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Construção & Espaços Inteligentes

WINNER

Desenvolvimento de um sistema fotovoltaico de integração arquitetónica

O projeto WINNER visa o desenvolvimento de um sistema fotovoltaico de integração arquitetónica, baseado no conceito de janelas inteligentes, procurando responder à crescente procura de soluções para a construção de edifícios de energia zero. A abordagem seguida neste projeto consiste na utilização de nanopartículas customizadas em revestimentos de fachadas de edifícios, particularmente em janelas, para concentração e conversão energética da radiação solar incidente.

Recorrendo a partículas luminescentes e guias de onda integradas em sistemas de concentração solar, torna-se possível converter o espetro da radiação solar numa gama de comprimentos de onda mais compatível com o espectro de absorção dos materiais que constituem as células fotovoltaicas, conseguindo-se desta forma aumentar o rendimento de conversão energética.

Por outro lado, o redireccionamento de parte da radiação incidente para o perímetro das janelas, reduz o aquecimento da superfície do vidro contribuindo desta forma para a climatização inteligente do edifício. Este projeto compreende uma abordagem sistémica conducente à otimização do processo de integração destes materiais em vidraças de edifícios, contribuindo de forma eficaz para a climatização do espaço interior em simultâneo com a produção de energia elétrica.

O projeto WINNER terá assim um impacto muito relevante na prossecução das metas internacionais para a sustentabilidade das zonas urbanas, numa perspetiva de desenvolvimento de uma economia de baixo carbono e impacto ambiental.

WINNER

Objetivos Principais/Atividades

  • Seleção/síntese de nanopartículas para captação/reconversão da radiação solar;

  • Otimização dos processos de revestimento e integração em vidraças;

  • Design de janelas inteligentes com células fotovoltaicas integradas;

  • Fabricação de protótipos;

  • Teste e validação do sistema integrado, para cumprimento de requisitos em termos de desempenho e durabilidade do sistema;

  • Análise do ciclo de vida, balanço energético e análise de custos.

Resultados

  • Diferentes luminóforos (pontos quânticos - CISeS / ZnS e lantanídeos – Eu3+, Nd3+ / Yb3+) foram utilizados para o desenvolvimento de revestimentos para vidraças de janelas inteligentes semitransparentes, com diferentes funcionalidades estéticas  (cor, transparência) e de conversão de energia, promovendo conforto visual e térmico dos edifício em zonas urbanas;

  • A combinação de luminóforos com diferentes respostas espectrais e nanoesferas ocas de silica permitiu o desenvolvimento de revestimentos de Ln3+/HSNS/PVA com propriedades óticas e térmicas melhoradas (transmitância ≈ 90%, 400-700 nm e NIR; decréscimo de 3-5 ºC de protótipos à escala laboratorial de “mock-ups”);

  • Vários protótipos e demonstradores foram construídos e validados em ambiente real (instalações da UNEV, República Dominicana), demonstrando o potencial da janela inteligente para gerar eletricidade em edifícios, combinando estética e funcionalidade.

Número do Projeto

ELAC2014/ESE-0146

Duração do projeto

Janeiro de 2016 a Dezembro de 2018 (36 meses)

Região de intervenção

Europa, Chile, Républica Dominicana

Custo elegível

562 703,50 € (financiado pela Comissão Europeia através do 7º programa-quadro de IDT, com a participação da FCT, no âmbito do 1º concurso transnacional para financiamento de projetos de investigação ERANet-LAC (GA No 609484))

Tipo de projeto

ERANET LAC

Apoio financeiro da FCT

99 703,00€

Com o apoio de:

Promotores

Pronditec
CeNTI – Centro de Nanotecnologia e Materiais Técnicos, Funcionais e Inteligentes
Universidad Nacional Evangélica
Universidad del Bio - Bío
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