En el marco del proyecto ‘Solardachpfanne.NRW: suministro de energía y calor descentralizado hecho en NRW’, la escuela técnica superior de Colonia TH Köln junto con la empresa paXos Consulting & Engineering GmbH & Co. KG han desarrollado una teja solar optimizada que genera energía eléctrica y térmica y apenas se distingue visualmente de tejas convencionales.
Los investigadores de TH Köln de los campos de la fotovoltaica, las energías renovables, la electrónica de potencia y la construcción de vidrio han probado y optimizado el producto durante más de tres años. Entre otras cosas, se crearon dos áreas de ensayo para comparar un techo cubierto con teja solar y módulos solares convencionales en una prueba a largo plazo.
Cuatro subproyectos dentro de Solardachpfanne.NRW
Cuatro subproyectos en TH Köln examinaron este diseño en cuanto a comportamiento de temperatura, transitabilidad, alta resistencia a las influencias ambientales y mayor seguridad. Además, el equipo analizó el vidrio utilizado, por ejemplo, para minimizar las pérdidas ópticas por reflexión o dispersión, y determinó una combinación óptima de células solares y tipos de tejas.
Dado que las tejas solares no solo generan energía eléctrica, sino también una gran cantidad de calor, también se instaló una bomba de calor de aire. Por ello, otro subproyecto se ocupó de la vinculación de ambos sistemas y diseñó una estrategia operativa.
También se desarrolló un microconvertidor para lograr el máximo rendimiento con todo el sistema, es decir, las tejas solares conectadas en serie, incluso en la sombra. Gracias a los ajustes realizados a la teja real, las propiedades físicas y también el rendimiento energético se mejoraron significativamente. Por lo tanto, el sistema estaba listo para un uso continuo en condiciones reales, según explican los investigadores de TH Köln.
Energía eléctrica y térmica
En la anterior prueba de rendimiento de ocho meses en condiciones reales entre marzo y octubre de 2022, el sistema mostró valores comparables en términos de rendimiento eléctrico como un sistema de referencia con módulos solares convencionales montados en soportes. También se integró en la teja solar un conducto de aire para la refrigeración de las células solares.
Dado que el aire precalentado sale del conducto de aire integrado, el equipo de investigación está probando una bomba de calor de aire acoplada que utiliza este aire como suministro. Los datos iniciales muestran un aumento en el coeficiente de rendimiento de alrededor de una cuarta parte, dependiendo del requerimiento de calor y las condiciones climáticas predominantes. De estos resultados se puede deducir que la teja solar también puede contribuir al suministro de calor en el edificio, aumentando así la eficiencia global del sistema.
Producción en serie de la teja solar
La empresa paXos Consulting & Engineering GmbH & Co. KG ha vendido las patentes presentadas en relación con la teja solar a un fabricante de sistemas solares que se hará cargo de la producción en serie.
El proyecto Solardachpfanne.NRW se ha llevado a cabo desde mayo de 2019 hasta noviembre de 2022 y ha contado con el Fondo Europeo de Desarrollo Regional para su financiación.