Analysis of a photovoltaic system for a ZEB in southern Brazil

Authors

  • Sidnei Matana Júnior Universidade de Passo Fundo [https://ror.org/01cwd8p12]
  • Marcos Antonio Leite Frandoloso Universidade de Passo Fundo http://lattes.cnpq.br/0868797216051044
  • Vandré Universidade de Passo Fundo [https://ror.org/01cwd8p12]

DOI:

https://doi.org/10.46421/entac.v19i1.2169

Keywords:

Renewable energy. Energy efficiency. SDG7. Sustainable infrastructure.

Abstract

The 2030 Agenda SDG7 aims to increase renewable energy sources use, however, it is necessary to analyze its technical feasibility. The study objective is to evaluate a photovoltaic system performance, aiming to convert a university building into a Zero Energy Building - ZEB. Initially, was developed the performance rates analysis of the existing system. The on-site generation was measured for one year and then compared to the potential generation to scale the building's self-sufficiency. The average performance rate was 0.92, and the average generation reached 68.5% of current consumption, indicating that it is feasible to achieve self-sufficiency in the building.

Author Biographies

Sidnei Matana Júnior, Universidade de Passo Fundo [https://ror.org/01cwd8p12]

Arquiteto e Urbanista, Mestre em Engenharia Civil e Ambiental - PPGENG - Univesidade de Passo Fundo

Marcos Antonio Leite Frandoloso, Universidade de Passo Fundo

Possui graduação em Curso de Arquitetura e Urbanismo pela Universidade Federal de Pelotas (1986), mestrado em Arquitetura pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2002) e Doutor Internacional pelo Programa de Doctorat en Arquitectura, Energia i Medi Ambient - Universitat Politècnica de Catalunya (2018), reconhecido como Doutor em Arquitetura e Urbanismo pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (2018). Atualmente é profissional liberal - Arquitetura e Urbanismo + Design, professor convidado da Faculdade Empresarial de Chapecó e professor Titular II da Universidade de Passo Fundo. Coordenador do CST em Design de Produto da UPF de 2010 à 2018. Professor convidado no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental - PPGEng da UPF. Revisor de periódicos internacionais (IJSHE) e Associated Editor da Encyclopedia Of Sustainable Development Goals (Springer). Tem experiência na área de Arquitetura e Urbanismo, com ênfase em Planejamento e Projetos da Edificação, atuando principalmente nos seguintes temas: eficiência energética, projeto de arquitetura, planejamento urbano, campus universitário e energia e meio ambiente. Na área de Design desenvolve atividades de docência, pesquisa e extensão, nas áreas da produção, criação e gestão do Design; coordenador do Centro Vocacional e de Inovação Tecnológica da Indústria Moveleira (CETIMOV) em Lagoa Vermelha.

Vandré, Universidade de Passo Fundo [https://ror.org/01cwd8p12]

Professor Doutor - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental - PPGENG, Universidade de Passo Fundo - RS

References

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY. Global Energy Review 2020. 2020. Disponível em: https://www.iea.org/reports/global-energy-review-2020/electricity#abstract. Acesso em 12 set. 2020.

YANKSON, E. Sustainable Awareness: Actions and Possibilities to Achieve the SDG 7. In: LEAL FILHO W., AZUL A., BRANDLI L., LANGE SALVIA A., WALL T. (eds) Affordable and Clean Energy, Encyclopedia of the UN Sustainable Development Goals. 1 ed. Berlin: Springer International Publishing, 2020, p. 1-12. Disponível em: https://doi.org/10.1007/978-3-319-71057-0_122-1. Acesso em 13 out. 2020.

OUR WORLD IN DATA. Share of electricity production by source, World, 2020. 2021. Disponível em: https://ourworldindata.org/grapher/share-elec-by-source?time=latest. Acesso em: 31 mai. 2021.

EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA. Balanço energético nacional 2021 – relatório síntese / ano base 2020. 2021. Disponível em: https://www.epe.gov.br/sites-pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/PublicacoesArquivos/publicacao-601/topico-588/Relat%C3%B3rio%20S%C3%ADntese%20BEN%202021-ab%202020_v2.pdf. Acesso em 31 mai. 2021.

EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA. NOTA TÉCNICA PR 04/18 - Potencial dos Recursos Energéticos no Horizonte 2050. 2018a. Disponível em: https://www.epe.gov.br/sites-pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/PublicacoesArquivos/publicacao-227/topico-416/NT04%20PR_RecursosEnergeticos%202050.pdf. Acesso em: 29 ago. 2020.

RIO GRANDE DO SUL. Atlas socioeconômico Rio Grande do Sul. 2020. Disponível em: https://atlassocioeconomico.rs.gov.br/geracao-e-transmisao-de-energia. Acesso em: 11 set. 2020.

NAKANO, A.; PACHECO, C. R. F.; GRIMONI, J. A. B. Princípios dos geradores fotovoltaicos conectados à rede elétrica. In: MOREIRA, J.R.S. (org). Energias Renováveis, geração distribuída e eficiência energética. 2 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2021.

EIA - U.S. ENERGY INFORMATION ADMINISTRATION. Brazil’s net metering policy leads to growth in solar distributed generation. 2019. Disponível em: https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=42035. Acesso em: 13 mai. 2021.

G1. Governo eleva de R$ 9 bi para R$ 13 bi previsão de gasto com termelétricas; consumidor paga. 2021. Disponível em: https://g1.globo.com/economia/noticia/2021/07/11/governo-eleva-de-r-9-bi-para-r-13-bi-previsao-de-gasto-com-termeletricas-consumidor-paga.ghtml Acesso em 20 jun. 2021.

DIDONÉ, E. L.; WAGNER, A.; PEREIRA, F. O. R. Estratégias para edifícios de escritórios energia zero no Brasil com ênfase em BIPV TT. Ambiente Construído, v. 14, n. 3, p. 27–42, 2014. Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1678-86212014000300003&lang=pt%0Ahttp://www.scielo.br/pdf/ac/v14n3/03.pdf>. Acesso em: 12 set. 2021.

BENDER, L. V.; LEITZKE, R. K.; FREITAS, J. R. DE; CUNHA, E. G. DA; SALAMONI, I. T. Estudo da paridade econômica e do desempenho energético de fachadas solares fotovoltaicas no extremo sul do Brasil. Ambiente Construído, v. 20, n. 4, p. 489–508, 2020. Disponível em: https://doi.org/10.1590/s1678-86212020000400484. Acesso em: 03 jan. 2022.

GBC BRASIL - GREEN BUILDING COUNCIL BRASIL. Certificação GBC Brasil Zero Energy. 2020. Disponível em: https://www.gbcbrasil.org.br/docs/zero.pdf. Acesso em: 30 set. 2020.

INMETRO - INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGIA, QUALIDADE E TECNOLOGIA. Portaria nº 42, de 24 de fevereiro de 2021: Aprova a Instrução Normativa Inmetro para a Classificação de Eficiência Energética de Edificações Comerciais, de Serviços e Públicas (INI-C) que aperfeiçoa os Requisitos Técnicos da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos (RTQ-C), especificando os critérios e os métodos para a classificação de edificações comerciais, de serviços e públicas quanto à sua eficiência energética. 2021. Disponível em: https://www.in.gov.br/en/web/dou/-/portaria-n-42-de-24-de-fevereiro-de-2021-307486285. Acesso em: 10 jan. 2022.

NETO, A. H.; IOSHIMOTO, E.; YAMADA, E.S.; KATO, E.; NEVES, L. O. Eficiência Energética. In: MOREIRA, J.R.S. (org.). Energias Renováveis, geração distribuída e eficiência energética. 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2019.

MATANA JÚNIOR, S. Estudo de viabilidade técnica e econômica para edificação universitária zero energy building. 2022. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental) – Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de Passo Fundo, Passo Fundo, 2022.

MATANA JÚNIOR, S., FRANDOLOSO, M.A.L., BRIÃO, V.B. (2022). Lighting Retrofit: Consumption Reduction Practices in a University in Southern Brazil. In: Leal Filho, W., Portela de Vasconcelos, C.R. (eds) Handbook of Best Practices in Sustainable Development at University Level. World Sustainability Series. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-04764-0_16

IBGE - INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Passo Fundo. 2021. Disponível em: https://www.ibge.gov.br/cidades-e-estados/rs/passo-fundo.html. Acesso em: 29 jan. 2021.

