EFICIÊNCIA ENERGÉTICA E ENERGIAS RENOVÁVEIS EM EDIFÍCIOS
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- Luana Azambuja Castelhano
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1 EFICIÊNCIA ENERGÉTICA E ENERGIAS RENOVÁVEIS EM EDIFÍCIOS Roberto Lamberts, PhD. Universidade Federal de Santa Catarina- UFSC Laboratório de Eficiência Energética em Edificações LABEEE Conselho Brasileiro de Construção Sustentável CBCS
2 CONTEÚDO Consumo energético Consumo no setor residencial usos finais Casa de Energia Zero Inovações
3 Matriz Energética Brasil X Mundo 100% 14% 80% 47% 60% 40% 20% 53% 86% 0% Brasil Não Renováveis Renováveis Mundo Fonte: BEN / ano de referência 2009
4 CONSUMO DE ELETRICIDADE POR SETOR (BRASIL, BEN 2009)
5 ELETRICIDADE: PRINCIPAIS USOS FINAIS Microondas 0.1% Maquina de Lavar 0.4% Freezer 5% Iluminação 14% Refrigerator 22% Ferro de passar 3% Aparelho de som 3% TV 9% Chuveiro Elétrico 24% Condicionador de Ar 20% 3% % Fonte: SINPHA. PROCEL-Eletrobras 2007
6 COMPORTAMENTO CONDICIONAMENTO DE AR
7 PROGRAMA BRASILEIRO DE ETIQUETAGEM PBE
8 PROGRAMA DE ETIQUETAGEM DE EDIFICAÇÕES RESIDENCIAIS VISÃO INTEGRADA Unidade habitacional Edificação Multifamiliar Áreas de uso comum Envoltória para verão (48%) + Envoltória para inverno (25%) + Aquecimento de água (25%) + Bonificações Informativo: Envoltória quando refrigerada artificialmente Etiqueta Nacional de Conservação de Energia ENCE
9 ZERO ENERGY BUILDINGS zero
10 Zero Energy Building - ZEB Alta Eficiência Geração Local Interligação a Rede Processo de projeto integrado Tecnologias Eficiência Energética Solar Passivo Aquecimento solar de água Fotovoltaico Eólica Métricas de desempenho
11 CALIFÓRNIA UNIÃO EUROPÉIA FRANÇA REINO UNIDO DINAMARCA Políticas para ZEB no mundo Obrigatório: Novas residências a partir de 2020 Comerciais a partir de 2025 Obrigatório: Novas residências a partir de 2020 Novos Públicos a partir de 2018 Obrigatório: Edifícios Públicos a partir de 2020 (energia positiva) Obrigatório: Novas residências a partir de 2016 Obrigatório: Todos novos edifícios a partir de 2010 (energia positiva)
12 DESEMPENHO TÉRMICO DE EDIFICAÇÃO RESIDENCIAL SIMULAÇÃO : COMPORTAMENTO : SOMBREAMENTO α = 0,40 α = 0,40 α = 0,40 Área 63 m² 4 pessoas α = 0,40 com sombra sem sombra U COB 1,18 W/m².K + Isolante de 2,5 cm U PAR 1,80 W/m².K
13 DESEMPENHO TÉRMICO : DORMITÓRIO : LESTE : SÃO LUÍS VENTILAÇÃO SELETIVA com controle por temperatura VENTILAÇÃO CONSTANTE durante o período diurno Ch de resfriamento Uc1,18 Up1,80S Uc1,18 Up1,80 Uc0,68 Up0,85 Uc1,18 Up1,80S Uc1,18 Up1,80 Uc0,68 Up0,85 Caso sem Sombra Caso com sombra Caso com Sombra + isolamento + vidro duplo Caso sem sombra Caso com sombra Caso com Sombra + isolamento + vidro duplo
14 CONSUMO DE ENERGIA : HVAC : DORMITÓRIO : LESTE : SÃO LUÍS Consumo de resfrigeração kwh VENTILAÇÃO SELETIVA com controle por temperatura VENTILAÇÃO CONSTANTE durante o período diurno Uc1,18 Up1,80S Uc1,18 Up1,80 Uc1,18 Up1,80 Uc1,18 Up1,80S Uc1,18 Up1,80 Uc0,68 Up0, Caso sem Sombra Caso com sombra Caso com Sombra + isolamento + vidro duplo Caso sem sombra Caso com sombra Caso com Sombra + isolamento + vidro duplo
15 CONSUMO DE ENERGIA RESIDENCIAL Descrição Unidade Total Residencial TWh/ano Consumo por residência kwh/mês Estimativa de consumo com 2 dormitórios condicionados artificialmente Cidade Unidade HVAC Total Curitiba - ZB1 kwh/mês Florianópolis - ZB3 kwh/mês São Luís ZB8 kwh/mês No Brasil cerca de 85% do setor residencial são habitações unifamiliares
