Avaliação de topologias de adaptação e integração de geradores fotovoltaicos e seus impactos termoenergéticos
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) |
Texto Completo: | http://app.uff.br/riuff/handle/1/31685 |
Resumo: | Este estudo concentrou-se na análise de sistemas fotovoltaicos adaptados e integrados a edifícios (BAPV e BIPV) em várias topologias de instalação, considerando os processos termoenergéticos associados à adaptação e integração desses sistemas. Os BAPV e BIPV permitem a dissipação do calor acumulado nos painéis para o ambiente interno da edificação. Medições de campo revelaram variações térmicas, com um aumento de até 1ºC sob a telha sem FV em comparação com a telha com FV pela manhã até às 09h15. Entretanto, à medida que a irradiância solar aumenta, ocorre uma inversão desse padrão, com a temperatura sob a telha com painéis FV ultrapassando a temperatura sem gerador FV em até 5°C, coincidindo com a máxima irradiância do dia, registrada em 886 W/m² às 11h45. As simulações no EnergyPlus, utilizando dois modelos de cálculo de temperatura de célula (Decoupled Ulleberg Dynamic e Integrated Surface Outside Face), indicaram lacunas na consideração da interação térmica do gerador com o ambiente construído. A análise comparativa destacou a importância dos brises verticais para a eficiência energética, evidenciando o Modelo 5 (telhado) com a mais alta Produtividade Final de 1.336,1 kWh/kW e o Modelo 4 (fachada) com eficiência inferior de 746,9 kWh/kW. Essas observações ressaltam a relevância do design e posicionamento dos sistemas BAPV e BIPV para otimizar o desempenho energético em edificações em climas quentes, alinhando-se a preocupações contemporâneas de sustentabilidade e eficiência energética. |
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Avaliação de topologias de adaptação e integração de geradores fotovoltaicos e seus impactos termoenergéticosEnergyPlusBAPV/BIPVEficiência energéticaMudanças climáticasEficiência energéticaMudança climáticaSistema fotovoltaicoEnergyPlusBAPV/BIPVEnergy EfficiencyClimate ChangeEste estudo concentrou-se na análise de sistemas fotovoltaicos adaptados e integrados a edifícios (BAPV e BIPV) em várias topologias de instalação, considerando os processos termoenergéticos associados à adaptação e integração desses sistemas. Os BAPV e BIPV permitem a dissipação do calor acumulado nos painéis para o ambiente interno da edificação. Medições de campo revelaram variações térmicas, com um aumento de até 1ºC sob a telha sem FV em comparação com a telha com FV pela manhã até às 09h15. Entretanto, à medida que a irradiância solar aumenta, ocorre uma inversão desse padrão, com a temperatura sob a telha com painéis FV ultrapassando a temperatura sem gerador FV em até 5°C, coincidindo com a máxima irradiância do dia, registrada em 886 W/m² às 11h45. As simulações no EnergyPlus, utilizando dois modelos de cálculo de temperatura de célula (Decoupled Ulleberg Dynamic e Integrated Surface Outside Face), indicaram lacunas na consideração da interação térmica do gerador com o ambiente construído. A análise comparativa destacou a importância dos brises verticais para a eficiência energética, evidenciando o Modelo 5 (telhado) com a mais alta Produtividade Final de 1.336,1 kWh/kW e o Modelo 4 (fachada) com eficiência inferior de 746,9 kWh/kW. Essas observações ressaltam a relevância do design e posicionamento dos sistemas BAPV e BIPV para otimizar o desempenho energético em edificações em climas quentes, alinhando-se a preocupações contemporâneas de sustentabilidade e eficiência energética.This study focused on the analysis of photovoltaic systems adapted and integrated into buildings (BAPV and BIPV) in various installation topologies, considering the thermo-energetic processes associated with the adaptation and integration of these systems. Both BAPV and BIPV enable the dissipation of accumulated heat from the panels into the building's internal environment. Field measurements revealed thermal variations, with an increase of up to 1°C under the tile without PV compared to the tile with PV in the morning until 09:15 AM. However, as solar irradiance increases, a reversal of this pattern occurs, with the temperature under the tile with PV panels surpassing the temperature without PV generator by up to 5°C, coinciding with the peak irradiance of the day, recorded at 886 W/m² at 11:45 AM. Simulations in EnergyPlus, using two cell temperature calculation models (Decoupled Ulleberg Dynamic and Integrated Surface Outside Face), indicated gaps in considering the thermal interaction of the generator with the built environment. Comparative analysis underscored the importance of vertical shading devices for energy efficiency, highlighting Model 5 (roof) with the highest Final Productivity of 1,336.1 kWh/kW and Model 4 (facade) with lower efficiency of 746.9 kWh/kW. These observations emphasize the relevance of the design and positioning of BAPV and BIPV systems to optimize energy performance in buildings in warm climates, aligning with contemporary concerns for sustainability and energy efficiency.64 p.Pinto Filho, Gilberto FigueiredoDias, Daniel Henrique NogueiraFrança, Sergio Luiz BragaGning, Mamadou2023-12-27T13:23:23Z2023-12-27T13:23:23Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfGNING, Mamadou. Avaliação de topologias de adaptação e integração de geradores fotovoltaicos e seus impactos termoenergéticos. 2023. 64 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) - Escola de Engenharia, Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2023.http://app.uff.br/riuff/handle/1/31685CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2023-12-27T13:23:27Zoai:app.uff.br:1/31685Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202024-08-19T11:02:36.738147Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false |
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