Você já ouviu falar em BIPV? Saiba mais sobre os sistemas fotovoltaicos integrados a edificações!
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Uma das tecnologias para produção de energia renovável mais promissoras é a fotovoltaica. A energia fotovoltaica (FV) é a conversão direta da radiação solar em energia elétrica por meio do efeito fotovoltaico. É possível produzir eletricidade no local, diretamente do sol, sem preocupação com o fornecimento de energia ou danos ambientais. Esses dispositivos geram energia elétrica a partir da luz do sol, silenciosamente, com pouca manutenção, sem emitir poluição e sem esgotamento de materiais.
O interesse na integração de edifícios de energia fotovoltaica, onde os elementos fotovoltaicos realmente se tornam uma parte integrante do edifício, muitas vezes servindo como a capa externa do clima, está crescendo em todo o mundo. Especialistas em energia FV e designers inovadores na Europa, Japão e EUA estão agora explorando maneiras criativas de incorporar energia solar em seu trabalho. Todo um novo vernáculo da Arquitetura Elétrica Solar está começando a surgir.
Um sistema fotovoltaico integrado à edificação (BIPV) consiste na integração de módulos fotovoltaicos na estrutura do edifício, como o telhado ou a fachada. Ao servir simultaneamente como material de envelope de construção e gerador de energia, os sistemas BIPV podem proporcionar economia em materiais e custos de eletricidade, reduzir o uso de combustíveis fósseis e a emissão de gases que agridem a camada de ozônio e adicionar interesse arquitetônico ao edifício.
Enquanto a maioria dos sistemas BIPV são conectados à rede de distribuição, o BIPV também pode ser usado em sistemas isolados (desconectados da rede). Um dos benefícios dos sistemas BIPV conectados à rede é que, com uma política de utilidade cooperativa, o sistema de armazenamento é essencialmente gratuito, pois se trata da rede de distribuição. Tanto o proprietário do edifício quanto a concessionária se beneficiam com o BIPV conectado à rede. A produção local de energia elétrica a partir de fonte solar é normalmente maior no momento ou próximo ao pico de carga de um edifício e da concessionária. A contribuição solar reduz os custos de energia para o proprietário do edifício, enquanto a eletricidade solar injetada na rede ajuda a manter a rede de distribuição durante o período de maior demanda.
Aplicações para energia fotovoltaica integrada em edifícios
Fachada – Os módulos FV podem ser integrados nas laterais dos edifícios, substituindo as tradicionais janelas de vidro por painéis solares de película fina semitransparente ou cristalinos. Essas superfícies têm menos acesso à luz solar direta que os sistemas de telhado, mas normalmente oferecem uma área disponível maior. Em aplicações de retrofit, os painéis fotovoltaicos também podem ser usados para camuflar exteriores de edifícios pouco atraentes ou degradados.
Telhados – Nessas aplicações, o material fotovoltaico substitui o material do telhado ou, em alguns casos, o próprio telhado. Algumas empresas oferecem um telhado solar integrado de peça única feito com vidro laminado; outros oferecem “telhas” solares que podem ser montadas no lugar das telhas normais.
Vidraças – células solares ultrafinas podem ser usadas para criar superfícies semitransparentes, que permitem a penetração da luz do dia e, ao mesmo tempo, a geração de eletricidade. Eles são frequentemente usados para criar claraboias ou estufas fotovoltaicas.
Considerações sobre o projeto de construção
Uma parte crítica da maximização do valor de um sistema BIPV é o planejamento de fatores ambientais e estruturais, os quais influenciam a economia, a estética e a funcionalidade geral de qualquer sistema solar.
Fatores Ambientais
Insolação – Refere-se à quantidade média de radiação solar recebida, geralmente calculada em kWh / m2 / dia. É a maneira mais comum de descrever a quantidade de recursos solares em uma área particular.
Condições climáticas e meteorológicas – As altas temperaturas ambientes podem diminuir a produção dos sistemas solares. As nuvens e os padrões de chuva podem afetar a produção do sistema e os requisitos de manutenção. Altos níveis de poluição do ar podem exigir limpeza regular para aumentar a eficiência.
Sombreamento – Árvores, edifícios próximos e outras estruturas podem bloquear o Sol, reduzindo a produção do sistema fotovoltaico.
Fatores Estruturais
Requisitos de energia do edifício – O projeto de um sistema BIPV deve levar em consideração se o edifício deve ser capaz de operar totalmente independente da rede elétrica, o que requer baterias ou outros sistemas de armazenamento de energia no local.
Projeto do sistema solar – O projeto do sistema fotovoltaico em si é determinado pelos requisitos de energia dos edifícios e quaisquer limitações estruturais ou estéticas que possam limitar as escolhas de materiais. Painéis de silício cristalino têm maior produção de energia por metro quadrado, mas maiores custos e restrições de design. Os materiais de filme fino geram menos eletricidade por metro quadrado, mas são menos caros e podem ser integrados mais facilmente em mais superfícies.
Se você tem interesse neste tipo de conteúdo, pode acessar a 5ª edição da Revista 3S para saber mais sobre BIPV e uma importante ferramenta para definir a posição do sistema fotovoltaico: o ábaco solar.