Cierto es que los sistemas solares térmicos y fotovoltaicos no siempre mejoran estéticamente un edificio. Sin embargo, los módulos de colores que se están desarrollando en el Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar ISE han supuesto un aire fresco de diseño y están desafiando esta perspectiva.

Unos paneles inspirados en los fenómenos que provocan los tonos brillantes azules y verdes de las alas de la mariposa morfo, el mecanismo subyacente de reflectancia espectralmente selectiva permite que los módulos terminados tengan un color uniforme y homogéneo. Ya sea que se quieran hermosos tonos brillantes o grises más tenues, es posible diseñar el color del módulo solar para mejorar o combinar con el edificio en el que se montará el módulo. Estos coloridos módulos se exhibieron en la expo de BAU que se celebró en la ciudad de Munich del 13 al 15 de enero del 2021.

La generación de electricidad a partir del sol a través de sistemas fotovoltaicos es algo habitual y en crecimiento en la actualidad. La energía solar fotovoltaica se ha convertido en una tecnología de energía renovable de bajo coste.

La apariencia de los paneles solares en los tejados también ha evolucionado con los avances tecnológicos, y los paneles solares modernos tienen un diseño elegante para maximizar el atractivo exterior. Los paneles solares se fabrican uniendo muchas (más de 60) células solares intercaladas entre una lámina frontal de vidrio y una lámina posterior de polímero laminado. Como hay espacios entre las células solares, aún puede ver una parte de la hoja posterior desde el frente. El color de la lámina posterior es tradicionalmente blanco, que resalta contra las células solares oscuras. El diseño del panel solar puede variar según la marca y el modelo. Además del tipo de celda del panel, la hoja posterior, el marco y la presencia de «barras colectoras» pueden afectar la estética final de los paneles instalados.

Los módulos solares se pueden integrar de forma casi invisible en fachadas y cubiertas

A pesar de esta mejora, el «aspecto» de los módulos fotovoltaicos todavía no es una característica de diseño popular entre los propietarios de edificios y arquitectos. Particularmente cuando se trata de fachadas, que son visualmente más prominentes que los techos.

El Instituto Fraunhofer asevera que es importante utilizar fachadas para módulos solares para cumplir con el criterio de la «transición energética» alemana, que estima que se requieren otros 2.500 kilómetros cuadrados de sistemas fotovoltaicos adicionales.

Por lo tanto, investigadores del Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar ISE en Friburgo han desarrollado módulos coloridos y visualmente atractivos. Los componentes coloridos se pueden fabricar en el color deseado e integrarse casi de manera invisible en fachadas o techos. Incluso pueden dar el toque final a edificios modernos con fachada ventilada de muro cortina. «La onda cerebral detrás de este desarrollo no fue colorear el vidrio protector en los módulos con pigmentos, sino imitar el efecto físico de las alas de mariposa», dice el Dr. Thomas Kroyer, jefe del grupo de tecnologías y sistemas de recubrimiento. Si el vidrio estuviera recubierto con pigmentos, los módulos perderían una mayor parte de su eficiencia porque la luz ya no podría penetrar sin obstáculos.

Inspirado en la mariposa morpho azul

El ala brillante iridiscente de la mariposa morfo es diferente. Estos insectos, que son nativos de la selva tropical en América Central y del Sur, crean la impresión de color gracias a un efecto óptico en lugar de pigmentos. Las alas de esta mariposa tienen una textura superficial extremadamente fina que refleja un rango estrecho de longitudes de onda específicas, es decir, un cierto color. Los expertos de Fraunhofer ISE aplican una textura de superficie y un revestimiento similares a la parte posterior del vidrio protector de los módulos fotovoltaicos utilizando tecnología de vacío. Dependiendo de la confección del revestimiento, el cubreobjetos se puede fabricar, por ejemplo, en un azul, verde o rojo nítido. “Alrededor del 93 por ciento de la luz puede penetrar esta capa, y solo alrededor del 7 por ciento se refleja para causar el efecto de color”, explica Thomas Kroyer.

Edificios con energía más agradables estéticamente

El vidrio protector con revestimiento MorphoColour, producido mediante tecnología de vacío, puede laminarse para formar módulos fotovoltaicos o incluso utilizarse en un colector para la generación de calor solar. Aquí hay un beneficio real porque ambos productos se pueden suministrar desde una sola línea de producción, una ventaja que también debería atraer a los usuarios finales. En el futuro, será posible tener módulos fotovoltaicos y solares térmicos del mismo color, montados casi invisiblemente uno al lado del otro en el techo o en la fachada. Cuando el color se empareja con el resto del edificio, el resultado es un muro exterior con un acabado perfectamente uniforme y una fachada que suministra electricidad además de calor. En ese sentido, los hogares del futuro pueden ser casas de más energía estéticamente agradables, que suministran más energía de la que consumen.

El nuevo método de montaje evita huecos antiestéticos

El color por sí solo no crea un diseño visualmente atractivo. Los investigadores de Fraunhofer encontraron otra solución para hacer que los sistemas fotovoltaicos sean más atractivos: para evitar que las células fotovoltaicas soldadas brillen a través del vidrio protector de color, desarrollaron un método de ensamblaje que evoca el efecto de las tejas del techo. Las tejas del techo se colocan una encima de la otra para que la lluvia corra. De manera similar, los investigadores de tecnología solar en Friburgo ahora están produciendo células fotovoltaicas en tiras que se superponen unos pocos milímetros, uniéndolas para formar un módulo más grande. Esto crea una apariencia general homogénea sin huecos antiestéticos ni cables de conexión visibles. «Puede mirar nuestras tejas fotovoltaicas con revestimiento MorphoColour desde diferentes ángulos y aun así la apariencia uniforme sigue siendo la misma», declaran los técnicos del Instituto.