Envelopamento de edificações com tecnologias de aproveitamento de energia fotovoltaica: estudo de caso para o Câmpus Curitiba – Sede Ecoville da UTFPR

INTRODUÇÃO

A construção civil é uma atividade que impacta diretamente o meio ambiente, pois envolve o desmatamento e a desapropriação de áreas, a extração de grandes volumes de matéria-prima da natureza, uma enorme quantidade de entulhos e resíduos gerados e um alto consumo de energia em seus processos. Nas últimas décadas, a conscientização a respeito da preservação dos recursos naturais e do meio-ambiente vem mudando, de tal modo que, desde a Comissão Brundtland (década de 1980) (AGOPYAN; JOHN, 2011), o tema sustentabilidade assumiu um importante papel nas discussões e nos estudos da sociedade atual.

Segundo o Relatório Brundtland, entre as medidas necessárias para a promoção do desenvolvimento sustentável estão a garantia de energia em longo prazo e a diminuição do consumo e desenvolvimento de tecnologias com uso de fontes renováveis. Atualmente, a matriz energética brasileira ainda depende de fontes não-renováveis de energia. Por um lado, 85% da oferta de energia elétrica (fonte secundária) no país provém de fontes renováveis (hidráulica e eólica), todavia 54% da produção de energia por fontes primárias (recursos naturais de energia) é originada de fontes não-renováveis, ou seja, combustíveis fósseis (MME; EPE, 2013a).

O efeito fotovoltaico, descoberto primeiramente em 1839 por Alexandre Edmond Becquerel (GTES, 2014), proporciona uma fonte de energia que vem se desenvolvendo ao longo de décadas de estudo e utilização. Nos últimos anos, tem despontado como uma das mais promissoras fontes de energia renovável, sendo preferencialmente adotada por importantes países desenvolvidos, casos de Alemanha, Estados Unidos e Japão (FRAAS; PARTAIN, 2010).

Células fotovoltaicas, responsáveis pela transformação da energia solar em energia elétrica, estão presentes em dispositivos embarcados, eletrônicos e na construção civil. Em casas e edificações, são componentes dos painéis fotovoltaicos, normalmente instalados sobre telhados. No entanto, é crescente a aplicação dos painéis em substratos alternativos, como fachadas e janelas, com o intuito de aumentar a produção de energia por área disponível.

Os primeiros painéis fotovoltaicos comerciais voltados à construção civil eram concebidos com prioridade para a eficiência na transformação energética, sem levar em conta a estética. O fato de terem sido comumente utilizados apenas em uma pequena área sobre os telhados colaborou para uma certa negligência com relação ao aspecto visual dos painéis (CHIVELET; SOLLA, 2010, p. 71).

Todavia, a constante necessidade de maiores produtividades, aliada ao gradual aumento da preocupação arquitetônica, naturalmente estimulou engenheiros e arquitetos a conceberem sistemas fotovoltaicos em fachadas de edificações, e a exigirem da indústria o aprimoramento visual dos painéis ofertados. Atualmente, dezenas de fabricantes disputam o mercado de painéis fotovoltaicos integrados à arquitetura das construções, cujas técnicas são conhecidas como BIPV (building-integrated photovoltaics) (CHIVELET; SOLLA, 2010, p. 43).

Recentemente, pesquisadores de diferentes universidades americanas têm conseguido produzir células fotovoltaicas transparentes com três tecnologias distintas, possibilitando assim a aplicação de filmes fotovoltaicos em superfícies que obrigatoriamente devem permitir a passagem de luz visível, como nas janelas (ANTHONY; LENDINO, 2015; FAN; JAVEY, 2008; STAUFFER, 2015). A própria produção de filmes fotovoltaicos finos e flexíveis permitiu que a energia solar incidente em superfícies curvas ou acidentadas também fosse aproveitada.

A adoção de sistemas fotovoltaicos para uso residencial e comercial é estimulada pela regulamentação da geração distribuída de energia renovável. No Brasil, esta regulamentação aconteceu através da Resolução Normativa Nº482/2012 da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) (BRASIL, 2012). Com ela, o microgerador de energia elétrica que utilize fontes renováveis poderá disponibilizar seu excedente de produção na rede elétrica pública, e ser compensado financeiramente por isso. Além desta resolução normativa, a energia fotovoltaica vem conquistando espaço nas prioridades governamentais de investimento em energia, como se observa no Plano Decenal de Energia 2022 (MME; EPE, 2013b).

Portanto, os recentes avanços no mercado de sistemas fotovoltaicos têm permitido se vislumbrar um aproveitamento máximo da incidência de energia solar em edificações. De fato, o retorno financeiro sobre o investimento deve ser considerado para que tais sistemas se popularizem, e um estudo prévio sobre as áreas das edificações onde a aplicação de painéis e filmes fotovoltaicos produz resultados compensatórios se faz necessário.

Referências

AGOPYAN, V.; JOHN, V. M. O desafio da sustentabilidade na construção civil: volume 5. São Paulo: Blucher, 2011.

MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA; EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA. Balanço energético nacional 2013: ano base 2012. Rio de Janeiro: [s.n.], 2013. Disponível em: <http://www.mme.gov.br/mme/galerias/arquivos/publicacoes/BEN/2_-_BEN_-_Ano_Base/1_-_BEN_Portugues_-_Inglxs_-_Completo.pdf>. Acesso em: 18 nov. 2015.

GRUPO DE TRABALHO DE ENERGIA SOLAR. Manual de engenharia para sistemas fotovoltaicos. Rio de Janeiro: CEPEL; DTE; CRESESB, 2014.

FRAAS, L. M.; PARTAIN, L. D. Solar Cells and Their Applications. 2. ed. Hoboken: John Wiley & Sons, 2010.

CHIVELET, N. M.; SOLLA, I. F. Técnicas de vedação fotovoltaica na arquitetura. Porto Alegre: Bookman, 2010.

ANTHONY, S.; LENDINO, J. This fully transparent solar cell could make every window and screen a power source (updated). 2015. Disponível em: <http://www.extremetech.com/extreme/188667-a-fully-transparent-solar-cell-that-could-make-every-window-and-screen-a-power-source>. Acesso em: 18 nov. 2015.

FAN, Z.; JAVEY, A. Solar cells on curtains. Nature Materials, v. 7, p. 7–8, 2008.

STAUFFER, N. W. Transparent solar cells. [s.l.]: MIT Energy Initiative, 2015. Disponível em: <http://mitei.mit.edu/news/transparent-solar-cells>. Acesso em: 18 nov. 2015.

BRASIL. Convênio ICMS 75, de 14 de julho de 2011. Altera o convênio ICMS 101/97, que concede isenção do ICMS nas operações com equipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eólica que especifica. 2011. Disponível em: <http://www1.fazenda.gov.br/confaz/Confaz/Convenios/icms/2011/CV075_11.htm>. Acesso em: 18 nov. 2015.