Estacionamiento solar: marquesinas solares y sistemas de estacionamiento solares: la forma sostenible de energía fotovoltaica sobre superficies asfálticas

Las superficies asfálticas son comunes en muchas ciudades y ofrecen amplio espacio para la instalación de cocheras y aparcamientos solares. Este tipo de energía fotovoltaica es especialmente sostenible, ya que se instala sobre superficies existentes y no requiere la construcción de nuevos terrenos. Al mismo tiempo, el sombreado que proporcionan los paneles solares ayuda a prevenir las islas de calor urbanas, ya que el sobrecalentamiento de las calles es uno de los mayores problemas climáticos en las zonas urbanas. Además, las cocheras y aparcamientos solares pueden contribuir a reducir el impacto ambiental mediante la generación de electricidad sin emisiones.

El problema de las islas de calor urbanas es grande y grave, pero la mayoría de las personas desconocen qué pueden hacer al respecto. La planificación urbana es un factor clave para combatir el sobrecalentamiento de los entornos urbanos. Según el climatólogo Dr. Ebi Krypton, «el 79 % de las emisiones globales de CO2 son atribuibles directa o indirectamente a las actividades urbanas». Este alto porcentaje de responsabilidad por las emisiones de gases de efecto invernadero ilustra la inmensa presión que sufren nuestras ciudades a medida que aumenta la densidad de población. Desafortunadamente, muchos arquitectos y urbanistas modernos tienden a aceptar el calor como un elemento inevitable en sus diseños. Pero hay esperanza: si adoptamos e implementamos soluciones arquitectónicas adaptadas al clima, podemos ayudar a limitar el calentamiento global a entre 1,5 °C y 2 °C.

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Ciudad inteligente: Infraestructura verde y suministro eléctrico – Imagen: Xpert.Digital / studiostoks|Shutterstock.com

Un estudio realizado por DeLorean Power en Suiza reveló que el comportamiento de los empleados al estacionar se corresponde idealmente con la cantidad de energía solar generada. El kilometraje diario del vehículo eléctrico puede cubrirse prácticamente en cualquier condición climática, y cualquier excedente de energía puede inyectarse a la red eléctrica. La generación anual de energía solar en el estacionamiento cubre las necesidades energéticas del vehículo. Los estacionamientos solares tienen el mayor potencial de generación de electricidad de todos los sectores de infraestructura. En Suiza, hay aproximadamente dos plazas de aparcamiento disponibles por cada coche matriculado. En las regiones adecuadas, esto podría generar más de 10 teravatios-hora de energía solar al año (el 15 % del consumo eléctrico actual). «Es sorprendente la poca cantidad de plantas piloto que existen», afirmaron los autores del estudio. Además, este tipo de techo protege el coche de las inclemencias del tiempo y reduce la acumulación de calor en verano.

Según un análisis de la Oficina Federal de Estadística (OFE), Suiza cuenta con al menos 5 millones de plazas de aparcamiento en superficie (6.400 hectáreas) con aproximadamente 4,7 millones de turismos matriculados. Estas zonas de aparcamiento se registraron mediante un método digital que solo identifica las zonas adyacentes más extensas y no las plazas individuales. Por lo tanto, los expertos en tráfico estiman que existen entre 8 y 10 millones de plazas de aparcamiento. Esto equivale aproximadamente a dos por coche.

Según otro estudio, "Generación de energía solar para instalaciones de infraestructura y áreas de conversión", las zonas de aparcamiento sobre el suelo o al aire libre tienen el mayor potencial fotovoltaico de todas las áreas de infraestructura. Estas áreas pueden suministrar hasta 10 teravatios-hora (TWh) de electricidad fotovoltaica al año. Esto eleva la producción total de electricidad en Suiza a 65,5 TWh.

La superficie media de aparcamiento es de 12,5 metros cuadrados (2,5 metros x 5 metros). Esta es también la superficie que debe cubrir un tejado solar. El rendimiento energético de un sistema fotovoltaico depende de muchos factores, como la irradiación solar, la eficiencia de los componentes y la orientación de los módulos. En Turgovia, se pueden generar aproximadamente 1000 kWh de electricidad al año con 1 kW de capacidad fotovoltaica instalada (1000 kWh por 1 kWp).

