1. Panorama del mercado fotovoltaico en 2024: la energía solar en techos está en pleno auge

El año 2024 marca un nuevo período de rápido crecimiento para la industria fotovoltaica de China. Los datos muestran que, en 2024, el país añadió 277,57 GW de nueva capacidad fotovoltaica, lo que representa un aumento interanual del 28%, elevando la capacidad instalada acumulada a 886 GW y situándola en el 26,5% de la capacidad total de generación eléctrica. De esta cifra, la energía fotovoltaica distribuida sumó 118,18 GW, un 23% más que el año anterior, lo que representa el 43% de la nueva capacidad instalada. A finales de 2024, la capacidad fotovoltaica distribuida acumulada alcanzó los 375 GW, equivalente al 42% de la capacidad fotovoltaica total.

Desde una perspectiva global, en 2024 se añadieron más de 600 GW de nueva capacidad fotovoltaica a nivel mundial, lo que representa un aumento interanual superior al 30%, con una capacidad fotovoltaica operativa global total que supera los 2,2 TW. China sigue dominando el mercado mundial, representando cerca del 60% de las nuevas instalaciones. El mercado fotovoltaico estadounidense también mantuvo una sólida demanda, con una inversión total en energía solar que alcanzó la cifra récord de 41,05 mil millones de dólares en 2024 y nuevas instalaciones por alrededor de 50 GW, un 21% más que el año anterior.

Cabe destacar que, en 2024, el centro de gravedad de la energía fotovoltaica distribuida en China se desplazó significativamente hacia el sur. Jiangsu, Zhejiang y Guangdong superaron a las provincias tradicionalmente líderes —Shandong, Henan y Hebei—, convirtiéndose en las tres primeras en instalaciones de energía fotovoltaica distribuida. Asimismo, en 2024, la Administración Nacional de Energía (NEA) publicó el… Medidas de desarrollo y gestión de la generación distribuida de energía fotovoltaica (proyecto para consulta) para seguir estandarizando la gestión de la energía fotovoltaica distribuida. Mientras tanto, 70 localidades en todo el país aún mantienen políticas de subsidios a la energía fotovoltaica, que abarcan proyectos residenciales y comerciales e industriales (C&I). Zhejiang, Guangdong y Jiangsu son las provincias que otorgan los mayores subsidios, con ayudas iniciales a la instalación de hasta 1,8 yuanes por vatio.

2. El material del techo determina el método de instalación: guía detallada de los cinco principales tipos

Los distintos materiales de cubierta influyen directamente en la selección de los métodos de instalación y de los accesorios. Adoptar el plan de instalación adecuado es fundamental para garantizar la seguridad y la eficiencia de un sistema fotovoltaico.

2.1 Techos de tejas asfálticas

Los techos de tejas asfálticas son el tipo de cubierta residencial más común en Norteamérica y el más adecuado para la instalación de paneles solares. Ofrecen una instalación sencilla y una buena relación costo‑beneficio. Los instaladores pueden perforar directamente las tejas para fijar los soportes, lo que proporciona una base estable.

Al instalar paneles solares en techos de tejas asfálticas, suele emplearse un sistema de montaje especializado. Los instaladores localizan las vigas del tejado, fijan ganchos para el tejado a las vigas o a las cerchas mediante pernos de anclaje y, a continuación, acoplan rieles de aluminio y, por último, los paneles solares a dichos rieles. Un aspecto importante: las tejas asfálticas suelen durar entre 15 y 20 años, mientras que los paneles solares tienen una vida útil de aproximadamente 25 a 30 años. Por lo tanto, si el tejado tiene más de 15 años, es recomendable reemplazar las tejas antes de instalar los paneles solares, a fin de evitar tener que retirarlos posteriormente para realizar la sustitución del tejado.

2.2 Techos metálicos

Los techos metálicos, gracias a su excelente durabilidad y superficie lisa, se consideran uno de los mejores tipos de cubierta para la instalación de paneles solares. Su ventaja radica en el uso de sistemas de fijación por abrazaderas que no requieren perforaciones en el tejado, lo que preserva mejor la integridad impermeable de la cubierta.

