Avaliação da influência do contexto urbano na radiação solar para geração de energia

Abstract

Resumo Este trabalho desenvolveu uma metodologia para avaliar a influência do contexto urbano na radiação solar para geração de energia com uso de módulos fotovoltaicos na envoltória de edifícios verticais. A metodologia foi baseada em simulações computacionais pelos programas Diva-for-Rhino e EnergyPlus. Duas cidades brasileiras com diferentes tipos de clima foram selecionadas para o estudo: Florianópolis e Fortaleza. Foram definidos diferentes contextos urbanos considerando edifícios com alturas iguais (Elevação Uniforme) e alturas variadas (Elevação Aleatória). Através da análise de radiação solar na superfície para aplicação dos módulos fotovoltaicos analisou-se a influência do sombreamento do entorno na geração de energia de diferentes tipos de edifícios de escritório. Na sequência, foram desenvolvidas estratégias para a aplicação dos módulos fotovoltaicos na envoltória através da análise detalhada da radiação solar disponível. Os resultados mostraram que o contexto uniforme é uma boa opção para edifícios com até 6 pavimentos, onde a área com maior potencial para geração de energia foi a coberta. Os contextos aleatórios apresentaram-se como melhor opção para aplicação de módulos fotovoltaicos nas fachadas dos edifícios mais altos.Abstract In this work a methodology was developed to evaluate the influence of urban context on the usable solar radiation for energy generation through photovoltaic modules on building envelope. The methodology is based on computer simulations using the programs Diva-for-Rhino and EnergyPlus. Two Brazilian cities with different climate were selected for the study: Florianopolis and Fortaleza. Different urban contexts were defined considering buildings with uniform height (Uniform Context) and random height (Random Context). Through the analysis of solar radiation on the building envelope the influence of shading on energy generation for the different office building types was determined. In addition, strategies for PV application on building envelope through the detailed analysis of available solar radiation were developed. The results showed that within an uniform context PV modules are a good option for energy generation. For buildings up to 6 floors enough energy can be generated to achieve an equalized annual energy balance. For this context the area with highest potential for energy generation is the roof. For the random contexts the facades of the high-rise buildings are an interesting option for PV application as well.