Dependiendo de los módulos fotovoltaicos utilizados, 1 kWp requiere una capacidad instalada de 4 a 8 metros cuadrados. Este estudio asume 5 m² por kWp. Por lo tanto, se puede instalar una plaza de aparcamiento de 12,5 m² con un sistema de 2,5 kWp, generando 2500 kWh de energía solar al año. El consumo medio de un hogar suizo ronda los 4500 kWh/año (sin contar calefacción, ventilación ni vehículos eléctricos).

El diseño modular de un sistema de cochera es ventajoso, ya que permite adaptar el techo a casi cualquier espacio de estacionamiento, asegurando así un buen uso continuo del área de estacionamiento y garantizando la capacidad de expansión.

Los módulos bifaciales permiten una mayor transmisión de luz a través de la cochera. Esto resulta visualmente atractivo y genera un mayor rendimiento solar, ya que estos módulos fotovoltaicos también aprovechan la luz que entra desde abajo, entregando así entre un 10 % y un 20 % más de energía. Actualmente, la tecnología bifacial no se utiliza ampliamente debido a su viabilidad económica, debido al mayor precio de los módulos. Sin embargo, se espera que esta tecnología se consolide en los próximos años.

En nuestro sistema de cochera solar modular y escalable 4+2+, que utiliza módulos semitransparentes y bifaciales, se aplican estos puntos y ya son una alternativa adicional competitiva en precio :

Opciones de techos solares específicos para vehículos – Imagen: Xpert.Digital

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Sin límites: sistema de cochera solar modular y escalable para automóviles y camiones

Sin límites: sistema de cochera solar modular y escalable para automóviles y camiones

Especificaciones técnicas: Sistema de cochera solar modular y escalable para automóviles y camiones

Especificaciones técnicas: Sistema de cochera solar modular y escalable para automóviles y camiones

Ventajas de un vistazo:

• Diseño flexible y modular (escalable)
• Altura libre para turismos a partir de 2,66 m (ampliable a 4,5 m o más para camiones)
• Profundidad de aparcamiento para vehículos: hasta 6,1 m, y hasta 12,5 m en el lado opuesto.
  La profundidad depende de las dimensiones de los módulos solares utilizados.
• El sistema de cochera solar está diseñado de forma óptima para módulos solares semitransparentes con
  una transmisión de luz del 12 %/40 % (!) y está certificado para montaje en altura.
• Opcionalmente disponible con potente iluminación LED, regulable y con control de movimiento
• También es adecuado para plazas de aparcamiento con posicionamiento inclinado
• Sin costos ocultos en cimentaciones.
  Se pueden usar cimentaciones puntuales (la opción más económica, ya que no se requieren excavaciones extensas para losas de hormigón, etc., para lograr estabilidad estructural) o instalarse con placas base, según las condiciones del suelo o asfalto.

Otras fuentes:

• Factor de costo de cimentación del terreno para cocheras solares
• Cocheras solares donde ya no se aplica el estándar: la solución óptima para cada desafío con cubiertas solares para plazas de aparcamiento abiertas
• Sistemas solares de cochera: ¿Cuál es la mejor opción y/o más barata?
• La estrategia de cocheras solares para plazas de aparcamiento abiertas
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Sistema de cochera solar para camiones

Dado que la tecnología de columnas 4+2+ ofrece la solución más flexible (tanto técnicamente como en términos de precio) para un sistema de techado de plazas de aparcamiento, también se puede ampliar y aplicar fácilmente a vehículos más grandes, como camiones, con las modificaciones adecuadas.

El creciente sobrecalentamiento de las ciudades es un problema global. En los últimos años, la temperatura en las zonas urbanas de todo el mundo ha aumentado en promedio entre 0,5 y 1 grado Celsius. Este calentamiento se debe principalmente a la absorción de la luz solar por el asfalto y otras superficies oscuras.

