INTEGRAÇÃO DA ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA EM EDIFICAÇÕES

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Bento Vítor Gabriel Gentil Dinis
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1 INTEGRAÇÃO DA ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA EM EDIFICAÇÕES Clarissa Debiazi Zomer Arquiteta, Dr. Eng. Civil Seminário de Construções Sustentáveis ICMBio Outubro 2014 Brasília

2 Alice Helena Bittencourt, Eng. Eletricista André Maia Nobre, Eng. Mecânico, Msc. Andrigo Filippo Gonçalves, Tec. Mecânico e Eng. Civil Alexandre Montenegro, Eng. Mecânico, Msc. Eng. Civil Annelise Medeiros, Acad. Eng. Elétrica Bernardo Meyer Hickel, Eng. Eletricista Clarissa Debiazi Zomer, Arquiteta, Dr. Eng. Civil Eduardo Martins Deschamps, Acad. Eng. Elétrica Elisângela Pinheiro, Msc. Eng. de Produção Ernesto de Freitas Moscardini Júnior, Eng. Prod. Elétrica Helena Flavia Naspolini, Eng. Eletricista, Dr. Eng. Civil Isadora Custódio, Acad. Arquitetura e Urbanismo Julio César TrevisanDal Bem, Acad. Eng. de Controlee Automação Lucas Nascimento, Eng. Eletricista, Msc. Eng. Civil Luís Ricardo Ribeiro Correa dos Santos, Eng. Eletricista Manfred Kratzenberg, MSc. Eng. Mecânica Marcos Roberto Ribas, Químico, Ph.D Marília Braga, Acad. Eng. Elétrica Mauricio Vivan Guarnieri, Eng. Sanitárista e Ambiental Rafael Antunes Campos, Acad. Eng. Elétrica Ruany Dolla, Acad. Eng. Elétrica Coordenador: Prof. Ricardo Rüther, Ph.D. Grupo de Pesquisa Estratégica em Energia Solar da Universidade Federal de Santa Catarina Cidade Universitária CTC/ECV Florianópolis-SC BRASIL

Prod. Elétrica Helena Flavia Naspolini, Eng. Eletricista, Dr. Eng. Civil Isadora Custódio, Acad. Arquitetura e Urbanismo Julio César TrevisanDal Bem, Acad. Eng. de Controlee Automação Lucas Nascimento, Eng.

3 OBJETIVO Energia solar fotovoltaica Estratégia de sustentabilidade Eficiência Energética Integração na arquitetura Diretrizes para órgãos federais ambientais

4 ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

5 A Terra recebe anualmente vezes mais energia que o consumo energético mundial no mesmo período.

6 POTENCIAL DA ENERGIA SOLAR

7 Itaipu: km² = 14 GWp <25% do consumo brasileiro FV: km² = 108 GWp >50% do consumo brasileiro

8 APLICAÇÕES DA ENERGIA SOLAR

9 EFEITO FOTOVOLTAICO

10 A eficiência de uma tecnologia está diretamente relacionada à área necessária para atingir uma determinada potência. Mono-Si Concentrador FV CIGS a-si/μc-si CdTe a-si Multi-Si P&D ANEEL 013/2011

11 A geração energética fotovoltaica pode ocorrer próxima ao ponto de consumo, integrada a edificações.

12 GERAÇÃO DE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA Geradores convencionais de energia: Poluição Distância Gerador Fotovoltaico: Silencioso Fonte renovável Fonte abundante no Brasil Não poluente Geração distribuída Integração à edificação Autônomos (isolados) ou interligados à rede (conectados).

renovável Fonte abundante no Brasil Não poluente Geração distribuída

13 SISTEMAS FOTOVOLTAICOS SISTEMA ISOLADO Atendimento à locais sem acesso à rede elétrica (ou aplicações especiais) Energia armazenada em baterias SISTEMA CONECTADO Geração descentralizada de energia elétrica (ou planta centralizada) Energia injetada na rede

armazenada em baterias SISTEMA CONECTADO Geração

14 SISTEMAS FOTOVOLTAICOS ISOLADOS

15 COMPONENTES

16 ATENÇÃO COM AS BATERIAS! Optar por locais de instalação secos, limpos e frescos e bem ventilados. Altas temperaturas resultam em redução da vida útil Baixas temperaturas <15Cº resultam em redução de eficiência Piso nivelado e com capacidade a suportar o peso da bateria Consultar o fabricante quanto a emissão de gases e necessidade de sala independente.

