Si bien no es una opción de facto, especialmente para grandes instalaciones a hiperescala, la energía solar en el sitio está creciendo en popularidad a medida que las empresas buscan mejorar sus credenciales ecológicas y ahorrar dinero frente a los altos costos de energía.

Operadores grandes y pequeños han instalado paneles solares en los tejados de sus instalaciones. Pero ¿qué deben saber las empresas al considerar la instalación de energía solar en sus tejados?

Energía solar in situ: es hora de brillar

El operador europeo Penta Infra ha implementado energía solar fotovoltaica en aproximadamente la mitad de sus instalaciones, combinando sistemas en azoteas y fachadas. "Como una gran planta de una sola planta, está en proceso de planificación". Stijn Daniels, director de desarrollo de Penta Infra, afirmó que la compañía está incorporando energía solar donde resulta conveniente, hasta el punto de que se está convirtiendo en un estándar en su cartera energética.

“En Düsseldorf, tenemos un edificio de oficinas cuyo techo estaba deteriorado”, dice. “Ahora tenemos un techo nuevo donde instalaremos paneles solares. Pero en Ámsterdam, donde estamos renovando un centro de datos muy antiguo, simplemente no hay espacio en el techo. Lo estamos ampliando completamente para los enfriadores, y no hay espacio para paneles solares en la fachada”.

Nlighten, otro operador europeo, cuenta actualmente con un sistema solar en azotea en su planta de Milton Keynes, Reino Unido. La empresa completó la renovación de 4.500 m² en noviembre de 2023, en colaboración con Ithaca Roofing y Bauder. La planta cuenta con más de 1.000 paneles, capaces de generar hasta 500 kW.

“Al ser un edificio de una sola planta y gran superficie, era la plataforma ideal para probar un proyecto solar en uno de nuestros centros de datos”, afirma Francesco Marasco, vicepresidente de operaciones energéticas y sostenibilidad de nLighten. “Ya habíamos identificado el sitio como uno donde planeábamos un proyecto de desarrollo progresivo, y reemplazar el techo original envejecido era lógico como primer paso antes de mejorar el interior y el sistema M&E del sitio”.

Nlighten afirma que ha habido periodos en los que los paneles solares han cubierto todas las necesidades de la instalación durante varios minutos al día. La empresa afirma que actualmente está considerando otras opciones de energía solar fotovoltaica, en algunos casos para instalaciones de mayor tamaño, pero aún no ha tomado ninguna decisión.

Equinix implementó un sistema solar de 1 MW en azoteas en sus instalaciones ME1 de Melbourne, Australia, en 2024. La compañía cuenta con otros 800 kW de energía solar en sus otras instalaciones australianas. El gigante de la cogeneración también cuenta con sistemas solares en azoteas en otros países, incluyendo su instalación PA13x en París, Francia.

Se pueden encontrar sistemas solares en tejados de centros de datos de todo el mundo, incluidos los operados por Yondr, Stellium e Iomart en el Reino Unido; Prosoluce y Denv-R en Francia; AirTrunk en Malasia; NextDC en Australia; Meta y Singtel en Singapur; Aruba en Italia; Digital Realty en India; y Orange en Polonia, Rumania, Costa de Marfil y Burkina Faso.

Digital Realty cuenta actualmente con 19 emplazamientos que albergan instalaciones solares detrás del contador con una capacidad total de 9,8 MW. La empresa nos informa que tiene una hoja de ruta adicional para seguir creciendo, con proyectos adicionales en fase de planificación o construcción.

La mayoría de las instalaciones de la compañía son bastante pequeñas, a menudo en el rango de los 100 kW y cubren menos del 1% de la carga de una instalación. Esta cifra puede alcanzar el 20% en Kenia, en sus instalaciones de icolo, aunque estas son relativamente pequeñas en términos de capacidad total. La compañía también cuenta con instalaciones en mercados de Europa y Singapur. En Sudáfrica, su unidad Teraco cuenta con aproximadamente 6 MW de energía solar en tejados en sus emplazamientos de Ciudad del Cabo, Johannesburgo y Durban.

“[La energía solar] es sin duda un factor importante”, afirma Aaron Binkley, vicepresidente de sostenibilidad de Digital Realty. “Es un componente clave de nuestro enfoque en la construcción, el suministro de energía y la operación de centros de datos sostenibles”.

La instalación NJE-1 de 77.109 metros cuadrados de Iron Mountain, una antigua imprenta del New York Times en Edison, Nueva Jersey, se modernizó con un sistema solar en la azotea en 2020. En ese momento, Iron Mountain afirmó que el sistema de 7,2 MW (que, según afirmó, era la mayor implementación de este tipo en un centro de datos a nivel mundial) cubriría alrededor del 15 por ciento de las necesidades del sitio de 30 MW.

