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Estudo de elementos arquitetônicos na geração local de energia fotovoltaica

FRIAS, Flávia Teixeira Cunha
Relatórios

O uso de energias alternativas vem ganhando espaço e se tornou uma necessidade frente à tendência ao esgotamento dos recursos finitos e poluentes (como petróleo, hidrelétricas, etc). O Brasil possui um grande potencial de produção de energia fotovoltaica, fato justificado pelas suas baixas latitudes, que permitem um intenso recebimento de radiação solar em seu território durante todo o ano. Esse recurso vem se ampliando a partir de incentivos, como já aplicados nos países desenvolvidos pioneiros na área, o que tende a tornar a energia fotovoltaica mais acessível. No caso do Brasil, um passo importante foi dado em 2013, em que, a partir da Resolução Normativa nº 482, a energia excedente passou a ser ligada à rede pública de modo que o excedente fornecido a esta pode ser reutilizado em um período máximo de um ano. Assim, reduz-se o custo de armazenamento com baterias e o gasto final de energia. No caso de edifícios institucionais o consumo é muito significativo, em especial a Biblioteca Central da Universidade Federal de Viçosa, onde pode ser notada uma grande representatividade dos gastos com iluminação artificial. Em contrapartida, ela está localizada em um espaço aberto do campus, sem obstruções no entorno, o que permite insolação em todo o edifício, além de seu formato "podium" possibilitar o recebimento de radiação tanto em sua cobertura como em suas fachadas. A grande dimensão de sua cobertura e a já comprovada eficiência do sistema fotovoltaico na mesma permitem uma representativa redução do consumo de energia elétrica da rede. Para essa avaliação, foram simulados modelos da biblioteca da seguinte forma: aplicação de células fotovoltaicas inclinadas voltadas à orientação de maior incidência solar; aplicação de uma cobertura otimizada, excluindo áreas da cobertura passíveis ao recebimento sombreamento; aplicação de uma cobertura plana que se localiza acima das caixas de escada, permitindo maior incidência de radiação. O uso do sistema fotovoltaico em fachadas traz, no entanto, significativas alterações compositivas ao edifício, mas também uma redução de seus custos com energia. Portanto, foi também analisada a aplicação de brises horizontais planos, brises inclinados e brises tipo caixotes (em formato U). Foram simulados, portanto, 11 modelos, sendo um modelo real, um modelo base (com a introdução do sistema de ar condicionado em toda a edificação) todos de acordo com a atual demanda do edifício, e nove modelos alternativos, nos quais as tipologias de brise e cobertura com superfícies fotovoltaicas foram unidos ao modelo base. Os modelos alternativos apresentam uma alteração no consumo do edifício apenas com a aplicação dos sistemas de proteção solar e cobertura (até 4,8% do total da demanda do edifício), e com a aplicação fotovoltaica notou-se que uma redução muito significativa nos gastos financeiros. Um parâmetro de avaliação foi proposto, o Rendimento Volumétrico Compositivo, que relaciona a radiação recebida pelo edifício à geração fotovoltaica de acordo com a volumetria de cada modelo alternativo, mostrando sua eficiência para abrigar sistemas geradores de energia fotovoltaica. Pode-se concluir, portanto, que tal tipologia apresenta um potencial significativo para a geração local de eletricidade, primeiro passo para uma caracterização da malha urbana como uma grande usina geradora de energia.