Los científicos coinciden en que este efecto de isla de calor urbana es consecuencia del calentamiento global. Sin embargo, las diferencias de temperatura entre las zonas urbanas y rurales también pueden verse influenciadas por otros factores como la vegetación, el viento y el diseño de los edificios.

El efecto es especialmente notable en las grandes ciudades, ya que es donde vive la mayoría de la gente y circulan la mayoría de los coches. El calor, generado por los coches, se eleva al aire. Luego, se refleja en los rascacielos y queda atrapado en los cañones de las calles.

El problema del sobrecalentamiento en las ciudades es, por tanto, doble: en primer lugar, la absorción directa de la luz solar por el asfalto y otras superficies oscuras y, en segundo lugar, la generación de calor a causa del tráfico.

Una posible solución al problema del sobrecalentamiento urbano es la instalación de cocheras y aparcamientos solares. Estos sistemas pueden reducir tanto la absorción de luz solar como la generación de calor.

Las cocheras solares son plazas de aparcamiento cubiertas equipadas con módulos fotovoltaicos. Estos módulos convierten la luz solar en energía eléctrica. Al mismo tiempo, el calor solar se disipa y no se transfiere al entorno. Esto puede reducir la temperatura bajo la cochera hasta en 10 grados Celsius.

Por lo tanto, la instalación de cocheras y aparcamientos solares es una forma eficaz de reducir el efecto isla de calor urbano. Sin embargo, estos sistemas no solo ofrecen una solución al problema del sobrecalentamiento, sino que también pueden utilizarse para generar energía renovable.

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• Impacto de la urbanización: Isla de calor urbana (ICU): prevención mediante techos solares con generación simultánea de electricidad

Una isla de calor urbana (ICU) es un área urbana o metropolitana significativamente más cálida que las áreas rurales circundantes debido a la actividad humana. La diferencia de temperatura suele ser mayor durante la noche que durante el día y más pronunciada cuando los vientos son débiles. La ICU es especialmente notable en verano e invierno. La causa principal del efecto ICU reside en los cambios en la superficie terrestre. Un estudio ha demostrado que las islas de calor pueden verse influenciadas por la proximidad a diferentes tipos de cobertura terrestre, de modo que la proximidad a terrenos áridos provoca el calentamiento del suelo urbano, mientras que la proximidad a la vegetación lo enfría. El calor residual generado por el uso de energía es otro factor. A medida que un centro de población crece, su superficie aumenta y la temperatura promedio se eleva. El término "isla de calor" también se utiliza; puede referirse a cualquier área relativamente más cálida que su entorno, pero generalmente se refiere a áreas perturbadas por la actividad humana.

Las precipitaciones mensuales son mayores en la zona de sombra pluvial de las ciudades, en parte debido al UHI. El aumento de calor en los centros urbanos prolonga las temporadas de crecimiento y reduce la ocurrencia de tornados débiles. El UHI empeora la calidad del aire al aumentar la producción de contaminantes como el ozono, y degrada la calidad del agua a medida que el agua más caliente fluye hacia los ríos de la región, lo que afecta sus ecosistemas.

No todas las ciudades presentan un efecto de isla de calor urbano pronunciado, y sus características dependen en gran medida del clima de la zona donde se ubican. Este efecto puede mitigarse mediante techos verdes, refrigeración radiativa pasiva durante el día y el uso de superficies claras en las zonas urbanas, que reflejan más luz solar y absorben menos calor. La urbanización ha exacerbado los impactos del cambio climático en las ciudades.

El fenómeno fue estudiado y descrito por primera vez por Luke Howard en la década de 1810, aunque no fue él quien le dio nombre. La investigación sobre la atmósfera urbana continuó hasta el siglo XIX. Entre las décadas de 1920 y 1940, investigadores de Europa, México, India, Japón y Estados Unidos, trabajando en los campos emergentes de la climatología local o la meteorología a microescala, buscaron nuevos métodos para comprender el fenómeno. En 1929, Albert Peppler utilizó el término «isla de calor urbana», considerado el primer ejemplo de isla de calor urbana. Entre 1990 y 2000, se publicaron aproximadamente 30 estudios al año; para 2010, esta cifra había ascendido a 100, y para 2015, había superado los 300.

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