Potencial fotovoltaico de la envolvente de la vivienda social en altura en Bogotá, Colombia

Abstract

Aquest ítem conté el treball original, defensat públicament amb data 13 de febrer de 2025, així com una versió millorada del mateix a posteriori. A la nova versió del document s’han actualitzat algunes gràfiques de la investigació, eliminat paràgrafs repetits i concretat les conclusions. Aquestes modificacions es van fer seguint els comentaris i suggeriments del tribunal després de la defensa de la tesina, la qual cosa va motivar a l'autora a millorar la memòria del TFM.

La creixent preocupació global pel medi ambient, la dependència energètica i l'impacte dels combustibles fòssils ha impulsat el desenvolupament de tecnologies avançades per a la generació d'energies renovables. Això s'alinea amb els objectius de l'Agenda 2030 de les Nacions Unides, que busca que almenys el 20% del consum final d'energia provingui de fonts renovables, amb el propòsit de descarbonizar les ciutats a nivell mundial. En aquest context, la recerca en energies renovables ha destacat la rellevància dels diferents sistemes fotovoltaics, que inclouen els sistemes convencionals adossats a edificis existents (BAPV), els integrats en edificis (BIPV) i els tèrmics integrats (BIPVT). Aquestes solucions ofereixen una alternativa efectiva per a satisfer la demanda energètica amb baixes emissions, considerant el cicle de vida útil dels sistemes. Aquesta recerca avalua el potencial fotovoltaic en diferents tipologies d'habitatge social en altura a Bogotà i analitza la viabilitat d'integrar sistemes fotovoltaics (BAPV) com a estratègia per a descarbonizar el sistema energètic actual. Es conclou que les superfícies horitzontals presenten el major potencial d'aprofitament, mentre que en tipologies amb menor àrea disponible, com les torres, el percentatge de cobertura és reduït i fins i tot insuficient per a cobrir el consum energètic. El temps d'amortització de CO₂ d'aquests sistemes simulats és de dos anys, mentre que l'amortització econòmica s'estima en vuit anys per a 2025, considerant un cicle de vida útil de 25 anys i el procés associat a l'economia circular del sistema. L'estudi ressalta la importància de continuar gestionant i invertint en energies renovables a Colòmbia, destacant els beneficis dels sistemes fotovoltaics malgrat les seves limitacions. Així mateix, emfatitza en la necessitat d'avançar cap a una sobrietat energètica i un decreixement material progressiu per a realment aconseguir una transició energètica sostenible.

La creciente preocupación global por el medio ambiente, la dependencia energética y el impacto de los combustibles fósiles ha impulsado el desarrollo de tecnologías avanzadas para la generación de energías renovables. Esto se alinea con los objetivos de la Agenda 2030 de las Naciones Unidas, que busca que al menos el 20% del consumo final de energía provenga de fuentes renovables, con el propósito de descarbonizar las ciudades a nivel mundial. En este contexto, la investigación en energías renovables ha destacado la relevancia de los diferentes sistemas fotovoltaicos, que incluyen los sistemas convencionales adosados a edificios existentes (BAPV), los integrados en edificios (BIPV) y los térmicos integrados (BIPVT). Estas soluciones ofrecen una alternativa efectiva para satisfacer la demanda energética con bajas emisiones, considerando el ciclo de vida útil de los sistemas. Esta investigación evalúa el potencial fotovoltaico en distintas tipologías de vivienda social en altura en Bogotá y analiza la viabilidad de integrar sistemas fotovoltaicos (BAPV) como estrategia para descarbonizar el sistema energético actual. Se concluye que las superficies horizontales presentan el mayor potencial de aprovechamiento, mientras que en tipologías con menor área disponible, como las torres, el porcentaje de cobertura es reducido e incluso insuficiente para cubrir el consumo energético. El tiempo de amortización de CO₂ de estos sistemas simulados es de dos años, mientras que la amortización económica se estima en ocho años para 2025, considerando un ciclo de vida útil de 25 años y el proceso asociado a la economía circular del sistema. El estudio resalta la importancia de seguir gestionando e invirtiendo en energías renovables en Colombia, destacando los beneficios de los sistemas fotovoltaicos pese a sus limitaciones. Asimismo, enfatiza en la necesidad de avanzar hacia una sobriedad energética y un decrecimiento material progresivo para realmente alcanzar una transición energética.

Growing global concern about the environment, energy dependence, and the impact of fossil fuels has driven the development of advanced technologies for renewable energy generation. This is aligned with the objectives of the United Nations 2030 Agenda, which seeks to have at least 20% of final energy consumption come from renewable sources, with the aim of decarbonizing cities worldwide. In this context, renewable energy research has highlighted the relevance of different photovoltaic systems, which include conventional systems attached to existing buildings (BAPV), building integrated photovoltaic systems (BIPV), and building integrated thermal systems (BIPVT). These solutions offer an effective alternative to meet energy demand with low emissions, considering the life cycle of the systems. This research evaluates the photovoltaic potential in different typologies of high-rise social housing in Bogotá. It analyzes the feasibility of integrating photovoltaic systems (BAPV) to decarbonize the current energy system. It is concluded that horizontal surfaces present the greatest potential for use, while in typologies with less available area, such as towers, the percentage of coverage is reduced and even insufficient to cover energy consumption. The CO₂ payback time of these simulated systems is two years. In comparison, the economic payback is estimated at eight years for 2025, considering a useful life cycle of 25 years and the process associated with the circular economy of the system. The study highlights the importance of continuing to manage and invest in renewable energies in Colombia, highlighting the benefits of photovoltaic systems despite their limitations. It also emphasizes the need to move towards energy sobriety and a progressive material decrease to truly achieve a sustainable energy transition.