Once cristales fotovoltaicos, un termo convencional y casi cuatro años de pruebas: así funciona una solución solar para apartamentos sin tejado propio.
- ☀️ 11 ventanas solares instaladas en un balcón orientado al sur.
- ⚡ 845 Wp de potencia fotovoltaica instalada.
- 🚿 Hasta un 46,7 % de cobertura solar de la demanda energética de agua caliente.
- 📊 Tres periodos medidos: 46,7 %, 43,7 % y 38 %.
- 🔋 Sin baterías eléctricas: el agua caliente almacena la energía solar.
- 🏠 Sin inversor: la electricidad fotovoltaica alimenta directamente la resistencia del termo.
- 🌡️ Menos calor en verano: los cristales también reducen la entrada de radiación solar.
- 💧 Menos agua desperdiciada: el termo local evita las largas esperas del antiguo sistema centralizado.
¿Es posible aprovechar la energía solar viviendo en un octavo piso y sin disponer de un tejado propio? Una familia de Bucarest, en Rumanía, lleva casi cuatro años demostrando que sí. Ha instalado 11 cristales fotovoltaicos semitransparentes en el cerramiento de su balcón y los utiliza para calentar el agua de un termo eléctrico convencional. El resultado es una instalación de 845 Wp que ha llegado a cubrir el 46,7 % de la energía necesaria para producir agua caliente, sin utilizar inversores ni baterías eléctricas.
Una instalación solar que aprovecha las ventanas de un apartamento
La mayoría de las instalaciones fotovoltaicas domésticas se colocan sobre tejados. Sin embargo, millones de personas viven en bloques de viviendas donde no tienen acceso individual a la cubierta o donde instalar paneles solares resulta complicado.
El ingeniero Adrian Băisan, fundador de la empresa rumana PhotoVoltaic Windows SRL, ha desarrollado una alternativa que aprovecha una superficie normalmente desaprovechada: los cristales de ventanas, balcones y cerramientos exteriores.
El proyecto comenzó en diciembre de 2022, cuando una avería en un calentador eléctrico llevó a experimentar con la conexión directa de una resistencia a un vidrio fotovoltaico. Las primeras pruebas demostraron que la electricidad generada podía convertirse directamente en calor.
Con el tiempo, aquella prueba evolucionó hasta convertirse en una instalación funcional que proporciona parte del agua caliente utilizada diariamente por cuatro personas.
El apartamento está situado en la octava planta de un edificio residencial de Bucarest. Su balcón acristalado está orientado al sur, una condición favorable para captar radiación solar en el hemisferio norte.
La instalación utiliza 11 elementos de vidrio fotovoltaico de 1,20 × 0,60 metros y 7 mm de espesor. Nueve presentan una transparencia del 30 % y los otros dos del 10 %.
En conjunto ocupan 7,92 m² y proporcionan una potencia nominal aproximada de 845 Wp.
Este planteamiento forma parte de una tendencia que también está impulsando otras soluciones de energía solar para balcones de apartamentos, especialmente interesantes para quienes no disponen de una cubierta propia.
Cómo funcionan las ventanas solares que calientan agua
La característica más interesante de esta instalación es su sencillez energética. En lugar de transformar la electricidad solar en corriente alterna para alimentar los electrodomésticos, el sistema la utiliza directamente para producir calor.
Los cristales fotovoltaicos generan electricidad en corriente continua cuando reciben radiación solar. Esa electricidad llega a la resistencia de un termo convencional de 80 litros de capacidad y 3 kW de potencia nominal.
La resistencia convierte la energía eléctrica en calor mediante el efecto Joule. El agua acumula esa energía térmica y puede utilizarse horas después, incluso cuando ya no hay sol.
Durante el día, el termo aprovecha la producción fotovoltaica. Al atardecer, si el agua todavía no ha alcanzado la temperatura deseada, un sistema de control conmuta automáticamente la alimentación a la red eléctrica convencional.
El termostato del propio calentador se encarga de limitar la temperatura.
La ventaja es que no hace falta instalar una batería electroquímica para almacenar la energía producida durante el día. El depósito de agua cumple esa función mediante almacenamiento térmico.
Además, la instalación fotovoltaica permanece separada de la red eléctrica interior del apartamento. No funciona como un kit solar enchufable convencional.
