OLHA MATHEUS

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ESTUDO PARA INSTALAÇÃO DE SISTEMA FOTOVOLTAICO PARA GERAÇÃO 
DE ENERGIA NA SEDE ALERJ 
 
Matheus Fernandes Santos1 
 
RESUMO 
O presente estudo aborda o cenário da energia solar brasileiro, demonstrando sua grande 
eficiência solar comparada ao mundo e suas inovações tecnológicas, especificando o 
desenvolvimento da estética na arquitetura dos projetos de energia solar. As novas 
tecnologias desenvolvidas por empresas internacionais e nacionais deram outro propósito 
aos projetos de energia solar, trazendo uma visão mais estética e luxuosa em suas 
instalações. O artigo aborda e demonstra as novas tecnologias como: módulos em 
fachadas, módulos translúcidos, módulos em garagens, dentre outros. Apresenta obras de 
implantação de módulos fotovoltaicos mantendo o luxo, estrutura das construções e o a 
eficiência de geração de energia solar. A partir de uma análise da arquitetura o Edifício da 
ALERJ foi calculado e estimado a quantidade de módulos fotovoltaicos que podem ser 
aplicados na cobertura e na lateral do edifício, chega à economia de R$ 1.023.000,00 por 
ano. 
Palavras-chave: Módulo fotovoltaico; Energia solar; Arquitetura-solar; Luxo; Painéis 
em fachada. 
 
ABSTRACT 
The present study approaches the Brazilian solar energy scenario, demonstrating its great 
solar efficiency compared to the world and its technological innovations, specifying the 
development of aesthetics in the architecture of solar energy projects. New technologies 
developed by international and national companies gave another purpose to solar energy 
projects, bringing a more aesthetic and luxurious vision to their installations. The article 
addresses and demonstrates new technologies such as: modules in facades, translucent 
modules, modules in garages, among others. It presents works for the implementation of 
photovoltaic modules maintaining the luxury, structure of buildings and the efficiency of solar 
energy generation. Based on an architectural analysis, the ALERJ Building was calculated 
and estimated the number of photovoltaic modules that can be applied on the roof and on the 
side of the building, resulting in savings of R$ 1.023.000,00 per year. 
Keywords: Photovoltaic module; Solar energy; Photovoltaic; Solar-Architecture; Lux; 
Facade panels 
 
INTRODUÇÃO 
Segundo a ANEEL, desde 2010 que quase todas as fontes de energia - hidráulica, 
biomassa, eólica, combustíveis fósseis e energia dos oceanos - são formas indiretas de 
energia solar. Além disso, a radiação solar pode ser utilizada diretamente como fonte de 
 
1 Graduação em Engenharia Civil na Universidade Veiga de Almeida e estagiário de Engenharia Civil 
na ALERJ em - matheus-08@hotmail.com 
 