16 PV NECESSÁRIO PARA COBRIR O CONSUMO ELÉTRICO Curitiba Florianópolis São Luíz 2010 Consumo médio 178 kwh/mês 2030 Consumo médio 331 kwh/mês Sem HVAC Com HVAC Sem HVAC Com HVAC 1,60 kwp 22,9m² 1,70 kwp 24,3m² 1,50 kwp 21,4m² 2,00 kwp 28,5m² 2,10 kwp 30,0m² 3,50 kwp 50,0m² 3,00 kwp 42,9m² 3,10 kwp 44,3m²; 2,80 kwp 39,4m² 3,40 kwp 48,5 m² 3,50 kwp 50,0 m²; 4,80 kwp 68,5 m² Eficiência do sistema: 80% Eficiência dos painéis: 7%
17 CUSTO DA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Custo para Geração de Energia FONTE Hidroelétrica (Belo Monte) CUSTO R$ 80/MWh Eólica R$ 130/MWh PV Custo Final Residencial (Minas Gerais, CEMIG) R$ 500/MWh R$ 580/MWh
18 Energia Eólica Bahrain World Trade Center A energia eólica produzirá o equivalente a 12% de todo o consumo de energia dos prédios
19 Energia Eólica Condomínio sustentável de uso misto Miami EUA Oppenheim Architecture + Design
20 Evolução da eficiência da tecnologia fotovoltaica
21
22 Projeto ESTÁDIOS SOLARES MARACANÃ SOLAR Gerador de 3.3 MWp na cobertura do Maracanã Suficiente para suprir energia para mais de 2000 residências Projeto INTEGRAÇÃO DE MÓDULOS SOLARES FOTOVOLTAICOS AO TERMINAL DE PASSAGEIROS DO AEROPORTO HERCÍLIO LUZ
23 Projeto ELETROSUL MEGAWATT SOLAR Geração Solar Fotovoltaica Integrada ao Edifício Sede da ELETROSUL em Florianópolis Projeto COBERTURA PARA ESTACIONAMENTO
24 EFICIÊNCIA DOS SISTEMAS O que acontece dentro das cidades?
25 INOVAÇÃO INTERNET CELULAR ZERO NEUROCIÊNCIA
26 AQUECIMENTO SOLAR DE ÁGUA Sistema Eficiente e Renovável Somente os coletores são etiquetados pelo INMETRO O reservatório possui SELO FALTA: backup projeto instaladores Bombas de Calor! Maior Fração Solar!
27 ARQUITETURA BIOCLIMÁTICA 1. Zona de Conforto 2. Zona de Ventilação 7. Zona de massa térmica para aquecimento 3. Zona de Resfriamento evaporativo 8. Zona de Aquecimento solar passivo 4. Zona de massa térmica para resfriamento 6. Zona de umidificação
28 Comportamento e conforto adaptativo Source: Arens et al Source: ASHRAE
29 ARQUITETURA ADAPTADA AO CLIMA CASA EFICIENTE. ZONA BIOCLIMÁTICA 3
30 CASA EFICIENTE = ZEB 700,00 geração mínima Consumo médio mensal [kwh] 600,00 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 0,00 606,55 346,93 266,30 164,43 geração média geração máxima Família Desperdício + Equipamentos ineficientes Família Desperdício + Equipamentos eficientes Família Consciente + equipamentos ineficientes Família Consciente + equipamentos eficientes Perfil 1 Perfil 2 Perfil 3 Perfil 4 Perfis de consumo de energia
31 NREL Research Support Facility Newsroom
32 IDeAs Z2 Antes Depois
33 IDeAs Z2
34 Informar o usuário -> redução de consumo
35 DOMOTICA SEG. SOMBR. HVAC
36 Smart Grid
37 INOVAÇÕES EM PROJETO E TECNOLOGIA Solar Decathlon Project Brasil
38 CONCLUSÕES ZEB é possivel no Brasil Mudar a forma de pensamento Geração Centralizada + transmissão + distribuição GERAÇÃO DISTRIBUÍDA Arquitetura Bioclimática Etiquetagem Residencial pode ajudar Revisar as normas
39 CONCLUSÕES Aquecimento Solar de Água Backup? Automação Soluções Regionais Soluções eficientes para edificações multifamiliares Alto Fator Solar Eficiência Energética dos Equipamentos Medição dos Ganhos Internos Automação Comportamento do usuário Necessidade de Politicas Públicas
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