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Publicação
Potencial de glare devido a sistemas PV em meio urbano
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Orientador(es)
Resumo(s)
A integração de energias renováveis, como a aplicação de sistemas fotovoltaicos, contribui para a construção de um edifício mais eficiente, ajudando a alcançar o estatuto de edifícios com necessidades energéticas da rede quase nulas (NZEB). Permite melhorar a eficiência energética de um prédio, diminuindo o consumo de energia e, consequentemente, a emissão de gases com efeito de estufa. Devido à crescente popularidade da aplicação de sistemas fotovoltaicos em edifícios (BIPV), torna-se importante o estudo das reflexões de radiação solar nestes sistemas, analisando possíveis situações de encadeamento, ou glare, à superfície. Este trabalho apresenta uma revisão bibliográfica sobre as diferentes métricas para quantificar estes efeitos, assim como diferentes soluções tecnológicas para o mitigar. A análise de luminância é efetuada em três casos de estudo, na zona de Lisboa, utilizando os softwares Rhinoceros 3D/Grasshopper e os seus plugins DIVA e LadyBug/HoneyBee. Por fim, analisaram-se as imagens geradas pelos programas anteriores, uma vez que estes não possuem métricas válidas para a análise de glare em situações de encadeamento exterior. Para proceder à análise dos três casos de estudo foram escolhidos quatro dias de referência (solstícios e equinócios). Para os três blocos simulados, verifica-se que o dia 22 de setembro possui mais casos de encadeamento insuportável (i.e., quando os valores de luminância são superiores a 10 000 cd/m2) e que fachadas orientadas a sul, sudeste e este são mais propícias a originar encadeamento. Em relação aos tipos de revestimentos, a tinta branca recente (Bloco 1 e 2) e o espelho (Bloco 3) são dois materiais considerados intensificadores de reflexões. Este trabalho permitiu concluir que a colocação de painéis fotovoltaicos nas fachadas dos edifícios não contribui de uma forma significativa para fenómenos de glare. Ainda assim, medidas como evitar colocar painéis PV em locais quase fechados, ou em locais em que possa ocorrer desnivelamento de edifícios e fachadas orientadas a sul, podem ser implementadas. Tem de se ter em consideração o conforto dos transeuntes que se deslocam perto destas instalações, sem, contudo, comprometer a produção de energia.
The integration of renewable energies, such as the application of photovoltaic systems, allow the construction of a more energy efficient building, helping to achieve the status of net zero energy buildings (NZEB). NZEB features reduce energy consumption and, consequently, the emission of greenhouse gases. Due to the increasing popularity of building integrated photovoltaics (BIPV), it is important to study the reflections of solar radiation in these systems, analysing the potential of glare events. This work presents a literature review on the different metrics to quantify these effects, as well as different technological solutions to mitigate it. The luminance analysis is carried out in three case studies, in Lisbon, using the Rhinoceros 3D/Grasshopper software and its DIVA and LadyBug/HoneyBee plugins. Finally, the images generated by the previous programs, since they do not have valid metrics for glare analysis in exterior situations. Three case studies were analysed and four reference days (solstices and equinoxes) were chosen for the glare studies. For the three simulated blocks, it is verified that on 22nd of September there are more cases of unbearable glare (i.e., when luminance values are higher than 10 000 cd/m2) and that South-Southeast-East-facing facades are more likely to feature higher probability of glare events. Regarding the types of coatings, white paint (Blocks 1 and 2) and mirror (Block 3) are two materials that intensifiers reflections from building facades. From this work it can be concluded that the placement of photovoltaic panels on building facades does not contribute significantly to glare phenomena. However, some measures can be implemented such as: avoiding the placement of photovoltaic panels in South-facing facades, in alleys or in misaligned streets and buildings with different heights. The visual comfort of passers-by must be considered without compromising the energy production from facades integrated photovoltaics.
The integration of renewable energies, such as the application of photovoltaic systems, allow the construction of a more energy efficient building, helping to achieve the status of net zero energy buildings (NZEB). NZEB features reduce energy consumption and, consequently, the emission of greenhouse gases. Due to the increasing popularity of building integrated photovoltaics (BIPV), it is important to study the reflections of solar radiation in these systems, analysing the potential of glare events. This work presents a literature review on the different metrics to quantify these effects, as well as different technological solutions to mitigate it. The luminance analysis is carried out in three case studies, in Lisbon, using the Rhinoceros 3D/Grasshopper software and its DIVA and LadyBug/HoneyBee plugins. Finally, the images generated by the previous programs, since they do not have valid metrics for glare analysis in exterior situations. Three case studies were analysed and four reference days (solstices and equinoxes) were chosen for the glare studies. For the three simulated blocks, it is verified that on 22nd of September there are more cases of unbearable glare (i.e., when luminance values are higher than 10 000 cd/m2) and that South-Southeast-East-facing facades are more likely to feature higher probability of glare events. Regarding the types of coatings, white paint (Blocks 1 and 2) and mirror (Block 3) are two materials that intensifiers reflections from building facades. From this work it can be concluded that the placement of photovoltaic panels on building facades does not contribute significantly to glare phenomena. However, some measures can be implemented such as: avoiding the placement of photovoltaic panels in South-facing facades, in alleys or in misaligned streets and buildings with different heights. The visual comfort of passers-by must be considered without compromising the energy production from facades integrated photovoltaics.
Descrição
Tese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, em 2018
Palavras-chave
Radiação solar Glare BIPV Reflexão Fachadas Rhinoceros Grasshopper DIVA Teses de mestrado - 2018