EMBRAPA. Clima de Passo Fundo - Normais climatológicas. 2001. Disponível em: http://www.cnpt.embrapa.br/pesquisa/agromet/pdf/Clima_de_Passo_Fundo.pdf. Acesso em 15 out. 2020.

CRESESB. Potencial Solar - SunData v 3.0. 2018. Disponível em: http://www.cresesb.cepel.br/index.php#data. Acesso em: 14 mai. 2021.

AUTODESK. Software Autodesk Revit Architeture 2019. Versão 19.0.0.420. Versão educacional. Autodesk, 2019.

BALFOUR, J.; SHAW, M.; NASH, N. B. Introdução ao projeto de sistemas fotovoltaicos. Rio de Janeiro: LTC, 2019.

RABANI, M.; MADESSA, H. B; NORD, N. Achieving zero-energy building performance with thermal and visual comfort enhancement through optimization of fenestration, envelope, shading device, and energy supply system. Sustainable Energy Technologies and Assessments, v. 44, n. January, p. 101020, 2021. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.seta.2021.101020>. Acesso em 19 jan. 2022.

SAILOR, D. J.; ANAND, J.; KING, R. R. Photovoltaics in the built environment: A critical review. Energy and Buildings, v. 253, p. 111479, 2021. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2021.111479>. Acesso em 19 jan. 2022.

CAMPOS, M. S.; ALCANTARA, L. D. S. Interpretação dos Efeitos de Tempo Nublado e Chuvoso Sobre a Radiação Solar em Belém/PA Para Uso em Sistemas Fotovoltaicos. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 31, n. 4, p. 570–579, 2016. Disponível em: https://doi.org/10.1590/0102-7786312314b20150065. Acesso em: 30 set. 2021.

TRINA SOLAR. Datasheet Tallmax TSM-DE15H (II). 2019. Disponível em: https://static.trinasolar.com/sites/default/files/EU_TSM_DE15H%28II%29_datasheet_A_2019_Web.pdf. Acesso em: 18 jun. 2021.

BRAVO HIDALGO, D.; BAEZ-HERNANDEZ, A. Technologies of zero energies buildings. A review. Ingeniería Y Competitividad, v. 21, n. 2, p. 1–11, 2019. Disponível em: https://doi.org/10.25100/iyc.v21v2i.7150. Acesso em: 05 set. 2021.

ANJOS, R. S. Análise e simulação de pontos quentes em painéis fotovoltaicos. 2016. Dissertação (Mestrado em Engenharia Eletrotécnica) – Área Departamental de Engenharia Eletrotécnica Energia e Automação, Instituo Superior de Engenharia de Lisboa, Lisboa 2016.

SCOGNAMIGLIO, A.; ADINOLFI, G.; GRADITI, G.; SARETTA, E. Photovoltaics in net zero energy buildings and clusters: Enabling the smart city operation. Energy Procedia, v. 61, p. 1171–1174, 2014. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1016/j.egypro.2014.11.1046>. Acesso em: 19 nov. 2020.

Downloads

Published

2022-11-07

How to Cite

SIDNEI MATANA JÚNIOR; LEITE FRANDOLOSO, Marcos Antonio; VANDRÉ. Analysis of a photovoltaic system for a ZEB in southern Brazil. In: NATIONAL MEETING OF BUILT ENVIRONMENT TECHNOLOGY, 19., 2022. Anais [...]. Porto Alegre: ANTAC, 2022. p. 1–12. DOI: 10.46421/entac.v19i1.2169. Disponível em: https://eventos.antac.org.br/index.php/entac/article/view/2169. Acesso em: 21 nov. 2024.

Issue

Vol. 19 (2022): XIX ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO

Section

(Inativa) Conforto Ambiental e Eficiência Energética

Similar Articles

<< < 40 41 42 43 44 45 

You may also start an advanced similarity search for this article.