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Un nuevo estudio dirigido por la Universidad de Tohoku ha revelado que los paneles solares en la azotea, cuando se combinan con vehículos eléctricos (EV) como baterías, podría suministrar el 85% de la demanda de electricidad de Japón y reducir las emisiones de dióxido de carbono en un 87%. La investigación proporciona una vía prometedora para que los gobiernos locales de Japón logren la neutralidad de carbono al aprovechar la infraestructura existente, las raíces y los vehículos, en lugar de depender únicamente de los sistemas de energía a gran escala.
A medida que se acelera la urgencia del cambio climático, las ciudades y los municipios de todo el mundo están explorando formas de descarbonizar sus sistemas de energía para ralentizar estos cambios. Japón, con su terreno montañoso y su tierra limitada disponible para granjas solares, enfrenta desafíos únicos. Sin embargo, el país tiene más de 8,000 km² de tejados y un mercado de EV de rápido crecimiento.
La combinación de sistemas fotovoltaicos (PV) en la azotea y baterías EV, referidas como el sistema “PV + EV” o “Ciudad solarev”, ofrece una solución práctica y rentable para ayudar a la transición a la autosuficiencia de energía renovable y energía.
El estudio, publicado en Applied Energy, tenía como objetivo responder tres preguntas críticas: ¿Cuál es el potencial de descarbonización de los sistemas PV + EV en todos los municipios de Japón? ¿Qué factores regionales influyen en su efectividad? ¿Cómo pueden estos hallazgos informar la política energética nacional y local?
Para encontrar respuestas, el equipo de investigación realizó un análisis tecnológico integral para los 1.741 municipios en Japón. Asumieron que el 70% de los tejados estarían equipados con paneles fotovoltaicos del 20% de eficiencia, y que los EV con baterías de 40 kWh servirían como almacenamiento del hogar, utilizando aproximadamente la mitad de su capacidad de batería para la flexibilidad de la red.
Sus hallazgos fueron sorprendentes: la PV de la azotea podría generar 1.017 TWH anualmente, más que la generación de electricidad total de Japón en 2022. En promedio, un sistema solo PV podría suministrar el 45% de las necesidades de electricidad municipal, mientras que el sistema PV + EV aumentó esta cifra al 85%.
Además de reducir drásticamente las emisiones de CO₂ de la electricidad y la conducción, el sistema podría reducir los costos de energía en un 33% para 2030.
Estos resultados tienen amplias implicaciones no solo para Japón, sino para países de todo el mundo que enfrentan limitaciones similares. Los sistemas PV + EV en la azotea son particularmente prometedores para las regiones urbanas y rurales donde los sistemas centralizados de energía renovable pueden no ser factibles.
En las zonas rurales, el estudio encontró que algunos municipios podrían generar varias veces su demanda de electricidad solo con la PV en la azotea. Si bien las áreas altamente urbanizadas como Tokio enfrentan mayores limitaciones debido a áreas de la azotea más pequeñas y menos vehículos, aún se benefician de la integración de las baterías EV para aumentar la flexibilidad de la energía y reducir la demanda máxima.
“Para hacer realidad este sistema y avanzar hacia una sociedad más verde, necesitamos apoyo político al final del día”, comenta Takuro Kobayashi de la Universidad de Tohoku. “Un objetivo importante de este estudio fue proporcionar una gran cantidad de información científica a la que los responsables políticos puedan consultar al tomar decisiones sobre la implementación”.
Al hacer estas políticas, hay muchos factores a considerar. Los formuladores de políticas deben abordar las disparidades regionales, especialmente para las áreas del norte con un potencial solar más bajo, donde la pobreza energética podría exacerbarse durante el período de transición. Además, mientras que Japón actualmente ofrece subsidios para EV y sistemas fotovoltaicos en la azotea, se necesita un soporte más fuerte para la infraestructura de carga bidireccional (V2H y V2G), las tecnologías de integración de baterías y la conciencia pública. Esta investigación que explora el potencial de los sistemas PV + EV es un paso crucial más cerca de la descarbonización.
La investigación fue dirigida por la Universidad de Tohoku en colaboración con la Universidad de Tokio, el Instituto Nacional de Estudios Ambientales, la Universidad de Radboud (Países Bajos) y el Instituto de Investigación Meteorológica.
Más información: Nguyen Thi Quynh Trang et al, sobre los potenciales de descarbonización de los PV en la azotea integrados con los EV como batería para todos los municipios de Japón, Energía Aplicada (2025). Doi: 10.1016/j.apenergy.2025.126067
Proporcionado por la Universidad de Tohoku
Cita: Las baterías solares y EV en la azotea podrían suministrar el 85% de las necesidades de electricidad de Japón (2025, 22 de mayo) recuperadas el 22 de mayo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-05-rooftop-solar-ev-batteries-japan.html
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