Integração de telhados verdes e módulos fotovoltaicos: avaliação experimental e numérica de temperatura, umidade e comportamento térmico

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Melo, Amanda
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• dARK ID: ark:/33523/001300000pq2j
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Engenharia civil; Sistemas fotovoltaicos integrados em edifícios; Telhados verdes (Jardinagem); Construção sustentável; Energia - Consumo; Arquitetura sustentável
• Link de acesso: https://repositorio.udesc.br/handle/UDESC/20075

A integração de tecnologias de telhado verde e módulos fotovoltaicos é utilizada para mitigar as ondas de calor na superfície de edifícios e melhorar as condições internas das construções. A implementação conjunta dessas tecnologias é conhecida internacionalmente como "Green Roof Integrated Photovoltaics" (GRIPV), que se traduz como energia fotovoltaica integrada ao telhado verde. O objetivo principal desta pesquisa é desenvolver um protótipo e um modelo matemático para monitorar a variação da temperatura e umidade ao longo do tempo, bem como o comportamento térmico no sistema GRIPV. O desenvolvimento do modelo matemático considera os efeitos da transferência de calor e massa no sistema. Esse modelo foi empregado em simulações numéricas e seus resultados foram comparados com os dados experimentais. O experimento envolveu a construção de um protótipo que foi instrumentado com sensores estrategicamente posicionados e que coletaram dados durante 50 dias nos meses de dezembro de 2023 a fevereiro de 2024. O modelo matemático desenvolvido considerou os efeitos de transferência de calor e massa das plantas e do substrato. Os resultados indicam que o sistema GRIPV apresentou desempenho satisfatório, com os dados experimentais do módulo fotovoltaico mostrando-se consistentes com a simulação. Contudo, variações nas medições das temperaturas foram observadas devido às condições bioclimáticas locais e à retenção de calor pelo material da construção da edificação. As contribuições deste estudo incluem um modelo matemático detalhado, um guia para a construção de telhados verdes e fotovoltaicos, e uma base de dados sólida para futuras pesquisas. Limitações incluem o tempo limitado para coleta de dados e a necessidade de programação mais eficiente do Arduino. Sugere-se que futuras pesquisas ampliem a coleta de dados, considerem alterações nos materiais de construção e integrem sistemas de reaproveitamento de água da chuva. Este estudo demonstra a viabilidade e a importância da integração de telhados verdes com módulos fotovoltaicos para construções sustentáveis