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

POTENCIAL FOTOVOLTAICO DE LA ENVOLVENTE EN LA
VIVIENDA SOCIAL EN ALTURA
EL CASO DE BOGOTÁ, COLOMBIA
1
2
T abajo de Fin de Más e
POTENCIAL FOTOVOLTAICO DE LA ENVOLVENTE DE LA
VIVIENDA SOCIAL EN ALTURA
EL CASO DE BOGOTÁ, COLOMBIA
Diana Rocio Rami ez Rod iguez
Di ec o a TFM: D a. Elena Ga cía Ne ado
P og ama: Es udios a anzados de a qui ec u a
Especialidad: A qui ec u a, Ene gía y Medio Ambien e
Uni e sidad: Uni e si a Poli ècnica de Ca alunya
Ciudad y año: Ba celona, 2025
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 3
4
AGRADECIMIENTOS
A mi di ec o a de esina Elena Ga cía, po su g an apoyo y dedicación a lo la go de es e p oceso.
También ag adezco a cada uno y una de mis docen es del más e po odo el conocimien o y
expe iencias compa idas, y a la UPC po ab i me sus pue as.
A mi amilia, amigues y a odas aquellas pe sonas que me han apoyado sin impo a la dis ancia
y que han compa ido conmigo es e iempo de in enso abajo académico, p o esional y
pe sonal, infini as g acias.
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 5

RESUMEN
La c ecien e p eocupación global po el medio ambien e, la dependencia ene gé ica y la
escasez e impac o de los combus ibles ósiles ha impulsado el desa ollo de ecnologías
a anzadas pa a la gene ación de ene gías eno ables. Es o se alinea con los obje i os de la
Agenda 2030 de las Naciones Unidas, que en a iza en que la ansición del consumo final de
ene gía p o enga de uen es eno ables, con el p opósi o de desca boniza las ciudades a
ni el mundial.
En es e con ex o, la in es igación en el campo de la ene gía sola ha des acado la ele ancia
de los di e en es sis emas o o ol aicos, que incluyen los sis emas con encionales adosados
a edificios exis en es (BAPV), los in eg ados en edificios (BIPV) y los é micos in eg ados
(BIPVT). Es as soluciones o ecen una al e na i a e ec i a pa a sa is ace la demanda
ene gé ica con bajas emisiones, conside ando el limi ado ciclo de ida ú il de los sis emas.
Es a in es igación e alúa el po encial o o ol aico en dis in as ipologías de i ienda social en
al u a en Bogo á y analiza la iabilidad de in eg a sis emas o o ol aicos adosados a los
edificios (BAPV) como es a egia pa a desca boniza el sis ema ene gé ico ac ual. Se
concluye que las supe ficies ho izon ales p esen an el mayo po encial de ap o echamien o,
mien as que en ipologías con meno á ea disponible, como en la ipología de o e, el
po cen aje de cobe u a es educido e incluso insuficien e pa a cub i el al o consumo
ene gé ico y equie e de ap o echa o as supe ficies e icales pa a ob ene la cobe u a
ene gé ica suficien e. El iempo de amo ización de CO₂ de es os sis emas simulados es de
dos años en p omedio, mien as que la amo ización económica y de aho o de ene gía se
es ima en ocho años con cálculos de 2025, conside ando un ciclo de ida ú il de 25 años y los
da os asociados al p oceso de economía ci cula del sis ema.
El es udio esal a la impo ancia de segui ges ionando e in i iendo en ene gías eno ables
en Colombia, des acando los beneficios de los sis emas o o ol aicos pese a sus
limi aciones. Asimismo, en a iza en la necesidad de a anza hacia una sob iedad ene gé ica y
un dec ecimien o ma e ial p og esi o pa a ealmen e alcanza una ansición ene gé ica
sos enible.
PALABRAS CLAVE
Ene gía eno able, ene gía sola , po encial o o ol aico, desca bonización y i ienda social en
al u a.
6
ABSTRACT
The g owing global conce n o he en i onmen , ene gy dependence and he sca ci y and
impac o ossil uels has d i en he de elopmen o ad anced echnologies o enewable
ene gy gene a ion. This is aligned wi h he objec i es o he Uni ed Na ions 2030 Agenda,
which emphasizes ha he ansi ion o final ene gy consump ion should come om
enewable sou ces, wi h he aim o deca bonizing ci ies wo ldwide.
In his con ex , esea ch in he field o sola ene gy has highligh ed he ele ance o di e en
pho o ol aic sys ems, including con en ional sys ems a ached o exis ing buildings (BAPV),
building-in eg a ed (BIPV) and building-in eg a ed he mal (BIPVT). These solu ions o e an
e ec i e al e na i e o mee ene gy demand wi h low emissions, conside ing he limi ed li e
cycle o he sys ems.
This esea ch e alua es he pho o ol aic po en ial in di e en ypologies o high- ise social
housing in Bogo a and analyzes he easibili y o in eg a ing pho o ol aic sys ems a ached o
buildings (BAPV) as a s a egy o deca bonize he cu en ene gy sys em. I is concluded ha
ho izon al su aces p esen he g ea es po en ial o use, while in ypologies wi h less
a ailable a ea, as in he owe ypology, he pe cen age o co e age is educed and e en
insufficien o co e he high ene gy consump ion and equi es aking ad an age o o he
e ical su aces o ob ain sufficien ene gy co e age. The CO₂ payback ime o hese
simula ed sys ems is wo yea s on a e age, while he economic and ene gy sa ings payback
is es ima ed a eigh yea s wi h 2025 calcula ions, conside ing a use ul li e cycle o 25 yea s
and he da a associa ed wi h he ci cula economy p ocess o he sys em.
The s udy highligh s he impo ance o con inuing o manage and in es in enewable
ene gies in Colombia, highligh ing he benefi s o pho o ol aic sys ems despi e hei
limi a ions. I also emphasizes he need o mo e owa ds ene gy sob ie y and a p og essi e
ma e ial dec ease in o de o uly achie e a sus ainable ene gy ansi ion.
KEYWORDS:
Renewable ene gy, sola ene gy, pho o ol aic po en ial, deca boniza ion and high- ise social
housing.
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 7
TABLA DE CONTENIDO
RESUMEN ....................................................................................................................................... 6
ABSTRACT ...................................................................................................................................... 7
CAPÍTULO I - PLANTEAMIENTO GENERAL ................................................................................ 11
1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................. 12
1.1 JUSTIFICACIÓN ........................................................................................................................... 13
Pano ama ene gé ico global ac ual ......................................................................................... 13
Pano ama ene gé ico ac ual de Colombia ............................................................................. 14
Po encial de ene gìa eno able en Colombia ......................................................................... 17
Ges ión y planificación ene gé ica ........................................................................................... 18
1.2 HIPÓTESIS .................................................................................................................................. 19
1.3 OBJETIVOS .................................................................................................................................. 19
CAPÍTULO II - ESTADO DEL ARTE ............................................................................................... 20
2.1 ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA ............................................................................................ 21
2.2 SISTEMAS BAPV, BIPV Y BIPVT EN EDIFICIOS ..................................................................... 24
2.3 METODOLOGÍA SOBRE LAS PÉRDIDAS MÁXIMAS DE ENERGÍA FV EN EDIFICIOS. ..... 25
2.4 CONTRADICCIONES DEL IMPACTO AMBIENTAL ................................................................. 26
2.5 ECONOMÍA CIRCULAR ............................................................................................................... 27
CAPÍTULO III - METODOLOGÍA .................................................................................................... 29
3.1 SELECCIÓN DE LAS VIVIENDAS SOCIALES SEGÚN LA TIPOLOGÍA ................................. 32
3.2 ESTUDIO GLOBAL DE LA ENVOLVENTE ................................................................................. 33
Modelado geomé ico ................................................................................................................ 33
Simulación de adiación di ec a ecibida ................................................................................ 34
Cálculo de la p oducción FV ...................................................................................................... 36
Cálculo de la p oducción de ene gía FV (kWh/año) ............................................................. 37
Cálculo de la cobe u a del consumo ene gé ico (%) ........................................................... 37
Modelo de consumo ene gé ico esidencial en la ciudad ................................................... 38
3.3 ESTUDIO DE DETALLE DE LA CUBIERTA ................................................................................ 39
CAPÍTULO IV - CASO DE ESTUDIO .............................................................................................. 41
4.1 EL CLIMA DE BOGOTÁ ................................................................................................................ 42
4.2 RADIACIÓN SOLAR ..................................................................................................................... 44
Plano ho izon al ........................................................................................................................... 44
Plano e ical ................................................................................................................................ 45
4.3 VIVIENDA SOCIAL EN BOGOTÁ ............................................................................................... 46
P oyec os es a ales y p i ados de i iendas sociales en Bogo á de 1950-2005. .......... 47
Tipos básicos de ag upación de i iendas mul i amilia es en al u a. .............................. 47
8
4.4 SELECCIÓN DE BARRIOS Y TIPOLOGÍAS ............................................................................. 49
4.5 DESCRIPCIÓN DE LAS FICHAS DE LOS CASOS DE ESTUDIO ............................................ 53
CAPÍTULO V - TIPOLOGÍAS DE ESTUDIO .................................................................................... 59
5.1 TIPOLOGÍA BARRA ...................................................................................................................... 61
5.1.1 Análisis del po encial o o ol aico global de la en ol en e ....................................... 61
5.1.2 Análisis en de alle del po encial o o ol aico de la cubie a .................................... 63
5.2 TIPOLOGÍA BLOQUE EN CRUZ .................................................................................................. 65
5.2.1 Análisis del po encial o o ol aico global de la en ol en e ....................................... 65
5.2.2 Análisis en de alle del po encial o o ol aico de la cubie a .................................... 67
5.3 TIPOLOGÍA BLOQUE CLAUSTRO .............................................................................................. 69
5.3.1 Análisis del po encial o o ol aico global de la en ol en e ....................................... 69
5.3.2 Análisis en de alle del po encial o o ol aico de la cubie a .................................... 71
5.4 TIPOLOGÍA TORRE BAJA ........................................................................................................... 73
5.4.1 Análisis del po encial o o ol aico global de la en ol en e ....................................... 73
5.4.2 Análisis en de alle del po encial o o ol aico de la cubie a .................................... 75
5.5 TIPOLOGÍA TORRE ALTA ............................................................................................................ 77
5.5.1 Análisis del po encial o o ol aico global de la en ol en e ....................................... 77
5.3.2 Análisis en de alle del po encial o o ol aico de la cubie a .................................... 79
CAPÍTULO VI - RESULTADOS ....................................................................................................... 81
6.1 PORCENTAJE DE COBERTURA EN LA CUBIERTA ................................................................ 82
6.2 PRODUCCIÓN ENERGÉTICA SIMULADA VS AUTOCONSUMO .......................................... 83
6.3 HUELLA DE CARBONO EVITADA POR TIPOLOGÍA ............................................................... 84
6.4 AMORTIZACIÓN DE CO2 Y FINANCIERA ................................................................................ 85
CAPÍTULO VII - CONCLUSIONES ................................................................................................. 86
Fu u as líneas de in es igación ................................................................................................ 89
REFERENCIAS ............................................................................................................................... 90
LISTA DE FIGURAS Y TABLAS ......................................................................................................... 93
ANEXOS ........................................................................................................................................ 96
ANEXO 1. Fichas de la ipología en ba a ...................................................................................... 97
ANEXO 2. Fichas de la ipología en bloque en c uz ................................................................... 102
ANEXO 3. Fichas de la ipología en bloque - claus o ............................................................... 107
ANEXO 4. Fichas de la ipología o e baja ................................................................................. 112
ANEXO 5. Fichas de la ipología o e al a .................................................................................. 117
ANEXO 6. Es udio de ipologías .................................................................................................... 122
ANEXO 7. Da os de adiación sola con PVGIS .......................................................................... 123
ANEXO 8. Co ección de adiación di ec a co egida con da os climá icos ........................ 123
ANEXO 9. Radiación inciden e eal - Umb al de ap o echamien o ....................................... 124
ANEXO 10. Cálculos de excel ipología en ba a ........................................................................ 125
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 9
Figu a 4. Consumo de ene gía p ima ia o al pe cápi a po uen e
Fuen e: Tomado de Ou Wo ld in da a (2024) con ep esen ación p opia. [39]
El Plan Ene gé ico Nacional (PEN) 2022-2050 es ablece una hoja de u a pa a in eg a ene gías
eno ables como la eólica, sola y geo é mica. T as la COP26 en 2021, Colombia se
comp ome ió a educi un 51% las emisiones de GEI pa a 2030. Es e obje i o es á espaldado
po la Es a egia 2050 (E2050), la Ley de Acción Climá ica y la Polí ica de T ansición Ene gé ica
del CONPES, que define es a egias cla es pa a alcanza es as me as [41] .
Adicionalmen e, el epo e de Mo ilización de in e siones en ene gías limpias en Colombia de
2024 enma ca es a egias pa a log a ce o emisiones ne as y una ansición jus a. En la figu a
5, se compa a el consumo de ene gía, la capacidad ins alada y p e is a de uen es eno ables
con p oyección a 2050. En es e in o me, en 2021, el 29% del consumo de ene gía p ima ia en
el país p o ino de uen es eno ables, lide adas po la hid oeléc ica, biomasa y
biocombus ibles. La in e sión p e is a en eno ables busca educi la dependencia de
combus ibles ósiles y abas ece ene gé icamen e al país en el u u o ( e figu a 5) [41] .
Figu a 5. Consumo de ene gía, capacidad ins alada y p e is a de uen es eno ables
Fuen e: Da os omados de We o um (2024) con ep esen ación p opia [41]
16

