Uma equipe de pesquisa liderada por cientistas da Universidade de Nova Gales do Sul (UNSW), na Austrália, investigou os efeitos dos painéis solares fotovoltaicos em telhados sobre as temperaturas urbanas, balanços de energia e demanda de resfriamento. Seu estudo se concentrou em Lyon, França, usando simulações de alta resolução com o modelo Weather Research and Forecasting (WRF).
“À luz das descobertas diversas e às vezes conflitantes na literatura, fica claro que os impactos ambientais dos painéis solares fotovoltaicos em telhados em ambientes urbanos são multifacetados e fortemente dependentes do contexto”, observaram os pesquisadores. “Usando uma configuração urbana realista para Lyon, este trabalho visa melhorar a compreensão de como a integração desses painéis em telhados afeta a dinâmica térmica e energética nos ciclos diurno e noturno.”
A equipe empregou o WRF com uma estratégia de domínio aninhado composta por três domínios: um domínio externo com resolução de 3,5 km, um segundo domínio a 1,17 km e um domínio urbano mais interno, a aproximadamente 390 m. Os dados de cobertura do solo combinaram pontos do conjunto de dados Copernicus Global Land Cover (CGLC) com classificações de zonas climáticas locais (LCZ).
Os cenários examinaram os níveis de cobertura de telhados de 25%, 60% e 100%. Para todos os casos, os painéis fotovoltaicos foram modelados com um albedo de 0,11, emissividade da face superior de 0,79, emissividade da face descendente de 0,95 e eficiência de conversão de 0,19. A profundidade da célula foi fixada em 6,55 mm, com coeficiente de temperatura de 0,0045 °C. As simulações foram executadas para dois períodos: 14 a 20 de agosto de 2023 e 26 a 31 de março de 2023.
Os resultados mostraram que, com 100% de cobertura no telhado, os sistemas fotovoltaicos no telhado induziram aquecimento diurno localizado, aumentando as temperaturas do ar próximo à superfície em até 0,72 °C. Com 25% e 60% de cobertura, as temperaturas do ar a 2 metros aumentaram 0,2 °C e 0,48 °C, respectivamente. À noite, no entanto, os painéis produziram um efeito de resfriamento: as temperaturas do ar próximo à superfície diminuíram em até 0,42 °C sob cobertura total, 0,3 °C a 60% e 0,27 °C a 25%.
“Em termos de desempenho do edifício, os sistemas fotovoltaicos do telhado reduziram as temperaturas da superfície do telhado diurno em uma média de 2,09 °C sob cobertura total, o que se traduziu em uma redução de quase 5% na demanda de ar-condicionado diurno”, explicaram os cientistas. “No entanto, o resfriamento radiativo noturno reduzido levou a um ligeiro aumento nas temperaturas da superfície do telhado de 1,61 °C, aumentando marginalmente as cargas de resfriamento noturno. É importante ressaltar que a eletricidade gerada pelos painéis nos telhados compensou significativamente o consumo: com 100% de cobertura, os painéis produziram uma média de 227,7 Wh m², compensando 85,9% da demanda diária total de ar-condicionado de 265,1 Wh m².”
As descobertas apareceram em “Urban photovoltaics reshape radiative–convective fluxes and cooling energy demand in cities“, publicado na Solar Energy. Pesquisadores da Universidade de Nova Gales do Sul, na Austrália, da Universidade Savoie Mont Blanc, na França, e da Universidade de Calcutá, na Índia, participaram do estudo.
Esta pesquisa confirma o que foi relatado por outros cientistas em 2024 e 2025.
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