Simbiose incompleta de sistemas fotovoltaicos integrados em edifícios

Uma solução com grande potencial para descarbonizar edifícios (e com eles cidades) que também poluem o ambiente. A nível europeu, são responsáveis ​​por mais de 36% das emissões de CO2 e 40% do consumo final de energia. No entanto, apesar deste futuro promissor, o BIPV não alcançou a força que corresponde ao seu potencial, muito menos o ritmo do sector fotovoltaico como um todo.

Este ainda é um nicho de mercado cujo desempenho é digno de nota. Na verdade, segundo Agência Internacional de Energia (AIE), Em 2024, foram registados cerca de 350 MW de capacidade instalada com esta tecnologia na Europa, representando menos de 1% da capacidade total distribuída de energia fotovoltaica instalada nesse ano. (A geração distribuída é a produção de eletricidade a partir de múltiplas pequenas fontes de eletricidade localizadas perto de pontos de consumo, como residências e edifícios.)

A tecnologia BIVP apresenta vantagens que a tornam única porque, além de gerar energia limpa para consumo próprio do edifício (reduzindo assim a fatura energética), são normalmente soluções que não sacrificam nem o projeto arquitetónico (pois oferecem uma variedade cada vez maior de cores, texturas, acabamentos, transparência…) nem o espaço utilizável (os painéis fotovoltaicos tradicionais requerem mais superfície), o que é muito importante em cidades densamente povoadas.

estética da cidade

“Vivemos em cidades onde nada vale a pena alcançar a sustentabilidade. Estes produtos BIVP combinam as necessidades energéticas com a criação de um ambiente agradável e proporcionam maior liberdade ao arquitecto. Se pensarmos nos painéis fotovoltaicos tradicionais, são os mesmos que os aparelhos de ar condicionado que instalamos que tornam as cidades feias. O objectivo do BIVP é introduzir a produção sustentável sem comprometer a estética da cidade”, comenta Lorenzo Olivieri, professor e investigador da Escola Técnica Superior de Arquitectura e do Instituto de Energia Solar da Universidade Politécnica de Madrid.

Segundo a IEA, temos 90 fabricantes europeus a operar nos mercados nacionais e locais. A AIE destaca o caso da empresa espanhola Onyx Solar, que tem projetos em todo o mundo. “O BIVP é produzido principalmente na Europa e isto representa uma vantagem competitiva em relação aos painéis fotovoltaicos tradicionais produzidos na China”, afirma Olivieri.

No entanto, os sistemas BIVP não penetraram totalmente no mercado. Eles têm que competir com os materiais tradicionais utilizados na construção, que costumam ser mais baratos e conhecidos dos arquitetos. “Além disso, faltam conhecimentos profissionais, formação dedicada e incentivos para promover a utilização destas soluções”, afirma Olivieri.

Incorporar esta tecnologia na regulamentação também é um desafio, como sugere Paula Santos, diretora de comunidades de energia e eletrificação da UNEF (União Fotovoltaica Espanhola). “A tecnologia BIVP é um elemento de produção de energia e portanto de autoconsumo e deve cumprir estas regras, mas ao mesmo tempo é um elemento de construção. É preciso trabalhar para unificar todas as regras. E estes objetos requerem uma regulamentação especial”, acredita.

Segundo Santos, o impulso regulatório virá da inclusão destas decisões no Código Técnico da Edificação, conjunto de regras que regem a construção de novos edifícios e a ampliação dos existentes, bem como no Plano Nacional de Requalificação de Edifícios que está em preparação.

Onyx Solar, uma pequena e média empresa localizada em Ávila desde a sua fundação, revolucionou o mercado com o seu vidro fotovoltaico a tal ponto que se tornou uma referência internacional. Suas soluções podem ser vistas em uma ampla variedade de edifícios em todo o planeta, muitos dos quais são simbólicos. Tendo realizado mais de 500 projetos em 80 países, conseguiu integrar a tecnologia fotovoltaica em edifícios como a chama simbólica do Dubai, o Teatro Real de Madrid e a Catedral de Santo André em Sydney (que existe há mais de 200 anos). O Sensoria Tower, maior hotel de Dubai, conta com mais de mil peças de vidro fotovoltaico representando o logotipo da empresa, e outros 4.500 metros quadrados do mesmo material estão na fachada do luxuoso complexo de apartamentos 262 Fifth Avenue, em Nova York. Até o McDonald's da Disneylândia tem vidro fotovoltaico da Onyx Solar. Eles são encontrados em hospitais, hotéis, universidades, centros esportivos, prédios de escritórios, prefeituras, shoppings, estações de metrô, data centers e até mesmo escolas, residências particulares e galpões. Na verdade, empresas como Apple, Microsoft, HP, Novartis, Samsung, Coca-Cola, Heineken, Merlin Properties… confiaram nesta tecnologia.

Vidro arquitetônico

“É um vidro arquitetônico que atende às normas de construção em termos de critérios de segurança, isolamento térmico e acústico e resistência mecânica, no qual integramos a tecnologia fotovoltaica”, explica Teodosio del Caño, Diretor Técnico e de Operações da Onyx Solar. Assim, às propriedades passivas do vidro como filtro solar, fornecedor de conforto interior e isolamento, somam-se à capacidade de geração de energia limpa, o que é uma grande vantagem, pois pode ajudar a reduzir a conta de energia do edifício onde está instalado. “Pode suprir de 30 a 40% das necessidades energéticas de um edifício”, diz Del Caño.