Po encial de ene gìa eno able en Colombia
La ubicación geog áfica y las condiciones me eo ológicas del país o ecen un po encial
significa i o pa a uen es eno ables no hid oeléc icas (FER), como la uen e sola . Ce ca de
la línea del Ecuado , Colombia iene al os ni eles de adiación sola , alcanzando has a 6
kWh/m². Es o ep esen a un po encial o o ol aico de 42 GWh, equi alen e al 0,05% de la
o e a ene gé ica ac ual ( e figu a 4). Po medio de inicia i as del Ins i u o de Planificación y
P omoción de Soluciones Ene gé icas en Zonas No In e conec adas (IPSE), se han ins alado
2,5 MW de capacidad o o ol aica en á eas u ales y o os mac op oyec os de pa ques
sola es [13][15] .
Pa a 2023, según el Ins i u o de es udios pa a el desa ollo y la paz (INDEPAZ), se han
egis ado 1.004 p oyec os sola es con una capacidad ins alada p oyec ada de 27.211 MW,
concen ándose en los depa amen os del no e como Cesa , La Guaji a, Có doba y
San ande . De es os, el 19% son p oyec os que se encuen an igen es en ases de inicio de
gene ación, mien as que el es o (en azul cla o) se encuen a en p oceso de ami ación ( e
figu a 6) [42] .
Figu a 6. Po encial de ene gía o o ol aica en Colombia
Fuen e: Da os omados de Sola Resou ce map Sola gis (2021), UPME (2020) y del Indepaz (2023), con
ep esen ación p opia.
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 17
Ges ión y planificación ene gé ica
La Unidad de Planeación Mine o Ene gé ica (UPME) ha lide ado inicia i as nacionales que
inciden sob e el desa ollo y ap o echamien o de los ecu sos ene gé icos y mine os. Pa a
2022 ue ac ualizado el in o me del Fac o de Emisiones del Sis ema In e conec ado Nacional
(SIN), el cual iene como obje i o cuan ifica las educciones de GEI en el sec o eléc ico.
Dichos ac o es eflejan la in ensidad de emisiones gene adas po la elec icidad du an e un
año, y ha sido implemen ado el alo de FE pa a p oyec os eólicos y sola es en los es udios
de caso ealizados en es a in es igación ( e abla 1) [14] .
Tabla 1. Fac o de emisiones de la ed eléc ica en Colombia.
FE de la ed pa a p oyec os eólicos y sola es
0.504 CO2eq/MWh
FE de la ed pa a o os p oyec os (p ime pe iodo c edi icio)
0.403 CO2eq/MWh
FE de la ed pa a o os p oyec os (segundo y e ce pe iodo c edi icio)
0.303 CO2eq/MWh
FE de emisión de la ed pa a in en a ios de GEI o huella de ca bono
0.126 CO2eq/MWh
Fuen e: Da os omados de UPME con ep esen ación p opia [14]
En el Plan Es a égico Nacional 2020-2050 define ocho obje i os es a égicos pa a
ans o ma el sis ema ene gé ico hacia un modelo de desa ollo sos enible, en e los cuales
des acan: ga an iza acceso uni e sal a ene gía confiable, di e sifica la ma iz ene gé ica,
adop a ecnologías eficien es, p omo e un me cado compe i i o y esilien e, y a anza hacia
una economía baja en emisiones. Es os lineamien os son undamen ales pa a log a la
desca bonización ene gé ica p oyec ada pa a 2050 [15] .
Con es e en oque in eg al, Colombia se encuen a en una posición con di e sas
opo unidades y p oyec os pa a lle a a cabo una comple a ansición ene gé ica,
p omo iendo las uen es de ene gía eno ables no hid áulicas y educiendo su dependencia
de combus ibles ósiles.
18
1.2 HIPÓTESIS
La implemen ación de sis emas o o ol aicos en i iendas sociales con ibuye
significa i amen e a la desca bonización del sis ema ene gé ico de Bogo á, educiendo las
emisiones de CO2 du an e su ida ú il.
1.3 OBJETIVOS
Obje i o gene al
Compa a el po encial o o ol aico en e dis in as ipologías de i iendas sociales en al u a en
Bogo á y e alua la iabilidad de adiciona sis emas o o ol aicos a edificios exis en es pa a
con ibui a la desca bonización del sis ema ene gé ico esidencial.
Obje i os específicos
1. Selecciona casos de es udio ep esen a i os de di e sas ipologías de i iendas
sociales en al u a en Bogo á.
2. Cuan ifica el po encial o o ol aico de las ipologías seleccionadas a ni el de edificio,
basándose en la adiación sola eal en la ciudad.
3. Analiza el po encial o o ol aico según el ipo de supe ficie ( e ical y ho izon al) y su
o ien ación en las ipologías seleccionadas.
4. E alua la capacidad de cobe u a del consumo eléc ico esidencial que se puede
alcanza con la ene gía gene ada a ni el de edificio eó ico y eal.
5. Examina la iabilidad del uso de ene gía o o ol aica en el con ex o de la i ienda
social en al u a en Bogo á, conside ando la educción de la huella de ca bono y el
iempo de amo ización de CO2 y de la in e sión.
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 19
CAPÍTULO II - ESTADO DEL ARTE
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
SISTEMAS BAPV, BIPV Y BIPVT EN EDIFICIOS
PÉRDIDAS MÁXIMAS DE ENERGÍA FV EN EDIFICIOS
CONTRADICCIONES DEL IMPACTO AMBIENTAL
ECONOMÍA CIRCULAR
20
2.1 ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
La ene gía sola o o ol aica se gene a median e la con e sión di ec a de la adiación sola en
elec icidad a a és del e ec o o o ol aico. Es e enómeno, descubie o po Becque el en
1839, ocu e cuando un ma e ial semiconduc o , como el silicio, abso be o ones de luz sola .
Al hace lo, la ene gía del o ón se ansfie e a un elec ón del ma e ial, pe mi iéndole pasa de
la banda de alencia a la banda de conducción, gene ando así elec icidad. [46]
La capa semiconduc o a de la célula sola es impo an e, ya que es donde se gene a la
co ien e de elec ones. Al incidi la luz sola sob e la célula, se libe an elec ones que son
cap u ados po un campo eléc ico, gene ando así la co ien e eléc ica. Po es a azón, las
células sola es es án hechas de ma e iales que ac úan como aislan es a bajas empe a u as
y se con ie en en conduc o es cuando se aumen a la ene gía inciden e [16][17] .
Dependiendo del ma e ial u ilizado en la ab icación de las células sola es, exis en di e en es
ipos de células con dis in os ni eles de eficiencia (coeficien e de endimien o o PR). Po
ejemplo, las células de silicio amo o, sul u o de cadmio y cob e ienen una eficiencia del 10%
(meno endimien o), las polic is alinas has a el 14%, las monoc is alinas has a un 18%,
mien as que las células bi aciales, que cap u an adiación on al, di usa y eflejada, pueden
alcanza has a un 30% de eficiencia (mayo endimien o) ( e figu a 7) [17] .
Figu a 7. Clasificación de paneles o o ol aicos de silicio
Fuen e: Tomado de Sola Magazine con ep esen ación p opia. [18]
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 21

