto invernadero, así como en la adaptación a los impactos del cambio climático. Los edificios consumirán una gran cantidad de energía durante su ciclo de vida, desde la construcción hasta la operación. El diseño arquitectónico puede influir en la eficiencia energética al maximizar el aprovechamiento de la luz natural, mejorar la ventilación, incorporar sistemas de calefacción y refrigeración eficientes, y utilizar materiales de construcción con una menor huella de carbono. La incorporación de tecnologías innovadoras de gestión energética puede optimizar el uso de los recursos y minimizar las emisiones. Una forma de contribuir es generando energía limpia mediante la instalación de paneles solares en techos y fachadas. Estos sistemas fotovoltaicos, conectados a la red eléctrica (EFCR), transforman la radiación solar en electricidad, la cual puede consumirse directamente o inyectarse a la red, beneficiando tanto al usuario como al sistema eléctrico en general. Este trabajo se basó en la formulación de un modelo simulado de sistematización en una instalación fotovoltaica ubicado en la ciudad de Montevideo el cual se replicó y comparó con sistemas similares en diferentes ubicaciones geográficas dentro del territorio nacional; mediante este modelo se analizaron y ponderaron los datos obtenidos con el fin de evaluar los impactos positivos y mejoras sustanciales sobre la energía obtenida mediante la variable de posicionamiento geográfico. Si bien el modelo se basa en las situaciones geográficas específicas, la utilidad y finalidad de este trabajo es que el modelo pueda ser replicado en situaciones similares de radiación solar incidente.