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PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO: ESTUDO DE CASO DO EDIFÍCIO SEDE DO CREA-SC Deivis Luis Marinoski, Eng. Civil. Isabel Tourinho Salamoni,

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1 PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO: ESTUDO DE CASO DO EDIFÍCIO SEDE DO CREA-SC Deivis Luis Marinoski, Eng. Civil. Isabel Tourinho Salamoni, Arquiteta, M. Eng. Ricardo Rüther, Eng. Metalúrgico, Ph.D. Universidade Federal de Santa Catarina Laboratório de Eficiência Energética em Edificações [ ]

2 INTRODUÇÃO Uma alternativa para geração de energia: Grande aumento da demanda energética Muitas das fontes de energia utilizadas atualmente têm volumes limitados Tecnologia Fotovoltaica: Produção de energia sustentável e amigável ao meio ambiente Já estão disponíveis no mercado diversas tecnologias fotovoltaicas Integração com as edificações: Sistemas solares fotovoltaicos conectados à rede elétrica publica Grande potencial para o design dos edifícios

3 OBJETIVOS Pré-dimensionamento de um sistema solar fotovoltaico integrado a uma edificação urbana e interligado à rede elétrica pública; O sistema tem por finalidade gerar energia elétrica para a edificação a partir da energia solar fotovoltaica, através de placas solares; Verificação do percentual do consumo de energia elétrica da edificação, que poderá ser suprido através da aplicação de diferentes tecnologias de painéis.

4 Local: Prédio sede do CREA-SC LEVANTAMENTO DE DADOS Áreas para instalação de painéis Áreas de cobertura = 790 m 2 Áreas dos brises = 262 m 2 Fachada Sudoeste (principal) Esquema da cobertura

5 Análise do sombreamento projetado pela reservatório de água na cobertura ( Programa ECOTECT 5.01 ) LEVANTAMENTO DE DADOS Área sombreada da cobertura Verificação do caminho percorrido pela sombra Área atingida pela trajetória da sombra Área considerada sombreada (sem aplicação de painéis) período diário das 9:00 as 15:00h

6 LEVANTAMENTO DE DADOS Consumo de energia elétrica: Consumo anual = kWh Média de consumo mensal = kWh Orientação geográfica: Cálculo da declinação magnética Determinar a direção do norte verdadeiro Radiação solar: Dados diários de radiação solar incidente Variação do consumo médio mensal (ano: ) Correção dos azimutes das Fachadas

7 RESULTADOS Potência nominal necessária: Através do cálculo da potencia nominal necessária para atender ao consumo médio diário da edificação (gerada a partir da radiação solar), pode-se estimar a área de painéis a ser instalada. Área calculada = 1151 m 2 (Área disponível = 1052 m 2 ) Características dos painéis: Foram selecionados 4 modelos de painéis fotovoltaicos (tecnologias de células fotovoltaicas de silício: policristalino, monoristalino e amorfo) Alternativas de geração: Para estimar a redução no consumo de energia elétrica da rede através da utilização do sistema fotovoltaico, foram simuladas 5 alternativas de aplicações em função da: - Orientação - Inclinação do painel (15°, 27°, 90°) - Tecnologia fotovoltaica

8 Redução do uso da energia da rede: RESULTADOS Análise geral: > Alternativa 1: painéis apenas na cobertura (32,7%) > Alternativa 2 e 3: painéis na cobertura e nos brises (42,4% – 51,0%) (incremento de aproximadamento 10%-18% na geração) > Alternativa 4: painéis de alta eficiência (40,4%) (menor percentual de geração devido a caracteristicas cosntrutivas da edificação) > Alternativa 5: painéis com menor eficiência (18,5%)

9 RESULTADOS Aplicação de painéis: Escolha de Alternativa 2 (bom desempenho e maior facilidade de instalação) Total de painéis: Cobertura = 232 (modelo AC-190P) Brises = 124 (modelo SOLON P200 Q6) Exemplo da distribuição dos painéis nas fachadas (fachada nordeste ) Planta de cobertura - Projeção da distribuição dos painéis Considerações: > Devido as dimensões do painel e da inclinação adotada, existe um sombreamento causado pelo próprio painel. > Aplicação de um espaçamento mínimo entre as linhas consecutivas de painéis (espaçamento mínimo adotado = 90 cm)

10 CONCLUSÕES Os sistemas solares fotovoltaicos são uma alternativa promissora para o futuro das edificações; O aspecto construtivo da edificação tem grande influência sobre o projeto do sistema fotovoltáico; A área útil para a aplicação dos painéis deve ser analisada com cuidado. A colocação dos painéis em regiões que sejam encobertas ou que sofram um sombreamento acentuado devido à obstruções, reduz o potencial de aproveitamento de radiação solar. A existência de um reservatório de água acima do nível da cobertura do prédio, causou uma redução de aproximadamente 20% (157,90 m 2 ) da área de cobertura com possibilidade para instalações de painéis.

11 Verificou-se que até 42% (alternativa 2) da energia elétrica vinda da rede pública poderia ser substituída pela energia gerada a partir do sistema fotovoltaico. A possibilidade de aplicação de painéis com inclinação igual a latitude local e direcionados para a orientação norte (normalmente considerado a alternativa ótima de geração), não mostrou ser uma boa opção. Após uma análise da distribuição dos painéis, observou-se que devido as características construtivas do telhado e também ao maior espaçamento que seria necessário entre os painéis, o número dos mesmos seria reduzido em aproximadamente 25% quando comparado a alternativa 2. CONCLUSÕES


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