ANÁLISE DA RELAÇÃO CUSTO-BENEFÍCIO DE PROJETO DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NO SETOR RESIDENCIAL

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO FACULDADE DE ARQUITETURA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE EDIFICAÇÕES E AMBIENTAL LUCIANA OLIVEIRA DA SILVA LIMA ANÁLISE DA RELAÇÃO CUSTO-BENEFÍCIO DE PROJETO DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NO SETOR RESIDENCIAL Cuiabá - MT Fevereiro, 2014

2 LUCIANA OLIVEIRA DA SILVA LIMA ANÁLISE DA RELAÇÃO CUSTO-BENEFÍCIO DE PROJETO DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NO SETOR RESIDENCIAL Dissertação apresentada junto ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Edificações e Ambiental da Universidade Federal de Mato Grosso, como requisito para obtenção do título de Mestre. Orientador: Prof. Dr. Arnulfo Barroso de Vasconcellos. Cuiabá - MT Fevereiro, 2014

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5 DEDICATÓRIA A Deus pela vida e oportunidade, e aos queridos familiares, pelo amor, apoio e compreensão nas horas difíceis.

6 AGRADECIMENTOS Agradeço a Deus pelo privilégio de poder realizar este sonho e ter me fortalecido, para não desanimar no meio do caminho. Ao Prof. Dr. Arnulfo Barroso de Vasconcellos, pela orientação e principalmente pelo incentivo, apoio, pela confiança e grande amizade, ingredientes que possibilitaram a realização deste trabalho. Aos professores Dr. Kleiber David Rodrigues, Dr.ª Marta Cristina de Jesus Albuquerque Nogueira e Dr.ª Teresa Irene Ribeiro de Carvalho Malheiro, da Comissão Examinadora, pela amabilidade e grandes contribuições para o aprimoramento deste trabalho. Agradeço aos meus familiares, que sempre me apoiaram e incentivaram a seguir em frente, especialmente Divina Silva, Lucinéia Seabra, Elaine Silva e Lucielly Seabra. Ao meu marido, Uri Yostaque de Lima, que soube ser paciente nos momentos decisivos. Aos amigos Carmelina Suquerê de Moraes, Daniel Moussalem Apolonio, Emilly Marques Silva Freire, Késia Cristina Mena de Castro da Mata, Laís Braga Caneppele, Oana Cristina da Veiga Walendolf, Rainy da Conceição Soares e Sonia Santos de Alencar Ludovico, pessoas maravilhosas que tive o privilégio de conhecer e compartilhar um pouco da minha vida. Aos professores do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Edificações e Ambiental: Dr. Adnauer Tarquínio Daltro, Dr. Arnulfo Barroso De Vasconcellos, Dr. Bismarck Castillo Carvalho, Dr. Douglas Queiroz Brandão, Dra. Eliana Beatriz Nunes Rondon Lima, Dr. Humberto da Silva Metello, Dr. Ivan Julio Apolônio Callejas, Dr. José Antônio Lambert, Dra. Luciane Cleonice Durante, Dr. Norman Barros Logsdon, Dr. Paulo Modesto Filho e Dr. Roberto Apolônio, pelos ensinamentos, discussões e incentivo durante o curso. Aos servidores do Programa de Pós-Graduação Engenharia de Edificação e Ambiental, aqueles que direta ou indiretamente participaram da execução deste trabalho. À CAPES que proporcionou a bolsa de estudos de mestrado, sem a qual a dedicação exclusiva ao desenvolvimento do trabalho não seria possível.