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energia térmica, para aquecimento de fluidos e ambientes e para geração de potência 
mecânica ou elétrica. A geração de energia elétrica pelo efeito fotovoltaico os fótons 
contidos na luz solar são convertidos em energia elétrica por meio de uso de células solares 
(ANEEL,2005). 
Outro dado importante, o total da matriz energética brasileira tinha 0,0008% produzido 
em sistemas solares fotovoltaicos, de acordo com dados de 2015. Hoje a energia solar 
representa 2% da matriz elétrica do país e pode atingir 2,9% até o fim de 2021 (gov.br, 
2021). O Brasil recebe uma incidência média anual global entre 4,5 e 6 kWh/m²/dia, o que 
coloca o Brasil com a maior taxa de irradiação solar do mundo (COSTA, 2015). A energia 
fotovoltaica tende a crescer nos próximos anos, principalmente por sua origem renovável e 
evolução tecnológica, mas se houverem incentivos fiscais esse crescimento será muito 
maior. 
O autor afirma em (ANEEL, 2010) que o Brasil tem um aproveitamento pouco 
significativo da energia solar diante do seu potencial, tendo em vista países com menor 
potencial, mas que possuem um maior aproveitamento da energia solar. 
Em relação ao consumidor, industrial ou residencial, houve uma enorme evolução nos 
últimos anos 5 anos. No caso das indústrias, o aproveitamento dos resíduos dos processos 
para gerar a própria energia aumentou, saiu de 0,05% em 2009 para 2% atualmente. Em 
relação às residências, há cinco anos praticamente não existia geração de energia elétrica 
solar nas residências, hoje já são cerca de 200 mil unidades consumidoras recebendo 
energia proveniente de geração distribuída, com 2 GW instalados, segundo a Associação 
Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica. 
A nova era de construções estéticas reflete muito nos novos projetos de painéis 
solares, o que acarreta o desenvolvimento de novas tecnologias. É fato que um painel solar 
num telhado não tem grande estética, se bem que seu grande objetivo é converter a energia 
solar em eletricidade, porém os proprietários buscam algo que satisfaça as duas 
necessidades: a eficiência em diminuir seus gastos em conta de energia e a estética de sua 
residência. Portando, diversas empresas vêm desenvolvendo novas tecnologias de painéis 
solares visando também a estética. 
Empresas como SolarWorld, Canadian Solar e Trina desenvolveram painéis solares 
sem moldura, o que não tem grande aspecto estético e sua única função é o suporte das 
estruturas das placas (Jesus, 2019). Essa nova tecnologia inovadora traz consigo um 
ambiente mais ‘’clear’’ (limpo, traduzido para o português) no telhado, palavra usada por 
muitos arquitetos em seus projetos de paisagismo e decoração. 
Com a retirada da moldura os fabricantes passaram a ter outras formas de 
desenvolver uma nova tecnologia, visando mais ainda a estética e podendo ser instaladas 
em ambientes com visualização das placas, são os painéis solares transparentes. Utilizando 
a mesma tecnologia de produção a partir de celular de silicone e matérias tradicionais para 
um painel, ao invés de serem montados acima de um material opaco, são instaladas entre 
dois painéis de vidro translúcidos, o que dá uma visão de transparência, também podendo 
ser dupla faces, o que também é uma nova tecnologia na energia solar e será abordado 
mais à frente. 
Pode ser citado como objetivo geral o estudo das contas de energia e dimensões do 
edifício Lucio Costa, localizado na Rua México número 125, Rio de Janeiro, Nova sede da 
ALERJ (Assembleia legislativa do Rio de Janeiro) para projeto de alimentação parcial ou 
total por energia solar através de módulo fotovoltaicos. 
Quanto aos objetivos específicos, podem ser citados: o estudo sobre os módulos 
fotovoltaicos existentes no mercado nacional e internacional; calcular e estimar a quantidade 
de módulos fotovoltaicos para atender a ALERJ. 
 
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REFENCIAL TEÓRICO 
 Nesse capítulo serão abordados os tipos de painéis fotovoltaicos aplicados na 
arquitetura. Diversas são as alternativas de energia solar atualmente, como falado antes, 
novas tecnologias para painéis solares continuam evoluindo constantemente. 
 
PAINEL SOLAR FOTOVOLTAICO DE SILICO MONOCRISTALINO 
Sendo a tecnologia mais antiga, porém mais eficiente, os painéis solares de sílico 
monocristalino são facilmente diferenciados ao olhar. Possuem uma cor uniforme indicando 
silício de alta pureza e cantos tipicamente arredondados. São produzidos a partir de um 
único cristal de silício ultrapuro, (barras de sílico de forma cilíndrica), é cortado com intuito 
de ter lâminas de sílico individuais que são tratadas e transformadas em células 
fotovoltaicas, conforme figura 1(Santos, 2014). 
Sua eficiência média está hoje entre 15% e 22%, o que os torna o mais eficiente 
dentre as tecnologias comerciáveis atualmente. Ocupam menos espaço pois como possuem 
uma eficiência maior, eles não necessitam de tanto espaço parar produzir a mesma 
quantidade de energia e sua vida útil é maior do que 30 anos. Porém, os painéis 
monocristalinos são mais caros e em alguns os proprietários estão pensando mais no custo 
do que na própria diferença entre os painéis (PortalSolar, 2021). 
Figura 1 – Painel Solar de sílico monocristalino 
 
