Contextualizando... 42% do consumo de energia em edificações é destinado a operação e manutenção das edificações + promoção de conforto

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1 CASA EFICIENTE

2 Edificações e consumo total de energia elétrica 42% do consumo de energia em edificações é destinado a operação e manutenção das edificações + promoção de conforto Evolução dos Consumos Setoriais de Energia Elétrica Brasil a 2005 Fonte: Balanço Energético Nacional BEN 2006 Contextualizando...

3 Edificações e potencial de conservação de energia 30% em edificações já existentes retrofit 50% em edificações novas utilização de tecnologias energeticamente eficientes desde a concepção do projeto. Fonte: Procel-Edifica Contextualizando... Setor Residencial Participação dos Eletrodomésticos no Consumo de eletricidade Fonte: Balanço Energético Nacional BEN 2006

4 Brazil Sul Habitantes (bilhões) Volume de água doce disponível (m³/pessoa/ano) Volume de água doce disponível (m³/pessoa/ano) Brasil e água potável Disponibilidade de água doce no Brasil Contextualizando...

5 Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica Articulação entre entidades/ enfoque multissetorial OBJETIVO: promover as condições para o uso eficiente da energia elétrica, reduzindo os desperdícios e impactos sobre o meio ambiente. ÁREA DE ATUAÇÃO Desenvolvimento tecnológico: Universidades e Centros de Pesquisa: soluções economicamente viáveis => usuários. Tecnologia Edificações & Pesquisa e desenvolvimento/ soluções adaptadas à realidade brasileira; CASA EFICIENTE Disseminar os conceitos e práticas de EEE entre os profissionais de arquitetura e engenharia e aqueles envolvidos em planejamento urbano.

6 Construção Uso de energia: extração das matérias primas produção e transporte de materiais CONSTRUÇÃO CIVIL E IMPACTOS AMBIENTAIS Uso de energia: iluminação e condicionamento ambiental Uso Importância das decisões de projeto...

7 Vitrine de tecnologias de ponta de eficiência energética e conforto ambiental, integradas a soluções arquitetônicas voltadas para edificações residenciais, funcionando como ambiente para a demonstração e desenvolvimento de atividades de ensino e pesquisa nesta área.

8 L ocalização Florianópolis/SC

9 Autoria: Sala de estar, sala de jantar, 2 quartos, cozinha, banheiro, área para recepção e área de serviço coberta Acessibilidade aos visitantes Instalações acessíveis Espécies nativas da Mata Atlântica em vias de extinção e espécies frutíferas. Integração com o entorno Alexandra A. Maciel - Suely F. de Andrade

10 EQUIPE: Coordenação/ELETROSUL: Coordenação UFSC: Prof. Roberto Lamberts Engº. Jorge Luis Alves Engº. Aniceto C. K. Pelka Engº. Rafael Morales Claudia D. Pereira Juliana O. Batista Marcio Andrade Sergio Parizotto Vinicius L. Rocha Ana K. Marinoski Hugo R. Becker Rosana de Biasi

11 Temáticas GT-1: Eficácia cia das estratégias de condicionamento ambiental GT-2: Potencial de geração solar fotovoltaica interligada à rede GT-3: Uso Racional da Água

12 Adequação climática & eficiência energética GT-1: Eficácia cia das estratégias de condicionamento ambiental Estratégias para favorecer o desempenho térmico: Inércia, ventilação cruzada, forma e orientação... Materiais + projeto + uso & ocupação

13 Tint Insuflamento noturno Combinação: inércia + aproveitamento da ventilação = resfriamento da temperatura; GT-1: Eficácia cia das estratégias de condicionamento ambiental Noite = horário de calmaria dos ventos em Florianópolis/insuflamento mecânico Baixo consumo de energia Vazão Tint Text Tsup Tsup

14 Teto-jardim GT-1: Eficácia cia das estratégias de condicionamento ambiental Diminuição do fluxo de calor para dentro das edificações/ redução do consumo de energia elétrica para refrigeração Diminuição das temperaturas superficiais = diminuição das temperaturas do microclima urbano

