Avaliação de sistemas fotovoltaicos como proteção solar e fachada ventilada em relação à eficiência energética do edifício
Fecha
2021-08-06Primeiro membro da banca
Scherer, Minéia Johann
Segundo membro da banca
Silva, Antonio Cesar Silveira Baptista da
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No Brasil, a matriz energética é composta, predominantemente, por fontes renováveis, permitindo a obtenção de energia através de recursos cíclicos como a fonte hídrica, que corresponde à principal fonte de energia no país. Esta, no entanto, é caracterizada pela geração centralizada e distante dos pontos de consumo, ocasionando maiores perdas energéticas em transmissão, além de permitir um significativo impacto ambiental devido a instalação das usinas hidrelétricas, como na realocação de comunidades e desfiguração do ecossistema local. Diante da necessidade de diversificar as fontes energéticas, a energia solar fotovoltaica é uma alternativa ao promover a geração de energia a partir de uma fonte renovável e ao aproximar os núcleos de geração das unidades consumidoras, reduzindo as perdas durante o transporte da energia. Ainda, a partir da capacidade em compor estruturas modulares, os sistemas fotovoltaicos podem ser integrados à envoltória das edificações como componentes passivos, favorecendo a eficiência energética nestas. Neste contexto, a pesquisa avaliou a influência de conjuntos fotovoltaicos na forma de brises e fachada ventilada na promoção da eficiência energética quando aplicados nas envoltórias norte e oeste dos edifícios de tipologia padrão da Universidade Federal de Santa Maria no campus Camobi. Foi desenvolvido um modelo virtual das edificações onde foram inseridos os conjuntos fotovoltaicos para a obstrução da incidência de irradiação solar excessiva e para o potencial em geração energética; além disso, os conjuntos foram reproduzidos na cobertura do modelo, a fim de constituir conjuntos de referência. Então, foram realizadas simulações nos softwares PVsyst, para a análise da geração elétrica dos conjuntos, e DesignBuilder, para avaliar a variação do consumo no modelo. Através do balanço energético, foi verificado que os conjuntos fotovoltaicos contribuíram para a eficiência energética do modelo virtual, embora os conjuntos posicionados na cobertura tenham apresentado melhor desempenho devido ao potencial em geração elétrica. A fachada ventilada e os brises fotovoltaicos desenvolveram reduções no consumo por resfriamento artificial, porém ampliaram o consumo em iluminação, enquanto a geração de energia foi condicionada a perdas por sombreamento e ao ângulo de incidência da irradiação sobre os módulos. Nas avaliações, apenas os brises fotovoltaicos para a orientação norte promoveram reduções no consumo elétrico total anual (diminuição de 3,39%), enquanto, nas outras configurações, promoveram aumento no consumo elétrico. Em ambas as orientações, o balanço energético positivo foi verificado apenas com os módulos da fachada ventilada posicionados na cobertura (Cob. Fachada Ventilada), que possibilitaram um balanço energético positivo de 108,28 MWh para a orientação oeste e 134,47 MWh para norte. A pesquisa explorou a utilização da envoltória das edificações para a geração elétrica através de sistemas fotovoltaicos, bem como a aplicação destes na forma de soluções passivas para a redução da demanda energética. Assim, considerando as potencialidades da tecnologia fotovoltaica, o estudo permite novos entendimentos para a aplicação destes sistemas a fim de estimular a eficiência energética em edificações.
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