Una investigación revisada por pares confirma los beneficios de las ventanas solares ClearVue

En un estudio revisado por pares, se ha demostrado que las ventanas fotovoltaicas ClearVue ofrecen un retorno de la inversión en aproximadamente un año.

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Recientemente, mi colega David Waterworth escribió sobre ClearVue, una empresa ubicada en Perth, Australia, que fabrica ventanas solares fotovoltaicas que se ven claras desde el exterior. En el artículo de David de junio, cita a Victor Rosenberg, presidente ejecutivo de ClearVue, quien afirma que la tecnología de la compañía presenta un cambio de paradigma en la forma en que se utilizará el vidrio en las industrias de la construcción, el automóvil y la agricultura.

"El vidrio ya no será sólo un componente de la construcción sino un recurso de energía renovable", afirmó Rosenberg. Añadió que espera periodos de recuperación de menos de un año, con una vida útil del producto de más de 30 años. "Ventanas energéticamente eficientes que producen energía y que son sorprendentemente claras y sin distorsión". Las reclamaciones están muy bien. Todas las empresas quieren promocionar sus productos hasta el cielo con la esperanza de atraer nuevos clientes. Pero ¿dónde está la prueba de que esas afirmaciones son realistas?

Durante un estudio de dos años de duración sobre las ventanas ClearVue instaladas en el techo y las paredes verticales de un invernadero en la Universidad Murdoch en Perth, investigadores del Centro de Tecnología Ambiental de la escuela, que forma parte de su Facultad de Ciencias, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas, descubrieron que ClearVue era transparente. La tecnología de acristalamiento solar produce una generación de energía constante y un consumo de energía sustancialmente reducido, produciendo electricidad a tasas de hasta 19 kilovatios-hora por día, lo que compensa aproximadamente el 40% de los costos de energía.

Estos avances se atribuyen a las tecnologías pioneras de partículas fluorescentes de ClearVue. La capa intermedia transparente del panel está entrelazada con nano y micropartículas que difunden la energía solar que llega a la superficie del vidrio en dirección a las células solares ubicadas en los límites de las unidades de vidrio aislante (IGU), lo que permite recolectar energía solar a pesar de que el sol no brillando directamente sobre la IGU.

Como referencia, los investigadores compararon el rendimiento del vidrio solar ClearVue con el de sistemas solares de tejado convencionales ubicados cerca. Descubrieron que, si bien los paneles solares convencionales para tejados superaban al acristalamiento solar transparente en condiciones perfectas, los paneles solares transparentes funcionaban mejor en condiciones adversas, como los días de lluvia. Las ventanas, que están instaladas verticalmente y en la azotea del edificio, permitieron capturar la luz solar desde una variedad de ángulos en comparación con los paneles de la azotea, según el Property Tribune de Australia.

"Durante años se ha hablado de soluciones de acristalamiento solar, pero hasta ahora, el vidrio solar de visión clara disponible en el mercado diseñado para fachadas de edificios comerciales no se ha puesto a prueba en un entorno del mundo real para un estudio más amplio", afirma Clifton Smythe, director de negocios de ClearVue. oficial de Desarrollo.

“La única instalación a largo plazo de este tipo ha demostrado que la captación de energía solar con soluciones de acristalamiento solar ClearVue no sólo es factible en superficies verticales, sino efectiva en todas las estaciones. Cada instalación es única, por lo que los resultados variarán dependiendo de qué tan exigente sea el uso de energía para un edificio determinado y de dónde y cómo se instale el acristalamiento solar en un edificio”.

El estudio fue publicado el 12 de julio de 2023 en la revista MPDI. En los párrafos finales, los investigadores escribieron:

“Se implementaron nuevas ventanas solares fotovoltaicas de alta transparencia con varias configuraciones de diseño diferentes sobre la envolvente de un edificio de invernadero y se probaron en el campo para investigar sus tendencias de recolección de energía y su potencial de rendimiento. La fotovoltaica integrada en ventanas fue diseñada para emplear módulos fotovoltaicos con formas personalizadas y estructurados en 3D colocados alrededor de las áreas del perímetro de las ventanas, que también contienen paneles concentradores solares luminiscentes a base de vidrio integrados y recubrimientos ópticos espectralmente selectivos.