La empresa informó que la instalación genera más de 9 millones de kWh al año, pero admite que una configuración así no es viable en todos los mercados. Ha firmado acuerdos de energía solar distribuida en mercados como Londres y Ámsterdam en lugar de proyectos de tejados de centros de datos.

Energía solar en renovaciones frente a nuevas construcciones

Integrar paneles solares en el diseño de nuevos centros de datos construidos específicamente para este fin es, obviamente, mucho más sencillo que modernizar una instalación existente. Con las nuevas construcciones, los operadores pueden garantizar que los sistemas fotovoltaicos estén optimizados para generar la mayor cantidad de energía posible; con las modernizaciones, los operadores intentan construir sobre la infraestructura crítica existente de la planta.

“En los sitios tradicionales, se obtienen mayores beneficios al implementar otros proyectos enfocados en la sostenibilidad, considerando la eficiencia de los sistemas y los tipos de refrigeración o SAI”, sugiere Richard Clifford, director de soluciones de la consultora de centros de datos Keysource. “Pero el mejor momento para implementar energía solar es cuando se actualiza parte de la infraestructura eléctrica, y luego se pueden realizar cambios o actualizaciones”.

En el proyecto más reciente de Digital en Australia, la energía solar se integró desde el principio. Pero la empresa no teme una modernización.

“Toda nuestra energía solar en Singapur se construyó en centros de datos en funcionamiento”, afirma Binkley. “Algunos de nuestros proyectos en Australia son de nueva construcción, pero otros fueron renovaciones de edificios existentes”.

Señala que en ciertos lugares, como Australia y Singapur, la energía solar se está convirtiendo en parte del diseño estándar de la empresa.

"Nos hemos centrado en cómo aumentar la adopción y la cobertura del portafolio", dice Binkley. "Aunque sea un sistema pequeño, ¿cómo desarrollamos nuestra experiencia y la estandarización para poder extenderla a más sitios con el tiempo?".

«Podríamos decir que queremos que todos los nuevos proyectos de desarrollo en un mercado incluyan energía solar. Y luego podemos incorporarla en nuestro diseño, y tal vez rediseñar el equipo de refrigeración para que haya más espacio en los tejados para la energía solar. Ese podría ser un ejemplo de cómo adaptaríamos nuestros diseños para incorporar más energía solar en un mercado atractivo», continúa.

El espacio es el factor más importante a considerar al considerar la instalación de energía solar en azoteas. Muchos centros de datos cuentan con una gran cantidad de equipos, como enfriadores y generadores, en la azotea, lo que significa que simplemente no hay suficiente espacio para justificar una instalación solar. Y aquellos que lo hacen hoy, podrían no tenerlo en el futuro si el operador desea ampliar la capacidad e instalar más enfriadores.

La integración de paneles en el diseño de una nueva construcción significa que el sistema solar y otros equipos de la planta se pueden colocar y orientar de una manera optimizada.

Los centros de datos tienen necesidades de refrigeración mucho mayores que otros edificios industriales, afirma Anthony Maguire, director general de la consultora energética Longevity Power, lo que significa más equipos HVAC en el techo.

Incluir la energía solar fotovoltaica en la fase de planificación garantiza que haya suficiente espacio en el tejado para los paneles solares y minimiza el sombreado localizado causado por conductos externos y otros elementos. También señala que los paneles solares pueden aumentar la carga térmica del tejado, por lo que es importante diseñar cuidadosamente la instalación con antelación.

“Los centros de datos deben priorizar el espacio para que los enfriadores y generadores esenciales funcionen eficazmente”, señala Chris Pennington, director de energía y sostenibilidad de Iron Mountain. “Solo después de que estos sistemas cuenten con suficiente espacio para las necesidades actuales y futuras, se deberá considerar la instalación de paneles solares”.

“El uso del espacio, tanto ahora como en el futuro, es un aspecto que debe considerarse al evaluar un proyecto de rehabilitación de edificios”, advierte Marasco de nLighten. “En las nuevas construcciones, la ubicación de los equipos de medición y evaluación se optimiza en un lienzo en blanco. En una remodelación, el uso del espacio se ve limitado en cierta medida por la superficie del edificio, la ubicación de la planta y su orientación”.

“Una vez que una organización ha determinado si cuenta con el espacio necesario en el tejado para los paneles solares, debe evaluar si esto representará algún riesgo físico para el sitio”, afirma Pennington. “La instalación de paneles solares a menudo requiere perforaciones en el tejado para fijarlos al edificio. Estas perforaciones no deben realizarse sobre las áreas de la sala de datos, ya que pueden aumentar el riesgo de goteras”.

