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Eficiência Energética em Edifícios
O potencial de redução de consumo de energia em
edifícios antigos e as perspectivas dos novos projetos
Palestrante: Engº Profº Luiz Amilton Pepplow – UTFPR-CT
• PNE 2030 destaca a necessidade de se estabelecer um sistema integrado de informação sobre eficiência energética no Brasil, além da elaboração de novos estudos sobre o tema, em suas mais diversas esferas, governamental, agentes privados, academia e sociedade em geral.
Plano Decenal de Expansão de Energia (PDE)Plano Nacional de Energia de Longo Prazo (PNE)Plano Nacional de Energia 2030 (PNE 2030)
Motivação para Eficiência Energética
Crescimento da economia mundial até 2035:
• O PIB crescerá a uma taxa de 3,2% a.a. - de 63,13 trilhões de dólares em 2007 para 153,66 trilhões de dólares em 2035 – tamanho do mercado mundial aumentará em 243,40%.
• Brasil: o consumo de energia em 2009: 220.711 milhões de tep. (BEN)
• Projeções do International Energy Outlook – IEO (2010) - crescimento no consumo de energia de 2,4% a.a. (no período de 2007 a 2035),
• Implica no aumento da demanda de energia do país em 185,79% (2035) de 220.711 milhões para 410,060 milhões de tep (BERS, 2011).
Balanço Energético Nacional (BEN) – tep: Tonelada Equivalente de PetróleoTD Nereus 12-2013 São Paulo 2013 – Núcleo de Economia Regional e Urbana da USPBERS - Balanço Energético do Rio Grande do Sul de 2010: ano base 2009 - Grupo CEEE – SIEL/RS
Motivação para Eficiência Energética
Breve histórico
• A eficiência no uso da energia - choque no preço do petróleo dos anos 1970.
• Equipamentos e hábitos de consumo passaram a ser analisados em termos da conservação da energia - o custo de sua implantação é menor do que o custo de produzir ou adquirir a energia cujo consumo é evitado.
• No Brasil, iniciativas sistematizadas há mais de 20 anos.
• Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica (PROCEL) -(ELETROBRAS) - 30 de dezembro de 1985.
• Programa Nacional de Racionalização do Uso dos Derivados do Petróleo e do Gás Natural (CONPET - 1991) - (Petrobras)
PROCEL e CONPET são vinculados o Ministério de Minas e Energia (MME)
• Programa de Apoio a Projetos de Eficiência Energética (PROESCO - 2006) - (BNDES)
• Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE - 1984) - (INMETRO) – (MDIC)
Breve histórico
Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO)Centrais Elétricas Brasileiras S.A. (ELETROBRAS)Petróleo Brasileiro S.A. (Petrobras)Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES)Ministério do Desenvolvimento, da Indústria e do Comércio Exterior (MDIC)
• Segundo estimativas do BEU, mais da metade do potencial de eficiência energética no Brasil: consumo das famílias (setor residencial) e das indústrias.
• Em 2008, representaram juntos quase 60% do consumo final energético do País.
• Do consumo final energético (33%) encontra-se no setor de transportes.
Fonte NOTA TÉCNICA DEA 14/10 Análise da Eficiência energética na indústria e nas residências no horizonte
decenal (2010-2019)
Breve histórico
Balanço de Energia Útil (BEU) Departamento de Engenharia e Meio Ambiente – DEA (ELETROBRÁS)
• Estimativas realizadas a partir do BEU, identifica que a grande parcela do potencial técnico de eficiência energética no Brasil encontra-se nos setores residencial, industrial e de transportes, que representaram juntos mais de 80% do consumo final energético do país em 2011
Fonte NOTA TÉCNICA DEA 16/12 Avaliação da Eficiência Energética para os próximos 10 anos
(2012-2021).
Breve histórico
Balanço de Energia Útil (BEU) Departamento de Engenharia e Meio Ambiente – DEA (ELETROBRÁS)
Potencial de conservação para todas as formas de energia
Avaliação da eficiência energética para os próximos 10 anos (2012-2021)Balanço de Energia Útil (BEU)
Força motriz - maior percentual de conservação de energia (43%) do uso final
Potencial de conservação de energia pela força motriz nos setores. Ano base 2011.
Avaliação da eficiência energética para os próximos 10 anos (2012-2021) - EPEBalanço de Energia Útil (BEU)
Os potenciais apresentados de conservação de energia elétrica são para o ano de 2020.
Potenciais de conservação de energia elétrica – EPE (2012)
Balanço de Energia Útil (BEU)
• Potenciais técnicos - definidos em relação a uma tecnologia de referência, que é, em geral, a melhor tecnologia disponível no mercado (Best Available
Tecnology – BAT).
• Potenciais econômicos são resultados de avaliações econômicas, além de comparações entre as tecnologias mais utilizadas e as mais eficientes.
• Potenciais de mercado refletem, além dos fatores já mencionados, também a influência de barreiras de vários tipos que limitam a utilização de tecnologias eficientes, do ponto de vista de consumo energético, mesmo quando elas são economicamente atrativas.
• O potencial de mercado, em um dado setor industrial, é menor do que o potencial econômico e, este, é menor do que o potencial técnico, desde que as metodologias utilizadas em sua determinação sejam compatíveis.
Revista Brasileira de Energia, Vol. 15, No. 1, 1o Sem. 2009, pp. 89-107
Os potenciais de conservação de energia
• Pesquisa do mercado no Brasil (ELETROBRAS, 2009):
Para o ano de 2015, são estimados potenciais de conservação de eletricidade no setor residencial de 46,0%, 21,5% e 10,3%, correspondendo respectivamente aos potenciais técnico, econômico e de mercado.