Los resultados: hasta un 46,7 % de la energía para agua caliente procede del sol
Una de las fortalezas de este proyecto es que dispone de datos de funcionamiento real correspondientes a tres periodos consecutivos, desde octubre de 2023 hasta septiembre de 2026.
Los resultados publicados por sus desarrolladores muestran la evolución de la aportación solar y de la electricidad adquirida a la red.
| Periodo | Energía solar | Energía de red | Cobertura solar |
|---|---|---|---|
| 2023-2024 | 446 kWh | 508,4 kWh | 46,7 % |
| 2024-2025 | 462 kWh | 594 kWh | 43,7 % |
| 2025-2026 | 360 kWh | 586,2 kWh | 38 % |
Los datos corresponden a periodos de octubre a septiembre. La familia estuvo ausente aproximadamente un mes cada año, por lo que representan alrededor de once meses de utilización efectiva por periodo.
El primer año, la instalación proporcionó casi la mitad de la energía consumida por el termo. Durante el segundo, la aportación solar se mantuvo por encima del 43 %.
En el tercer periodo, la cobertura descendió hasta el 38 %. Los responsables relacionan parte de esta disminución con unas condiciones meteorológicas especialmente lluviosas en Bucarest.
Por tanto, el 46,7 % representa el mejor resultado anual documentado, no una cobertura garantizada todos los años.
La media ponderada de los tres periodos, calculada a partir de la energía solar producida y de la electricidad suministrada por la red, se sitúa aproximadamente en el 42,9 %.
Estos porcentajes corresponden exclusivamente a la energía utilizada para calentar agua. No representan el ahorro sobre el consumo eléctrico total del apartamento.
Por qué un termo eléctrico puede funcionar como una batería térmica
Uno de los problemas habituales de las pequeñas instalaciones solares es que producen electricidad cuando hay sol, aunque los habitantes de la vivienda no siempre estén consumiéndola.
En una instalación convencional de autoconsumo, parte de la producción puede exportarse a la red cuando no existe demanda suficiente dentro de la vivienda.
Una batería permite almacenar esos excedentes, pero introduce un coste adicional y pérdidas durante los procesos de carga y descarga.
En el proyecto de Bucarest se aprovecha una necesidad cotidiana: disponer de agua caliente.
El termo puede acumular energía durante varias horas y conservarla gracias al aislamiento térmico del depósito. De esta manera, una producción solar moderada durante el día se transforma en agua caliente disponible para las duchas de la tarde o de la mañana siguiente.
El principio es parecido al utilizado por otros sistemas que aprovechan directamente la electricidad fotovoltaica para producir agua caliente sin conexión a la red.
La cantidad de energía que puede almacenarse depende del volumen de agua y del incremento de temperatura.
Por ejemplo, calentar 80 litros de agua desde 20 °C hasta 60 °C requiere aproximadamente 3,7 kWh de energía térmica, sin contar las pérdidas del depósito.
Esta capacidad permite desplazar parte del aprovechamiento de la electricidad solar hacia momentos en los que ya no existe producción fotovoltaica.
Un detalle técnico fundamental: no basta con conectar cualquier panel solar al termo
La conexión directa entre paneles fotovoltaicos y resistencias eléctricas parece sencilla, pero requiere un diseño eléctrico adecuado.
La potencia que una resistencia puede absorber depende de la tensión aplicada y de su valor óhmico. Por tanto, instalar módulos solares con una determinada potencia nominal no garantiza que toda esa potencia llegue al calentador.
En sus pruebas, los desarrolladores compararon su instalación con dos paneles fotovoltaicos convencionales que sumaban aproximadamente 800 Wp.
Al conectarlos directamente a la resistencia de un termo de 3 kW y 230 V, la potencia máxima calculada para aquella configuración era de unos 300 W.
La instalación de vidrio fotovoltaico, gracias a una configuración eléctrica más adecuada para esa resistencia, consiguió registrar 499 W de potencia entregada directamente al calentador, con una tensión de 94,6 V y una corriente de 5,28 A.
Esto no significa que los cristales fotovoltaicos sean intrínsecamente más eficientes que los paneles convencionales.
La diferencia procede principalmente de la adaptación entre las características eléctricas del generador solar y las de la resistencia. Un sistema convencional con electrónica de adaptación también puede optimizar la transferencia de energía.
