Pesquisadores no Canadá realizaram um estudo para determinar a viabilidade de arranha-céus movidos a energia solar, atingindo a condição de energia líquida zero. Suas descobertas sugerem que, para atingir o desempenho de energia líquida zero, os edifícios alimentados por energia solar no local não devem exceder 10 andares de altura, com uma intensidade de uso de energia (EUI) de 50 kWh/m2a. Além disso, uma redução para um EUI de 75 kWh/m2a limitaria a altura do edifício a 5-6 andares para se qualificar como um edifício de energia quase zero (NZEB).
Edifícios com energia zero líquida
Edifícios com energia zero líquida (NZEBs) são aqueles com requisitos de energia primária muito baixos, atendidos significativamente por fontes renováveis, resultando em um uso anual de energia aproximadamente igual à energia renovável produzida no local. Atingir o desempenho de energia líquida zero compensa as emissões associadas à eletricidade extraída da rede, levando a uma posição de emissão líquida zero.
Os pesquisadores observaram que a maioria dos edifícios de energia líquida zero são atualmente residências unifamiliares ou estruturas baixas, pois os arranha-céus enfrentam desafios para atender aos padrões NZEB devido à sua grande relação área/superfície, limitando o espaço para sistemas de energia solar. Uma pesquisa de 32 edifícios de energia quase zero na Europa revelou que apenas 4 tinham cinco ou mais andares, com o mais alto atingindo sete andares.
Como atingir a energia zero líquida com energia solar
A análise se concentrou na intensidade máxima de uso de energia (EUI) medida em kWh/m² e investigou diferentes configurações de sistemas solares, incluindo tecnologias fotovoltaicas (PV) e fotovoltaicas térmicas (PVT), bem como áreas geográficas e geometrias de construção.
Os pesquisadores consideraram um edifício de 40 andares com uma área útil de 40 × 40 m², um pé direito de 3,8 m e uma relação janela-parede de 50% em todos os lados. Eles avaliaram 16 metrópoles da América do Norte em dois cenários: um com telhado coberto por sistemas fotovoltaicos e paredes equipadas com painéis fotovoltaicos integrados ao edifício (BIPV) e outro com painéis PVT cobrindo todas as áreas disponíveis de telhado e parede. O estudo assumiu que todas as áreas disponíveis na cobertura e nas paredes, incluindo a parede voltada para o norte, foram cobertas com painéis PV ou PVT, sem considerar as sombras do ambiente urbano.
Os resultados indicaram que, no primeiro cenário, o EUI máximo permitido para desempenho de energia líquida zero variou de 16,5 kWh/m² a 24,2 kWh/m². No segundo cenário, o EUI ficou entre 18,6 kWh/m² e 27,8 kWh/m². A transição de coletores PV para PVT melhorou o EUI em 8% a 44% devido à maior eficiência dos sistemas PVT. Alterar a orientação do edifício para uma forma de piso não quadrada melhorou ainda mais o EUI em até 52% no cenário PV e 63% no cenário PVT.
Em última análise, os pesquisadores concluíram que, para os edifícios se tornarem NZEBs, eles não deveriam exceder um EUI de 50 kWh/m2a, correspondendo a uma altura máxima de 10 andares. Alternativamente, uma redução da intensidade energética para 75 kWh/m2a limitaria a altura do edifício a 5-6 andares para atingir a condição NZEB.
Fonte: PV-Magazine
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