O vidro fotovoltaico Onyx Solar tem outras vantagens que o tornam uma garantia de sucesso: é um elemento que tem recebido amplo reconhecimento estético entre os arquitetos, pois é um produto que pode ser personalizado em cores, transparência, formatos… E não tem restrições quando se trata de integrá-lo numa fachada, janela de telhado, janela ou marquise. Com tantos projetos em todo o mundo, esta é uma tecnologia confiável e comprovada. Além disso, reduz a pegada de carbono, pois “este material gera a sua própria energia durante 35 anos, portanto, passados ​​três anos e meio, toda a energia necessária para a sua produção já foi produzida, pelo que a partir desse momento a sua pegada de carbono é zero”, sublinha Del Caño. E o retorno do investimento é rápido, “de 3 a 8 anos”, observa.

A Onyx Solar também está trabalhando em novos materiais leves, como compósitos, que podem incorporar tecnologia fotovoltaica. “Talvez no futuro, a integração de sistemas fotovoltaicos na arquitetura signifique pintar a fachada com spray”, sorri Del Caño.

Personalização completa

A startup basca Izpitek nasceu após uma década de trabalho do centro tecnológico Tecnalia e da empresa Branka Solutions. A empresa possui diversas famílias de patentes sobre integração de tecnologias fotovoltaicas em edifícios. Por um lado, concebe, desenvolve, produz e comercializa uma solução própria baseada no encapsulamento de células fotovoltaicas em materiais compósitos. “Conseguimos um encapsulamento monolítico (fibra misturada com resina) que protege muito bem as células fotovoltaicas devido às propriedades do compósito. É também translúcido, leve e flexível. Pode variar em espessura de décimos de milímetro a vários milímetros e se adaptar a superfícies curvas, planas e formas estranhas”, explica John Lasa, cofundador da Izpitek. Permite até a personalização: “Podemos encapsular muitos tipos de células diferentes”, enfatiza, “e criar designs sob demanda. Utilizando revestimentos de cores diferentes, foscos ou brilhantes, nos adaptamos à geometria…”

Este novo material pode ser integrado em telhados existentes ou utilizado como telhas solares para cercas. Nas fachadas, o encapsulamento é a segunda pele do edifício. “Não substituímos o cimento do edifício, mas integramo-lo como casca exterior numa fachada ventilada, um sanduíche de alumínio, um elemento de madeira ou cerâmica”, esclarece Lasa.

A Izpitek também desenvolveu a integração de células fotovoltaicas em folhas de vidro fino como papel e em vidro existente. “As nossas soluções”, acrescenta, “encontram-se em estruturas únicas, em casas particulares, janelas de sótão, pérgulas… Também na mobilidade, desde trilhos de teleféricos até telhados de frigoríficos ou caravanas”.

A empresa catalã Flexbrick desenvolveu e patenteou placas cerâmicas que se instalam em edifícios como uma cortina de tijolo e se adaptam a cada projeto. Podem atingir 30 metros de comprimento. “São grades que protegem os edifícios do sol e formam a casca externa. Podem ser personalizadas com texturas, imagens, logotipos, cores, formas…”, observa Rafael Pardo, CTO da Flexbrick. Esta solução inovadora vai um passo além ao integrar células fotovoltaicas de silício nos tijolos.

cortinas de tijolo

Isso traz muitas vantagens: as cortinas de tijolo não requerem cuidados especiais e são altamente duráveis; São fáceis de instalar, desmontar e reparar; Podem ser reciclados e, por serem pré-fabricados, possuem alto nível de customização, o que é um aspecto muito atrativo para brincar com a estética arquitetônica. “Eles podem ser instalados com um guindaste em três semanas, o que faz muito sentido para edifícios únicos, hospitais… Nosso sistema é instalado rapidamente e reduz o tempo de instalação, criando assim uma pegada de carbono menor”, ​​enfatiza Pardo. A Flexbrick adicionou geração de energia verde por meio de células fotovoltaicas às suas cortinas de rede. “Agora o próprio material de construção está ativo. “É uma forma útil de descarbonizar”, defende Pardo. A energia é gerada no ponto de consumo e de acordo com as necessidades do edifício.

A Flexbrick já concluiu várias instalações de demonstração desta nova solução. “Nosso sistema é instalado de forma escalonada. Graças a essa permeabilidade de 50% e às nossas células fotovoltaicas, que não estão embutidas em todos os tijolos, alcançamos um nível de produção de energia equivalente a 350-400 watts de pico por metro quadrado. “Se um edifício tiver uma envolvente suficiente, pode facilmente ser abastecido com a energia fotovoltaica necessária para o seu consumo”, diz Pardo. A Flexbrick integrou esta tecnologia num pavilhão que está a ser construído para celebrar a Capital Mundial da Arquitectura de Barcelona em Barcelona. 2026. “Um edifício altamente parametrizado com abóbada catalã, onde a borda do tijolo se transforma num mirante fotovoltaico”, diz Pardo Uma nova versão da energia fotovoltaica que entra na arquitetura do futuro.