Como os sistemas híbridos PVT melhoram o rendimento elétrico e térmico em edifícios modernos

Introdução: porque é que os sistemas solares de função única já não se adequam aos edifícios modernos

Durante anos, a energia solar nos edifícios significou geralmente escolher entre duas soluções paralelas: módulos fotovoltaicos para eletricidade e coletores solares térmicos para aquecimento. Cada tecnologia resolve apenas parte da realidade energética de um edifício. A maioria dos projetos ainda precisa de eletricidade.eágua quente, e muitos também requerem aquecimento ambiente ou calor de processo a baixa temperatura. Quando a eletricidade e o calor são tratados como silos separados, os projetos acabam frequentemente por ter infraestruturas duplicadas, maior complexidade e uma área de telhado subutilizada.

1. Compreender a perda de energia em sistemas fotovoltaicos convencionais

As células fotovoltaicas convertem apenas uma parte da radiação solar incidente em eletricidade. A energia absorvida restante transforma-se em calor dentro do módulo. À medida que a temperatura do módulo aumenta, a eficiência elétrica diminui e o envelhecimento do material a longo prazo acelera. Do ponto de vista energético dos edifícios, isto cria uma dupla penalização: redução do desempenho eléctrico e energia térmica não recuperada.

2. O conceito PVT: transformar o “calor residual” em recurso.

Os sistemas híbridos PVT integram uma camada de recolha térmica na parte traseira do módulo fotovoltaico. Um fluido de transferência de calor circulante extrai calor continuamente, transportando-o para armazenamento térmico ou para um circuito de distribuição. Isto converte a inevitável geração de calor fotovoltaico num produto energético controlável e utilizável.

3. Como a tecnologia PVT melhora o rendimento elétrico

O rendimento elétrico é influenciado pela irradiação, orientação, sombreamento e temperatura. Os efeitos da temperatura são frequentemente subestimados durante o projeto inicial. Em muitos climas, as temperaturas dos módulos podem subir muito para além do nível assumido nas condições de ensaio padrão, o que leva a um desvio significativo de desempenho na operação real.

Ao remover ativamente o calor do módulo, a operação PVT pode manter as células fotovoltaicas mais próximas de uma gama de operação mais favorável. Ao longo do ciclo de vida de um projecto, isto traduz-se numa produção média mais elevada e num desempenho mais previsível, particularmente durante períodos de elevada irradiação, quando a acumulação térmica é mais severa.

4. Como o PVT gera uma produção térmica valiosa

A energia térmica recuperada de um módulo PVT é tipicamente de baixa a média temperatura, o que é diretamente útil para        muitas exigências de edifícios. Em vez de produzir calor a partir da eletricidade da rede ou de combustíveis fósseis, o projeto pode suprir parte         desta procura com a energia solar, melhorando a economia energética global e reduzindo as emissões operacionais.

5.º Por que razão a produção combinada importa mais do que a eficiência máxima

Muitas comparações de energia solar centram-se na eficiência elétrica máxima dos painéis fotovoltaicos. Em edifícios reais, a questão mais relevante é: quantoutilizávelA energia — eletricidade e calor — pode ser fornecida para satisfazer os perfis de procura com complexidade mínima e área de cobertura mínima?        

Os sistemas híbridos alteram a avaliação do desempenho de métrica única para a produtividade energética total. Quando o fluxo térmico é valorizado adequadamente, o benefício ao nível do sistema torna-se mais claro, especialmente em projetos com cargas consistentes de água quente ou aquecimento.

6. Implicações arquitetónicas e urbanas

Em projetos urbanos densos, os telhados e as fachadas são recursos limitados. Equipamentos mecânicos, restrições de sombreamento e usos concorrentes reduzem ainda mais o espaço disponível. Ao fornecer dois fluxos de energia a partir de uma única área instalada, a tecnologia PVT pode aumentar a produtividade energética por metro quadrado — uma vantagem que se torna mais valiosa à medida que a densidade aumenta.

7.Do componente ao sistema: a importância da integração

Um módulo híbrido torna-se mais eficaz quando tratado como parte de uma arquitetura energética completa do edifício. Isto inclui o armazenamento, a distribuição, o controlo e as interfaces com equipamentos como bombas de calor, tanques de armazenamento e sistemas de gestão de edifícios. O objetivo não é apenas captar energia, mas direcioná-la de forma inteligente para as cargas que criam o maior valor económico e operacional.

Se desejar, podemos converter esta secção para um formato de "Lista de Verificação de Projeto" (amigável para proprietários e EPCs), mantendo a correção técnica.