Simulação e análise de diferentes tecnologias de módulos fotovoltaicos aplicados em uma edificação residencial vertical
| Orientador(a) (dc.contributor.advisor) | Dias, João Batista | |
| Coorientador(a) (dc.contributor.advisor-co1) | Wander, Paulo Roberto | |
| Lattes Coorientador(a) (dc.contributor.advisor-co1Lattes) | http://lattes.cnpq.br/3438508833347823 | pt_BR |
| Lattes Orientador(a) (dc.contributor.advisorLattes) | http://lattes.cnpq.br/8233275047450770 | pt_BR |
| Autor(a) (dc.contributor.author) | Lauffer, Henrique de Araujo | |
| Autor(a) Lattes (dc.contributor.authorLattes) | http://lattes.cnpq.br/7267531489124847 | pt_BR |
| Data de Disponibilização (dc.date.accessioned) | 2019-08-26T14:21:36Z | |
| dc.date.available (dc.date.available) | 2019-08-26T14:21:36Z | |
| Data da defesa / Data do evento (dc.date.issued) | 2019-03-22 | |
| Abstract (dc.description.abstract) | Brazil faces a continuous increase in energy demand, and a major challenge for sustainable buildings is to reduce electricity consumption and at the same time supply its own energy demand with self-generation. Residential buildings account for 26% of national electricity consumption. It is necessary to seek new sources of energy to diversify and complement the electrical energy matrix. Photovoltaic solar energy integrated or applied in buildings is growing around the world and may be an interesting alternative to Brazil due to its modular features and available solar radiation. This work aims to analyze the energy behavior of a residential building with solar photovoltaic energy generation applied in the envelope and to compare the performance of different technologies of photovoltaic cells, building site, different orientations and evaluate the possibility of this generation to supply the typical consumption of a residential building. The simulations are performed using the EnergyPlus software for Porto Alegre/RS and Recife/PE. The building model is a typical residential building and has been defined from the current building pattern and the Brazilian statistical data. This study considers the application of photovoltaic generation on opaque surfaces of the building with monocrystalline silicon, multicrystalline, amorphous and also CIGS and CdTe technologies. The photovoltaic system has 1605 m² of installed module area and was divided into five sub-systems, to analyze the roof and the other four vertical façades orientation. For the city named Porto Alegre, all the technologies presented a sufficient production to supply the demand of the building electrical energy, but for Recife, only a-Si technology did not produce sufficient energy to supply the demand. The technology that presented the highest generation per unit area in Porto Alegre and Recife was monocrystalline silicon, with annual production of 140.7 kWh/m² and 146.6 kWh/m², respectively. From the generation results, relationships between generation by area in the coverage versus generation by area of vertical facade were created. For Porto Alegre, the vertical façades have very similar relations, except for the south façade, with the façade with better relation to the east with 1.73, followed by the north façades with 1.75, the west with 1.76, and the south façade presented a ratio of 3.30. In Recife, the best vertical facade for photovoltaic generation is the west façade, which presented a ratio of 1.39 times the area required to generate the same amount of electricity as the roof, followed by the east façades with a ratio of 2.20, north with 2.34 and finally the south façade with 2.69. | en |
| Resumo (dc.description.resumo) | O Brasil enfrenta um aumento contínuo da demanda de energia, e um grande desafio para edifícios sustentáveis é reduzir o consumo de eletricidade e, ao mesmo tempo, suprir sua própria demanda de energia com autogeração. Os edifícios residenciais são responsáveis por 26% do consumo nacional de eletricidade. É necessário buscar novas fontes de energia para diversificar e complementar a matriz energética. A energia solar fotovoltaica integrada e/ou aplicada em edifícios está crescendo em todo o mundo e pode ser uma alternativa interessante para o Brasil devido às suas características modulares e à radiação solar disponível. Este trabalho tem como objetivo analisar o comportamento energético de uma edificação residencial com geração de energia solar fotovoltaica aplicada na envoltória e comparar o desempenho de diferentes tecnologias de células fotovoltaicas, local da edificação, diferentes orientações e, avaliar a possibilidade desta geração suprir o consumo típico de um edifício residencial. As simulações foram realizadas utilizando o software EnergyPlus para Porto Alegre/RS e Recife/PE. O modelo de construção é um típico edifício residencial e foi definido a partir do padrão de construção atual e dados estatísticos. Neste estudo se considera a aplicação de geração fotovoltaica em superfícies opacas do edifício com as tecnologias de silício monocristalino, multicristalino e amorfo, e das tecnologias CIGS e CdTe. O sistema fotovoltaico possui 1605 m² de área instalada de módulos e foi dividido em cinco subsistemas, um para as análises na cobertura e os demais para cada orientação das fachadas verticais. Para a cidade de Porto Alegre, todas as tecnologias apresentaram uma produção suficiente para suprir a demanda da edificação, já para a cidade de Recife, apenas a tecnologias a-Si não produziu energia suficiente para suprir a demanda. A tecnologia que apresentou a maior geração por unidade de área em Porto Alegre e Recife foi a de silício monocristalino, com produção de 140,7 kWh ano/m² e 146,6 kWh ano/m², respectivamente. A partir dos resultados de geração, foram criadas relações entre a geração por área na cobertura versus a geração por área de fachada vertical. Para Porto Alegre, as fachadas verticais apresentam relações muito semelhante, exceto a fachada sul, sendo a fachada com melhor relação a leste com 1,73, seguida das fachadas norte com 1,75, oeste com 1,76, e a fachada sul apresentou uma relação de 3,30. Em Recife, a melhor fachada vertical para geração fotovoltaica é a fachada oeste, que apresentou uma relação de 1,39 vezes a área necessária para gerar a mesma quantidade de energia elétrica que a cobertura, seguida das fachadas leste com relação de 2,20, norte com 2,34 e por último a fachada sul com 2,69. | pt_BR |
| Agência de fomento (dc.description.sponsorship) | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior | pt_BR |
| URI (dc.identifier.uri) | http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/8762 | |
| Idioma (dc.language) | pt_BR | pt_BR |
| Nome da instituição (dc.publisher) | Universidade do Vale do Rio dos Sinos | pt_BR |
| País da Instituição (dc.publisher.country) | Brasil | pt_BR |
| Departamento (dc.publisher.department) | Escola Politécnica | pt_BR |
| Sigla da Instituição (dc.publisher.initials) | Unisinos | pt_BR |
| Programa (dc.publisher.program) | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica | pt_BR |
| Direitos de acesso ao documento (dc.rights) | openAccess | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Energia solar fotovoltaica | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | BAPV | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | EnergyPlus | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Edificação residencial | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Desempenho energético | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Geração fotovoltaica aplicada em edificações | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Photovoltaic solar energy | en |
| Assunto (dc.subject) | BAPV | en |
| Assunto (dc.subject) | EnergyPlus | en |
| Assunto (dc.subject) | Residential building | en |
| Assunto (dc.subject) | Energy performance | en |
| Assunto (dc.subject) | Photovoltaic generation applied in buildings | en |
| Tema (CNPq) (dc.subject.cnpq) | ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Mecânica | pt_BR |
| Título (dc.title) | Simulação e análise de diferentes tecnologias de módulos fotovoltaicos aplicados em uma edificação residencial vertical | pt_BR |
| Tipo de arquivo (dc.type) | Dissertação | pt_BR |
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