En los techos metálicos de unión vertical, los instaladores pueden utilizar abrazaderas que se fijan directamente a las costuras elevadas de los paneles metálicos y, a continuación, aseguran el sistema de estructura sobre el tejado. Este método de instalación sin penetración no solo protege la capa impermeable, sino que también mejora considerablemente la eficiencia del montaje. Los techos metálicos suelen presentar una mayor capacidad de carga, soportando más de 30 psf, cifra muy superior a los 15–20 psf de las tejas asfálticas.

Al instalar paneles solares en techos metálicos, la puesta a tierra adecuada es fundamental. Dado que el metal conduce la electricidad, el sistema de puesta a tierra debe estar completo para mitigar los riesgos asociados a los rayos.

2.3 Techos de tejas

Los techos de tejas (incluidas las de arcilla y las de hormigón) requieren un manejo cuidadoso para evitar dañar las tejas. Los techos de tejas tradicionales suelen emplear ménsulas penetrantes especialmente diseñadas, instaladas con un daño mínimo a las tejas.

Durante la instalación, los instaladores levantan cuidadosamente algunas tejas, fijan ganchos de soporte a la estructura del tejado o a las vigas, bajan nuevamente las tejas sobre los ganchos y, a continuación, acoplan los rieles fotovoltaicos a dichos ganchos. Cada punto de penetración debe sellarse minuciosamente para evitar cualquier filtración. Al mismo tiempo, es necesario verificar el peso de los módulos fotovoltaicos para asegurar que la estructura del tejado de tejas pueda soportar la carga adicional.

En los últimos años, las tejas solares (fotovoltaicas integradas en la edificación o BIPV) han surgido como una nueva opción. Las tejas solares combinan la generación de energía con la función de cubierta, ofreciendo protección contra las inclemencias del tiempo mientras producen electricidad. A diferencia de añadir paneles solares a un tejado existente, las tejas solares requieren la sustitución completa del tejado, lo que permite una mayor integración, aunque a un costo superior.

2.4 Techos planos (techos de hormigón)

Los techos planos son comunes en edificios comerciales e industriales y en algunas viviendas. Ofrecen amplias superficies disponibles y métodos de instalación flexibles. Existen dos soluciones principales para la instalación de paneles fotovoltaicos en techos planos:

Método de fijación con perno de expansión: Los instaladores utilizan un taladro percutor para perforar la losa de hormigón del tejado, colocan pernos de expansión y, a continuación, fijan los soportes y los paneles solares. Los contratistas que priorizan la calidad aplican sellador y, posteriormente, una capa de asfalto impermeable alrededor de cada perno.

Método de bloques de hormigón con lastre (no penetrante): Este enfoque combina el sistema de bastidores con bloques de lastre de hormigón, utilizando el peso para mantener el sistema fotovoltaico en su lugar sin perforar la membrana del tejado. Su principal ventaja es que no daña la impermeabilización existente, aunque es necesario evaluar la capacidad portante del tejado.

El método de hormigón‑balasto ofrece una elevada capacidad de carga y una resistencia al viento fiable, no daña la cubierta de hormigón y es de fácil instalación. Sin embargo, sus desventajas incluyen un aumento de la carga sobre la cubierta, la necesidad de una gran cantidad de hormigón armado, un periodo de construcción más prolongado y un coste global superior.

En los techos planos, los paneles solares también pueden instalarse con un ángulo de inclinación óptimo para maximizar la exposición a la luz solar y la generación de energía. Además, transformar un techo plano en uno inclinado (una modificación conocida como “de plano a inclinado”) antes de instalar los paneles solares es otra opción que vale la pena considerar, especialmente en edificios más antiguos; esta intervención puede ralentizar el deterioro y mejorar la eficiencia de la generación.

2.5 Cubiertas de tejas de acero coloreado (Cubiertas de chapas de acero perfiladas)

Los techos de tejas de acero coloreado se utilizan ampliamente en plantas industriales y edificios comerciales. La instalación de paneles fotovoltaicos sobre este tipo de cubiertas emplea principalmente un sistema de montaje por abrazaderas, utilizando materiales como perfiles de aluminio, acero galvanizado por inmersión en caliente, aleación de aluminio o acero inoxidable. Este método es ligero, de bajo costo, altamente confiable y de rápida instalación.