7 1 SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS... 5 LISTA DE TABELAS... 8 RESUMO ABSTRACT INTRODUÇÃO OBJETIVOS Objetivo Geral ESTRUTURA DO TRABALHO REFERENCIAL TEÓRICO ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL E NO MUNDO EFICIÊNCIA ENERGÉTICA: CONCEITUAÇÃO E HISTÓRICO SETOR RESIDENCIAL A Eficiência Energética no Plano Nacional de Energia EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM EDIFICAÇÕES Zoneamento Bioclimático REGULAMENTO TÉCNICO DA QUALIDADE PARA O NÍVEL DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM EDIFICAÇÕES RESIDENCIAIS (RTQ-R) Envoltória SUBGRUPOS E MODALIDADES TARIFÁRIAS Postos Tarifários Modalidades Tarifárias Sistema de Bandeiras Tarifárias de Energia ENERGYPLUS Interface Inicial Versão (Version) Construção (Building) Controle de Simulação (SimulationControl) Intervalo de Tempo (Timestep) Localização (Site:Location) Dias Típicos de Simulação (SizingPeriod:DesignDa) Período de Simulação (RunPeriod) Temperatura do Solo (Site:GroundTemperature:BuildingSurface) Limites das Rotinas (ScheduleTypeLimits) Rotina Compacta (Schedule:Compact) Material (Material) Construção (Construction) Regras de Geometria Global (GlobalGeometryRules) Zona (Zone) Construção Detalhada da Superfície (BuildingSurface:Detailed) Tarifação Tipo de Moeda (CurrencyType) Tarifa (UtilityCost:Tariff) Definição de Consumo e Demanda (UtilityCost:Charge:Simple) Estilo da Tabela de Saída de Dados (OutputControl:Table:Style) Variável de Saída (Output:Variable) CARACTERÍSTICAS OPERACIONAIS DA CEMAT... 43

8 Mercado Consumidor Análise das Perdas Análise dos Índices de Continuidade DEC/FEC Projeto Luz em conta SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DA VIABILIDADE ECONÔMICA DA SUBSTITUIÇÃO DE LÂMPADAS E DE REFRIGERADORES ÁREA DE ESTUDO MODELAGEM DA CASA POPULAR TIPO SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL NO SOFTWARE ENERGYPLUS CÁLCULO DA ENERGIA ECONOMIZADA (EE) E DA REDUÇÃO DE DEMANDA NA PONTA (RDP) VIABILIDADE ECONÔMICA DE PROJETOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA METODOLOGIA PARA CÁLCULO DA RELAÇÃO CUSTO-BENEFÍCIO Custo Evitado de Demanda (CED) Custo da Energia Evitada (CEE) Relação Custo-Benefício (RCB) Custos Anualizados (CA T ) Custo Total em Equipamentos (CE T ) Custo Anualizado dos Equipamentos (CA n ) Fator de Recuperação de Capital (FRC) Benefícios Anualizados (BA T ) CÁLCULO DA RELAÇÃO CUSTO-BENEFÍCIO Vida Útil Resultados Esperados Cálculo do Custo Evitado de Demanda (CED) Cálculo do Custo da Energia Evitada (CEE) Cálculo dos Custos Anualizados (CA T ) Cálculo dos Benefícios Anualizados (BA T ) Cálculo da RCB Total MATERIAIS E MÉTODOS MATERIAIS Analisador de Energia VIP-System MARH FLUKE SAGA Horímetro MÉTODOS METODOLOGIA PARA O CÁLCULO DA REDUÇÃO DO CONSUMO ANUAL DE ENERGIA ELÉTRICA E DEMANDA DE POTÊNCIA ATIVA PROCESSO DE SUBSTITUIÇÃO DO SISTEMA DE ILUMINAÇÃO Redução do Consumo Anual de Energia Elétrica e Demanda de Potência Ativa Cálculo da Redução de Consumo do Sistema de Iluminação Cálculo do Consumo das Lâmpadas Incandescentes (CA LI ) Cálculo do Consumo das Lâmpadas Fluorescentes Compactas (CA LFC ) Cálculo da Redução do Consumo Anual de Energia Elétrica (RCA SI ) Cálculo da Redução da Demanda de Potência (RDP SI ) PROCESSO DE SUBSTITUIÇÃO DO SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO Cálculo do Consumo dos Refrigeradores Convencionais (CA RC )... 83

