Análise de um sistema de fachada termo fotovoltaico integrado à arquitetura: estudo de caso na cidade de Curitiba, Brasil
The constant and growing world demand for energy and the need for sustainable, renewable and non-polluting energetic sources is one of the great challenges of the new millennium. Solar energy, whose availability is inexhaustible and unrestricted on the global human scale, is one of the most promisin...
| Autor principal: | Kaltmaier Junior, Gunther |
|---|---|
| Formato: | Dissertação |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2020
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23588 |
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riut-1-235882020-12-23T06:10:45Z Análise de um sistema de fachada termo fotovoltaico integrado à arquitetura: estudo de caso na cidade de Curitiba, Brasil Analysis of a BIPV/T facade system: a case study in the city of Curitiba, Brazil Kaltmaier Junior, Gunther Urbanetz Junior, Jair https://orcid.org/0000-0001-9355-1730 http://lattes.cnpq.br/2654512569280452 Santos, Isis Portolan dos https://orcid.org/0000-0003-1314-3628 http://lattes.cnpq.br/6044616240941209 Urbanetz Junior, Jair https://orcid.org/0000-0001-9355-1730 http://lattes.cnpq.br/2654512569280452 Cerri, Jose Alberto https://orcid.org/0000-0003-3081-3400 http://lattes.cnpq.br/5969194630840866 Geração de energia fotovoltaica - Curitiba (PR) Arquitetura - Estética Energia solar Conforto humano - Edifícios Fachadas (Arquitetura) Photovoltaic power generation - Curitiba (PR) Architecture - Aesthetics Solar energy Human comfort - Buildings Facades CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL Engenharia Civil The constant and growing world demand for energy and the need for sustainable, renewable and non-polluting energetic sources is one of the great challenges of the new millennium. Solar energy, whose availability is inexhaustible and unrestricted on the global human scale, is one of the most promising alternatives to meet growing global demand. Photovoltaic technology is the only one capable of converting solar energy directly into electricity. When there is an aesthetic and functional commitment between photovoltaic array technology and building architecture, these systems are known by their abbreviations: BIPV (Buildingintegrated photovoltaics). It´s known that the heating of the PV modules causes a gradual reduction in the efficiency of the panel and therefore, a reduction in the amount of the final energy produced. When using this surplus thermal energy in systems integrated into buildings, some uses and advantages emerges such as the reduction of the panel operation temperature and the use of indoor heating in buildings. This technology known as BIPV/T (Building-integrated photovoltaic/thermal systems). An experimental prototype was built in Curitiba, Paraná, and the architectural integration of a cadmium telluride PV panel (CdTe) is foreseen. The analysis consisted of comparing internal (Ti) and external (Te) building temperatures concerning to the thermal comfort range, as well as estimates of annual electrical generation based on measurements made on specific days. The results showed that the system configuration adjusted to take advantage of the thermal energy of the panel provided thermal gains in Ti, contributing to a higher average internal temperature and a longer period between the thermal comfort range. An average annual energy equivalent to 360 kWh/year, estimated from the power measured at the connector of the PV module. A constante e crescente demanda mundial por energia e a necessidade de fontes energéticas sustentáveis, renováveis e não poluidoras é um dos grandes desafios do novo milênio. A energia solar, cuja disponibilidade é inesgotável e irrestrita na escala humana global é uma das alternativas mais promissoras para atender à crescente demanda mundial. A tecnologia fotovoltaica (FV) é a única capaz de converter a energia solar diretamente em eletricidade podendo produzir energia no local de consumo. Quando há um comprometimento estético e funcional entre a tecnologia de matriz fotovoltaica e a arquitetura da edificação, estes sistemas são conhecidos pela abreviação em inglês: BIPV (Building-integrated photovoltaics). A revisão da literatura indica que o aquecimento dos módulos FV causa uma gradual redução da eficiência do painel e na energia produzida. No entanto se aproveitar esta energia em sistemas integrados à edificação observam-se alguns usos e vantagens tais como: a redução da temperatura do painel e o aquecimento utilizável em ambientes internos das edificações. Esta tecnologia denomina-se BIPV/T (Building-integrated photovoltaic/thermal systems), ou, sistemas termo fotovoltaicos integrados a edificações. Uma edificação experimental foi executada em Curitiba, Paraná, prevendo-se a integração arquitetônica de um painel FV de telureto de cádmio (CdTe) para se avaliar os impactos e benefícios térmicos e elétricos que um sistema de fachada termo fotovoltaica integrado é capaz de proporcionar à uma edificação experimental. A análise consistiu na comparação entre as temperaturas internas (Ti) e externas (Te) em relação à zona de conforto térmico assim como estimativas de geração elétrica anual com base em aferições realizadas em dias específicos. Os resultados demonstraram que a configuração do sistema ajustada para aquecimento durante o período de inverno propiciou ganhos térmicos sensíveis e imediatos na temperatura interna (Ti) da edificação, contribuindo para uma temperatura média mais elevada em relação à Te, e por maior período dentro da zona de temperatura conforto. Estimou-se uma energia média anual equivalente à cerca de 360 kWh/ano, calculados a partir das potências instantâneas, aferidas no conector do módulo mais favorável à captação de radiação solar. 2020-12-22T23:52:38Z 2020-12-22T23:52:38Z 2020-08-26 masterThesis KALTMAIER JUNIOR, Gunther. Análise de um sistema de fachada termo fotovoltaico integrado à arquitetura: estudo de caso na cidade de Curitiba, Brasil. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23588 por openAccess http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil UTFPR |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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Português |
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Geração de energia fotovoltaica - Curitiba (PR) Arquitetura - Estética Energia solar Conforto humano - Edifícios Fachadas (Arquitetura) Photovoltaic power generation - Curitiba (PR) Architecture - Aesthetics Solar energy Human comfort - Buildings Facades CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL Engenharia Civil |
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The constant and growing world demand for energy and the need for sustainable, renewable and non-polluting energetic sources is one of the great challenges of the new millennium. Solar energy, whose availability is inexhaustible and unrestricted on the global human scale, is one of the most promising alternatives to meet growing global demand. Photovoltaic technology is the only one capable of converting solar energy directly into electricity. When there is an aesthetic and functional commitment between photovoltaic array technology and building architecture, these systems are known by their abbreviations: BIPV (Buildingintegrated photovoltaics). It´s known that the heating of the PV modules causes a gradual reduction in the efficiency of the panel and therefore, a reduction in the amount of the final energy produced. When using this surplus thermal energy in systems integrated into buildings, some uses and advantages emerges such as the reduction of the panel operation temperature and the use of indoor heating in buildings. This technology known as BIPV/T (Building-integrated photovoltaic/thermal systems). An experimental prototype was built in Curitiba, Paraná, and the architectural integration of a cadmium telluride PV panel (CdTe) is foreseen. The analysis consisted of comparing internal (Ti) and external (Te) building temperatures concerning to the thermal comfort range, as well as estimates of annual electrical generation based on measurements made on specific days. The results showed that the system configuration adjusted to take advantage of the thermal energy of the panel provided thermal gains in Ti, contributing to a higher average internal temperature and a longer period between the thermal comfort range. An average annual energy equivalent to 360 kWh/year, estimated from the power measured at the connector of the PV module. |
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KALTMAIER JUNIOR, Gunther. Análise de um sistema de fachada termo fotovoltaico integrado à arquitetura: estudo de caso na cidade de Curitiba, Brasil. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020. |
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