Se requiere especial atención en varios aspectos: verificar la separación y la dirección de las correas para asegurar una fijación adecuada de los soportes; la impermeabilización —si es necesario perforar la chapa de acero, utilizar adhesivo impermeable o juntas—; y el cálculo de cargas —en general, la incorporación de paneles solares en la cubierta de una nave de estructura metálica incrementa la carga en aproximadamente 15 kg por metro cuadrado, por lo que debe verificarse el margen de carga previsto en el diseño original.

3. Consideraciones clave para la instalación de paneles fotovoltaicos en cubiertas

3.1 La evaluación de las cargas estructurales es esencial

Antes de instalar un sistema fotovoltaico, es indispensable realizar una verificación de la capacidad de carga estructural. Los distintos tipos de cubiertas presentan capacidades portantes muy diferentes. Es necesario confirmar que la cubierta del edificio puede satisfacer los requisitos de diseño del sistema fotovoltaico. En caso de duda, un ingeniero estructural debe efectuar los cálculos de carga.

3.2 La impermeabilización es fundamental

La perforación durante la instalación de paneles fotovoltaicos penetra inevitablemente la capa impermeable existente. Si no se trata adecuadamente, es fácil que se produzcan filtraciones. Por ello, garantizar una correcta estanqueidad en cada punto de penetración o aplicar una membrana impermeable tras la instalación resulta fundamental para asegurar la fiabilidad a largo plazo.

3.3 Las condiciones de luz solar deben evaluarse plenamente

La eficiencia de la generación fotovoltaica está directamente relacionada con la exposición a la luz solar. Antes de la instalación, evalúe posibles sombras ocasionadas por edificios cercanos, árboles, rejillas de ventilación, cornisas, etc. La orientación ideal para los paneles solares es hacia el sur verdadero, y el ángulo de inclinación óptimo debe calcularse en función de la latitud local para maximizar la eficiencia anual de generación. Asimismo, se debe dejar un espacio de ventilación adecuado entre los paneles y el tejado, a fin de cumplir con los requisitos de temperatura de funcionamiento de los módulos.

3.4 Las normas de seguridad deben cumplirse estrictamente

La instalación de paneles fotovoltaicos en tejados implica trabajos eléctricos y labores en altura, que conllevan riesgos. Es recomendable elegir un equipo de instalación certificado y asegurarse de que el diseño del sistema cumpla con los códigos de construcción locales y las normas de seguridad eléctrica. En proyectos grandes de uso comercial e industrial, también es necesario considerar el diseño de protección contra incendios para mitigar los riesgos de fuego derivados de fallas eléctricas o descargas atmosféricas.

4. Descripción general del proceso de instalación básico

Independientemente del tipo de tejado, la instalación de un sistema fotovoltaico suele seguir este proceso básico:

(1) Evaluación de necesidades: Determinar la potencia de generación eléctrica requerida y los objetivos de independencia energética; evaluar el tamaño del techo, su orientación y la exposición a la luz solar.

(2) Elija el tipo de panel: Seleccione paneles monocristalinos (de mayor eficiencia), policristalinos o de película delgada, según su presupuesto y sus necesidades de eficiencia.

(3) Obtener permisos: Comuníquese con el departamento de construcción local para conocer los requisitos específicos de permisos para la instalación de paneles solares.

(4) Preparar el techo: Inspeccione para detectar cualquier daño o problema que requiera reparación; asegúrese de que la estructura pueda soportar el peso del panel.

(5) Instalar el sistema de estanterías: Los instaladores montan un marco de soporte robusto conforme al tipo y el diseño del tejado, utilizando el herraje de fijación adecuado.

(6) Montar los paneles: Fije los paneles solares al sistema de montaje, asegurando una alineación y un espaciado adecuados para una exposición óptima a la luz solar.

(7) Conexiones eléctricas: Conecte los paneles al inversor (que convierte la corriente continua en corriente alterna) y, a continuación, conecte el sistema eléctrico del edificio.

(8) Pruebas del sistema y conexión a la red: Realice pruebas e inspecciones exhaustivas para garantizar una operación segura y eficiente; complete los procedimientos de interconexión a la red.