15 GT-2: Potencial de geração solar fotovoltaica interligada à rede de distribuição Geração não poluente que utiliza uma fonte renovável (Sol). Módulos integrados à arquitetura da edificação; Sistema fotovoltaico conectado à rede: o excesso é injetado na rede elétrica/o déficit é suprido pela rede elétrica. MÓDULOS SOLARES FOTOVOLTAICOS kwh 3 ENERGIA QUE VEM DA REDE PARCELA INJETADA NA REDE kwh 2 kwh 1 ENERGIA TOTAL GERADA PELOS MÓDULOS FV - + ~ INVERSOR CONSUMO (ILUMINAÇÃO E ELETRODOMÉSTICOS) PAINEL FOTOVOLTAICO (FV) - 30 MÓDULOSM POTÊNCIA INSTALADA: 2,25 kwp

16 GT-2: Aquecimento solar de água Alternativa para atender uma importante demanda energética nas residências; Apenas o chuveiro é responsável em média por 25% do consumo de energia no setor residencial; O chuveiro elétrico tem uma potência elevada (5 a 10KW), agravando o problema do horário de pico no fornecimento de eletricidade

17 Uso de água da chuva para fins não potáveis: redução do consumo e do desperdício Redução dos impactos ambientais: tratamento de esgoto GT-3: Uso Racional da Água Reservatório água potável Reservatório água de chuva pia cozinha chuveiro lavatório Vaso sanitário Descarte de sólidos tanque torneira lava externa roupas Desvio de água das primeiras chuvas Rede de drenagem pluvial Cisterna água de chuva

18 Avaliação do desempenho térmicot GT-1: Eficácia cia das estratégias de condicionamento ambiental Monitoramento das temperaturas do ar externa e interna (em diferentes cômodos da Casa): Monitoramento da Casa em dias de frio e de calor; Monitoramento da Casa com e sem ventilação natural; Análise do desempenho do teto jardim; Análise do desempenho do insuflamento mecânico noturno (21h 7h).

19 GT-2: Potencial de geração solar fotovoltaica interligada à rede de distribuição Analisar o desempenho do sistema fotovoltaico: Comparar o potencial de geração de energia do sistema e a energia já gerada desde sua instalação; Comparar a geração pelos 2 sub-sistemas existentes. Verificar o atendimento da demanda de energia da instalação consumidora (a Casa Eficiente): Definir padrões de uso da edificação, para determinados perfis de usuários, tendo em vista os equipamentos existentes na casa; Comparar valores estimados de consumo e quantidade de energia gerada. Objetivos

20 GT-2: Potencial de geração solar fotovoltaica interligada à rede de distribuição Método Etapa 01 Medição da quantidade de energia gerada pelo sistema fotovoltaico (dados mensais); Estimativa do potencial de geração de energia do sistema, utilizando médias históricas de valores de radiação solar; Comparação dos valores, mensais e anual, de geração medida e estimada (para o sistema completo e para os dois sub-sistemas).

21 GT-2: Potencial de geração solar fotovoltaica interligada à rede de distribuição Etapa 01 Análise dos dados de 1 ano de geração Agosto/2006 a Julho/2007 Energia Gerada [kwh] /7/ /8/ /9/ /10/ /11/ /12/ /1/ /2/ /3/ /4/ /5/ /6/ /7/2007 Energia gerada em 1 ano: 2300 kwh Média de geração mensal: 192 kwh Total Gerado pelo Sistema Resultados

22 GT-2: Potencial de geração solar fotovoltaica interligada à rede de distribuição Etapa 02 Definição de perfis de usuários (eficiente e não) e seus padrões de uso dos equipamentos da casa; Estimativa do consumo de energia elétrica para os perfis de usuários; Comparação dos valores estimados de consumo e quantidade de energia gerada, verificando o atendimento da demanda nos diferentes meses (casos extremos) e no total do ano; Analise de custos (conta de energia), com base na tarifa da concessionária. Método

23 GT-2: Potencial de geração solar fotovoltaica interligada à rede de distribuição Etapa 02 Usuários ineficientes + Equipamentos ineficientes Usuários ineficientes + Equipamentos eficientes Usuários eficientes + Equipamentos eficientes Método

24 GT-2: Potencial de geração solar fotovoltaica interligada à rede de distribuição Etapa 02 Usuários Ineficientes + Equipamentos Ineficientes Método

25 GT-2: Potencial de geração solar fotovoltaica interligada à rede de distribuição Etapa 02 Usuários Ineficientes + Equipamentos Eficientes Método

26 GT-2: Potencial de geração solar fotovoltaica interligada à rede de distribuição Etapa 02 Usuários Eficientes + Equipamentos Eficientes Método

