Painéis solares em telhados podem aquecer cidades durante o dia, mas reduzem consumo de energia, revela estudo internacional

Pesquisa liderada pela UNSW mostra que painéis solares em telhados podem elevar temperaturas urbanas durante o dia, mas reduzem a demanda por ar-condicionado.

Painéis solares em telhados podem aquecer cidades durante o dia, mas reduzem consumo de energia, revela estudo internacional

Energia solar urbana: entre o aquecimento local e a eficiência energética

Um novo estudo internacional liderado por cientistas da Universidade de Nova Gales do Sul (UNSW), na Austrália, trouxe novos insights sobre o impacto dos painéis solares em telhados no clima urbano e no consumo energético das cidades. O trabalho, publicado na revista Solar Energy sob o título “Urban photovoltaics reshape radiative–convective fluxes and cooling energy demand in cities”, analisou como a expansão dos sistemas fotovoltaicos afeta a temperatura do ar e o equilíbrio energético em centros urbanos.

A pesquisa contou com a colaboração de especialistas da Universidade Savoie Mont Blanc (França) e da Universidade de Calcutá (Índia), e utilizou a cidade de Lyon, na França, como cenário de estudo.

Modelagem climática de alta precisão em uma cidade europeia

Os pesquisadores empregaram simulações de alta resolução com o modelo Weather Research and Forecasting (WRF), ferramenta amplamente utilizada em meteorologia e estudos climáticos. A equipe configurou três domínios de análise, indo de áreas externas de 3,5 km até uma malha urbana detalhada de 390 metros, combinando dados de cobertura terrestre do Copernicus Global Land Cover (CGLC) com classificações de zonas climáticas locais (LCZs).

O objetivo foi compreender como diferentes taxas de cobertura de telhados 25%, 60% e 100% influenciam o balanço térmico urbano e o desempenho energético dos edifícios ao longo de ciclos diurnos e noturnos.

Painéis solares em telhados: aquecimento diurno e resfriamento noturno

Os resultados mostraram um comportamento dual. Durante o dia, os sistemas fotovoltaicos induziram um leve aquecimento do ar superficial, com aumento de até 0,72 °C nas áreas com cobertura total de painéis. Já à noite, o efeito foi o oposto: observou-se redução média de 0,42 °C nas temperaturas de superfície, devido à menor retenção de calor pelos telhados.

Em escala intermediária, o aumento diurno foi de 0,2 °C com 25% de cobertura e 0,48 °C com 60%. À noite, as reduções foram de 0,27 °C e 0,3 °C, respectivamente.

“Os impactos ambientais dos sistemas fotovoltaicos são altamente contextuais”, explicam os autores. “Dependem da densidade urbana, da refletividade dos materiais e do tipo de clima local.”

Redução na demanda por ar-condicionado e compensação energética

Do ponto de vista do desempenho energético, os painéis solares em telhados se mostraram vantajosos. A instalação total reduziu as temperaturas dos telhados em 2,09 °C durante o dia, o que resultou em uma diminuição de quase 5% no consumo de energia para resfriamento dos edifícios.

Durante a noite, houve uma leve elevação térmica de 1,61 °C nos telhados efeito associado à menor perda de calor por radiação, mas sem impacto significativo no conforto térmico geral.

O ganho mais expressivo veio do balanço energético: com 100% de cobertura, os sistemas geraram 227,7 Wh/m², o que compensou 85,9% da demanda diária de eletricidade para ar-condicionado, estimada em 265,1 Wh/m².

Urbanismo energético: o futuro das cidades solares

O estudo reforça a importância de integrar o planejamento urbano às metas de transição energética, destacando que os painéis solares em telhados podem desempenhar papel duplo tanto na mitigação de emissões quanto na gestão térmica das cidades.

Segundo os pesquisadores, compreender esses efeitos é essencial para o desenvolvimento de estratégias de design urbano resilientes, especialmente em metrópoles que enfrentam ondas de calor cada vez mais intensas.

Conclusão: equilíbrio entre geração solar e conforto térmico

Embora os painéis solares em telhados possam elevar ligeiramente as temperaturas durante o dia, seu impacto positivo sobre a eficiência energética e a redução da demanda elétrica supera as desvantagens térmicas locais. A pesquisa indica que políticas urbanas voltadas à energia solar devem considerar o contexto climático e arquitetônico de cada cidade, visando maximizar benefícios ambientais e energéticos.

Painéis solares em telhados podem aquecer cidades durante o dia, mas reduzem consumo de energia, revela estudo internacional