A tecnologia fotovoltaica está completando 70 anos e, desde então, sua evolução tem sido contínua. Uma das principais mudanças percebidas é no aumento da potência por módulo. Há 26 anos era instalado o primeiro sistema fotovoltaico integrado a uma edificação no Brasil com módulos fotovoltaicos de 32 W. Hoje, temos módulos com potências superiores a 600 W disponíveis no mercado. No entanto, esse aumento de potência teve um preço, o aumento no tamanho do módulo. Este aumento é uma grande barreira para a integração na arquitetura: módulos grandes são mais pesados, mais suscetíveis a deformações e mais difíceis de compor esteticamente fachadas e coberturas. Aliás, a barreira estética sempre foi uma das que mais afastaram arquitetos da energia solar.
Em paralelo a este cenário, temos uma nova tendência na indústria fotovoltaica, o desenvolvimento de soluções fotovoltaicas estéticas, atraentes, eficientes, inovadoras e multifuncionais. Agora já podemos revestir fachadas e coberturas com superfícies fotovoltaicas sem renunciar à beleza. Pelo contrário, estas instalações, denominadas BIPV (Building-integrated photovoltaics ou energia fotovoltaica integrada a edificações, em tradução livre ao português), resultam em uma estética moderna, sofisticada, sustentável e de alto valor agregado.
É o caso dos módulos fotovoltaicos coloridos. Assim como os módulos convencionais, eles também são compostos por células de silício monocristalino. A diferença é que recebem uma membrana composta por uma nanotecnologia que traz cor e permite a passagem de luz, garantindo uma geração energética de alto desempenho. Os módulos fotovoltaicos coloridos podem ainda ser customizados no tamanho, mas, geralmente, possuem dimensões de aproximadamente 1,00m x 1,60m. Esta dimensão é similar a outros materiais convencionais da construção civil e integra-se facilmente a composições arquitetônicas.
Qual a eficiência de um módulo colorido?
A eficiência de um módulo fotovoltaico colorido está diretamente relacionada com a sua cor e a capacidade desta cor em refletir a luz solar. Quanto mais clara for a membrana colorida, menor será o seu aproveitamento da irradiação e quanto mais escura, maior será a sua eficiência. Para se ter uma ideia, um módulo fotovoltaico branco reflete cerca de 45% da irradiação solar que incide nele, ou seja, seu aproveitamento é de 55%. Já um módulo fotovoltaico verde escuro reflete apenas 20% da luz solar e seu aproveitamento é de 80%. Para saber a eficiência deste módulo, basta multiplicar o percentual de aproveitamento da cor pela eficiência do módulo original. Exemplo: um módulo de 22% de eficiência vai passar a ter 17,6% de eficiência se receber uma membrana verde escura.
Faz sentido gerar energia com módulos coloridos em fachadas?
Há quem questione a instalação fotovoltaica em fachadas por acreditar ser um desperdício, ou ainda um investimento injustificável. Na verdade, ao trazer um revestimento para uma fachada, não se pode comparar a geração com uma usina em solo. Seria até injusto com a usina em solo, cuja única função é gerar energia. Em uma fachada fotovoltaica, o sistema passa a ter múltiplas funções:
- Substituição de um revestimento passivo por um revestimento ativo, ou seja, um investimento que irá se pagar ao longo dos anos;
- Mesma estética de materiais convencionais de revestimento, como ACV ou cerâmica;
- Melhora no conforto térmico da edificação através da estratégia de fachada ventilada;
- Valor agregado ao imóvel muitas vezes superior ao próprio investimento;
- Grande vantagem da geração simultânea, ou seja, diante da Lei 14.300, quanto maior a fração de energia for consumida instantaneamente, mais atrativo será o retorno financeiro;
- E todos os benefícios da economia de energia, comuns a uma usina convencional.
Quanta energia uma fachada pode gerar?
No Brasil, a irradiação incidente em uma fachada corresponde a uma fração de 40% a 65% do que uma instalação com módulos idealmente orientados (orientação norte e ângulo igual à latitude) poderia receber. O percentual exato depende da sua orientação. Se você acha que é pouco, deixa-me te mostrar uma relação interessante: aqui no Brasil temos uma quantidade de sol muito superior à que incide na Europa. No Sul, região em que o país recebe a menor quantidade de sol, nossa irradiação global horizontal ainda é 40% maior do que a melhor região da Alemanha. Ao compararmos a irradiação solar incidente em fachadas (inclinação de 90°), temos pr aticamente a mesma quantidade de irradiação incidente nas fachadas aqui no Brasil e lá na Alemanha, com algumas cidades brasileiras recebendo até 20% mais irradiação em planos verticais.
Como instalar um módulo fotovoltaico colorido?
A instalação de um módulo fotovoltaico colorido pode ser feita de diversas formas, dependendo do local de sua instalação. O mais comum é utilizá-lo como revestimento em fachadas ventiladas. Neste caso, utiliza-se uma estrutura metálica com afastamento de no mínimo 10 cm até a parede original e, nesta estrutura, fixam-se os módulos. Os módulos fotovoltaicos coloridos podem ou não ter moldura metálica, e essa característica irá influenciar a forma de fixação. A forma mais utilizada é com os módulos deslizando sobre canaletas nas quais eles ficam apoiados. Se a instalação do módulo colorido for em telhado, o integrador poderá utilizar os mesmos sistemas de fixação já amplamente adotados, variando apenas conforme o tipo de telha.
Como o mercado está se preparando para os módulos coloridos?
As principais barreiras para uma maior utilização de módulos fotovoltaicos coloridos em fachadas são o desconhecimento da tecnologia, a disponibilidade dos equipamentos no mercado nacional, a mão de obra qualificada para a instalação e os custos iniciais. No entanto, todas as barreiras já estão deixando de ser obstáculos no mercado brasileiro. Já temos fabricantes nacionais e internacionais trazendo a tecnologia para o país, temos empresas se especializando na integração fotovoltaica na arquitetura, temos cursos de capacitação específico em arquitetura solar e os custos já estão muito próximos a revestimentos convencionais da construção civil.
Acredito que o uso de módulos fotovoltaicos coloridos tem tudo para ser a nova tendência das novas edificações e virá consolidar a união da arquitetura com a energia solar.
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Clarissa Zomer é arquiteta, doutora em Engenharia Civil, especialista em sistemas fotovoltaicos integrados à arquitetura. Atuou como pesquisadora do Laboratório Fotovoltaica UFSC por 17 anos e em 2020 fundou a Arquitetando Energia Solar para prestar consultorias, realizar projetos, e oferecer cursos e palestras sobre arquitetura solar. Foi responsável por grandes projetos BIPV, como o próprio Laboratório Fotovoltaica UFSC, por estudos de viabilidade técnica BIPV, como o Mineirão Solar e a Megawatt Solar da Eletrosul e, recentemente, como os Brises Fotovoltaicos do Instituto Germinare. Possui mais de 60 MWp de projetos de sistemas fotovoltaicos integrados à arquitetura e mais de 50 artigos publicados em revistas internacionais, nacionais e em congressos. Clarissa é também Diretora de de BIPV – Fotovoltaica na Arquitetura e Construção da ABGD e Diretora de Projetos Arquitetônicos da Garantia Solar BIPV.
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Super interessante esta matéria ressaltando vantagens e desvantagem da instalação de painéis em fachadas