9 Cálculo do Consumo dos Refrigeradores Eficientes (CA RE ) Cálculo da Redução do Consumo Anual de Energia Elétrica (RCA SR ) Cálculo da Redução da Demanda de Potência (RDP SR ) CÁLCULO DA REDUÇÃO TOTAL DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA E DA DEMANDA DE POTÊNCIA ATIVA Cálculo da Redução do Consumo de Energia Elétrica Total (RCA Total ) Cálculo da Redução da Demanda de Potência Ativa Total COMPARAÇÃO DA SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL COM A MEDIÇÃO E VERIFICAÇÃO DE DESEMPENHO AVALIAÇÃO DA RELAÇÃO CUSTO-BENEFÍCO PARA A MELHORIA DA ENVOLTÓRIA DA EDIFICAÇÃO ÁREA DE ESTUDO EFICIÊNCIA DA ENVOLTÓRIA: MÉTODO PRESCRITIVO Determinação do Nível de Eficiência Orientação Sul MODELAGEM DA EDIFICAÇÃO Edificação Convencional Edificação Eficiente Manta Térmica de Uma Camada Tinta Térmica para Telhas Branca Comparação entre Manta Térmica e Tinta Térmica CÁLCULO DA RELAÇÃO CUSTO-BENEFÍCIO DA EFICIÊNCIA DA ENVOLTÓRIA VIDA ÚTIL DA TINTA TÉRMICA RESULTADOS ESPERADOS Cálculo da Redução do Consumo Anual de Energia Elétrica (RCA) Cálculo da Redução da Demanda de Potência (RDP) Cálculo dos Custos Anualizados (CA T ) Custo da Tinta Térmica Custo de Mão de Obra Cálculo dos Benefícios Anualizados (BA T ) Cálculo da RCB Total CONSIDERAÇÕES FINAIS SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ARTIGOS ORIGINADOS DESTA DISSERTAÇÃO BIBLIOGRAFIAS APÊNDICE A A1. ENVOLTÓRIA E PRÉ-REQUISITOS DOS AMBIENTES A1.1. ZONA BIOCLIMÁTICA A1.2. AMBIENTE A1.3. COBERTURA A1.4. PAREDES EXTERNAS A1.5. CARACTERÍSTICA CONSTRUTIVA A1.6. ÁREAS DE PAREDES EXTERNAS DO AMBIENTE A1.7. ÁREAS DE ABERTURAS EXTERNAS A1.8. CARACTERISTICAS DAS ABERTURAS A1.9. CARACTERÍSTICAS GERAIS A1.10. CARACTERÍSTICAS DE ISOLAMENTO TÉRMICO PARA ZB 1 E ZB A1.11. INDICADOR DE GRAUS-HORA PARA RESFRIAMENTO

10 A1.12. CONSUMO RELATIVO PARA AQUECIMENTO A1.13. CONSUMO RELATIVO PARA REFRIGERAÇÃO A2. ORIENTAÇÃO SUL A3. ORIENTAÇÃO OESTE A4. ORIENTAÇÃO NORTE A5. ORIENTAÇÃO LESTE