27 Etapa 02 Usuários ineficientes + Equipamentos ineficientes = 397,70 kwh Usuários ineficientes + Equipamentos eficientes = 257,14 kwh Usuários eficientes + Equipamentos eficientes = 166,55 kwh Resultados

28 Etapa 02 Consumo Mensal de Energia [kwh] ,70 257, kwh Média de geração mensal 166,55 Usuários Ineficientes + Equipamentos Ineficientes Usuários Ineficientes + Equipamentos Eficientes Usuários Eficientes + Equipamentos Eficientes Resultados

29 Etapa 02 Consumo Mensal de Energia [kwh] ,70 257,14 166, kwh 192 kwh 120 kwh Março/07 Maio/07 Usuários Ineficientes + Equipamentos Ineficientes Usuários Ineficientes + Equipamentos Eficientes Usuários Eficientes + Equipamentos Eficientes Resultados

30 Etapa 02 Usuários Ineficientes + Equipamentos Ineficientes Usuários Ineficientes + Equipamentos Eficientes Usuários Eficientes + Equipamentos Eficientes Consumo mensal [kwh] 397,70 257,14 166,55 170,00 Valor da conta sem FV [R$]* 106,13 64,97 82,76 Valor da conta com FV [R$]* 24,95 0,00 * Considerando: Geração média de energia de 192 kwh Tarifa: R$ 0,383 primeiros 150kWh; R$ 0,454 consumo restante Consumo diurno Resultados

31 GT-3: Uso Racional da Água 1. Avaliar a adequação de dispositivos de descarte de sólidos s de Sistemas de Aproveitamento de Água de Chuva (SAAC); 2. Avaliar a adequação de dispositivos de desvio de água dos escoamentos iniciais de SAAC; 3. Desenvolver dispositivos apropriados para descarte de sólidos de SAAC; 4. Desenvolver dispositivos apropriados para o desvio de água dos escoamentos iniciais de SAAC; 5. Promover adaptações destes dispositivos para configurações de sistemas com baixo consumo de energia. Objetivos

32 GT-3: Uso Racional da Água

33 GT-3: Uso Racional da Água

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36 GT-3: Uso Racional da Água

37 GT-3: Uso Racional da Água

38 GT-3: Uso Racional da Água

39 GT-3: Uso Racional da Água Filtro Volumétrico - VF1

40 GT-3: Uso Racional da Água A água da chuva deve ser desinfetada antes de ser consumida para finalidades potáveis

41 Publicações Técnicas T TECNOLOGIA Conforto Energia Água TESTE RESULTADOS Quantificações Estimativas

42 0:00:30 3:12:58 6:25:27 9:37:45 12:49:54 16:02:23 19:14:51 22:27:20 1:39:48 4:52:17 8:04:45 11:17:14 14:29:42 17:42:12 20:54:41 0:07:09 3:19:37 6:32:06 9:44:35 12:57:05 16:09:34 19:22:04 22:34:33 Publicações Técnicas T Temas PUBLICAÇÃO 1: Bioclimatologia e Desempenho Térmico Dados do monitoramento ambiental Efeitos da aplicação das estratégias bioclimáticas/ condições de uso e ocupação Experimentos: GT Temperatura [ C]

43 28/7/ /8/ /9/2006 5/10/ /10/ /11/ /12/2006 5/1/ /1/ /2/ /3/2007 7/4/ /4/ /5/ /6/2007 8/7/ /7/2007 Publicações Técnicas T Temas PUBLICAÇÃO 2: Consumo e Geração de Energia Geração solar fotovoltaica Aquecimento solar Simulações de consumo perfis de usuários Experimentos GT Energia Gerada [kwh]

44 Publicações Técnicas T Temas PUBLICAÇÃO 3: Uso Racional da Água Estimativas de economia de água potável condições locais de Florianópolis Resultados dos testes dos dispositivos : qualidade da água da chuva Experimentos GT-3

45 Publicações Técnicas T Temas PUBLICAÇÃO 4: Simulação Computacional de Desempenho Térmico e Consumo de Energia Comparações: situações teste e simulações Simulação computacional x monitoramento

46 Casa & Laboratório: rio: AMBIENTE REAL + PESQUISA CIENTÍFICA Concluindo... Fornecimento de dados para estudos da UFSC (inclusive monografias de graduação, dados para trabalhos de disciplinas, dissertações e teses); Dados disponibilizados futuramente via internet: facilitar o acesso às informações; Infra-estrutura à serviço da investigação científica: voltada para a obtenção de informações úteis aos profissionais e o público em geral.

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