Banner Portal
Simulação de desempenho de vidro fotovoltaico semitransparente em abertura zenital para edifício comercial
PDF (English)

Palavras-chave

Energia solar fotovoltaica
Módulos fotovoltaicos semitransparentes
Simulação computacional
EnergyPlus

Como Citar

DUTRA, L. P.; SALAMONI, I. T. .; CUNHA, E. G. da . Simulação de desempenho de vidro fotovoltaico semitransparente em abertura zenital para edifício comercial. PARC Pesquisa em Arquitetura e Construção, Campinas, SP, v. 12, n. 00, p. e021009, 2021. DOI: 10.20396/parc.v12i00.8657973. Disponível em: https://periodicos.sbu.unicamp.br/ojs/index.php/parc/article/view/8657973. Acesso em: 2 mar. 2024.

Resumo

A demanda por energia em edifícios é um tema de pesquisa mundial, devido ao seu peso relativo no total da carga elétrica. Além disso, o uso da conversão fotovoltaica para gerar eletricidade no próprio local de consumo é uma das maneiras de atender a essa demanda. Este trabalho tem como objetivo avaliar a aplicação de vidro fotovoltaico semitransparente em abertura zenital de um edifício comercial e estimar o consumo e a produção de eletricidade usando simulação computacional com o EnergyPlus. O tamanho da abertura foi modificado e seu desempenho foi comparado com uma abertura comum e o uso de módulos opacos nas mesmas condições, em três diferentes zonas bioclimáticas brasileiras. Os resultados mostram que a mudança na área proporcionou diferenças significativas na geração e menos importantes no consumo. Dentre as zonas bioclimáticas, na mais fria o edifício apresentou o menor consumo e a maior geração para todas as configurações, tornando-a a melhor região para atendimento a uma meta de eletricidade líquida, ou seja, adquirida da rede pública. Comparando módulos semitransparentes com opacos, estes últimos produziram mais energia, mas o consumo foi reduzido em média 28%, com vantagem para o vidro fotovoltaico. Conclui-se que o uso da tecnologia fotovoltaica em vidro semitransparente é promissor para a integração de geradores ao edifício, mas precisa aumentar o rendimento para se aproximar dos módulos opacos no desempenho.

https://doi.org/10.20396/parc.v12i00.8657973
PDF (English)

Referências

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15220: desempenho térmico de edificações. Parte 3: zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de interesse social. Rio de Janeiro: ABNT, 2005a.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15220: desempenho térmico de edificações. Parte 2: métodos de cálculo da transmitância térmica, da capacidade térmica, do atraso térmico e do fator solar de elementos e componentes de edificações. Rio de Janeiro: ABNT, 2005b.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16401: instalações de ar-condicionado: sistemas centrais e unitários. Parte 1: projetos das instalações. Rio de Janeiro: ABNT, 2008a.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16401: instalações de ar-condicionado: sistemas centrais e unitários. Parte 2: parâmetros de conforto térmico. Rio de Janeiro: ABNT, 2008b.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBRISO/CIE8995: iluminação de ambientes de trabalho. Parte 1: interior. Rio de Janeiro: ABNT, 2013.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7199: vidros na construção civil: projeto, execução e aplicações. Rio de Janeiro: ABNT, 2016.

BERKELEY LAB. OPTICS v.6.0. [S.l.]: LBNL, 2013. Available at: https://windows.lbl.gov/software/optics. Accessed: 9 Sept. 2018.

BERKELEY LAB. WINDOW v7.7.07 IGDB v 68.0.0. [S.l.]: LBNL, 2019. Available at: https://windows.lbl.gov/software/window. Accessed: 1 Aug. 2019.

BIG LADDER SOFTWARE. Euclid. [S.l.: s.n.], 2017. Available at: https://bigladdersoftware.com/projects/euclid. Accessed: 20 Oct. 2018.

CUSTÓDIO, I. P.; RÜTHER, R. Influência da integração de energia fotovoltaica a uma edificação na sua temperatura interna e no consumo energético da rede elétrica pública. In: ENCONTRO NACIONAL DE CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUÍDO. 14., 2017, Balneário Camboriú. Anais[...]. Balneário Camboriú: ANTAC, 2017.

DIDONÉ, E. L. Parametric study for net zero energy building strategies in Brazil considering semi-transparent PV windows. Karlsuhe, 2014. 212 p. Thesis (Doctor in Engineering) – Department of Architecture, Karlsruhe Institute of Technology, Karlsuhe, Germany, 2014. Available at: https://publikationen.bibliothek.kit.edu/1000044721. Accessed: 14 July 2018.

EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA. Balanço Energético Nacional 2019: Ano base 2018. Rio de Janeiro: EPE, 2019. Available at: http://www.epe.gov.br/pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/balanco-energetico-nacional-2019. Accessed: 22 Dec. 2019.

HANSEN, C. W. et al. Calibration of Photovoltaic Module Performance Models. In: WORLD CONFERENCE ON PHOTOVOLTAIC ENERGY CONVERSION. 6., 2014, Kyoto. Proceedings [...]. Kyoto, Japan: [s.n.], 2014. Available at: https://energy.sandia.gov/wp-content/gallery/uploads/5DV3_56_paper.pdf. Accessed: 9 Sept. 2018.

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Mapa político do Brasil. [S.l.]: IBGE, 2019. Available at: https://portaldemapas.ibge.gov.br/portal.php#homepage. Accessed: 2 Aug. 2019.

INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGIA, NORMALIZAÇÃO E QUALIDADE INDUSTRIAL. Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética de Edificações Residenciais. Rio de Janeiro: INMETRO, 2012. Available at: http://www.pbeedifica.com.br/sites/default/files/projetos/etiquetagem/residencial/downloads/RTQR.pdf. Accessed: 29 July 2018.

INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGIA, NORMALIZAÇÃO E QUALIDADE INDUSTRIAL. Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética de Edificações Comerciais, de Serviços e Públicas. Rio de Janeiro: INMETRO, 2013. Available at: http://www.pbeedifica.com.br/sites/default/files/projetos/etiquetagem/comercial/downloads/Port372-2010_RTQ_Def_Edificacoes-C_rev01.pdf. Accessed: 29 July 2018.

JELLE, B. P. Building integrated photovoltaics: a concise description of the current state of the art and possible research pathways. Energies, v. 9, n. 1, p. 1–30, 2016. DOI: https://doi.org/10.3390/en9010021.

KING, D. L.; BOYSON, W. E.; KRATOCHVIL, J. A. Photovoltaic Array Performance Model. Sandia Report nº 2004-3535, v. 8, n. December, p. 1–19, 2004. DOI: https://doi.org/10.2172/919131.

LABORATÓRIO DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM EDIFICAÇÕES. Arquivos climáticos INMET 2012. Florianópolis: UFSC/LabEEE, 2012. Available at: http://www.labeee.ufsc.br/downloads/arquivos-climaticos/formato-epw. Accessed: 9 Sept. 2018.

LI, D. H. W. et al. Energy and cost analysis of semi-transparent photovoltaic in office buildings. Applied Energy, v. 86, n. 5, p. 722–729, 2009. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2008.08.009.

NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY. Sandia PV module database - library editor of System Advisor Model (SAM). [S.l.]: NREL, 2014.

ORDENES, M. et al. Metodologia utilizada na elaboração da biblioteca de materiais e componentes construtivos brasileiros para simulações no VisualDOE-3.1. Florianópolis: UFSC/LabEEE, 2003. Available at: http://www.labeee.ufsc.br/node/266. Accessed: 9 Sept. 2018.

PENG, J. et al. Validation of the Sandia model with indoor and outdoor measurements for semi-transparent amorphous silicon PV modules. Renewable Energy, v. 80, p. 316–323, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.renene.2015.02.017.

PENG, J. Consult about SAPM parameters. Personal message. Hong Kong, China, 2018.

REN21. Renewables 2019 Global Status Report. Paris: REN21, 2019. Available at: https://www.ren21.net/gsr-2019. Accessed: 5 July 2019.

TRIMBLE NAVIGATION LIMITED. SketchUp Make 2016. [S.l.: s.n.], 2016. Available at: https://www.sketchup.com/download. Accessed: 10 Mar. 2018.

US DEPARTMENT OF ENERGY. EnergyPlus v.9.1.0. [S.l.: s.n.], 2019a. Available at: https://energyplus.net. Accessed: 1 July 2019.

US DEPARTMENT OF ENERGY. EnergyPlus Version 9.1.0 Documentation - Input Output Reference. [S.l.: s.n.], 2019b.

WANG, M. et al. Assessment of energy performance of semi-transparent PV insulating glass units using a validated simulation model. Energy, v. 112, p. 538–548, 2016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2016.06.120.

WONG, P. W. et al. Semi-transparent PV: Thermal performance, power generation, daylight modelling and energy saving potential in a residential application. Renewable Energy, v. 33, n. 5, p. 1024–1036, 2008. DOI: https://doi.org/10.1016/j.renene.2007.06.016.

Creative Commons License
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Copyright (c) 2021 PARC Pesquisa em Arquitetura e Construção

Downloads

Não há dados estatísticos.