11 5 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Consumo percentual de energia elétrica no Brasil por setor Figura 2 Consumo anual de eletricidade do setor residencial (TWh) Figura 3 Histórico de consumo anual de energia elétrica per capta Figura 4 Oferta Interna de Energia Elétrica por Fonte em Figura 5 Consumo total de energia elétrica por região geográfica Figura 6 Consumo anual de energia elétrica por setor Figura 7 Consumo final na carga residencial do Brasil Figura 8 Consumo final na carga residencial da região Centro-Oeste Figura 9 Potenciais de conservação de energia Figura 10 Zoneamento bioclimático brasileiro Figura 11 Pré-requisitos da envoltória Figura 12 Grupo A Figura 13 Grupo B Figura 14 Definição dos Postos Tarifários Figura 15 Esquema tarifário básico para as modalidades do Grupo A Figura 16 Divisão do Território do Brasil em Subsistemas Figura 17 Tela inicial do EnergyPlus Figura 18 Parte da tela inicial do IDF Editor Figura 19 Classe Version Figura 20 Classe Building Figura 21 Classe SimulationControl Figura 22 Classe Timestep Figura 23 Classe Site:Location Figura 24 Classe RunPeriod Figura 25 Classe Site:GroundTemperature:BuildingSurface Figura 26 Classe ScheduleTypeLimits Figura 27 Classe Material Figura 28 Classe Construction Figura 29 Sistema de Coordenadas do EnergyPlus Figura 30 Esquema de visualização das superfícies de uma zona Figura 31 Classe UtilityCost:Tariff Figura 32 Classe UtilityCost:Charge:Simple Figura 33 Classe OutputControl:Table:Style Figura 34 Class Output:Variable... 43

12 6 Figura 35 Crescimento médio anual da venda de Energia Elétrica Ativa Figura 36 Perfil das vendas de energia da CEMAT em Figura 37 Perfil do número de consumidores da CEMAT em Figura 38 Características das perdas do sistema da CEMAT Figura 39 Planta Baixa da edificação tipo Figura 40 Detalhe construtivo da parede e da cobertura Figura 41 Zonas térmicas da casa popular Figura 42 Maquete eletrônica 3D da edificação Figura 43 Histórico simulado do consumo mensal de energia elétrica Figura 44 Demanda dos sistemas de Refrigeração e de Iluminação Figura 45 Analisador de energia VIP-System Figura 46 Analisador de energia MARH Figura 47 Analisador Trifásico de Energia FLUKE Figura 48 Analisador de Grandezas Elétricas SAGA Figura 49 Horímetro Figura 50 Medição de refrigerador utilizando o analisador de energia MARH Figura 51 Medição do tempo de funcionamento de lâmpada utilizando o horímetro Figura 52 Potência Ativa de uma lâmpada incandescente de 100W e de uma lâmpada fluorescente de 20W Figura 53 Tensão de alimentação e Corrente da Lâmpada Incandescente de 100W Figura 54 Tensão de alimentação e Corrente da Lâmpada Fluorescente Compacta Figura 55 Refrigeradores antigos armazenadas em galpão após serem substituídas Figura 56 Potência Ativa Média do Refrigerador Convencional e Refrigerador Selo Procel Figura 57 Características das grandezas médias dos Refrigeradores Convencionais e Selo Procel 300 litros Figura 58 Comparação da Redução do Consumo Anual de Energia Elétrica Figura 59 Comparação da Redução de Demanda a Ponta Figura 60 Localização do Residencial Jamil Boutros Nadaf Figura 61 Planta Baixa da edificação tipo Figura 62 Fachada da casa popular Figura 63 Detalhe construtivo da parede e da cobertura Figura 64 Planilha de cálculo do desempenho da UH (método prescritivo) Figura 65 Quadrantes para definição da orientação das fachadas Figura 66 Orientação da fachada principal das edificações do Residencial Jamil Boutros Nadaf

13 7 Figura 67 Vista de Topo e Corte da edificação modelada Figura 68 Vistas da edificação modelada Figura 69 Estimativa de consumo mensal da edificação convencional Figura 70 Demanda máxima da edificação convencional Figura 71 Manta térmica de uma camada Figura 72 Instalação de manta térmica Figura 73 Tinta térmica revestindo telha cerâmica Figura 74 Temperatura superficial da edificação tipo Figura 75 Comparação do consumo de energia elétrica Figura 76 Estimativa de Consumo da Edificação Eficiente Figura 77 Estimativa de Demanda Máxima da Edificação Eficiente

