Tesis

Os sistemas fotovoltaicos integrados a construção (BIPV) podem formar parte da fachada ou da cobertura de uma edificação, assim, o calor acumulado na parte posterior dos painéis pode ser dissipado para o espaço interno da zona. Esta troca de calor pode contribuir para o aquecimento do ambiente interno, ou ainda, provocar o aumento da temperatura de funcionamento da célula fotovoltaica (FV), que afeta negativamente a eficiência de conversão/geração de energia do próprio sistema FV. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo investigar a influência de sistemas BIPV integrados a fachadas no desempenho energético de edificações comerciais para o clima brasileiro, ao avaliar a influência do calor gerado pelo material FV na temperatura interna do ambiente simulado e na eficiência do próprio sistema FV. O método utilizado é baseado em simulações computacionais por meio do software EnergyPlus. Porém, outros estudos já demonstraram que os modelos de painéis FV disponíveis no software não podem simular com precisão as interações térmicas entre os sistemas BIPV e o ambiente simulado, assim, este trabalho propôs um método para a simulação de sistemas BIPV por meio do EnergyPlus, levando em consideração as propriedades térmicas dos materiais FV. Foram desenvolvidos dois métodos de simulação para sistemas BIPV, um para sistemas opacos e outro para sistemas fotovoltaico semitransparentes (STPV). As simulações comprovaram que os sistemas BIPV influenciam as condições de conforto térmico do ambiente, tanto pelo acréscimo na temperatura média do ar interno, quanto pelo aumento da própria temperatura superficial interna dos ambientes, que neste chegou a superar o Caso Base em até 17,4°C. A eficiência do sistema apresentou perdas de até 7% devido ao acréscimo de temperatura da célula FV, porém, acredita-se que esta redução será sentida apenas em sistemas de geração em larga escala. Ao avaliar as diferenças entre o consumo de um edifício condicionado artificialmente com e sem material fotovoltaico, houve variação de acordo com a Zona Bioclimática (ZB) devido aos materiais construtivos adicionais adotados na tipologia STPV, em especial o modelo de janelas com vidro duplo. Na ZB3, Florianópolis e Belo Horizonte, o uso de sistemas STPV aumentou o consumo de energia com AVAC em cerca de 8% e 3%, respectivamente, enquanto na ZB8, Vitória e Fortaleza, o sistema STPV reduziu este consumo em cerca de 1%. No entanto, o saldo entre o aumento do consumo por ar condicionado e a geração de energia foi positivo em todas as cidades, representando 7% do consumo anual da torre de escritórios no pior caso (Florianópolis) e 10% no melhor (Belo Horizonte).

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