En cuan o a los ipos de sis emas o o ol aicos ( e figu a 8), exis en es p incipales según
su conexión [16][19] :
1. Sis emas o o ol aicos conec ados a la ed : Es os son los más económicos, ya que la
ene gía gene ada du an e el día se au oconsume y los exceden es se in oducen en la
ed eléc ica. Du an e las ho as sin sol, la ene gía se ob iene de la ed. La
compensación po los exceden es depende de las polí icas públicas de cada país.
2. Sis emas o o ol aicos aislados de la ed eléc ica : Es os sis emas no es án
conec ados a la ed y dependen de un sis ema de ba e ías que almacena la ene gía
gene ada du an e el día pa a su consumo noc u no.
3. Sis emas o o ol aicos híb idos : Combinan ca ac e ís icas de los sis emas
conec ados a la ed y los aislados, u ilizando un banco de ba e ías. Es e en oque
pe mi e un mayo con ol y segu idad en la gene ación, consumo y almacenamien o
de la ene gía eléc ica.
22
Figu a 8. Tipos de sis emas o o ol aicos
Fuen e: Elabo ación p opia a pa i de la página web Ilumin. [20]
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 23
De acue do al me cado ac ual en Colombia, en la siguien e abla se p esen an dos de los más
comunes ipos de paneles o o ol aicos de au oconsumo dis ibuidos po Au osola .
Tabla 2. Clasificación de paneles o o ol aicos en el me cado local
Fuen e: Elabo ación p opia a pa i de la página de Au osola [21].
2.2 SISTEMAS BAPV, BIPV Y BIPVT EN EDIFICIOS
Los sis emas o o ol aicos empleados en edificios se di iden en dos ca ego ías p incipales y
una ecien e: Sis emas o o ol aicos adosados a edificios (BAPV), sis emas o o ol aicos
in eg ados en edificios (BIPV) y sis emas o o ol aicos/ é micos in eg ados en edificios (BIPVT)
( e figu a 9).
La di e encia cla e en e los BAPV y BIPV adica en su in eg ación con la es uc u a del
edificio. Los sis emas BAPV se ins alan sob e la supe ficie del edificio, a ec ando
di ec amen e las unciones de la en ol en e del mismo. En con as e, los BIPV son módulos
o o ol aicos que se in eg an uncionalmen e en la es uc u a del edificio, eemplazando
ma e iales de cons ucción adicionales y desempeñando un papel esencial desde la ase
inicial de diseño y planificación del p oyec o a qui ec ónico [1] .
Pa a que un sis ema se conside e BIPV, debe cumpli con a ios c i e ios, como el diseño y la
planificación adecuados, la du abilidad a lo la go del iempo, el man enimien o, el
cumplimien o de no ma i as y egulaciones locales, la segu idad, y el endimien o. Todos
es os aspec os son undamen ales pa a asegu a que el sis ema cumpla con su p opósi o
inicial de cub i las necesidades ene gé icas del edificio.
24
Además de los sis emas BIPV, los sis emas o o ol aicos y é micos in eg ados en edificios
(BIPVT) ep esen an una solución a anzada con un al o po encial pa a suminis a an o
elec icidad como calo , lo que pe mi e una espues a in eg al a las necesidades ene gé icas
de los edificios. Es as ecnologías ecien es se cen an en dos á eas cla e: los BIPV buscan
mejo a la eficiencia median e la en ilación, lo que inc emen a el endimien o al educi la
empe a u a in e na de los paneles sola es, especialmen e du an e el e ano; mien as que los
BIPVT se en ocan en el desa ollo de nue as ecnologías de capa fina que se in eg an
eficazmen e en la es uc u a del edificio pe mi iendo el con ol é mico del in e io del edificio
con es a egias pasi as [1].
A ni el global, España lide a la in es igación en aplicaciones BIPV, Es ados Unidos ha
a anzado en es udios de simulación, Co ea del Su se des aca en el diseño de celdas y
módulos o o ol aicos, y Aus alia ha abo dado aspec os elacionados con edes, polí icas y
es a egias pa a la implemen ación de es as ecnologías [1]
Figu a 9. Clasificación de sis emas BIPVT, BIPV y BAPV
Fuen e: Biyik, E, e al. (2017) con ep esen ación p opia.
2.3 METODOLOGÍA SOBRE LAS PÉRDIDAS MÁXIMAS DE ENERGÍA FV EN
EDIFICIOS.
En Colombia, se es ima que el consumo p omedio de elec icidad en los hoga es a ía según
el clima. En egiones cálidas, el consumo mensual p omedio es de 173 kWh, mien as que en
climas emplados y íos, como Bogo á, es de ap oximadamen e 130 kWh po mes, lo que
equi ale a un consumo anual de al ededo de 1.560 kWh. Es e consumo es ela i amen e bajo
ya que en g an medida no se consume ene gía po clima ización en los hoga es en
compa ación con o os países como España, donde el consumo pe cápi a alcanza los 5.039
kWh anuales, es deci , más de es eces el consumo p omedio en Colombia con da os de
2024 [22][23] .
En la implemen ación de no mas écnicas pa a educi pé didas asociadas a la adiación sola
en Colombia, se ha abajado en la educción de pé didas causadas po el somb eado, la
adiación di usa del en o no y la o ien ación inadecuada de sis emas o o ol aicos en
supe ficies cons uidas. Es a me odología de cálculo es adap able a cualquie país, omando
como e e encia aquellos que ya cuen an con no ma i as écnicas en el ámbi o de la ene gía
o o ol aica [24] .
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 25
3.1 SELECCIÓN DE LAS VIVIENDAS SOCIALES SEGÚN LA TIPOLOGÍA
Pa a la selección de las i iendas sociales, se pa ió de la e isión documen al del es udio
Vi ienda social en al u a: ipologías u banas y di ec ices de p oducción en Bogo á [37] , que
aba ca desde 1930 has a 2005. A pa i del cuad o de p oyec os es a ales de VS en al u a de
es e es udio, se analiza on 15 p oyec os con di e en es al u as y ubicaciones ( e en anexos).
De es os, se selecciona on cinco ipologías ep esen a i as pa a los casos de es udio ( e
figu a 13), basadas en sus di e encias o males y en el po encial o o ol aico de sus
en ol en es. Es os edificios seleccionados ienen achadas lisas y sin balcones, o ien aciones
simila es, sin obs ucciones en la cubie a y dis ancias adecuadas que e i en somb as
du an e el día en su en o no inmedia o.
Figu a 13. Ubicación de las i iendas sociales en al u a.
Fuen e: Au o ía p opia.
32

