Los edificios urbanos emergen como una solución climática

A medida que se acelera la urbanización global, los paneles solares (BIPV, Building-Integrated Photovoltaics) instalados en las paredes exteriores de los edificios están atrayendo la atención como un medio clave para responder a la crisis climática. Según un estudio reciente publicado en Nature Climate Change, la integración de sistemas de energía solar en las fachadas de los edificios puede producir efectos complejos de resiliencia climática, como aliviar el efecto de isla de calor urbana, reducir las emisiones de carbono y mejorar la equidad energética, así como la producción de energía.

Los investigadores analizaron datos de construcción de ciudades en todo el mundo para evaluar el potencial de la energía solar en las paredes exteriores. En particular, el punto clave es que en las grandes ciudades con edificios de gran altura, el área de las paredes exteriores es abrumadoramente mayor que la del tejado, lo que aumenta considerablemente el área utilizable para la instalación de energía solar.

¿Por qué la pared exterior del edificio?

Las políticas de energía solar existentes se han centrado principalmente en la instalación en tejados. Sin embargo, en ciudades con muchos edificios de gran altura, es difícil satisfacer la demanda de energía sólo con el área de los tejados. En un estudio dirigido a edificios comerciales en Tokio, Japón, se confirmó que la energía solar en las paredes exteriores era eficaz para distribuir la carga de energía máxima al permitir una producción de energía estable a lo largo de períodos de tiempo.

La energía solar para paredes exteriores va más allá de la simple generación de electricidad y también reduce la carga de calor de un edificio. Según un estudio de edificios residenciales de gran altura en Hong Kong, el efecto de isla de calor urbana aumenta significativamente la demanda de energía de refrigeración, y los paneles solares en las paredes exteriores actúan como una especie de sombra para suprimir el aumento de la temperatura interior. Una simulación utilizando ventanas solares translúcidas también mostró que el uso de energía y las emisiones de carbono podrían reducirse hasta en un 40%.

De las islas de calor urbanas a la justicia energética, el contexto de los flujos

El interés por la energía solar integrada en los edificios comenzó en serio a principios de la década de 2010. Inicialmente se mantuvo a nivel experimental debido a limitaciones técnicas y altos costos, pero en la década de 2020, a medida que mejoró la eficiencia del panel y los precios cayeron simultáneamente, aumentó la posibilidad de comercialización.

Tras un análisis del potencial de energía solar en los tejados de China en 2023 publicado en Nature Communications, en Nature Climate Change se publicó un estudio que muestra que el calentamiento global se puede aliviar únicamente mediante la energía solar en los tejados en 2025. Este estudio sobre la energía solar en paredes exteriores es una extensión de esta tendencia y amplía el ámbito de uso al área vertical de los edificios urbanos.

Mientras tanto, la cuestión de la equidad energética también está surgiendo como una cuestión importante. Según un estudio que analiza la carga energética de los hogares estadounidenses, la difusión de la energía solar en los tejados puede contribuir a reducir la carga del coste energético de las personas de bajos ingresos, pero es probable que los residentes de edificios de alquiler de gran altura queden excluidos de los beneficios. La energía solar en paredes exteriores está atrayendo la atención como una alternativa para cerrar esta brecha.

Perspectivas de futuro [análisis de IA]

Es muy probable que la energía solar en las paredes exteriores de los edificios se convierta en un eje clave de la política energética urbana en el futuro. Según el análisis de la ruta de descarbonización de la Unión Europea (UE), la integración de las energías renovables en el sector de la construcción se evalúa como un elemento esencial para alcanzar los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS).

Técnicamente, a medida que se generalicen productos amigables con el diseño, como películas de color de bajas emisiones y paneles translúcidos, se espera que se desarrolle en una dirección que satisfaga tanto la estética arquitectónica como la eficiencia energética. El sistema de energía solar integrado en balcones desarrollado por investigadores noruegos se considera un ejemplo de equilibrio entre iluminación, estética y producción de energía.

Sin embargo, para una expansión a gran escala, primero se debe establecer la construcción de una infraestructura de datos. A medida que se acumula información sobre edificios basada en satélites, como el conjunto de datos de estimación de altura de edificios con resolución de 10 m de China y el conjunto de datos de expansión de ciudades en 3D con resolución de 30 m del mundo, se hace posible una evaluación potencial precisa. Se espera que los formuladores de políticas puedan utilizar estos datos para establecer políticas personalizadas, como la generación obligatoria de energía solar en paredes exteriores y el diseño de incentivos.

En última instancia, es probable que la energía solar fuera de los edificios se expanda más allá de la simple tecnología energética hacia áreas donde se cruzan la adaptación al clima urbano, la democratización energética y la innovación arquitectónica.