Energia Solar, como integrar em um edifício?

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Em um ambiente, onde cada vez mais, as pessoas buscam uma vida saudável, sustentável e em harmonia com o meio ambiente, as soluções construtivas precisam seguir essa mesma tendência de se reinventarem e integrarem as inovações no processo construtivo de edificações. 

Dentre essas inovações , as energias renováveis vem se destacando , com grande ênfase para energia solar, que pode ser fotovoltaica ou térmica.

A energia solar térmica é largamente utilizada para o aquecimento de água, onde a sua produção se dá através de um sistema baseado na condução de calor, utilizando um coletor solar, que capta a energia, e um reservatório isolado termicamente, onde se encontra a água pronto para utilização de forma aquecida, podendo contar com o apoio de aquecimento à gás em regiões mais frias.

Já a energia solar fotovoltaica gera energia elétrica a partir de radiação solar, tornando-se uma possibilidade para se conseguir a auto-suficiência ou reduzir o consumo de energia da rede elétrica. As edificações que produzem energia elétrica podem estocar o excedente em baterias ou devolver esse excedente a concessionária de energia, e reutiliza-los como forma de crédito na fatura de energia elétrica.

A produção de energia solar fotovoltaica utiliza materiais que possuem células fotovoltaicas, que são capazes de gerar a energia, e a cada dia que passa surgem novos materiais capazes de gerar a energia elétrica através do sol, que podem ser integrados em um edifício.

Energia Solar, como integrar em um edifício?

Como já vimos como acontece a geração de energia elétrica através do sol, veremos em que locais e que tipos de materiais podem ser instalados para gerar a energia solar fotovoltaica em um edifício.

Podem ser instalados placas fotovoltaicas nas coberturas, telhados verdes e estacionamentos dos edifícios, dentre outros locais, mas através dos módulos mais comuns do mercado , que são os baseados em semicondutores, normalmente silício.

E podem ser instaladas e utilizadas como componentes de fachadas, ou de outra maneira integrada a construção, conhecidos assim como BIFV (Building Integrated Photovoltaics) , ou seja materiais integrados a edificação capazes de gerar energia elétrica.

Desta maneira, substituem elementos construtivos, não apenas gerando energia, mas agregando demais funcionalidades como proteção contra os raios do sol, isolamento térmico, proteção contra a chuva, sombreamento parcial de áreas, substituição de telhas, dentre outras.

O edifício da Universidade de Melbourne Alan Gilbert, localizado na Grattan Street Parkville Victoria, foi construído em 2002 com o primeiro BiPV em grande escala. As células foram laminadas no vidro, e existem 426 m2 de células policristalinas com potência de 46 kWp.

Fachada do Ed Alan Gilbert
Vista interna da fachada do Ed Alan Gilbert
As principais tecnologias de células solares para BIPV são células fotovoltaicas de silício cristalino ( a tecnologia mais utilizado no mundo para fabricar painéis solares), silício amorfo (filme fino) e outras tecnologias de filme-fino, como as células solares orgânicas (OPV).

 

Em edificações cada vez mais verticalizadas, o BIPV se tornam interessantes , pois a superfície aumenta com a altura do edifício, e além disso, a área do telhado disponível é muitas vezes reduzida devido a instalação de instalações e superestruturas, o que significa que as fachadas BIPV são de interessantes em centros urbanos de alta densidade.

O design de um sistema BIPV tende a ser um processo mais complexo do que um sistema fotovoltaico padrão. Isso é óbvio, uma vez que é necessário chegar a um consenso entre condições operacionais ótimas para o sistema fotovoltaico, o contexto arquitetônico, requisitos estruturais, economia, e considerações, requisitos e normas regulamentadas para o tipo de construção.

O mais importante é que se selecione cuidadosamente o sistema de geração, para adaptar a arquitetura e design dos elementos fotovoltaicos para se adequar aos requisitos do projeto e levar esses elementos em consideração na fase inicial do processo de planejamento de produção de energia.

O planejamento, design e implementação de um sistema integrado de geração ao edifício requer a cooperação de várias áreas nas etapas do projeto, envolvendo os especialistas do projeto elétrico, estrutural, arquitetônico e de fachada.

No entanto, algumas etapas devem ser observadas na fase planejamento , e atendidas na implementação:

  • Estratégia de design
  • Variáveis ​​ambientais
  • Multifuncionalidade
  • Sistema de construção
  • Situação da instalação
  • Estruturas de vidro
  • Projeto do módulo
  • Componentes elétricos
  • Aspectos econômicos

O uso de fontes de energia renováveis ​​em edificações tem se tornando recentemente, um dos tópicos , de construtores, arquitetos, e pessoas ligadas à construção, que tem se inclinado a considerar questões ambientais e de sustentabilidade, inclusive com a adoção de certificações nas edificações como a Leed.

E a incorporação de sistemas de energia renovável em edifícios, agora não é apenas uma necessidade de cumprir regulamentos, mas oferece a vantagem de fornecer um retorno sobre o investimento em materiais inovadores para a construção, e da fachada do edifício, que anteriormente só tinha retorno estético.

Há cada dia estaremos vendo novos materiais que se integraram aos edifícios na geração de energia estabelecendo novos padrões para arquitetura, e para a economia de energia e recursos. E isso estará ocorrendo em projetos habitacionais,  prédios de escritórios, shopping centers, estacionamentos e aeroportos, onde as fachadas estarão tendo mais de uma função, isto é , fazer engenharia de maneira integrada.

“Os edifícios com tecnologias integradas não só parecem atraentes e bonitos, mas também contribuem decisivamente para proteger nosso meio ambiente”

Integração, este deve ser o objetivo de todos os profissionais envolvidos na construção de edifícios, e a energia solar, é mais uma das tecnologias que podem ser integradas em um edifício.

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