3.2 ESTUDIO GLOBAL DE LA ENVOLVENTE
Se ealiza un es udio del po encial o o ol aico de oda la en ol en e, conside ando cubie as
y achadas (en odas las o ien aciones). El obje i o es ob ene un alo eó ico sob e el
máximo po encial FV en el caso de que pudie a ap o echa se el 100% de la supe ficie del
edificio (excep o en anas y o as supe ficies esiduales de meno amaño).
Es e es udio se basa en simulaciones de adiación ealizadas en el so wa e Heliodon [28] , que
son co egidas con da os climá icos ob enidos de PVGIS [29] La ene gía o o ol aica
p oducida se calcula eniendo en cuen a un endimien o global del 19% en los dos es udios.
Modelado geomé ico
En es e es udio se oman como e e encia ipologías de edificios de i ienda social en al u a
en Bogo á, analizando de alladamen e las supe ficies de sus en ol en es pa a compa a el
po encial o o ol aico que pueden o ece .
Pa a e alua dicho po encial, se pa e de un modelo u bano 3D de las á eas de es udio,
basado en la ca og a ía de Mapas Bogo á [31] , que cuen a con un ni el de de alle LOD 1.3
( e figu a 14). Es e modelo si e como base pa a ealiza el análisis mo ológico de las
ag upaciones de i ienda y selecciona las ipologías, como se mues a en los anexos.
Figu a 14. Ni eles de de alle de edificios a escala u bana
Fuen e: Tomado de Biyik, E, e al., (2017) con edición p opia . [1]
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 33
Pa a un análisis más p eciso del po encial o o ol aico de las en ol en es, ue necesa io
modela los elemen os con un mayo ni el de de alle, alcanzando un LOD 3.2. U ilizando
so wa e CAD, y an e la ausencia de planime ía local de allada, se emplea on isualizaciones
sa eli ales en 2D de Google Ea h, escalándolas con la g áfica p opo cionada en la misma
imagen. Las achadas y de alles se econs uye on en CAD a pa i de cap u as de pan alla a
ni el pea onal desde Google Ea h, edibujándolas en 2D y pos e io men e modelándolas en
3D.
El p oceso de modelado en 3D consis ió en ex ui la olume ía en plan a, alinea las
geome ías 2D de las achadas según la o ien ación del edificio, y ex ui los anos desde la
geome ía 2D hacia la olume ía. Pos e io men e, median e una is a en es uc u a
alámb ica, se ealizó un o se al in e io de la olume ía, y finalmen e, u ilizando la
he amien a de di e encia, se sus ajo la geome ía es an e, gene ando así los anos en las
achadas.
Una ez comple ado el modelo sin con ex o, se expo ó como a chi o STL, y luego, eplicando
la e e encia del modelo, se ag egó el en o no de la ipología y se expo ó ambién como STL
pa a ob ene una olume ía comple a.
La ca ac e ización de las ipologías se ealizó median e un pa áme o de escala del edificio,
calculando las supe ficies e icales y ho izon ales en me os cuad ados según las
o ien aciones de un edificio seleccionado de la ag upación de i ienda, es ando de es as
supe ficies los anos y accesos.
Simulación de adiación di ec a ecibida
La simulación se lle ó a cabo u ilizando el so wa e Heliodon 2 e sión 2.7 [28] , una
he amien a especializada en con ola aspec os ene gé icos y isuales de la adiación sola a
escala u bana y a qui ec ónica, ideal pa a p oyec os an o académicos como p o esionales.
En es e es udio, las simulaciones se ealiza on pa a la ubicación específica de la ciudad de
Bogo á (4° 36' N), donde el so wa e calcula la adiación di ec a bajo condiciones de cielo
despejado.
P ime o, se impo ó el modelo STL c eado en Au oCAD, y en Heliodon se clasifica on las
supe ficies de la en ol en e según su o ien ación, conside ando solo aquellas con un ancho
mínimo de 1 m. Las supe ficies que no cumplían con es e c i e io se ca ego iza on como
á eas esiduales o no ap o echables y se gua da on en a chi os STL independien es pa a
acili a la ecopilación y compa ación de da os de adiación según la o ien ación.
Pos e io men e, cada a chi o ue impo ado a la en ana p incipal de Heliodon, configu ando
la simulación pa a calcula la adiación sola ecibida a lo la go del año, u ilizando una malla
de 0,20 m. Las o ien aciones de las supe ficies se nomb a on según el ángulo de inclinación
espec o al no e (0°) en el sen ido de las agujas del eloj.
Du an e la simulación, se ac i a on las ejillas pa a ealiza p uebas con y sin en o no, y los
da os de adiación anual (kWh/año) se expo a on a hojas de cálculo de Excel. Es os da os
ue on p ocesados conside ando la supe ficie en m² pa a calcula la can idad de ene gía
ecibida po unidad de supe ficie (kWh/m²).
Pa a cada ipología ue simulada en Heliodon 2.6 sin y con en o no con la o ien ación eal de
los edificios y su en o no inmedia o, pe o sin inclui de alles sob e las obs ucciones
causadas po la ege ación exis en e ( e figu a 15 y 16).
34
Figu a 15. Simulación ealizada en Heliodon 2.6 de la ipología de ba a sin en o no
Fuen e: Au o ía p opia.
Figu a 16. Simulación ealizada en Heliodon 2.6 de la ipología de ba a con en o no
Fuen e: Au o ía p opia.
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 35
Cálculo de la p oducción FV
La adiación global (kWh/m2) es la suma de dos componen es: adiación di ec a y adiación
di usa. En es e es udio se iene en cuen a en p ime medida la cap ación di ec a simulada en
Heliodon y co egida con da os climá icos de PVGIS . La cap ación di usa ue ob enida a pa i
del ac o de is a de cielo (SVF) de las supe ficies simulado desde Heliodon y co egido con
da os climá icos de la adiación di usa ob enidos de PVGIS .
Pa a ello se implemen an las siguien es ó mulas:
● Pa a calcula la ‘’cap ación di ec a co egida’’ de cada ipología, se u ilizó la siguien e
ó mula: el coeficien e de con e sión eal se ob u o di idiendo la ene gía anual
p omedio (kWh/año) de Heliodon po la adiación di ec a “ eal” p omedio de 10 años
p opo cionada po PVGIS, basada en da os climá icos. Es o esul ó en un coeficien e
de con e sión de 0,31.
Cap ación di ec a co egida = Cap ación di ec a Heliodon * Coeficien e de con e sión eal*
● Al ob ene el po cen aje de SVF de cada supe ficie, se mul iplica po la adiación
di usa (kWh/año) en el plano ho izon al de los da os climá icos y luego se mul iplica
po el á ea de la supe ficie.
Cap ación di usa eal= SVF calculado en Heliodon * Rad. di usa ho izon al * Á ea sup.
● La cap ación global eal (kWh/año) es la suma en e la cap ación di ec a co egida y la
di usa eal.
Cap ación global eal = Cap ación di ec a co egida + Cap ación di usa eal
36
Cálculo de la p oducción de ene gía FV (kWh/año)
Una ez ob enidos los alo es de la cap ación global eal, se p ocede a calcula la p oducción
de ene gía FV de las supe ficies. Pa a ello, se mul iplica la cap ación sola global (kWh/año)
po el endimien o del sis ema o o ol aico. En es e caso, se u ilizó un alo p omedio de
e e encia de 19% ( e en anexos).
P oduccion de ene gia FV= Cap ación global eal * Rendimien o del sis ema FV
Cálculo de la cobe u a del consumo ene gé ico (%)
Pa a calcula la cobe u a po supe ficie según la o ien ación, se oma el da o de la ene gía
p oducida (kWh/año) y se di ide sob e el consumo ene gé ico del edificio, pa a ob ene es e
po cen aje.
Po cen aje de cobe u a = Ene gía p oducida / Consumo ene gé ico
El consumo ene gé ico de cada edificio (kWh/año) se es imó a pa i de los da os de la e is a
oficial es a al Semana . Según es a uen e, en Bogo á, el consumo eléc ico p omedio anual
po i ienda es de ap oximadamen e 130 kWh al mes, lo que equi ale a unos 1560 kWh al
año. Es e ni el de consumo ela i amen e bajo se debe a que la ciudad iene un clima
emplado, que no equie e cale acción ni ai e acondicionado. Sin emba go, es e alo puede
a ia dependiendo de ac o es como el amaño de la i ienda, la can idad de pe sonas que la
habi an, el ipo de elec odomés icos u ilizados y los hábi os de consumo de ene gía de los
esiden es [23] . En la abla 3 se mues a una posible dis ibución de consumos po apa a os
ealizada po la au o a.
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 37