Consideraciones clave para instalar energía solar en azoteas

El peso es un factor a considerar en cualquier instalación de energía solar en azoteas. Los sistemas solares fotovoltaicos añaden entre 1,5 y 2,7 ​​kg por metro cuadrado a la carga muerta de un techo (un solo panel suele pesar unos 18 kg o más) y hasta 20 kg en puntos de fijación específicos.

Si se instala un sistema lastrado en un techo plano, el peso puede aumentar considerablemente por metro cuadrado. Existen opciones ligeras, como paneles de perovskita, pero no son tan comunes y suelen ser más costosas.

Hay dos formas principales de fijar un sistema fotovoltaico a una cubierta plana: con lastrado o con fijación mecánica. Un sistema con lastrado fija los paneles al techo, mientras que un sistema mecánico se fija penetrando el techo o fijándolo a la membrana del techo con betún.

“Las goteras en el techo pueden ser un problema cuando es necesario perforarlo”, dice Maguire de Longevity. “Incluso si el panel fotovoltaico no causó la gotera, puede ser más difícil identificarla y acceder a ella si hay paneles en el techo”.

Si bien la mayoría de las instalaciones nuevas o construidas específicamente para este fin deberían poder soportar el peso adicional de algunos paneles solares, los edificios reutilizados para centros de datos podrían no ser tan capaces de soportar la carga. Algunos informes sugieren que hasta el 40% de los edificios comerciales no pueden soportar el peso de la energía solar en sus tejados.

El operador británico Ark informó recientemente a DCD que cuenta con sistemas solares en azoteas en todas sus instalaciones, excepto una; la excepción es la de Meridian Park, cerca de Tottenham, en el norte de Londres. Ese emplazamiento era una remodelación de un antiguo almacén de sofás y el techo no soportaba el peso.

Binkley, de Digital Realty, también señala que la compañía ha realizado algunos proyectos en edificios antiguos que se convirtieron en centros de datos y fueron adquiridos a lo largo de los años, donde la compañía no instaló paneles solares en partes del techo debido a limitaciones de peso. Sin embargo, añade que la mayoría de los techos son más robustos, especialmente en las instalaciones más nuevas, y el espacio es el principal desafío.

Además del peso, la orientación es importante para garantizar que los paneles generen la mayor cantidad de energía. En el hemisferio norte, por ejemplo, los paneles suelen estar orientados al sur para aprovechar al máximo la luz solar.

Las sombras también son un factor a considerar: ¿podrían los árboles, otros edificios, persianas o equipos de la planta causar sombra a algunos paneles durante el día? De ser así, las empresas deberían considerar un cambio en la implementación o añadir optimizadores, lo que puede incrementar los costos.

Un factor importante para mantener los paneles solares instalados en su lugar es la preparación adecuada para la cizalladura del viento. Un promotor debe realizar una evaluación de la carga de viento antes de la construcción para comprender la carga adicional necesaria para mantener la instalación solar fotovoltaica segura en el tejado. Cuanto más fuerte sea el viento en la zona, más resistentes (y pesadas) serán las fijaciones.

Las instalaciones solares pueden durar hasta 20 años, afirma Maguire. En cuanto a un ciclo de renovación, afirma que las mejoras de eficiencia de las nuevas generaciones de paneles solares probablemente sean de un solo dígito, pero los costos probablemente sean menores.

Entrega, seguridad y mantenimiento

La instalación real de los paneles es relativamente rápida: la mayoría de las implementaciones se pueden realizar en unas pocas semanas.

“Se convierte en un proyecto de construcción en un centro de datos en funcionamiento”, afirma Binkley de Digital. “Y hay consideraciones importantes para garantizar que esto no afecte a las operaciones ni a los clientes, pero no es diferente de cualquier otra actividad de construcción en el centro de datos”.

La mayoría de los operadores externalizan el mantenimiento de un sistema solar in situ a un tercero. El régimen de limpieza de los paneles varía según el mercado: el aire polvoriento o sucio implica mayor limpieza, mientras que más lluvia implica menor limpieza. Sin embargo, una o dos veces al año es una práctica habitual para mantenerlos funcionando con mayor eficiencia.

Los sistemas solares pueden conectarse a los sistemas de los edificios básicos o conectarse directamente al bus eléctrico principal de un campus, pero es importante considerar cómo se puede desconectar o aislar esta fuente de energía adicional cuando sea necesario.

“Hay relés de protección, interruptores y fusibles en todo el sistema, de modo que, si algo falla o se produce un cortocircuito, se desconectará del resto del sistema o del edificio”, afirma Binkley de Digital. “Si hay un problema, hay alarmas, indicadores y notificaciones que activan alertas para nuestros equipos del edificio para que actúen con prontitud”.

