Photovoltaic System on Facades: Performance and Financial Return Study for a Public Building

Estudo de Desempenho e Retorno Financeiro para um Edifício Público

Authors

  • Ayrton Lucas Lisboa do Nascimento Universidade Federal do Pará
  • Midori Ueoka Carvalho Universidade Federal do Pará
  • Bruno Santana de Albuquerque Universidade Federal do Pará
  • Carminda Célia Moura de Moura Carvalho Universidade Federal do Pará

DOI:

https://doi.org/10.46421/entac.v20i1.6154

Keywords:

Vertical growth, Photovoltaic system, BIPV, Building facade integration, Economic viability of BIPV

Abstract

Many cities have been experiencing strong vertical growth, which directly impacts the adoption of Photovoltaic Systems in urban areas. There is a great need for solutions that meet consumer units when there is no available roof area, whether for residential, commercial, or public buildings. In this context, the technique of building-integrated photovoltaic systems is gaining ground, which aims to solving the problem of the lack of useful space for installation. In Brazil, the technique is not widely explored due to the lack of available technologies in the market and the professional apparatus for installing these systems. This study aims to present the performance and financial return of the same photovoltaic system installed in different orientations of the facade of a public building located in the city of Belem, state of Pará, Brazil. To carry out the study, three-dimensional building simulation and photovoltaic system evaluation programs will be adopted. The results demonstrated the scenarios that have the most efficiency of electricity generation considering the degradation of the PV system, impacting the financial return of each system.

Author Biographies

Ayrton Lucas Lisboa do Nascimento, Universidade Federal do Pará

Graduando de Engenharia Elétrica pela Universidade Federal do Pará (UFPa) e em Análise e Desenvolvimento de Sistemas na Faculdade Estácio. Atualmente membro do Centro de Excelência em Eficiência Energética da Amazônia (CEAMAZON), onde participa dos projetos Sistema de Gestão Energética (SISGEE) e do Sistema Inteligente Multimodal da Amazônia (SIMA). Trabalha com pesquisas focadas em sistemas elétricos de potência. Tem experiência na área da Engenharia Elétrica com sistemas fotovoltaicos e mobilidade elétrica, no campo das energias renováveis e no desenvolvimento sustentável. Além disso, também tem experiência na área de desenvolvimento de sistemas com linguagem de programação em Python, JavaScript e PHP.

Midori Ueoka Carvalho, Universidade Federal do Pará

Mestra na área de tecnologias construtivas no Programa de Pós-graduação em Arquitetura e Urbanismo (PPGAU/UFPA, 2023), atuando principalmente nos seguintes temas: fachada fotovoltaica ventilada e desempenho energético e térmico. Graduada em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Pará (1992) e bolsista em estágio de engenharia civil no Japão (1993-1994). Tem experiência em estágio docente na UFPA e atua em execução de obras com ênfase em construção e reforma de edificações comerciais e residenciais. Atualmente é diretora voluntária de obras e de esportes da Associação Nikkei de Belém (ANB).

Bruno Santana de Albuquerque, Universidade Federal do Pará

Mestre em Sistemas de Energia Elétrica (PPGEE-UFPA /2020), com linha de pesquisa em Sistemas Elétricos de Potência. Especialista em Análise e Diagnóstico em Eficiência Energética e Qualidade da Energia Elétrica pela Universidade Federal do Pará (UFPA/ 2019) e Graduado em Engenharia Elétrica no ano de 2017, na mesma instituição. Atualmente cursando o doutorado em Sistemas de Energia (PPGEE-UFPA), com linha de pesquisa em Sistemas de Potência. Tem experiência internacional como bolsista BRAFITEC/Capes durante 2013/2014, tendo estudado na Ecole d'Ingénieurs Généralistes (EIGSI-La Rochelle) e cursado a Spring School Future Sustainable Energy Supply 2022, na Hochschule Stralsund. Membro do Centro de Excelência em Eficiência Energética da Amazônia (CEAMAZON), na condição de pesquisador doutorando, onde participa e desenvolve trabalhos no campo das Energias Renováveis, Eficiência Energética, Qualidade de Energia, entre outros.