Modelo de consumo ene gé ico esidencial en la ciudad
Tabla 3. Modelo de consumo ene gé ico p omedio po i ienda en Bogo á en 2024
Fuen e: Au o ía p opia.
38
3.3 ESTUDIO DE DETALLE DE LA CUBIERTA
En es a e apa, se es udia más en p o undidad el po encial o o ol aico de las cubie as de los
edificios, las supe ficies en las que es más habi ual la implemen ación de es e ipo de
sis emas y sob e las cuales el umb al de ap o echamien o es más óp imo como se puede
e idencia en la figu a 17. El obje i o es ob ene un alo más ealis a sob e el po encial FV de
es as supe ficies. Con es e análisis se busca conoce la supe ficie que debe ía se cubie a
po paneles ( eniendo en cuen a sus ca ac e ís icas, dimensiones y sepa aciones eales) pa a
cub i po comple o el consumo eléc ico anual a ni el del edificio. En caso de no se posible,
se de e mina á la cobe u a máxima alcanzada.
Es e es udio se basa en simulaciones ealizadas en el p og ama de diseño y cálculo online
Sola Edge [30] , que pe mi e ob ene esul ados de p oducción ene gé ica, cobe u a de
demanda, CO2 e i ado anualmen e, iempos de amo ización, en e o os, eniendo en cuen a
las ca ac e ís icas del sis ema y del clima donde se ins ala.
En es e es udio, los paneles seleccionados ue on del p o eedo local Risen Ene gy Co . L d.,
u ilizando el modelo de paneles mono ásicos RSM 108-9-440N, que iene una po encia de
0,44 kWh y dimensiones de 1,7 m x 1,1 m. El endimien o de es e panel es de 21% y el de las
ins alaciones en p omedio es del 90%, lo que esul a en un endimien o global de la
ins alación del 19% (21% x 90%). Es os paneles ue on ins alados en la cubie a con una
es an e ía empo ada, man eniendo una dis ancia de 30 cm en e filas y e i ando las pé didas
po somb as ( e figu a 17).
El p og ama Sola Edge ambién acili a el diseño eléc ico de los in e so es y op imizado es
necesa ios, ajus ados a los de alles de cada modelo, lo que pe mi e calcula el po cen aje de
sob edimensionamien o o al del sis ema. Es o esul a en una lis a de allada de los ma e iales
necesa ios pa a ealiza el p esupues o, además de calcula los incen i os o ayudas es a ales
y los pa áme os financie os de la in e sión a lo la go de los años.
Pa a ello, se modela en 3D el edificio de in e és y su en o no más p óximo. Pa a un análisis
más de allado, se pueden consul a las fichas de simulación de cada ipología en los Anexos,
donde se compa an el modelo de dimensionamien o de los paneles, la isión gene al del
sis ema, los esul ados de la simulación, y la es imación mensual de ene gía en elación con
la p oducción, consumo y au oconsumo ( e figu a 18).
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 39
Figu a 17. Ing eso de da os y dimensionamien o de los paneles FV en Sola Edge de la ipología de
ba a
Fuen e: Au o ía p opia.
Figu a 18. Resul ado del p oyec o FV en Sola Edge de la ipología de ba a
Fuen e: Au o ía p opia.
40
CAPÍTULO IV - CASO DE ESTUDIO
EL CLIMA DE BOGOTÁ
RADIACIÓN SOLAR
VIVIENDA SOCIAL EN BOGOTÁ
SELECCIÓN DE BARRIOS Y TIPOLOGÍAS
DESCRIPCIÓN DE LAS FICHAS DE LOS CASOS DE ESTUDIO
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 41
Figu a 25. Tipos básicos de ag upación de i ienda social
Fuen e: Se gio Ballén, edibujado de au o ía p opia. [37]
48

4.4 SELECCIÓN DE BARRIOS Y TIPOLOGÍAS
Pa a es e es udio, se selecciona on cinco casos de es udio basados en la clasificación
p e iamen e es ablecida. A con inuación, se p esen an y compa an los casos según el
núme o de plan as, el año de cons ucción y el núme o de i iendas en o al po el edificio, así
como o os da os que ca ac e izan cada ipología ( e abla 4).
Tabla 4. Da os de los casos de es udio
Fuen e: Au o ía p opia.
Cada uno de es os casos de es udio se analiza á de alladamen e, mos ando sus
ca ac e ís icas p incipales, incluyendo la ubicación en la ciudad, un modelo 3D de la ipología
p incipal sin con ex o, in o mación ele an e, una is a sa eli al del ba io, y la ubicación de las
á eas de es udio seleccionadas. Además, se analiza á su con ex o inmedia o y se p esen a á
una is a a escala pea onal de la achada de cada edificio ( e figu a 26, 27, 28, 29 y 30).
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 49
Figu a 26. Ca ac e ización de la ipología o e
Figu a 27. Ca ac e ización de la ipología ba a
Fuen e: Au o ía p opia
50
Figu a 28 . Ca ac e ización de la ipología bloque en c uz
Figu a 29. Ca ac e ización de la ipología bloque claus o
Fuen e: Au o ía p opia.
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 51
Figu a 30. Ca ac e ización de la ipología o e baja
Figu a 31. Ca ac e ización de la ipología o e al a
Fuen e: Au o ía p opia.
52
4.5 DESCRIPCIÓN DE LAS FICHAS DE LOS CASOS DE ESTUDIO
Pa a cada caso de es udio se ealiza on cinco fichas pa a cada ipología ( e figu a 32). La
p ime a eúne las p incipales ca ac e ís icas del edificio, la segunda la cap ación de adiación
sola di ec a, la e ce a el ac o de is a de cielo, la cua a el análisis del po encial o o ol aico
y la quin a la simulación de la ins alación o o ol aica del edificio. ( e figu as 33, 34, 35, 36 y
37)
En las siguien es páginas, se de alla el con enido de cada ficha y el compilado de odas ellas
se encuen an en anexos 1.
Figu a 32. Resumen de las fichas de casos de es udio
Fuen e: Au o ía p opia.
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 53

Figu a 33. Pa e 1. Desc ipción de la ipología
Fuen e: Au o ía p opia.
54
Figu a 34. Pa e 2. Cap ación adiación sola di ec a de la ipología
Fuen e: Au o ía p opia.
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 55
Figu a 35. Pa e 3. Fac o de is a de cielo de la ipología
Fuen e: Au o ía p opia.
56
Figu a 36. Pa e 4. Análisis del po encial FV de la ipología
Fuen e: Au o ía p opia.
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 57
Tiempos de amo ización de CO2 de ab icación
El iempo de amo ización de CO2 de es a ins alación es de ap oximadamen e 2,3 años. Es e
es el esul ado de la di isión en e el CO2 de la ab icación de los 52 paneles el cuál es 36.400
kgCO2 (el p omedio de CO2 gene ado po panel en el país de 700 kgCO2), sob e el CO2
e i ado el cuál es 15.725 kgCO2 e/año ( e anexos).
Tiempos de amo ización en años de la ins alación
Finalmen e, el iempo de amo ización económica de la ins alación en Bogo á se es ima en 8
años, conside ando un cos o o al de €57.720 y un aho o anual en ene gía de €7.176, lo que
pe mi e ecupe a la in e sión inicial den o del p ime ciclo de ida de los paneles.
64