Maguire, de Longevity, señala que es necesario que haya una capacidad adecuada en el tablero de distribución eléctrica principal del edificio anfitrión, junto con un espacio adecuado en su sala de medidores para acomodar un tablero de distribución separado para el sistema solar fotovoltaico.

“No olviden incluir el acceso al tejado en sus planes”, añade. “A menudo se pasa por alto poder subir al tejado, pero facilita mucho la operación y el mantenimiento de los paneles solares”.

La seguridad contra incendios es un tema común en la implementación de energía solar. Un informe de 2022 del Centro de Investigación de Incendios de Edimburgo de la Universidad de Edimburgo sugiere que la frecuencia anual de incendios en instalaciones solares es de 28,9 incendios por gigavatio de capacidad.

Georgia-Pacific Building Products advierte que la principal fuente potencial de ignición de los paneles fotovoltaicos en azoteas proviene de una falla eléctrica. Esto provoca un arco eléctrico de alto voltaje que puede provocar la ignición de materiales circundantes, como la capa impermeable.

Maguire de Longevity dice, sin embargo, que el mayor riesgo de mal funcionamiento y riesgo de incendio es una instalación incorrecta.

“Es muy raro que se produzca un incendio espontáneo que no se deba a algún tipo de defecto en la instalación”, afirma. Por ello, la aceptación final por parte de un organismo certificado independiente debería ser obligatoria para garantizar que la instalación se haya realizado correctamente. Los Países Bajos cuentan con un sistema de inspección para paneles solares denominado Alcance 12 para certificar la calidad de la instalación.

Energía solar en azotea: ¿Esencial o un lujo?

En cualquier centro de datos de gran tamaño, es poco probable que la energía solar en azotea cubra gran parte de las necesidades energéticas de la instalación. La mayoría de las instalaciones solares se instalan en cientos de kilovatios (kW), en comparación con los megavatios que demandan las instalaciones de hiperescala actuales por sala de datos.

Un informe de CBRE de 2022 sugirió que un sistema de 800 kW requeriría alrededor de 9290 m² y podría producir hasta 1,6 GWh de electricidad al año en el suroeste de EE. UU., o alrededor de 900 000 MWh en el noroeste del Pacífico. Los costos varían, pero una instalación solar de 2 MW podría costar más de un millón de dólares.

Entonces, ¿para qué molestarse? La respuesta depende de la empresa. A algunos les gusta la sostenibilidad y opinan que todo suma. En algunos mercados, la generación in situ es necesaria si una empresa desea que una instalación supere el proceso de planificación. Y, en tiempos de aumento de los costes energéticos, cada céntimo cuenta.

“La energía solar in situ es una de las fuentes de energía limpia más económicas, pero puede tener algunas limitaciones”, afirma Pennington de Iron Mountain. “La mayor limitación de la energía solar es que el volumen de energía que produce a menudo no es igual al consumo total de electricidad del emplazamiento”.

“Si bien las limitaciones de espacio a menudo limitan la capacidad de la energía solar in situ para alimentar completamente los centros de datos, su creciente atractivo económico sugiere que podría ser cada vez más necesaria como parte de los procesos de construcción y permisos en algunos mercados”, continúa.

Clifford, de Keysource, afirma que la empresa trabaja actualmente en un proyecto en la zona de Wythenshawe, en Manchester, probablemente la nueva planta de Datum, cuyo permiso de planificación se otorgó en 2023. "Creo que todo el mundo lo tiene en cuenta, sobre todo en las fases de diseño", afirma.

“Muchas veces se implementa, ya sea porque es una condición para la aprobación de la planificación o para que se considere que se toman decisiones ecológicas”.

"No creo que nadie lo haga porque le ahorre dinero a alguien de forma significativa", añade. "No tiene sentido comercial en términos de generar algún tipo de retorno de la inversión, pero es una decisión moral y concienzuda".

En algunos mercados, suele requerirse cierto nivel de generación de energía in situ para que los proyectos aprueben el trámite de permisos de planificación, especialmente si incluyen un componente de oficinas. Sin embargo, muchos mercados tienen un proceso de planificación más complejo para grandes instalaciones solares (a menudo superiores a 1 MW), lo que podría ralentizar los proyectos, por lo que las regulaciones a veces llevan a los operadores a optar por instalaciones más pequeñas de lo que normalmente harían.

Pennington señala que la energía solar en el sitio también respalda la certificación de edificios ecológicos y es importante para lograr la certificación del Método de Evaluación Ambiental del Building Research Establishment (BREEAM).

Binkley, de Digital Realty, nos dice que la energía en el sitio, detrás del medidor, es una de las fuentes de energía de “mayor calidad” que puede encontrar en términos de impacto y es un “recurso muy atractivo” desde una perspectiva de impacto de sostenibilidad.

“Es una solución de muy alto impacto, pero su escala es algo limitada”, reconoce.