Análise comparativa de produção de energia em edifícios com recurso a BAPV e BIPV

Abstract

The imperative of a sustainable energy transition has emerged as a defining theme of the 21st century. As our planet faces the adverse effects of climate change, a fundamental shift towards cleaner, more efficient energy sources has become an environmental necessity and an economic and social one.Data from the Becquerel Institute reveals that 35% of European buildings are over 50 years old, 40% of energy consumption, and 36% of CO2 emissions occur in the buildings sector. Thus, the opportunity arises to reform the building stock more efficiently by integrating solar energy capture technologies such as building attached photovoltaic (BAPV technology) and building integrated photovoltaic (BIPV technology).In the present study, a comparative analysis is carried out between these two solutions to i) evaluate which technology best adapts to the characteristics of a given construction, ii) the return-on-investment period for each of them and iii) which configuration best represents the opportunity cost for different cases. The approach adopted includes characterizing the building in terms of energy collection, energy consumption, unit installation costs and production ranges of technologies. At the same time, a support tool for cost analysis was developed, as well as a procedural matrix presented in five stages: location, technical expertise, energy survey, performance and cost analysis and, finally, a technology recommendation.This matrix was tested and validated with its application in a real case study, from which it was concluded that, in all types of coverage analyzed, the cost of installing BIPV is lower than BAPV, looking at the technology and excluding the costs of construction of the roof, the return-on-investment is faster with BAPV than with BIPV and the BAPV solution is more suitable for buildings already built, while BIPV will be more relevant in buildings still in the design phase.

O imperativo de uma transição energética sustentável emergiu como um tema definidor do século XXI. À medida que o nosso planeta enfrenta os efeitos adversos das alterações climáticas, uma mudança fundamental no sentido de fontes de energia mais limpas e eficientes tornou-se não só uma necessidade ambiental, mas também económica e social. Dados disponibilizados pelo Becquerel Institute revelam que 35% do edificado europeu tem mais de 50 anos, 40% do consumo de energia e 36% de emissões de CO2 acontece no sector dos edifícios. Deste modo, surge a oportunidade de reformar o parque imobiliário de uma forma mais eficiente através da integração de tecnologias de captação de energia solar como a produção fotovoltaica anexa a edifícios (tecnologia BAPV) e produção fotovoltaica integrada nos edifícios (tecnologia BIPV).No presente estudo é levada a cabo uma análise comparativa entre estas duas soluções no sentido de i) avaliar qual a tecnologia que melhor se adapta às características particulares de uma determinada construção, ii) o período de retorno do investimento de cada uma delas e iii) qual a configuração que melhor representa o custo de oportunidade para casos distintos. A abordagem adotada inclui a caracterização do edifício em termos de captação de energia, consumos de energia, custos unitários de instalação e gamas de produção das tecnologias. Paralelamente, foi desenvolvida uma ferramenta de apoio para análise de custos, bem como, uma matriz procedimental constituída por cinco etapas: localização, perícia técnica, levantamento energético, análise de performance e custos e, por fim, a recomendação da tecnologia.Esta matriz foi testada e validada com a sua aplicação a um caso de estudo real, da qual se concluiu que, em todos os tipos de cobertura analisados, o custo de instalação de BIPV é inferior ao BAPV, olhando para a tecnologia e excluindo os custos de construção da cobertura, o retorno do investimento é mais célere no BAPV do que no BIPV e a solução BAPV é mais adequada para construções já edificadas, enquanto a BIPV será mais pertinente em construções ainda em fase de projeto.