5.2 TIPOLOGÍA BLOQUE EN CRUZ
La ipología en bloque en c uz es udiada consis e en un edificio de 5 plan as con 4 i iendas
po plan a, con achadas o ien adas a su es e, su oes e, no oes e y no es e. Como se
mues a en la figu a 42, la ipología analizada (en g is oscu o) es á odeada en dos ex emos
de edificios del mismo ipo, en dis in as posiciones.
Figu a 42. Fachada y modelo con en o no de la ipología bloque en c uz
Fuen e: Au o ía p opia.
5.2.1 Análisis del po encial o o ol aico global de la en ol en e
En es a ipología, las achadas son simila es en á ea ya que cada una ep esen a
ap oximadamen e el 14% del á ea o al de la en ol en e del edificio, mien as que la cubie a
aba ca un 13%, lo que equi ale a 222 m² ( e anexo 1).
El po encial de p oducción de ene gía o o ol aica u ilizando oda el á ea ap o echable del
edificio con en o no se es ima en 146.650 kWh/año. La supe ficie con mayo po encial
o o ol aico es la cubie a, con una p oducción anual es imada de 70.455 kWh. En cuan o a
las achadas, la no es e y la su es e p esen an un po encial significa i o, alcanzando 22.989
kWh/año y 21.214 kWh/año, espec i amen e ( e figu a 43).
Los esul ados indican que u ilizando únicamen e la cubie a se ía posible cub i el 226% del
consumo ene gé ico del edificio. Además, el po encial de las achadas no es e y su es e
pe mi i ía cub i el 74% y 68% del consumo, espec i amen e. Al conside a la o alidad de la
en ol en e, se pod ía alcanza un o al de cobe u a del 470%.
Es o sugie e que la en ol en e del edificio pod ía cub i has a cua o eces su demanda
ene gé ica anual, es imada en 31.200 kWh/año. De hecho, con menos de la mi ad de la
supe ficie de la cubie a se ía suficien e pa a cub i comple amen e la demanda ene gé ica
del edificio, como se ilus a en la figu a co espondien e.
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 65
Figu a 43. P oducción de ene gía y po cen aje de cobe u a ipología bloque en c uz con en o no
Fuen e: Au o ía p opia.
Al compa a la p oducción de ene gía anual po me o cuad ado de cada supe ficie del edificio
( e figu a 44), se e idencia que la cubie a es la más eficien e, con una p oducción de 318
kWh/m²año. Las achadas, aunque menos eficien es, mues an alo es ela i amen e
uni o mes, que oscilan en e 39 y 100 kWh/m² año.
Figu a 44. P oducción de ene gía po o ien ación po m2 al año de la ipología bloque en c uz con
en o no
Fuen e: Au o ía p opia.
Huella de ca bono e i ada de acue do al consumo del edificio
De acue do con el consumo ene gé ico del edificio y conside ando que el Fac o de Emisión
(FE) de la ed pa a p oyec os sola es en Colombia es de 0,5 kgCO2e/kWh anual, la huella de
ca bono e i ada se ía de 15.725 CO2e/año.
66
5.2.2 Análisis en de alle del po encial o o ol aico de la cubie a
En es a ipología, se han dimensionado 52 paneles sola es (99 m²) u ilizando Sola Edge
simila al esul ado de la ipología en ba a, cub iendo el 45% de la supe ficie disponible en la
cubie a del edificio. Es os paneles gene an 32.580 kWh al año, lo que esul a en una
significa i a educción de emisiones de CO2, es imada en 12,7 CO2 e/año, equi alen e a la
plan ación de 587 á boles po año, según los pa áme os del p og ama ( e anexos).
De acue do al análisis del pe fil de consumo cons an e (pa ón de consumo esidencial), con
una demanda ene gé ica de 31.200 kWh al año, se de e mina que el 47% de la ene gía
gene ada se u iliza di ec amen e pa a au oconsumo. El 53% es an e se expo a a la ed
eléc ica o se almacena en ba e ías pa a su uso du an e las ho as noc u nas, asegu ando un
suminis o con inuo y eficien e de ene gía, como se e idencia ( e figu a 45).
Figu a 45. Simulación o o ol aica ipología en bloque en c uz
Fuen e: Elabo ación p opia a pa i de Sola Edge.
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 67
Tiempos de amo ización de CO2 de ab icación
El iempo de amo ización en é minos de CO2 de es a ins alación es de ap oximadamen e
2,3 años. Siendo el esul ado de CO2 de la ab icación de los 52 paneles de 36.400 kgCO2 (el
p omedio de CO2 po panel es de 700 kgCO2) y el CO2 e i ado es de 15.725 kgCO2e/año ( e
anexos).
Tiempos de amo ización en años de la ins alación
Finalmen e, el iempo de amo ización económica de la ins alación en Bogo á se es ima en 8
años, conside ando un cos o o al de €57.720 y un aho o anual en ene gía de €7.176, lo que
pe mi e ecupe a la in e sión inicial den o del p ime ciclo de ida de los paneles.
68
5.3 TIPOLOGÍA BLOQUE CLAUSTRO
La ipología en bloque claus o es udiada consis e en un edificio de 5 plan as con 8 i iendas
po plan a, con una o ien ación de 47° no e con achadas o ien adas a su es e, su oes e,
no oes e y no es e. Como se mues a en la figu a 46, la ipología analizada (en g is oscu o)
es á odeada en odas di ecciones de edificios del mismo ipo, en dis in as posiciones.
Figu a 46. Fachada y modelo con en o no de la ipología bloque claus o
Fuen e: Au o ía p opia.
5.3.1 Análisis del po encial o o ol aico global de la en ol en e
En es a ipología, las achadas son simila es en á ea ap o echable en e 16 a 18% cada una,
mien as que la cubie a aba ca un 33%, lo que equi ale a 2.323 m² ( e anexo 1).
El po encial de p oducción de ene gía o o ol aica u ilizando oda el á ea ap o echable del
edificio se es ima en 36.6007 kWh/año. La supe ficie con mayo po encial o o ol aico es la
cubie a, con una p oducción anual es imada de 246.683 kWh. En cuan o a las achadas,
odas con una p oducción simila oscilan en e 20.062 a 38.120 kWh/año ( e figu a 47).
Los esul ados indican que u ilizando únicamen e la cubie a se ía posible cub i el 395% del
consumo ene gé ico del edificio. Además, el po encial de las achadas oscila en e el 32 al
61% del consumo, espec i amen e. Al conside a la o alidad de la en ol en e, se pod ía
alcanza un o al de cobe u a del 587%.
Es o sugie e que la en ol en e del edificio pod ía cub i has a casi cua o eces su demanda
ene gé ica anual, es imada en 62.400 kWh/año. De hecho, con menos de la mi ad de la
supe ficie de la cubie a se ía suficien e pa a cub i comple amen e la demanda ene gé ica
del edificio, como se ilus a en la figu a co espondien e.
Figu a 47. P oducción de ene gía y po cen aje de cobe u a ipología bloque claus o con en o no
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 69

