Painéis solares no telhado contribuem para o resfriamento do edifício

Estudo foi realizado por equipe da UC San Diego Jacobs School of Engineering

Os painéis solares inclinados (frente) e em prateleiras, 

criam um forte efeito de resfriamento do telhado

Os painéis solares além de gerar energia, têm a propriedade de arrefecer os edifícios. Esta é a conclusão da pesquisa levada a cabo por uma equipe liderada por Jan Kleissl, professor de engenharia ambiental na UC San Diego Jacobs School of Engineering.

No estudo, a ser publicado na próxima edição da revista Solar Energy, Kleissl e sua equipe divulgam o que eles acreditam ser os primeiros resultados de medições dos benefícios fornecidos pelo resfriamento de painéis solares fotovoltaicos. Usando imagens térmicas, os pesquisadores determinaram que, durante o dia, o teto de um prédio foi de cerca de 5 graus centígrados mais frio, sob os painéis solares, que sob um telhado exposto. À noite, os painéis ajudam a manter o calor interno, reduzindo os custos de aquecimento no inverno.

A Imagem do Google Earth do Laboratório de Sistemas Estruturais de Energia com uma matriz de painel solar inclinado no lado norte e uma matriz de painel solar alinhado com o centro do telhado. Direita: A imagem térmica infravermelho do teto do Laboratório, tomada às 17:10 do dia 19 abril de 2009. A barra de cores mostra as temperaturas em graus Kelvin. A imagem da matriz do painel solar inclinado aparece como uma área fresca no centro da imagem.

Os dados para o estudo foram coletados ao longo de três dias, em abril, no telhado do Laboratório de Sistemas Estruturais de Energia da Jacobs School of Engineering, com uma câmera térmica de infravermelho. O edifício está equipado com painéis solares inclinados em relação ao telhado e painéis solares alinhados a este. Algumas partes do telhado não são cobertas por painéis.

Como os painéis solares brotam, crescentemente, em telhados residenciais e comerciais, torna-se mais importante considerar seu impacto sobre os custos dos edifícios com energia, argumenta Kleissl. Sua equipe apurou que o montante poupado no resfriamento do edifício equivale a um desconto de 5 por cento sobre o custo dos painéis solares , ao longo da sua vida útil. Ou, dito de outra forma, a economia com os custos de resfriamento permite entregar 5 por cento a mais de energia solar à rede.

Os painéis agem como sombreamento do telhado, disse Anthony Dominguez, estudante de graduação líder no projeto. Ao invés do sol batendo no telhado, o que provoca calor a ser absorvido pelo edifício, os painéis fotovoltaicos rebatem o calor solar. Por outro lado, grande parte do calor é removido pelo vento que passa entre os painéis e o teto. Os benefícios são maiores se houver um espaço aberto, onde o ar possa circular entre o edifício e o painel solar, por isso os painéis inclinados para fornecer mais arrefecimento. Além disso, quanto mais eficientes os painéis solares, maior o efeito de resfriamento, afirma Kleissl. Para a construção estudada, os painéis reduziram a quantidade de calor absorvida pelo teto em cerca de 38 por cento. Embora as medições tenham ocorrido durante um período limitado de tempo, Kleissl está confiante que sua equipe desenvolveu um modelo que lhes permite extrapolar suas conclusões para prever os efeitos de arrefecimento ao longo do ano.

Por exemplo, no inverno os painéis manteriam o aquecimento solar do edifício. Mas à noite, eles também mantêm o calor acumulado no interior. Para uma região como a de San Diego, os dois efeitos se anulam mutuamente, de acordo com Kleissl.

A idéia para o estudo surgiu quando Kleissl, Dominguez e um grupo de estudantes de graduação estavam se preparando para uma conferência. Os estudantes decidiram fotografar o telhado com uma câmera de infravermelho térmica. Os dados confirmaram a suspeita da equipe que os painéis solares auxiliavam o resfriamento do telhado do prédio.

"Existem formas mais eficientes para edifícios resfriados passivamente, tais como membranas reflexivas", diz Kleissl. "Mas, se você está considerando a instalação solar fotovoltaica, dependendo das propriedades térmicas do telhado, você pode esperar uma grande redução na quantidade de energia usada para arrefecer edifícios residenciais ou comerciais."

Com financiamento adicional, a equipe afirma que poderá desenvolver uma forma de cálculo que possa ser usada para prever o efeito de resfriamento sobre cada telhado em áreas climáticas específicas. Para aumentar ainda mais a precisão dos seus modelos, os pesquisadores também poderiam comparar dois edifícios idênticos no mesmo bairro, um com painéis solares e o outro sem.O estudo foi financiado por um programa de pesquisas para estudantes de graduação da NASA.

Fonte: e/a Engenharia & Arquitetura