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gases de efecto invernadero

IK4-TEKNIKER

L

invernadero se ha convertido en uno de los principales objetivos del siglo XXI. Dentro de solo 11 años los países de la Unión Europea tendrán que haber reducido un 40% sus emisiones con respecto a las de 1990 en su lucha contra el cambio climáti- co. Uno de los principales responsables de estas emisiones son la generación eléctrica y el sector residencial; por eso para contri- buir a cumplir este objetivo es necesario reducir el consumo energético de los edi- ficios a través de la sustitución de los ma- teriales de construcción convencionales por nuevos elementos arquitectónicos capaces de generar energía; o lo que es lo mismo, lograr una integración arquitectónica de la energía a través de un nuevo concepto de ventana que maximizará la producción de energía y contribuirá a reducir la emisión de gases de efecto invernadero.

La liberalización del sector eléctrico ha po- pularizado los paneles solares convenciona- les, pero su fuerte impacto visual limita su instalación a zonas poco visibles de los edi- ficios, como los tejados, y reduce su eficien- cia. Para poder integrar en las edificaciones cualquier sistema generador de energía se necesita que el impacto visual sea mínimo y no exista diferencia estética entre el ele-

mento constructivo y el elemento construc- tivo-generador; en el momento en que esta premisa se cumpla se podrá utilizar la envol- vente de los edificios para albergar sistemas de generación de electricidad y conseguir edificios de consumo energético casi nulo. Un nuevo reto

Un consorcio compuesto por grupos de investigación puntero integrado por IK4- Tekniker desarrolla el proyecto TECH4WIN, cuyo objetivo es diseñar un nuevo concepto de ventana fotovoltaica capaz de maximizar la transmisión de energía en la zona visible de la unidad. Las ventanas desarrolladas hasta el momento están basadas en semi- conductores que absorben energía en la zona visible del espectro electromagnético y que presentan transmisiones muy bajas, inferiores al 50%. Por eso el reto es conse- guir que el nuevo desarrollo sea capaz de elevar esa transmisión en la parte del visible por encima del 70%.

Para conseguirlo se ha ideado una es- tructura tándem de doble vidrio en la que cada uno de ellos es capaz de absorber de forma selectiva la radiación ultravioleta y la infrarroja para generar electricidad. Concre- tamente, el vidrio anterior lleva incorporado un recubrimiento multifuncional basado en materiales inorgánicos que generan electri- cidad absorbiendo la radiación ultravioleta,

mientras que el posterior incorpora otro re- cubrimiento multifuncional basado en ma- teriales orgánicos que genera electricidad absorbiendo la radiación infrarroja.

Este segundo vidrio consigue incrementar la eficiencia energética de la ventana gra- cias a un reflector de Bragg distribuido que actúa como filtro de radiación infrarroja para maximizar la absorción de los rayos in- frarrojos, y cuyo diseño ha liderado IK4-Te- kniker. El centro tecnológico vasco utiliza su expertise en el desarrollo de recubrimientos ópticos para desarrollar este componente, que resulta crítico para conseguir la máxima eficiencia del dispositivo en la absorción de la radiación infrarroja (supone el 75% del total) y, por lo tanto, para la conversión de energía final del sistema.

Cinco pilares de investigación Desde un punto de vista cualitativo, el ob- jetivo es obtener una ventana fotovoltaica con la máxima eficiencia y la misma dura- bilidad que una convencional y con unos costes de producción competitivos. Esto se traduce, en el apartado cuantitativo, en una eficiencia de conversión de potencia mayor de un 12% con una elevada transmisión en el visible (mayor del 70%) y una vida útil superior a los 25 años. Esta durabilidad se consigue gracias al diseño de su estructura, en la que los materiales orgánicos (más sus-

Equipo de deposición en fase vacío en las instalaciones de IK4-Tekniker para el desarrollo del sistema óptico reflector de la radiación infrarroja.

SOLAR FOTOVOLTAICA

ceptibles de deteriorarse que los inorgáni- cos) están protegidos por los vidrios.

Además de la durabilidad del sistema, el proyecto TECH4WIN descansa sobre otros cuatro pilares de investigación. Por un lado, se ha desarrollado un innovador sis- tema de polímeros estables que maximiza la conversión de energía para la radiación infrarroja, y que se ha combinado con re- flectores adaptados al espectro de estos polímeros. Junto a ello se trabaja en el diseño de materiales inorgánicos basados en óxidos y en compuestos ternarios tipo calcogenuros capaces de desempeñar de forma simultánea una doble función: ac- tuar como filtro de radiación ultravioleta y como sistema fotovoltaico para esta radia- ción. Por otra parte, el uso de métodos de simulación ha permitido mejorar la calidad óptica y la transparencia de las ventanas a través de la reducción de su impacto visual y del incremento de la transmisión de energía en la zona visible del espectro electromagnético. Y, finalmente, el proce-

so productivo contempla la supresión de materiales críticos en la estrategia europea de sostenibilidad, que se traduce en un análisis de los procesos de reciclado y eco- nomía circular del nuevo producto. La competitividad, elemento clave de éxito

Pero el éxito de este diseño radica en su competitividad: los desarrollos del diseño están basados en tecnologías de fabricación ya existentes a escala industrial (Magnetrón Sputtering y i-Printing Roll to Roll), de forma que los costes de fabricación estimados son

competitivos y rondan los 160€/m2.

La ventana transparente fotovoltaica de- sarrollada en el proyecto TECH4WIN no solo contribuirá a cumplir la normativa europea sobre edificios de cero consumo: se trata de un innovador sistema que pue- de ser implementado tanto en edificios de nueva construcción como para la rehabili- tación de estructuras antiguas, y permitirá relanzar en Europa el sector de la integra-

ción arquitectónica de sistemas fotovoltai- cos, que actualmente lidera Asia. El know- how acumulado en el seno de la UE en la fabricación de células fotovoltaicas servirá para desarrollar un producto innovador con alto valor añadido, y para fortalecer el mercado fotovoltaico de generación en campo.

El proyecto TECH4WIN está coordinado por el Institut de Recerca en Energía de Ca- talunya (IREC) y, además de IK4-Tekniker, está integrado por los centros tecnológicos Interuniversitair Micro-Electronica Cen- trum-IMEC de Bélgica y el Commissariat à l’Energie Atomique et aux énergies alter- natives-CEA francés. Estos centros están apoyados por varias empresas, referentes en sus respectivos sectores, que garantizan la fabricación y comercialización del siste- ma. La española Onyx Solar (uno de los lideres mundiales en BIPV) es la coordina- dora industrial y junto a ella participan Ad- vent Energy Technologies (Grecia); Armor (Francia), y la italiana Kenosistec

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