Ambiente térmico em protótipos de instalações avícolas com painéis fotovoltaicos

Abstract

O Brasil possui um grande potencial de geração de energia solar fotovoltaica. A utilização dos painéis fotovoltaicos na cobertura das instalações de produção animal é uma alternativa interessante dado o alto potencial de áreas disponíveis nos telhados para a geração de energia solar. Uma das principais finalidades das coberturas das instalações é reduzir a carga de radiação sobre os animais. Portanto, a adição de um novo elemento arquitetônico na cobertura das instalações exige o entendimento do real impacto causado no ambiente térmico do interior dessas instalações. Assim, objetivou-se com essa dissertação investigar os impactos da utilização do painel fotovoltaico na cobertura de instalações de produção animal. Para isso foi desenvolvida uma revisão de literatura sobre o tema e conduzida uma pesquisa experimental para avaliar o comportamento do ambiente térmico e do conforto animal em protótipos de aviários em escala reduzida, com utilização de diferentes tipos de telha associadas a ausência e presença de painel solar fotovoltaico na cobertura. No artigo de revisão foram apresentados diversos tópicos com caracterização das instalações de produção animal e tipos de materiais utilizados em suas coberturas, as características do painel fotovoltaico e a sua utilização em coberturas, bem como o impacto que ele pode gerar no ambiente térmico das instalações. No segundo artigo, foi testado o efeito da aplicação do painel fotovoltaico na cobertura, com três tipos de telhas: cerâmica, fibrocimento e metálica, no ambiente térmico e no conforto animal. Para isso foram utilizados indicadores do ambiente térmico e do conforto animal representados por diversos índices: o índice de temperatura e umidade (ITU), o índice de temperatura de globo e umidade (ITGU) e carga térmica de radiação (CTR). Os resultados apontaram que a aplicação do painel fotovoltaico na cobertura, independentemente do tipo de telha, foi eficiente ao reduzir a temperatura do ar em cerca de 0,4 ºC, o ITGU em 0,7 e a CTR em 4 W/m². Com base no ITU, a aplicação do painel fotovoltaico não causou diferenças significativas no ambiente térmico interno dos protótipos com coberturas com telhas cerâmica e metálica. No entanto, para os protótipos com cobertura de fibrocimento, a aplicação do painel fotovoltaico, mostrou-se eficiente, ao reduzir o ITU em cerca de 4,8. Palavras-chave: Índices do Ambiente Térmico. Conforto Animal. Energia Solar.Brazil has great potential for generating photovoltaic solar energy. The use of photovoltaic panels on the roof of animal production facilities is an interesting alternative given the high potential of available areas on roofs for the generation of solar energy. One of the main purposes of facility covers is to reduce the radiation load on animals. Therefore, the addition of a new architectural element to the roof of the facilities requires an understanding of the real impact caused in the thermal environment of the interior of these facilities. Thus, the objective of this dissertation was to investigate the impacts of the use of the photovoltaic panel in the coverage of animal production facilities. For this, a literature review on the subject was developed and experimental research was carried out to evaluate the behavior of the thermal environment and animal comfort in small-scale aviary prototypes, using different types of tiles associated with the absence and presence of solar panel. In the review article, several topics were presented with the characterization of animal production facilities and types of materials used in their roofs, the characteristics of the photovoltaic panel and its use in roofs, as well as the impact it can generate on the thermal environment of the facilities. In the second article, the effect of the application of the photovoltaic panel on the roof was tested, with three types of tiles: ceramic, fiber cement and metallic, in the thermal environment and in animal comfort. For this purpose, indicators of the thermal environment and animal comfort were used, represented by several indices: the temperature and humidity index (THI), the globe temperature and humidity index (BGHI) and radiation heat load (RHL). The results showed that the application of the photovoltaic panel on the roof, regardless of the type of tile, was efficient in reducing the air temperature by about 0.4 ºC, the BGHI by 0.7 and the RHL by 4 W/m². Based on the THI, the application of the photovoltaic panel did not cause significant differences in the internal thermal environment of the prototypes with roofs with ceramic and metallic tiles. However, for the prototypes with fiber cement coverage, the application of the photovoltaic panel proved to be efficient, reducing the THI by about 4.8. Keywords: Thermal Environment Indices. Animal Comfort. Solar Energy.