14 8 LISTA DE TABELAS Tabela 1 Potencial de conservação no setor residencial Tabela 2 Equivalente Numérico (EqNum) para cada nível de eficiência Tabela 3 Classificação do nível de eficiência de acordo com a pontuação obtida Tabela 4 Coeficientes da equação (1) Tabela 5 Pré-requisitos de absortância solar, transmitância térmica e capacidade térmica para as diferentes Zonas Bioclimáticas Tabela 6 Variação de vendas em GWh por Classe de Consumo Tabela 7 Variação do número de Consumidores por Classe de Consumo Tabela 8 Índices continuidade de serviço Tabela 9 Médias Mensais da Temperatura do Solo utilizadas na simulação Tabela 10 Características térmicas dos materiais da edificação tipo Tabela 11 Características da simulação Tabela 12 Estimativa do Consumo Anual e Potência Total Tabela 13 Coeficientes das equações (8) à (12) ( k=0,15) Tabela 14 Metas de Redução de Demanda na Ponta (RDP) e de Energia Anual Economizada (EE) Tabela 15 Amostragem do Consumo, Demanda e Fator de Carga Tabela 16 Coeficientes de LP e LEs para k=0,15 das equações (8) à (12) ( k=0,15) Tabela 17 Custos dos Equipamentos Tabela 18 Detalhamento dos custos do projeto de eficiência energética Tabela 19 Tamanho da amostra para medição e verificação de performance Tabela 20 Medição de uma lâmpada incandescente de 100W e de uma lâmpada fluorescente de 20W Tabela 21 Resultados de Medições dos Refrigeradores Tabela 22 Medição de um Refrigerador Convencional e de um Refrigerador Selo Procel de 300 litros Tabela 23 Análise da Envoltória Orientação Sul Tabela 24 Pré-requisitos por ambiente Orientação Sul Tabela 25 Pontuação após avaliar os pré-requisitos por ambiente (Orientação Sul) Tabela 26 Análise da classificação final da UH Tabela 27 Estimativa de Consumo Anual e Demanda de Potência Ativa (Edificação Eficiente) Tabela 28 Custos Diretos do projeto Tabela 29 Detalhamento dos custos do projeto de eficiência energética Tabela A 1 Área útil dos ambientes

15 9 Tabela A 2 Absortância (α) para radiação solar Tabela A 3 Cálculo da Capacidade Térmica Ponderada da envoltória dos ambientes Tabela A 4 Área das paredes externas dos ambientes Tabela A 5 Áreas de abertura externas Tabela A 6 Fatores de Ventilação e de Sombreamento Tabela A 7 Área das Paredes Internas Tabela A 8 Análise da Envoltória e dos Pré-Requisitos dos Ambientes (Orientação Sul). 123 Tabela A 9 Pré-requisitos por ambiente (Orientação Sul) Tabela A 10 Análise dos Pré-requisitos da Envoltória e Equivalente Numérico da Envoltória (Orientação Sul) Tabela A 11 Análise das Bonificações (Orientação Sul) Tabela A 12 Análise da classificação final da UH (Orientação Sul) Tabela A 13 Análise da Envoltória e dos Pré-Requisitos dos Ambientes (Orientação Oeste) Tabela A 14 Pré-requisitos por ambiente (Orientação Oeste) Tabela A 15 Análise dos Pré-requisitos da Envoltória e Equivalente Numérico da Envoltória (Orientação Oeste) Tabela A 16 Análise das Bonificações (Orientação Oeste) Tabela A 17 Análise da classificação final da UH (Orientação Oeste) Tabela A 18 Análise da Envoltória e dos Pré-Requisitos dos Ambientes (Orientação Norte) Tabela A 19 Pré-requisitos por ambiente (Orientação Norte) Tabela A 20 Análise dos Pré-requisitos da Envoltória e Equivalente Numérico da Envoltória (Orientação Norte) Tabela A 21 Análise das Bonificações (Orientação Norte) Tabela A 22 Análise da classificação final da UH (Orientação Norte) Tabela A 23 Análise da Envoltória e dos Pré-Requisitos dos Ambientes (Orientação Leste) Tabela A 24 Pré-requisitos por ambiente (Orientação Leste) Tabela A 25 Análise dos Pré-requisitos da Envoltória e Equivalente Numérico da Envoltória (Orientação Leste) Tabela A 26 Análise das Bonificações Orientação Leste Tabela A 27 Análise da classificação final da UH Orientação Leste