Altas temperaturas resultam em redução da vida útil Baixas temperaturas <15Cº resultam

17 APLICAÇÕES EM REGIÃO SEM ENERGIA ELÉTRICA: XAPURÍ (AC)

18 ILUMINAÇÃO DE EMERGÊNCIA

19 ABASTECIMENTO DE VEÍCULO ELÉTRICO

20 BOMBEAMENTO DE ÁGUA DE CHUVA E ILUMINAÇÃO EXTERNA SISTEMAS FOTOVOLTAICOS CONECTADOS À REDE SISTEMA FOTOVOLTAICO ISOLADO

21 VANTAGENS DA CONEXÃO À REDE ENERGIA DA REDE ENERGIA GERADA

22 INTEGRAÇÃO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS À ARQUITETURA

23 COMO APLICAR A TECNOLOGIA FV A EDIFICAÇÕES? O conhecimento da tecnologia é fundamental.

24 COMO APLICAR A TECNOLOGIA FV A EDIFICAÇÕES? Regra geral: Inclinação igual à latitude local e orientação ao Norte Verdadeiro (superfície voltada ao Equador). Em uma integração arquitetônica, nem sempre é possível seguir a regra geral Barreiras físicas Questão estética

25 INTEGRAÇÃO FV À ARQUITETURA BAPV (Building-applied PV system) Orientação e inclinação diferentes da edificação Retrofit Não substitui o material de vedação BIPV (Building-integrated PV system) Mesma orientação e inclinação da edificação. Pode substituir o material de vedação Coberturas, fachadas, brises e pérgolas

26 BAPV EM COBERTURAS PLANAS

27 BAPV EM COBERTURAS INCLINADAS

28 FORMAS DE INTEGRAÇÃO FOTOVOLTAICA A EDIFICAÇÕES (BIPV)

29 BIPV EM COBERTURAS

30 BIPV EM COBERTURAS

31 BIPV EM FACHADAS

32 BIPV EM FACHADAS

33 BIPV EM BRISES

34 BIPV EM BRISES

35 BIPV EM TELHADOS RESIDENCIAIS

36 DESEMPENHO ENERGÉTICO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS

37 GERAÇÃO FOTOVOLTAICA Irradiação Solar Tecnologia FV Posição dos Módulos FV Geração FV Estado de Limpeza Temperatura Sombreamento Parcial

38 GERAÇÃO FOTOVOLTAICA Irradiação Solar Geração FV

39 GERAÇÃO FOTOVOLTAICA Florianópolis Posição dos Módulos FV Geração FV Brasília Belém

40 GERAÇÃO FOTOVOLTAICA Geração FV Temperatura A tecnologia fotovoltaica opera melhor em menores temperaturas! - Favorecer a ventilação natural sob os módulos.

41 GERAÇÃO FOTOVOLTAICA Geração FV Sombreamento Parcial

42 GERAÇÃO FOTOVOLTAICA Estado de Limpeza Geração FV Sujeira acumulada reduz a eficiência dos módulos fotovoltaicos! - Inclinação mínima para ser lavado pela chuva: 5 OU - Limpeza manual quanto necessário

43 GERAÇÃO FOTOVOLTAICA Tecnologia FV Geração FV

44 SIMULADOR SOLAR

45 SISTEMAS FOTOVOLTAICOS FOTOVOLTAICA/UFSC

46 SISTEMAS FOTOVOLTAICOS NO BRASIL 20,6 MWp de sistemas conectados à rede no Brasil 8,1 MWp instalado com participação do grupo Fotovoltaica/UFSC Outros 60% Fotovoltaica /UFSC 40% Brasil = ~ 1.6 MWp milhões de habitantes 0,1 Wp/pessoa Alemanha = ~40 GWp, 80 milhões de habitantes 500 Wp/pessoa

47 PRIMEIRO BIPV DO BRASIL: 2 kwp (UFSC) Livro disponível em

48 CENTRO DE CULTURA E EVENTOS DA UFSC BIPV 0,38 kwp BAPV 10,88 kwp BAPV 0,4 kwp

49 CASA EFICIENTE DA ELETROSUL BIPV 2,25 kwp

50 ESPAÇO DE ESTAR TRACTEBEL/UFSC BIPV 1,99 kwp

51 PLANTA PILOTO ELETROSUL BIPV 11,97 kwp

52 MEGAWATT SOLAR ELETROSUL

53 CIM DE CAPACITAÇÃO DE RECURSOS HUMANOS E DESENVOLVIMENTO DE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA BIPV 14,05 kwp BIPV BIPV 61,74 kwp BIPV 2,24 kwp 2,24 kwp Vitrine de tecnologias e formas diferentes de integração FV na arquitetura

54 CIM DE CAPACITAÇÃO DE RECURSOS HUMANOS E DESENVOLVIMENTO DE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

55 CIM DE CAPACITAÇÃO DE RECURSOS HUMANOS E DESENVOLVIMENTO DE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

56 CONSIDERAÇÕES FINAIS

57 CONSIDERAÇÕES FINAIS A energia solar tem enorme potencial no Brasil. A tecnologia FV pode ser integrada a edificações. A tecnologia FV aumenta a eficiência energética de edificações e torna edificações mais sustentáveis. Inspiração para novos projetos arquitetônicos com energia solar.

58 MAIS INFORMAÇÕES

59 Grupo de Pesquisa Estratégica em Energia Solar da Universidade Federal de Santa Catarina Clarissa Zomer Ricardo Rüther

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