Las ventanas fotovoltaicas calientan agua en una vivienda sin batería ni inversor solar

Una instalación piloto en un apartamento de Bucarest, Rumanía, lleva más de dos años utilizando ventanas fotovoltaicas semitransparentes para producir agua caliente sanitaria. El sistema conecta el acristalamiento directamente con un termo eléctrico en corriente continua, sin batería fotovoltaica ni inversor solar entre los elementos generadores y la resistencia.

La propuesta está pensada para viviendas en edificios donde los residentes no disponen de una cubierta propia. En estos casos, balcones, barandillas y ventanas pueden ser algunas de las pocas superficies disponibles para instalar generación solar. Frente a un sistema fotovoltaico convencional de balcón, que produce electricidad para los consumos que estén activos en cada momento, esta solución utiliza el termo como almacenamiento térmico.

La electricidad generada durante varias horas se transforma directamente en calor y queda almacenada en forma de agua caliente para utilizarla posteriormente. El sistema fotovoltaico funciona aislado de la red y no vierte electricidad a la instalación pública. Cuando la producción solar no es suficiente, un controlador conmuta el mismo termo a la red eléctrica convencional después de la puesta de sol, permitiendo que alcance la temperatura fijada en el termostato.

El acristalamiento está instalado en un balcón orientado al sur y cuenta con 11 ventanas. Su potencia nominal instalada actualizada es de aproximadamente 845 Wp. El fabricante confirmó que los elementos entregados corresponden a modelos de mayor potencia que los considerados en una ficha técnica de 2021, disponible cuando se encargó el acristalamiento en 2022. Por ese motivo, la documentación inicial manejaba una cifra de 683 Wp, mientras que la misma configuración recalculada con los datos actuales alcanza los 845 Wp.

La instalación suministra agua caliente a una vivienda ocupada por cuatro personas, con consumo diario y una ducha por persona cada día. El seguimiento se realizó durante dos periodos consecutivos de octubre a septiembre. Entre 2023 y 2024, las ventanas aportaron 446 kWh al termo y cubrieron el 46,7% de la demanda energética de agua caliente sanitaria. En el periodo 2024-2025 entregaron 462 kWh, equivalentes al 43,7% de esa demanda.

La familia estuvo fuera de la vivienda aproximadamente un mes en cada periodo, por lo que cada medición representa cerca de 11 meses de uso real. Los responsables del proyecto señalan que el objetivo no era maximizar la potencia fotovoltaica instantánea, sino aprovechar dentro del apartamento la mayor cantidad posible de la energía solar disponible.

La conexión directa en corriente continua también depende de la compatibilidad eléctrica entre el generador y la resistencia del termo. Como referencia, el artículo utiliza un calentador convencional de 3 kW y 230 V. Si se conectan directamente dos módulos solares convencionales con una potencia conjunta aproximada de 800 Wp, sin inversor ni convertidor DC/DC con seguimiento MPPT, la potencia máxima transferida a la resistencia puede quedarse en torno a 300 W. El resultado exacto depende de las características de corriente y tensión de los módulos, pero la diferencia se debe a que su tensión de funcionamiento no se ajusta bien a la necesaria para aprovechar una resistencia convencional de 230 V.

El acristalamiento fotovoltaico probado presenta una configuración diferente. Aunque su potencia nominal corregida es de unos 845 Wp, se ha medido un pico de 499 W entregados directamente al circuito del termo, con un punto de funcionamiento de 94,6 V y 5,28 A. El resultado no implica que el vidrio fotovoltaico sea intrínsecamente más eficiente que los módulos de silicio cristalino, sino que su configuración eléctrica se adapta mejor a la carga resistiva. El acristalamiento integra un número mayor de elementos generadores de menor potencia, frente a uno o dos módulos convencionales de mayor potencia y menor tensión.

La experiencia muestra una forma de autoconsumo en la que la energía solar y el momento de uso no tienen que coincidir. En lugar de almacenar la electricidad en una batería electroquímica, el sistema conserva el excedente como agua caliente y mantiene el respaldo de la red para completar el calentamiento cuando cae la producción solar.

Fuente: CleanTechnica.