16 10 RESUMO LIMA, L. O. S. Análise da relação Custo-Benefício de projeto de eficiência energética no setor residencial f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Edificações e Ambiental), Faculdade de Arquitetura, Engenharia e Tecnologia, Universidade Federal de Mato Grosso, Cuiabá, Em projetos de eficiência elétrica, que envolve a troca de equipamentos convencionais por eficientes, existe a dificuldade de se estimar o consumo de energia elétrica ativa e a demanda de potência ativa, antes e após a execução do projeto. Porém, o software EnergyPlus tem se mostrado uma ferramenta eficaz para simulações termo energéticas, permitindo retratar os sistemas avaliados com operação muito próxima ao sistema real. Diante do expressivo aumento e a consequente necessidade do controle do consumo de energia elétrica pelo setor residencial, este trabalho propões analisar a viabilidade técnica e econômica do projeto de eficiência energética em unidades consumidoras baixa renda, que realiza na troca de refrigeradores antigos e ineficientes por refrigeradores novos com volume interno de armazenamento de 300 litros e Selo Procel classe A no consumo de energia elétrica, a substituição de lâmpadas incandescentes por lâmpadas fluorescentes compactas de 20W e a economia de energia de uma edificação residencial com a melhoria da sua envoltória. Desta forma, foi modelada uma edificação tipo no EnergyPlus, e realizada a simulação com o refrigerador e lâmpadas, antes e após o processo de substituição, para estimativa do consumo de energia elétrica ativa e da demanda de potência ativa. Com base nesta estimativa de redução de consumo e de demanda, foi calculada a relação Custo-Benefício do projeto pela simulação computacional e pelo método convencional, estipulado pelo Manual de Eficiência Energética da Aneel. Foi determinado o nível de eficiência energética de uma casa popular tipo, segundo o Método Prescritivo do Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética de Edificações Residenciais (RTQ-R). Também foi proposta uma nova modalidade de projeto de eficiência energética voltada para a melhoria da envoltória de residências, avaliando o impacto na redução do consumo e demanda de potência ativa e sua relação Custo-Benefício. Palavras-chave: Eficiência elétrica, retrofit, relação custo-benefício, EnergyPlus, RTQ-R.

17 11 ABSTRACT LIMA, L. O. S. Analysis of the cost-effectiveness of energy efficiency project in the residential sector f. Dissertation (Masters in Environmental Engineering and Buildings ), Faculty of Architecture, Engineering and Technology, Federal University of Mato Grosso, Cuiabá, In electrical efficiency projects, which involves the exchange of conventional equipment with efficient, there is the difficulty of estimating the consumption of active power and active power demand before and after project implementation. However, EnergyPlus software has proven an effective tool for simulations energy term, allowing portray the systems evaluated with very close to the real system operation. Given the significant increase and the consequent need to control the power consumption by the residential sector, this paper proposes to analyze the technical and economic feasibility of the project on energy efficiency in consumer units "low income ", which performs the exchange of old and inefficient refrigerators for with new internal storage volume of 300 liters and Procel class A in energy consumption, replacing incandescent bulbs with compact fluorescent lamps and 20W energy saving of a residential building with improved envelope their refrigerators. Thus, one type building was modeled in EnergyPlus, and performed the simulation with the cooler and lamps before and after the replacement process for estimating consumption of active power and active power demand. Based on this estimated reduction of consumption and demand, the cost - benefit ratio of the project by computer simulation and by the conventional method stipulated by the Energy Efficiency Manual Aneel was calculated. The level of energy efficiency of a popular house type was determined according to the Prescriptive Method Quality Technical Regulation for the Level of Energy Efficiency of Residential Buildings (RTQ-R). A new type of energy efficiency project aimed at improving the envelope of residences were also proposed for assessing the impact on reducing consumption and demand of active power and its cost-effectiveness. Keywords : Electrical efficiency, retrofit, cost-benefit ratio, EnergyPlus, RTQ-R.