Por seguridad, cualquier instalación de este tipo necesita protecciones, cableado y dispositivos de conmutación adecuados para corriente continua. No debe reproducirse mediante conexiones improvisadas a un termo doméstico, especialmente por el riesgo de arco eléctrico durante la desconexión.
Las ventanas también ayudan a mantener el apartamento más fresco
El vidrio fotovoltaico presenta otra característica interesante: además de producir electricidad, reduce la cantidad de radiación solar que atraviesa el cerramiento.
En verano, los grandes ventanales orientados al sur, este u oeste pueden aumentar considerablemente la temperatura interior de una vivienda.
Los cristales semitransparentes absorben y bloquean parte de esa radiación, proporcionando un efecto de protección solar parecido al de los vidrios tintados.
La fachada acristalada estudiada tiene una superficie aproximada de 12,9 m², de los cuales 7,92 m² corresponden a vidrio fotovoltaico.
Según el análisis térmico presentado por los responsables, el sistema podría reducir aproximadamente un 40 % las ganancias solares a través del conjunto de la fachada acristalada respecto a un cerramiento equivalente con vidrio transparente convencional.
La estimación de ahorro eléctrico asociado al aire acondicionado se sitúa entre 433 y 481 kWh por verano.
Es importante distinguir estos resultados de los obtenidos mediante mediciones reales: el ahorro en refrigeración procede de cálculos y todavía no ha sido verificado directamente mediante mediciones del consumo del aire acondicionado.
Además, reducir la entrada de radiación solar también puede disminuir las ganancias térmicas útiles durante el invierno. El balance final depende del clima, la orientación y las características de cada vivienda.
Otra ventaja inesperada: reducir el desperdicio de agua
Antes de incorporar el termo eléctrico local, el apartamento recibía agua caliente mediante una instalación centralizada del edificio.
Según los responsables del proyecto, cada vez que se abría la ducha era necesario esperar varios minutos hasta que el agua alcanzaba una temperatura adecuada.
Durante ese tiempo, el agua fría o templada circulaba hacia el desagüe sin aprovecharse.
El equipo realizó mediciones puntuales de los tiempos de espera durante doce meses y calculó que, con las condiciones de uso de aquella familia, el volumen anual de agua desperdiciada podía alcanzar aproximadamente 64.000 litros.
Se trata de una estimación particular, asociada a tiempos de espera elevados y a un consumo habitual de cuatro duchas diarias.
No puede extrapolarse a todos los edificios. Una instalación con tuberías cortas, buen aislamiento o recirculación eficiente puede presentar pérdidas considerablemente inferiores.
En este apartamento, disponer de un termo cerca de los puntos de consumo permite reducir las esperas y mantener una reserva de agua caliente incluso cuando el suministro centralizado presenta problemas.
Conviene señalar que este beneficio procede de instalar un calentador local, independientemente de que la energía utilizada para calentarlo sea solar o convencional.
¿Se podría instalar una solución parecida en España?
Desde el punto de vista técnico, la propuesta resulta especialmente interesante para edificios residenciales de ciudades mediterráneas, donde abundan las fachadas y balcones con una exposición solar favorable.
Sin embargo, su viabilidad depende de varios factores.
La orientación y las sombras determinan la radiación disponible. La superficie acristalada condiciona la potencia que puede instalarse y el grado de transparencia influye tanto en la producción eléctrica como en la iluminación natural.
También deben considerarse las cargas de viento, la seguridad del vidrio, las condiciones de montaje y las exigencias de protección eléctrica.
En España, modificar los cerramientos exteriores o la apariencia de una fachada puede requerir autorizaciones de la comunidad de propietarios y, según el caso, trámites municipales. La solución también debe cumplir la normativa técnica aplicable.
Por otro lado, todavía no se dispone en este caso de un presupuesto completo y verificable que permita calcular el periodo de amortización de la instalación.
Los resultados energéticos son prometedores, pero la rentabilidad económica dependerá del precio del vidrio fotovoltaico, de la instalación, de la electricidad evitada y de los costes de mantenimiento.
La propuesta puede complementar otras tecnologías para aprovechar superficies urbanas, como los paneles solares diseñados para colocarse en ventanas sin realizar obras o los toldos fotovoltaicos que generan electricidad mientras proporcionan sombra.
Vía: Adrian Băisan, PhotoVoltaic Windows SRL, estudio de caso publicado en Renewable Energy World.
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