Fuen e: Au o ía p opia.
Al compa a la p oducción de ene gía anual po me o cuad ado de cada supe ficie del edificio
( e figu a 48), se e idencia que la cubie a es la más eficien e, con una p oducción de 318
kWh/m²año. Las achadas, aunque menos eficien es, mues an alo es ela i amen e
uni o mes, que oscilan en e 56 y 92 kWh/m² año.
Figu a 48. P oducción de ene gía po o ien ación po m2 anual, ipología bloque claus o con
en o no
Fuen e: Au o ía p opia.
Huella de ca bono e i ada de acue do al consumo del edificio
De acue do con el consumo ene gé ico del edificio y conside ando que el Fac o de Emisión
(FE) de la ed pa a p oyec os sola es en Colombia es de 0.504 kgCO2e/kWh anual, la huella de
ca bono e i ada se ía de 31.450 kgCO2e/año.
70
5.3.2 Análisis en de alle del po encial o o ol aico de la cubie a
En es a ipología, se han dimensionado 99 paneles sola es (188 m²) u ilizando Sola Edge ,
cub iendo el 24% de la supe ficie disponible en la cubie a del edificio. Es os paneles gene an
63.710 kWh al año, lo que esul a en una significa i a educción de emisiones de CO2,
es imada en 25 oneladas anuales, equi alen e a la plan ación de 1.147 á boles po año,
según los pa áme os del p og ama ( e anexos).
De acue do al análisis del pe fil de consumo cons an e (pa ón de consumo esidencial), con
una demanda ene gé ica de 62.400 kWh al año, se de e mina que el 47% de la ene gía
gene ada se u iliza di ec amen e pa a au oconsumo. El 53% es an e se expo a a la ed
eléc ica o se almacena en ba e ías pa a su uso du an e las ho as noc u nas, asegu ando un
suminis o con inuo y eficien e de ene gía, como se e idencia ( e figu a 49).
Figu a 49. Simulación o o ol aica ipología en bloque claus o
Fuen e: Elabo ación p opia a pa i de Sola Edge.
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 71
Tiempos de amo ización de CO2 de ab icación
El iempo de amo ización en é minos de CO2 de es a ins alación es de ap oximadamen e
2,2 años. Siendo el esul ado de CO2 de la ab icación de los 99 paneles el cual es 69.300
kgCO2 (el p omedio de CO2 po panel es de 700 kgCO2) y el CO2 e i ado es de 31.450
kgCO2e/año ( e anexos).
Tiempos de amo ización en años de la ins alación
Finalmen e, el iempo de amo ización económica de la ins alación en Bogo á se es ima en 8
años, conside ando un cos o o al de €115.440 y un aho o anual del cos o de ene gía de
€14.352, lo que pe mi e ecupe a la in e sión inicial den o del p ime ciclo de ida de los
paneles.
72
5.4 TIPOLOGÍA TORRE BAJA
La ipología o e baja es udiada consis e en un edificio de 10 plan as con 4 i iendas po
plan a, con una o ien ación de 5° no e con achadas o ien adas a su , es e, oes e y no e.
Como se mues a en la figu a 50, la ipología analizada (en g is oscu o) es á odeada en odas
di ecciones de edificios del mismo ipo, en dis in as posiciones.
Figu a 50. Fachada y modelo con en o no de la ipología o e baja
Fuen e: Au o ía p opia.
5.4.1 Análisis del po encial o o ol aico global de la en ol en e
En es a ipología, las achadas su y no e son simila es en á ea ap o echable del 30% cada
una, las oes e y es e en e el 12% cada una, mien as que la cubie a aba ca un 16%, lo que
equi ale a 405 m² ( e anexo 1).
El po encial de p oducción de ene gía o o ol aica u ilizando oda el á ea ap o echable del
edificio se es ima en 247.564 kWh/año. La supe ficie con mayo po encial o o ol aico es la
cubie a, con una p oducción anual es imada de 81.830 kWh. En cuan o a las achadas, la su
y la no e con una p oducción simila que oscilan en e 49.639 a 53.366 kWh/año y la oes e y
es e con una p oducción meno . ( e figu a 51).
Los esul ados indican que u ilizando únicamen e la cubie a se ía posible cub i el 131% del
consumo ene gé ico del edificio. Además, el po encial de las achadas su y no e oscila en e
el 80 al 86% del consumo, mien as que la oes e y es e en e el 50% cada una. Al conside a la
o alidad de la en ol en e, se pod ía alcanza un o al de cobe u a del 397%.
Es o sugie e que la en ol en e del edificio pod ía cub i has a casi cua o eces su demanda
ene gé ica anual, es imada en 62.400 kWh/año. De hecho, con la supe ficie de la cubie a
se ía suficien e pa a cub i comple amen e la demanda ene gé ica del edificio, como se ilus a
en la figu a co espondien e.
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 73
Tiempos de amo ización de CO2 de ab icación
El iempo de amo ización en é minos de CO2 de es a ins alación es de ap oximadamen e
1,3 años. Siendo el esul ado de CO2 de la ab icación de los 119 paneles de 83.300 kgCO2 (el
p omedio de CO2 po panel es de 700 kgCO2) y el CO2 e i ado es de 66.044 kgCO2e/año ( e
anexos).
Tiempos de amo ización en años de la ins alación
Finalmen e, el iempo de amo ización económica de la ins alación en Bogo á se es ima en 8
años, conside ando un cos o o al de €242.424 y un aho o anual en ene gía de €30.139, lo
que pe mi e ecupe a la in e sión inicial den o del p ime ciclo de ida de los paneles.
80

CAPÍTULO VI - RESULTADOS
PORCENTAJE DE COBERTURA EN LA CUBIERTA
PRODUCCIÓN CALCULADA Y SIMULADA VS CONSUMO
HUELLA DE CARBONO EVITADA POR TIPOLOGÍA
AMORTIZACIÓN DE TIEMPO DE CO2 Y DE LA INVERSIÓN
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 81
6.1 PORCENTAJE DE COBERTURA EN LA CUBIERTA
A con inuación, se p esen a un esumen de los esul ados ob enidos en el análisis
compa a i o de di e en es ipologías de i ienda social en al u a en cuan o a po cen aje de
cobe u a con espec o al consumo ene gé ico, la p oducción de ene gía FV en elación al
consumo, la huella de ca bono e i ada y el iempo de amo ización.
P ime o, se compa ó el po cen aje de cobe u a ‘’ eó ico’’ (es deci sí oda la supe ficie ue a
ap o echable) en el plano ho izon al de cada caso, omando como base un umb al de
ap o echamien o óp imo (525 kWh/m2año) y un endimien o al o de los paneles
o o ol aicos (FV) del 19% en elación al consumo ene gé ico. Los esul ados ob enidos son
los siguien es:
- Tipología ba a (20 i iendas): Consumo de 31.200 kWh, con un po cen aje de
cobe u a en la cubie a del 419%.
- Bloque en c uz (20 i iendas): Consumo de 31.200 kWh, con una cobe u a del 226%.
- Bloque-claus o (40 i iendas): Consumo de 62.400 kWh, con una cobe u a del
395%.
- To e baja (40 i iendas): Consumo de 62.400 kWh, con una cobe u a del 131%.
- To e al a (84 i iendas): Consumo de 131.040 kWh, con una cobe u a del 126%.
Es os esul ados indican que espec o al po cen aje de endimien o de los paneles FV y sí el
po cen aje de á ea ap o echable en el plano ho izon al es meno al 10%, como en la ipología
de o e, el po cen aje de cobe u a es bajo espec o a los demás y equie e de supe ficies
e icales pa a ob ene el po cen aje de cobe u a suficien e. Po el con a io, en ipologías
con al u as en e 5 y 10 plan as, donde el á ea ap o echable supe a el 10%, se puede alcanza
un al o po cen aje de cobe u a. En pa icula , en las ipologías de ba a y bloque-claus o, con
un á ea ap o echable en e el 25% y el 33%, se puede incluso cuad uplica el po cen aje de
cobe u a, como se e idencia en el siguien e g áfico.
Figu a 58. Compa a i a en e el po cen aje de cobe u a ‘’ eó ico’’ en cubie a po ipología
Fuen e: Au o ía p opia.
82
6.2 PRODUCCIÓN ENERGÉTICA SIMULADA VS AUTOCONSUMO
Las simulaciones ealizadas en Sola Edge mues an que la p oducción de ene gía es simila
en e las dis in as ipologías de edificios en la cubie a, excep o en la o e al a, donde la
p oducción es in e io al consumo. En p omedio pa a el au oconsumo, el 47% de la ene gía
gene ada se ap o echa du an e las ho as diu nas, mien as que el 53% se impo a o expo a a
la ed eléc ica o se almacena en ba e ías. Sin emba go, se e idencia que en la o e al a la
mayo pa e de la ene gía p oducida es au o consumida en ho as diu nas has a un 82%, y po
an o no cuen a con suficien e ene gía pa a almacena en ho a ios noc u nos, e idenciando
que equie e de o as á eas en supe ficie e ical pa a cub i el consumo ene gé ico del
edificio ( e figu a 59).
Figu a 59. Compa a i a en e p oducción calculado y simulado s consumo
Fuen e: Au o ía p opia.
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 83
6.3 HUELLA DE CARBONO EVITADA POR TIPOLOGÍA
Pos e io men e, se compa ó la huella de ca bono e i ada po ipología, calculada
manualmen e en unción de la cobe u a del consumo ‘’ alo eó ico’’ y a a és de las
simulaciones de Sola Edge con alo es ap oximados a los eales. Los esul ados mues an
simili udes en la disminución de CO2 e i ado en e ambos mé odos, excep o en la ipología de
o e, donde el meno po cen aje de á ea en la cubie a en compa ación con la al u a, el
núme o de i iendas y el consumo ene gé ico. El á ea ap o echable en la ipología de o e no
es suficien e pa a ins ala el núme o de paneles sola es necesa ios pa a sa is ace el
consumo y po an o el alo de la huella de ca bono e i ada es meno , ya que hacen al a
paneles en el cálculo ‘’ eal’’ ( e figu a 60).
Figu a 60. Compa a i a en e la huella de ca bono e i ada po ipología
Fuen e: Au o ía p opia.
84
6.4 AMORTIZACIÓN DE CO2 Y FINANCIERA
El iempo p omedio de amo ización de CO2 pa a los sis emas o o ol aicos de las cinco
ipologías es udiadas es de ap oximadamen e 2 años. Es o co esponde a las emisiones
iniciales gene adas po la ab icación y anspo e de los paneles, de 56.840 kgCO₂,
compensadas po el CO₂ aho ado de 32.078 kgCO₂ al au op oduci la ene gía eque ida
du an e el ciclo de ida ú il del sis ema. Asimismo, se es ima que las emisiones adicionales
asociadas al p oceso de eciclaje o sus i ución al final del ciclo de ida alcanzan los 3.640
kgCO₂ ( alo es imado en 2025), lo que pe mi e in eg a el concep o de economía ci cula en
u u os ciclos ( e figu a 61).
Figu a 61. Amo ización de CO2 de las ins alaciones en el ciclo de ida ú il
Fuen e: Au o ía p opia.
En é minos económicos, el iempo de amo ización financie a de la ins alación o o ol aica
se es ima en 8 años, conside ando los p ecios ac uales de 2025 pa a el cos o po kWh de
ene gía y de la ins alación o o ol aica en Bogo á ( e anexos). Es o implica que, as es e
pe iodo, la in e sión inicial se ía ecupe ada, y la ene gía gene ada pos e io men e
ep esen a ía un aho o ne o, con a iaciones según el ipo de sis ema o o ol aico
implemen ado (conec ado a ed, au ónomo o híb ido). Es os esul ados e idencian an o el
impac o posi i o de los sis emas o o ol aicos como un medio pa a desca boniza el sis ema
ene gé ico.
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 85