Fonte: PortalSolar, 2021 
 
PAINEL SOLAR FOTOVOLTAICO DE SILÍCIO POLICRISTALINO 
Como o painelde silício monocristalino, o policristalino também é produzido a partir do 
silício, porém a diferença entre os dois tipos é na fundição dos cristais. No policristalino, os 
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cristais de silício são fundidos em um bloco, já no monocristalinos são lingotes, assim 
preserva a formação de múltiplos cristais (por isso o nome policristalino). São fatiados em 
celular fotovoltaicas assim como o monocristalino, são bastante semelhantes em diversas 
características exceto em sua eficiência nas células, que é um pouco menor comparada ao 
mono (PortalSolar, 2021). 
Sua eficiência média é de 14% e 20%, porém seu custo é menor em relação ao 
monocristalino e isso é um fator muito importante para os proprietários na hora de sua 
escolha. Entretanto, por sua eficiência ser menor, precisará de uma área maior de painéis 
policristalinos parar produzir a mesma quantidade de Watts/m². Painel policristalino 
conforme figura 2. 
Figura 2: Painel solar policristalinos 
 
Fonte: PortalSolar, 2021 
 
CÉLULAS SOLARES DE PELÍCULA FINA 
Enquanto na tecnologia cristalina as células são fabricadas a partir da serragem de 
lingotes sólidos de silício, as células e os módulos de filmes finos são fabricados a partir da 
deposição de pequenas partículas de semicondutores sobre superfícies que podem ser 
rígidas ou flexíveis. A produção baseia-se na aplicação de uma fina camada de um material 
à superficial de outro material, modificando as características físicas ou químicas do material 
receptor. O processo mais utilizado é a deposição física de vapor que é representado por 
uma sigla que em ingês PVD – physical vapor deposition (Santos, 2014). 
São mais baratos para fabricação em relação aos painéis produzidos a partir de silício 
por serem mais simples. Em relação à arquitetura, os painéis de filmes finos têm a 
aparência homogênea e esteticamente mais bonita, podem ser flexíveis, aumentando suas 
possibilidades de instalações o que agrada muito os proprietários, pois hoje em dia a 
questão da estética é imprescindível. 
Em relação a sua eficiência, está abaixo dos painéis produzidos a partir do silício 
(monocristalinos e policristalinos), e por isso precisam de uma área maior de instalação para 
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produzir a mesma eficiência por m², levando a um maior custo com mão de obra e 
cabeamento. Outra desvantagem é a vida útil dos painéis de filme fino pois tendem a 
degradar mais rapidamente do que os painéis solares mono e poli. Painel conforme figura 3. 
Figura 3: Painel solar filme fino. 
 
Fonte: BlueSol, 2021. 
 
INSTALAÇÕES FOTOVOLTAICAS EM INSTITUIÇÃO PUBLICA 
 Diversas instituições públicas estão optando pela implantação de projetos de 
energia fotovoltaica para economia anual com contas de energia. O projeto ‘’Boa energia 
nas Escolas’’, desenvolvido pela EDP, distribuidora de energia elétrica do Espírito Santo, é 
um exemplo de instalações fotovoltaicas em instituições públicas, que se trata da 
implantação do sistema de geração solar em instituições de ensino estaduais e municipais, 
além disso, leva conhecimento e atividade educativas às escolas sobre a utilização segura e 
eficiente da energia elétrica. O projeto já beneficiou 987 instituições de ensino instalando 
190 painéis solares, sendo dez em cada escola gerando 102.600 kWh/ano (Brada, 2020). 
Capacitando cerca de 3.849 educadores e contemplando mais de 365 mil alunos em 40 
municípios do Estado. Conforme figura 4, uma das escolas no Espírito Santo: 
Figura 4: Telhado escolar no Espírito Santo. 
 
