Energia Solar, como integrar em um edifício?

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.

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.

Leia também: ▶ Como produzir energia fotovoltaica

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