Carminda Célia Moura de Moura Carvalho, Universidade Federal do Pará

Possui graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal do Pará (1993), mestrado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal do Pará (1996) e doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal do Pará (2006). É professora Titular da Universidade Federal do Pará e integra o corpo docente do Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo da Universidade Federal do Pará. Atualmente é Diretora da Faculdade de Engenharias Elétrica e Biomédica (FEEB) do Instituto de Tecnologia (ITEC) da Universidade Federal do Pará. Tem experiência na área de Sistemas de Energia Elétrica, com ênfase em Qualidade da Energia Elétrica, atuando principalmente nas seguintes linhas de pesquisa: qualidade da energia, eficiência energética em edificações, geração distribuída e instalações elétricas prediais.

References

JELLE, B.P., BREIVIK, C., ROKENES, H.D. Building integrated photovoltaic products: a state-of-the-art review and future research opportunities. Solar Energy Mater. Solar Cells 100 (2012) 69–96.

ZHANG, X., LAU, S.K., LAU, S.S.Y., ZHAO, Y., 2018. Photovoltaic integrated shading devices (PVSDs): A review. Sol. Energy 170, 947–968. https://doi.org/10.1016/j.solener.2018.05.067.

CRONEMBERGER, JOARA, CAAMAÑO-MARTÍN, ESTEFANÍA, SÁNCHEZ, SERGIO VEGA. Assessing the solar irradiation potential for solar photovoltaic applications in buildings at low latitudes – Making the case for Brazil, Energy and Buildings, Volume 55, 2012, Pages 264-272.

GHOLAMI, HASSAN; ROSTVIK, HARALD NILS; MÜLLER-EIE DANIELA. Holistic economic analysis of building integrated photovoltaics (BIPV) system: Case studies evaluation. Energy and Buildings. Volume 203, 2019.

SALAMEH, TAREQ; ASSAD MAMDOUH EL HAJ; TAWALBEH, MUHAMMAD; GHENAI, CHAOUKI; MERABET, ADEL; ÖZTOP, HAKAN F. Analysis of cooling load on commercial building in UAE climate using building integrated photovoltaic façade system. Solar Energy 199, 617-629. 2020.

MAIA, ANA LÍDIA ARAGÃO; BLASQUES, LUIS CARLOS MACEDO; MONTEIRO, MARCELA MARÇAL MACIEL. Analysis of urban morphology to generation of photovoltaic energy in Belém-PA. The Journal of Engineering and Exact Sciences – JCEC, Volume. 07 N. 01 (2021) journal homepage: https://periodicos.ufv.br/ojs/jcec.

TILMANN E. KUHN, CHRISTOF ERBAN, MARTIN HEINRICH, JOHANNES EISENLOHR, FRANK ENSSLEN, DIRK HOLGER NEUHAUS, Review of technological design options for building integrated photovoltaics (BIPV). Energy and Buildings, Volume 231, 2021. Disponível em https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.110381.

NASCIMENTO, Ayrton Lucas Lisboa do et al. Estimativa de payback de um sistema fotovoltaico híbrido para um prédio público educacional. In: ANAIS DA XV CONFERêNCIA BRASILEIRA SOBRE QUALIDADE DA ENERGIA ELÉTRICA, 2023, São Luís. Anais eletrônicos... Campinas, Galoá, 2023. Disponível em: https://proceedings.science/cbqee/cbqee-2023/trabalhos/estimativa-de-payback-de-um-sistema-fotovoltaico-hibrido-para-um-predio-publico?lang=pt-br Acesso em: 19 Abr. 2024.

Published

2024-10-07

How to Cite

LISBOA DO NASCIMENTO, Ayrton Lucas; UEOKA CARVALHO, Midori; SANTANA DE ALBUQUERQUE, Bruno; MOURA DE MOURA CARVALHO, Carminda Célia. Photovoltaic System on Facades: Performance and Financial Return Study for a Public Building: Estudo de Desempenho e Retorno Financeiro para um Edifício Público. In: NATIONAL MEETING OF BUILT ENVIRONMENT TECHNOLOGY, 20., 2024. Anais [...]. Porto Alegre: ANTAC, 2024. p. 1–12. DOI: 10.46421/entac.v20i1.6154. Disponível em: https://eventos.antac.org.br/index.php/entac/article/view/6154. Acesso em: 21 nov. 2024.

Similar Articles

<< < 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 > >> 

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