Fonte: Brada, 2021 
 
Outra implantação em instituição pública ocorreu em 2017 no Hospital Universitário do 
Maranhão. Levando em consideração o aproveitamento da energia solar existente no 
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Nordeste Brasileiro, o Hospital Universitário da Universidade Federal do Maranhão (HU-
UFMA) decidiu instalar painéis fotovoltaicos para sustentabilidade e economia de recursos 
públicos. Foram instalados cerca de 80 painéis em uma área de 130m² no telhado conforme 
figura 4. O projeto tem uma produção em média de 80 a 120kw/h diária que equivale a 50% 
do consumo de energia elétrica do prédio. 
Figura 5: Telhado do Hospital Universitário. 
 
Fonte: Gov.br, 2021 
 
OBRAS DE PAINEIS SOLARES EM FACHADAS DE EDIFICIOS: 
Na capital da Dinamarca, Copenhague, um projeto de painéis solares na fachada foi 
desenvolvido e concluído com sucesso. O novo edifício da Copenhagen Internacional 
School (CIS), projetado pelo dinamarquês CF Müller, foi equipado com 12.000 painéis 
solares que foram instalados individualmente em ângulos diferentes para um efeito de 
lantejoula, conforme figura 5. Sua geração de energia será mais de 50% do consumo anual 
de eletricidade da escola (Bruno,2017). Serão 6048 metros quadrados de painéis solares 
com estimativa de produção de 200 MWh por ano. 
Figura 6: Escolha internacional de Copenhagen. 
 
Fonte: Adam Mørk/Dezeen 
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Como abordado na introdução, o design estético, eficiência energética e produção de 
energia solar nem sempre andaram juntos, porém, a empresa Canadense Mitrex- Integrated 
Solar Technology desenvolveu fachadas solares com aplicações para todos os tipos de 
edifícios e residências. A empresa inovou nos sistemas fotovoltaicos integrados à 
construção (building-integrated photovoltaics - BIPV), onde os sistemas solares podem ser 
integrados dentro da estrutura de um edifício para gerar energia e ao mesmo tempo 
aprimorar as qualidades espaciais, estéticas e funcionais de um projeto de arquitetura 
(Santos, 2014). 
Eles substituem os materiais de construção convencionais em todo ou parte da 
envolvente da edificação, incluindo fachadas, claraboias, áreas de telhado e outros 
elementos de construção externos, embora frequentemente custem o mesmo que os 
materiais que substituiriam. Conforme mostrado na figura 7. 
Figura 7: Painel Solar integrado na construção 
 
Fonte: Archdaily, 2021 
 
OBRAS UTILIZANDO MODULOS FOTOVOLTAICOS VISANDO ESTETICA 
Com a potência solar brasileira, atualmente, é fundamental incluir em qualquer projeto 
arquitetônico a implementação de um sistema gerador de energia solar. O BIPV, painéis 
solares integrados a construção, fez com que a arquitetura de um painel solar também seja 
luxuosa. As principais tecnologias de células solares para BIPV são células fotovoltaicas de 
silício cristalino (a tecnologia mais utilizada no mundo para fabricar painéis solares), silício 
amorfo (filme fino) e outras tecnologias de filme-fino, como as células solares orgânicas 
(OPV). 
Um ótimo exemplo dessa união entre sustentabilidade e estética é o resort Kudadoo 
Maldives Private Island Resort, localizado nas Maldivas, foi eleito melhor novo hotel de luxo 
do mundo no ano de 2017 de acordo com especialistas da Luxury Travel Intelligence 
(Laguna, 2019). As placas solares se tornaram um ícone do lugar para os visitantes que já 
tem uma visão na chegada de avião ou barco. 
O teto solar foi implantado numa área de 1643m² e foi utilizado 984 painéis com 
capacidade de geração de 575MWh por ano, cálculo feito para 50 pessoas e 100 
funcionários a qualquer momento no resort. Portanto, o hotel inteiro é abastecido por 
energia solar. Telhado do resort com placas solares conforme figura 8. 
 
