A descarbonização urbana pode se beneficiar de fachadas que geram energia e gerenciam o calor simultaneamente. Este estudo examina um envidraçamento fotovoltaico (PV) semitransparente acoplado a uma camada de mudança de fase (PCM, fusão a ~25 °C) e a um circuito de água embutido como um elemento de fachada trifuncional adequado para cidades densas. Foi construído um modelo CFD em regime permanente com linha de base de radiação (RANS baseado em pressão, modelo viscoso k–ω SST, transferência de calor totalmente conjugada) com Ordenadas Discretas em meios participantes para resolver o transporte solar através de PV–PCM–vidro e quantificar o particionamento do fluxo de calor. Em um ponto de projeto de verão, a face exposta ao sol absorve ~780 W/m² em média; ~200 W/m² são rejeitados imediatamente para o ambiente (~21% radiativo, ~79% convectivo), enquanto o restante é direcionado para o laminado. Os resultados mostram fortes marcas de resfriamento sobre a serpentina no lado do PV e “faixas frias” no lado do ambiente interno (~12–31°C), evidenciando uma extração eficaz de calor em direção à serpentina e cargas internas reduzidas. A remoção pelo lado da água derivada da temperatura de saída resulta em ~190 W para o painel simulado numericamente, e um balanço de energia local fechado corrobora a configuração óptico-térmica. Este estudo fornece métricas relevantes para o projeto (temperatura de operação do PV, fluxos do lado externo/interno, recuperação de calor útil) e destaca variáveis de controle, como o passo da serpentina, espessura do PCM, vazão e coeficientes de película.
Bode et al. (Thu,) estudaram essa questão.