CAPÍTULO VII - CONCLUSIONES
FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN
86
CONCLUSIONES
A pa i de los esul ados ob enidos en es e es udio, cuyo obje i o ue compa a el po encial
o o ol aico en e di e en es ipologías de i iendas sociales en al u a en Bogo á y e alua la
iabilidad de in eg a sis emas o o ol aicos (BAPV) como es a egia pa a desca boniza el
sis ema ene gé ico de la ciudad, se han ex aído las siguien es conclusiones:
- Á ea ap o echable y p oducción de ene gía: En ipologías de o e, donde el á ea
ap o echable ‘’ eó ica’’ en el plano ho izon al es in e io al 10% del o al, la ins alación
o o ol aica (FV) puede no se suficien e pa a cub i el consumo ene gé ico del edificio
y eque i ía de o a á ea ap o echable p e e iblemen e en la achada es e-oes e. Sin
emba go, en ipologías con al u as en e 5 y 10 plan as (20 y 40 i iendas), si el á ea
ap o echable en cubie a supe a el 10% del o al, pe mi iendo alcanza un al o
po cen aje de cobe u a, como en los casos de la ba a y bloque claus o, con un á ea
mayo al 25% y el 33%, se puede llega incluso a cuad uplica el po cen aje de
cobe u a ‘’ eó ico’’ necesa io.
- P oducción de ene gía s au oconsumo: La simulación de la p oducción ene gé ica
o o ol aica en la mayo ía de las ipologías (a excepción de la o e al a), e idencia que
la p oducción FV es suficien e pa a cub i el consumo o al, con un po cen aje de
au oconsumo diu no del 47%. Es o sugie e que, pa a la mayo ía de las ipologías, la
ins alación BAPV es una es a egia iable pa a alcanza la au osuficiencia ene gé ica
du an e las ho as diu nas. Sin emba go, en el caso de la o e al a, es a puede llega a
au oconsumi en ho a io diu no más del 80% de la p oducción ene gé ica.
- Huella de Ca bono E i ada: De acue do a las simulaciones de las ins alaciones
o o ol aicas en cubie a, odas las ipologías pueden llega a e i a en e 13 a 29
CO2e/año de las emisiones de la ene gía con encional. Sin emba go, en la ipología
de o e no log a educi el 100% de las emisiones, ya que en el caso de la ins alación
FV en cubie a no es suficien e pa a cub i el consumo ene gé ico y p esen a mayo es
e os ene gé icos.
- Tiempo de amo ización de CO2 y financie a: El iempo de amo ización de CO2 de
los sis emas BAPV es de 2 años p omedio en odos los casos, con una ida ú il de 25
años con la conside ación del p oceso de economía ci cula . En cuan o a la
amo ización financie a, se es ima que en 2025 el pe iodo se á de ap oximadamen e 8
años. A pa i de es e pun o, la ene gía gene ada po la ins alación ep esen a á un
aho o ne o.
Es e es udio des aca la necesidad de a anza en la legalización e in e sión en sis emas de
gene ación de ene gía eno able, como la ene gía o o ol aica, en Colombia. Aunque en en a
desa íos y equie e la consolidación de un sis ema confiable de economía ci cula pa a su
desa ollo y el de o as uen es eno ables, la ene gía o o ol aica o ece un g an po encial
ene gé ico y una huella ambien al significa i amen e meno en compa ación con las uen es
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 87
con encionales. Sin emba go, el e o no solo adica en la ansición hacia un modelo
ene gé ico más sos enible, sino ambién en la adopción de una sob iedad ene gé ica en el
sis ema ac ual. Es o implica el comp omiso de desca boniza la a qui ec u a median e la
educción del uso de sis emas de clima ización mecánica, la ansición de uen es de gas a
ene gía eléc ica, la disminución de la huella de ca bono en la cons ucción con ma e iales
locales y sos enibles, así como la emodelación del sec o esidencial pa a mejo a la
eficiencia ene gé ica y ce a el ciclo de los ma e iales. Todo es o debe o ien a se hacia un
modelo esilien e que minimice los esiduos y omen e al e na i as más sos enibles.
En conclusión, la in eg ación de sis emas o o ol aicos en i iendas sociales en al u a es una
es a egia iable pa a Bogo á, con beneficios significa i os a dis in as escalas, con ibuyendo
a la desca bonización del sec o esidencial. No obs an e, su implemen ación equie e un
en oque in eg al que conside e las pa icula idades de cada ipología de edificación y omen e
polí icas que acili en su adopción, maximicen su eficiencia y asegu en su sos enibilidad a
la go plazo.
88
Fu u as líneas de in es igación
Es a in es igación puede da paso a u u as líneas sob e sis emas o o ol aicos en i iendas
de al a densidad en di e en es la i udes, an o en el sec o esidencial como en o os sec o es.
- Aunque en es e es udio se cen ó en sis emas adosados (BAPV), u u as
in es igaciones pod ían explo a sis emas in eg ados (BIPV), en especial los sis emas
é mico- o o ol aicos (BIPVT), ya que es os o os dos sis emas son más eficien es
desde la e apa inicial del diseño de las edificaciones y a lo la go de su ciclo de ida,
o eciendo un mayo po encial pa a educi las emisiones de CO2.
- En es e abajo se ealizó un es udio de allado u ilizando modelos geomé icos con un
al o ni el de de alle, en con as e con los análisis o o ol aicos ípicamen e ealizados
a escala u bana. No obs an e, no se conside ó la ege ación, un ac o que puede
influi en el po encial de cap ación sola de los edificios, especialmen e en las
achadas. Inclui es e aspec o en u u os es udios se ía alioso pa a ob ene
esul ados más p ecisos.
- Es e es udio analizó cinco ipologías ep esen a i as de edificios sociales en al u a,
con di e en es núme os de plan as. Se ía in e esan e lle a a cabo un análisis más
p o undo sob e la ep esen a i idad de es as ipologías, e aluando la mo ología del
pa que de i ienda social pa a ob ene una es imación más ealis a del po encial
o o ol aico a escala u bana.
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 89
ANEXO 1. Fichas de la ipología en ba a
96

Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 97
98
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 99
100
ANEXO 2. Fichas de la ipología en bloque en c uz
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 101

102
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 103
104
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 105
112

Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 113
114
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 115
ANEXO 5. Fichas de la ipología o e al a
116
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 117

118
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 119
120
ANEXO 6. Es udio de ipologías
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 121
ANEXO 12. Cálculos de excel ipología en bloque claus o
SIN CONTEXTO
CON CONTEXTO
RESULTADOS
128

ANEXO 13. Cálculos de excel ipología o e baja
SIN CONTEXTO
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 129
CON CONTEXTO
RESULTADOS
130
ANEXO 14. Cálculos de excel ipología o e al a
SIN CONTEXTO
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 131
CON CONTEXTO
RESULTADOS
132
Po encial o o ol aico de la en ol en e en la i ienda social en al u a en Bogo á 133

Au o a de esina: Diana Rami ez
Di ec o a TFM: D a. Elena Ga cía
P og ama: Es udios a anzados de a qui ec u a
Especialidad: A qui ec u a, Ene gía y Medio Ambien e
Ciudad y año: Ba celona, 2025
134