Arquitetura de Vedação Fotovoltaica
Autor: Cidade Tecnológica | Publicado: 2017-01-02T13:02:00-08:00



A orientação e a inclinação dos painéis fotovoltaicos determinam a irradiância que eles recebem, a qual é o parâmetro mais significativo na produção elétrica. Em geral, um módulo fotovoltaico orientado para o equador geográfico. (sul no hemisfério norte, norte no hemisfério sul) e inclinado alguns graus a menos do que o valor da latitude local produz a máxima geração elétrica em termos anuais. A margem de ângulos que permitem uma insolação suficiente do módulo é determinada sobretudo pela latitude do lugar. Assim, as fachadas verticais orientadas para o norte apresentam perdas, com relação ao valor máximo, de aproximadamente 33% em Porto Alegre (30°1"S), enquanto superam 55% em Recife (8°3"S). Por outro lado, as inclinações de até 15° mantêm as perdas inferiores a 20% em Porto Alegre, 12% no Rio de Janeiro (22°54"S) e 5% em Recife, para qualquer orientação do módulo.
Embora secundário quando comparado com a irradiância, o controle da temperatura é outro fator importante nos sistemas integrados a edificações. Portanto, é conveniente permitir a ventilação da face posterior dos módulos, especialmente nos de silício cristalino e nos de disseleneto de cobre e índio (CIS).
São expostas outras medidas que contribuem para a melhoria do rendimento elétrico, como evitar a conexão em série de módulos com diferentes características ou situados em diferentes planos, reduzir a distância entre os painéis e o inversor, ou usar cabos e sistemas de conexão adequados. Se destaca, no projeto da instalação, a importância da acessibilidade aos módulos, para sua limpeza, tanto em fachadas como em coberturas, e a importância de evitar que fiquem na sobra.
Por outro lado, do ponto de vista construtivo, os elementos fotovoltaicos devem cumprir uma série de exigências, tais como o aspecto desejado (cor, imagem, tamanho, transparência, etc), a impermeabilização, a resistência a cargas de vento, a durabilidade e a manutenção, a segurança durante a construção e o uso, e, por fim, o custo.
Para poder dar uma resposta conjunta às necessidades de produção energética e da integração construtiva é fundamental que a opção fotovoltaica se discuta desde o começo do projeto de arquitetura da edificação. O arquiteto decidirá se o sistema fotovoltaico deve se converter em um elemento característico da fachada ou da cobertura, ou se deve desempenhar um papel secundário. De qualquer maneira, o desafio está em integrar adequadamente os painéis fotovoltaicos às edificações, e assim conseguir coadunar as exigências de geração elétrica com as necessidades típicas do sistema de vedação, o que é possível buscando-se projetos inovadores.
As fachadas ventiladas são muito adequadas para a integração fotovoltaica. Sua câmara de ar posterior tem como função reduzir temperaturas, o que contribui para manter uma alto rendimento fotovoltaico, além de proporcionar espaço para os cabos e conexões.
Nas fachadas verticais ou inclinadas, as paredes-cortina são uma opção de revestimento conhecida e confiável. Os módulos fotovoltaicos podem ser integrados a duas modalidades de parede-cortina: o sistema de montantes e travessa, montado in-loco; e o sistema modulado, completamente pré-fabricado em uma indústria. Do ponto de vista construtivo, este último é melhor para a integração dos módulos fotovoltaicos, porque a instalação e a conexão elétrica dos módulos são realizadas sob condições de qualidade mais controladas.
As janelas também podem abrigar módulos fotovoltaicos, que podem ocupar as partes fixas e deixar livres as folhas com vidros transparentes. Outra possibilidade é empregar módulos semitransparentes de película delgada que cubram toda a superfície.
Os elementos em balanço ou agregados às fachadas são uma boa opção para a integração fotovoltaica, por sua inclinação voltada para o sol e porque suas faces são ventiladas. Os brises representam uma grande oportunidade de se converter no suporte ideal para integrar os módulos fotovoltaicos e combinar duas funções no mesmo elemento: o controle da radiação solar (sombreamento) e a produção de energia elétrica. Nos brises fixos - que protegem do sol por cima da linha de janelas e que podem ser orientados da forma mais adequada para assegurar a máxima captação solar -, os painéis fotovoltaicos podem estar inseridos em panos de vidro laminado fixados em perfis de alumínio em balanço, através dos quais são feitas as conexões elétricas que levam ao interior do edifício. Uma variante são os brises metálicos revestidos com painéis solares de película delgada.
As coberturas são as zonas de uma edificação onde a integração fotovoltaica é mais usual. Nas coberturas cegas, os módulos podem se integrar com um revestimento superposto ou como um componente intrínseco do sistema estanque. Nas coberturas inclinadas é preferível evitar a superposição e utilizar módulos especialmente desenhados para sua integração a elas, como as telhas fotovoltaicas. Para as coberturas planas, todos os fabricantes de sistemas fotovoltaicos têm soluções-padrão, geralmente de baixo custo, uma vez que empregam dimensões e sistemas de fixação normalizados.
Na integração fotovoltaica a clarabóias e átrios envidraçados combinam-se a geração elétrica, a transparência e a estanqueidade. A integração é feita tanto nos vidros transparentes como nos opacos, se estes existirem. Os vidros duplos das clarabóias podem ser substituídos por painéis fotovoltaicos com alguma transparência, montados, por sua vez, em um vidro também duplo, para não perder as características de transmissividade térmica. A fixação dos módulos é exatamente a mesma dos vidros que foram substituídos.
Nos edifícios industriais ou pavilhões poliesportivos, os painéis fotovoltaicos podem ser colocados na face norte de uma cobertura em shed, o que permite a entrada de luz natural indireta pela fachada sul (no hemisfério norte). Se o prédio tiver uma cobertura curva, uma boa opção será empregar painéis fotovoltaicos de película delgada, opacos, mas flexíveis, integrados à chapa nervurada da cobertura.