Análise de viabilidade para implantação de módulos fotovoltaicos translúcidos integrado às janelas de uma edificação

Abstract

A redução da disponibilidade de espaços para instalação de sistemas fotovoltaicos em centros urbanos de alta densidade populacional tem estimulado o desenvolvimento de novas soluções. Dentre essas, estão os sistemas fotovoltaicos integrados a estrutura de edificações (BIPV – do inglês Building Integrated Photovoltaic), que são conjuntos de módulos fotovoltaicos instalados sobre fachadas, janelas ou paredes de edificações. A instalação de filmes finos translúcidos de silício amorfo, a-Si, sobre as janelas de uma edificação proporcionam a redução da carga térmica proveniente da radiação solar para o ambiente interno quando há um ganho significativo de calor por essas aberturas. Nessa condição, é esperado um menor consumo energético com condicionamento de ar para manutenção da temperatura do ambiente interno, ao mesmo tempo em que há a geração de energia elétrica através das características fotovoltaicas dos filmes finos. É importante ressaltar que o uso de filmes finos sobre os vidros das janelas reduz a transmitância luminosa, o que implica em um consumo maior destinado à iluminação artificial dos ambientes internos, devendo esse consumo extra ser considerado nas análises financeira e de energia. Este trabalho visa analisar os impactos energéticos e financeiros da instalação de um sistema com as características descritas em uma edificação comercial na cidade de Porto Alegre e comparar tais resultados com a instalação de um sistema de silício policristalino, p-Si, no terraço da mesma edificação, atrelado ao uso de películas ópticas específicas para a redução da carga térmica sobre as janelas da edificação. Conforme resultados obtidos, o uso de módulos fotovoltaicos de p-Si no terraço da edificação atrelado à aplicação de películas ópticas para redução da carga térmica sobre as janelas se mostrou mais vantajoso financeiramente e em termos de de geração energética que a instalação de filmes finos de a-Si.

The reduction of spaces for the installation of photovoltaic systems in high populated urban centers has stimulated the development of new solutions. Among these are the photovoltaic systems Building Integrated Photovoltaic (BIPV), which are series of photovoltaic modules installed on building’s façades, windows and walls. The installation of translucent a-Si thin films on the windows of a building provides a reduction in the thermal load from solar radiation to the internal environment when there is a significant heat gain through these. In this condition, a lower energy consumption with air conditioning is expected to maintain the temperature of the internal environment, while there is the generation of electrical energy through the photovoltaic characteristics of thin films. It is important to emphasize that the use of thin films on the window glass reduces the luminous transmittance, which implies in a higher consumption for artificial lighting of the internal environments, and this extra consumption must be considered in the financial and energy analyzes. This work aims to analyze the energy and financial impacts of installing a system with the characteristics described in a commercial building in the city of Porto Alegre and to compare these results with the installation of a p-Si system on the terrace of the same building, linked to the use of specific optical films to reduce the thermal load on the building's windows. According to the results obtained, the use of pSi photovoltaic modules on the building's terrace linked to the application of optical films to reduce light transmittance proved to better financially and in terms of energy generation than the installation of thin films of a-Si.