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Figura 8: Kudadoo Maldives Private Island Resort 
 
Fonte: Laguna, 2019 
RESULTADOS 
Foram realizadas consultas à equipe técnica de engenheiros da empresa, integradora, 
Fator Energético e imagens de satélites da Google e foram obtidas as dimensões da laje do 
prédio da ALERJ que teria uma área de 800m2. 
Através de cálculos, poderia ser instalada uma micro-usina fotovoltaica com 370 
módulos de potência 545w (MFVZN-MO-144-545W), dimensões 2256 x 1133 x 35mm, 
distribuídas no mercado nacional, gerando uma potência total de 25,196MWp por mês. Esta 
micro-usina poderia gerar uma economia média prevista de R$ 332.589,41, considerado o 
valor de R$1,10 o kWh. 
Considerando a fachada do Edifício Lúcio Costa, conforme da figura 9, poderiam ser 
instalados módulosBIPV. 
Figura 9: Imagem do Edifício da ALERJ atualizada 
 
Fonte: Jornal Extra, edição 23/06/21 
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Se fossem utilizados módulos BIPV, conforme a figura 10 a seguir, na faixada da 
frente do Edifício da ALERJ, com dimensões de 40 x 80m (área 3.200m2), seria possível a 
instalação de 1.100 módulos de dimensões máximas para módulos retangulares de 2800 x 
2100 mm e com transmitância de 5% e Potência de 160Wp/m2. Dessa forma cada módulo 
teria uma potência estimada em 940Wp (SolarInova, 2021). Com os dados sugeridos pela 
empresa Solar Inova, a usina geraria uma potência máxima de 129MWp/mês. Porém, como 
a instalação seria na vertical, considera-se uma perda de 40% chegando a uma geração 
aproximada de 78MWp/mês. Com essa geração se conseguiria um valor aproximado de 
R$85.000,00 mês e R$1.023.000,00 anuais. Foi considerado o valor de R$1,10 o kWh. 
Figura 10: Exemplo de uso dos módulos BIPV. 
 
Fonte: SolarInova, 2021 
Na figura a seguir, demonstra uma montagem de como poderia ficar a fachada do 
Edifício da ALERJ se fossem instalados os módulos BIPV. 
 
Figura 11: Montagem com os módulos BIPV na ALERJ 
 
Fonte: Autoria Própria 
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CONSIDERAÇÕES FINAIS 
Como mostrado na pesquisa, diversas tecnologias foram desenvolvidas e inovadas 
dentro do universo da energia solar que é muito brando. O Brasil é o país com maior 
eficiência solar e pouco aproveitado até o momento, porém vem crescendo 
exponencialmente o número de proprietários e empresas implementando projetos 
fotovoltaicos em suas residências ou edifícios. 
O trabalho proposto foi calculado para alimentar a nova sede da ALERJ parcialmente 
dentro das possibilidades de instalação in loco. O edifício foi dimensionado (cobertura, 
lateral e frente) para cálculo do número de placas possíveis para instalação que foi 
concluída em 1100 módulos solares com uma eficiência máxima de 129MWp/mês, gerando 
uma economia de R$ 1.023.000,00 por ano. 
 
TRABALHOS FUTUROS 
Como trabalhos futuros, pode ser desenvolvido um estudo com as medidas de projeto 
do edifício da ALERJ, estudo sobre o custo para instalação dos módulos fotovoltaicos e 
possibilidade de planejar uma usina fotovoltaica para atender toda demanda do edifício. 
 
REFERÊNCIAS 
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