Ganhos estimados de eficiência energética por tipo de equipamento
Notas: (1) Ganhos de eficiência computados a partir do ano base de 2011 e expressos como percentual de redução do consumo em cada ano.(2) O valor negativo apresentado na tabela para o chuveiro elétrico não representa perda de eficiência, mas traduz o resultado líquido do consumo unitário de cada equipamento (kWh/equipamento) entre os ganhos de eficiência do equipamento e o aumento de potência. Assim, os ganhos negativos referem-se principalmente ao fato de que os novos chuveiros elétricos tenderão a ter maior potência à medida que as condições de renda da população aumentarem, superando os ganhos de eficiência do equipamento individual.Fonte: Elaboração EPE
Potencial de redução
• 20 anos atrás a estimativa de carga partia de aproximadamente 150W/ m2, uma casa de 100 m2 previsto 15 kW de demanda:
10 lâmpadas incandescentes de 100 W, 20 tomadas de 100W, 01 CH 6000W, 01 TE 2500W, 01 AC 1500W
Previsão de cargas - 20 anos atrás
Determinação de carga instalada: Unidade consumidora residencial (220/127 V)
CI kVA = 12,28 kVA
Carga Potencia Quantidade Total Parcial
Lâmpada LED 7,5 W 10 0,075 kVA
Tomadas 100 W 10 1,0 kVA
Ferro 1000 W 01 1,0 kVA
Geladeira 300 W 01 0,3 kVA
Televisor 100 W 01 0,1 kVA
Ventilador 150 W 01 0,15 kVA
Ar condicionado 1300 W 02 2,7 kVA
Outros 1 CV 02 1,0 kVA
Carga Instalada 6,35 kVA
Previsão de cargas base atual
Parque instalado anterior a 2000
• Iluminação Incandescente (alógena), fluorescente tubular, inserção mais ativa das lâmpadas fluorescentes compactas.
• Lâmpadas a vapor de sódio, mercúrio, metálico.
• Ar condicionado tipo janela / spliter.
• Projetos individualizados, expertise projetista.
• Motores convencionais de menor eficiência.
• Sistemas de partida/controle de motores convencionais, eletromecânicos e eletromagnéticos.
Parque instalado posterior a 2000
• Iluminação Incandescente (alógena) cai em desuso.• Iluminação fluorescente tubular aumenta eficiência (Lm/W),
inserção intensa das lâmpadas fluorescentes compactas.• Lâmpadas a vapor de sódio, mercúrio, metálico.• Ar condicionado tipo janela / spliter.• Projetos individualizados, modelagem computacional.• Motores convencionais de maior eficiência.• Sistemas de partida/controle de motores
eletrônicos/microprocessados interligados a sistemas de controle.
• Inserção da comunicação via rede de elementos de controle.• O que chamarmos de modernidade.
Novos Projetos
• Combinação entre a Expertise dos Profissionais e o Auxílio de Ferramentas Computacionais para Modelagem e Simulação.
• Exigência do mercado consumidor com construções sustentáveis.
• Certificação de Edifícios.
Edifícios / Pessoas Inteligentes
• As premissas básicas para o desenvolvimento da humanidade indicam para:
• Consumo zero de energia do sistema. Auto suficiência em geração/consumo de energia elétrica.
• Não geração de lixo (Lixo zero) –Reutilizar, Reciclar, Reduzir –Reaproveitamento do lixo orgânico.
Auto suficiência em geração/consumo de energia elétrica.
• Avaliar as alternativas de geração de energia in loco:
• Geração de energia Solar-Fotovoltáica.
• Geração de Energia Eólica.
• Aquecimento de Água Solar.
Geração Distribuída
Estádio de Pituaçu, em Salvador, é o primeiro da AL dotado de energia solar/Foto: Manu Dias/Secom-BA Fon
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Avaliar as melhores alternativas para conforto ambiental
• Sistemas de refrigeração normalmente representam a maior contribuição no consumo de energia elétrica – (em média acima de 60% do consumo total).
• Desenvolver projetos que melhor se adequem a condição de cada ambiente.
Exemplos de sistemas aplicados em refrigeração
• Aparelhos tipo janela.
• Aparelhos tipo Split.
• Unidades Condicionadoras tipo “multi-Split/VRV.
• Unidades “Self Contained” compactas (condensação a ar).• Unidades “Self Contained” (Condensação a água).• Unidades Roof Top.• Sistema de Água Gelada com Chiller (Condensação a Ar e a
Água) opção com Termoacumulação de Água.• Bomba de Calor Geotérmica.
Avaliar alternativas tecnológicas para aproveitamento de insumos existentes
Neste caso verificaraproveitamento do ar aquecidoproveniente da exaustão .
Sistemas de refrigeração globais como Chillergeralmente são mais eficientes que sistemas
individuais como Split.
Chiller
Split
Contribuição das Certificações de Edifícios
Cinco grupos de assuntos: • local, • água, • energia, • materiais,• qualidade do ambiente
interior.
Essas terminologias variam entre as certificações
Contribuição das Certificações de Edifícios
• Procel Edifica
• LEED
• AQUA
Certificações mais empregadas no Brasil
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Pro
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EED
Fonte: TCC ESTUDO COMPARATIVO DA APLICAÇÃO DO SELO PROCEL EDIFICAANDREWS DELABONA MARQUES e EDUARDO FELIPE ANASTACIO SOARES
Abrangência e aplicação das certificações Procel Edifica, AQUA e LEED
Fonte: TCC ESTUDO COMPARATIVO DA APLICAÇÃO DO SELO PROCEL EDIFICAANDREWS DELABONA MARQUES e EDUARDO FELIPE ANASTACIO SOARES