“Se demostró que las características del comportamiento de recolección de energía son diferentes de las que se observan habitualmente en la energía fotovoltaica convencional, y algunos diseños de ventanas muestran un fuerte rendimiento en términos de generación de energía y producción de energía a lo largo de las estaciones, incluso en condiciones climáticas adversas. Descubrimos que los diseños de ventanas solares de doble capa intermedia proporcionaban resultados de recolección de energía más estables, en comparación con las ventanas de una sola capa intermedia de neblina reducida y producto de concentración-espesor de los materiales luminiscentes incrustados dentro del polivinil butiral.

“Aunque serán necesarios más estudios para optimizar aún más los diseños de ventanas solares en términos de rendimiento energético, las ventanas solares ClearVue de alta transparencia de la generación actual han demostrado una reducción significativa (~40%) en la intensidad del uso de energía solar de efecto invernadero, en comparación con una alternativa vidriada convencional. Se han informado nuevos métodos adecuados para la identificación y cuantificación de diferencias de rendimiento de campo dependientes del diseño en ventanas solares fotovoltaicas. Se ha demostrado que los innovadores materiales de construcción agrivoltaicos de alta transparencia reducen los costos de funcionamiento en un entorno de invernadero de investigación construido en un clima moderado.

"La instalación de ventanas solares ClearVue mostró una cosecha de energía diaria bastante estable y pequeñas reducciones a largo plazo en la producción de energía durante varios meses desde su instalación en abril de 2021".

Se descubrió que las ventanas ClearVue transmiten aproximadamente el 70% de la luz solar disponible, que es similar a la cantidad transmitida por las ventanas convencionales. Esto ayuda a que el aspecto de un edificio equipado parezca prácticamente el mismo, aunque sus ventanas también se utilicen para generar electricidad. Esto podría hacer que las ventanas ClearVue sean apropiadas para su uso en áreas históricas donde la apariencia del exterior de los edificios es una consideración importante.

En última instancia, instalar vidrio fotovoltaico ClearVue puede ayudar a reducir las necesidades energéticas de un edificio. Menos electricidad importada de la red energética local significa facturas de servicios públicos más bajas y menores emisiones totales de los edificios. El estudio de la Universidad Murdoch demostró los atributos únicos de las ventanas fotovoltaicas ClearVue en aplicaciones agrícolas.

La tecnología de la empresa permite que el espectro de la luz solar esencial para la fotosíntesis de las plantas pase prácticamente sin obstáculos. La función fotovoltaica de las ventanas está diseñada para depender de longitudes de onda que no son críticas para los cultivos. "Los rayos infrarrojos y ultravioleta se filtran mediante una película espectralmente selectiva y se dispersan hacia las células solares mediante una capa intermedia de nanopartículas de PVB", afirma la empresa.

ClearVue es algo más que ventanas fotovoltaicas. Ha creado un sistema completo de fachada de edificio inteligente que permite un control total sobre la cantidad de luz natural que ingresa a cada habitación, según las preferencias de quienes utilizan el espacio interior. Los controles digitales interactúan con las aplicaciones de Google y Apple para crear soluciones de control de comodidad de los ocupantes vinculadas al sistema de gestión de un edificio.

La tecnología de ClearVue crea una infraestructura verde e inteligente con la capacidad de integrar la conectividad e inteligencia de IoT en el entorno construido, desde fachadas de edificios de gran altura hasta invernaderos. Imagine las posibilidades, dice la empresa en su sitio web.

Con asistencia financiera del gobierno de Australia Occidental, ClearVue está finalizando su cadena de suministro y estableciendo una instalación avanzada de fabricación de componentes fotovoltaicos y nanopartículas para la producción comercial de sus ventanas fotovoltaicas en Perth.

Con los resultados de un proyecto de investigación revisado por pares que muestra que las ventanas ClearVue pueden compensar hasta el 40% de las necesidades de energía eléctrica de un edificio (suficiente para recuperar el costo de la energía fotovoltaica en aproximadamente un año), la compañía espera una fuerte demanda de sus productos.

No se sabe cuándo espera la compañía expandirse para exportar sus ventanas a mercados fuera de Australia, pero a medida que la palabra se filtra en las comunidades de la arquitectura y la construcción, se puede anticipar mucho interés de todo el mundo.

Steve escribe sobre la interfaz entre tecnología y sostenibilidad desde su casa en Florida o cualquier otro lugar donde la Fuerza lo lleve. Está orgulloso de estar "despertado" y realmente le importa un bledo por qué se rompió el cristal. Cree apasionadamente en lo que dijo Sócrates hace 3.000 años: "El secreto del cambio es centrar toda tu energía no en luchar contra lo viejo sino en construir lo nuevo".

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