18 12 1 INTRODUÇÃO O crescente aumento do consumo de energia elétrica e a sua utilização de modo racional tem sido um tema recorrente e considerado em vários documentos nacionais e internacionais. Além, é claro, das discussões envolvendo as limitações dos recursos energéticos, juntamente com os grandes impactos ambientais decorrentes de projetos para obtenção de energia elétrica (PÉREZ-LOMBARD, ORTIZ e POUT, 2008). Devido a todos esses fatores associados, têm sido inevitável a ocorrência de crises no setor energético por todos os continentes. Buscando atenuar essas crises, muitos países têm diversificado suas matrizes energéticas, objetivando atender à crescente demanda, sem perder o foco do menor comprometimento possível do meio ambiente. O Brasil possui uma matriz de geração de energia elétrica predominantemente renovável, onde a geração interna hidráulica, incluindo a importação de eletricidade, respondeu por 76,9% da oferta para o ano de 2012, seguida pela biomassa com 6,8%, e gás natural com 7,9%. As outras fontes totalizam 7,1% (EPE, 2013a). Embora as usinas hidrelétricas forneçam energia limpa e renovável, sua implantação tem elevado impacto ambiental, oriundo da necessidade de inundação de grandes áreas e possível deslocamento de pessoas (ARAÚJO, MARTINS, et al., 2012). Em 2012, o consumo anual de energia elétrica no Brasil foi de 498,1 TWh, representando um acréscimo de 3,5% em relação ao ano anterior. Este crescimento do consumo de energia elétrica foi liderado pelos setores comercial (7,9%) e residencial (5,0%) (EPE, 2013b). A expansão do consumo do setor residencial se deve em grande parte ao desenvolvimento do Programa Luz para Todos, que fechou o ano de 2012 com a inclusão de mais de 3 milhões de residências (EPE, 2013b). A Figura 1 apresenta o consumo percentual e energia elétrica no Brasil por setor, para o ano de 2012.

19 13 Figura 1 Consumo percentual de energia elétrica no Brasil por setor Fonte: Adaptado de (EPE, 2013b). É interessante ressaltar que mesmo que o consumo de energia elétrica no setor industrial seja de 41%, a participação dos setores residencial e comercial totalizam 44%, ou seja, mais da metade da energia consumida no país. Com uma fatia de 26% do consumo de energia elétrica nacional, o setor residencial é um dos que mais contribuem no consumo final de energia elétrica no país, sendo o foco deste trabalho. Segundo (EPE, 2013b), este setor cresceu cerca de 5% no último ano, influenciado pelo crescimento e estabilidade financeira, aumento do poder aquisitivo devido à estabilidade econômica do país, que resultou na multiplicação do número de equipamentos eletrodomésticos por residência. A estes fatores, pode-se ainda acrescer o impacto da implantação de novos conjuntos habitacionais e edificações de interesse social, além da mudança dos padrões de utilização dos moradores. A evolução do consumo de energia do setor residencial para a década de 2002 a 2012 pode ser observada na Figura 2. Figura 2 Consumo anual de eletricidade do setor residencial (TWh) Fonte: Adaptado de (EPE, 2013b).

20 14 Entretanto, nem sempre o sistema de geração de energia elétrica acompanha o ritmo da demanda de energia elétrica, criando uma forte crise no setor, como ocorreu em 2001, onde baixos investimentos no setor energético acrescidos de um ciclo hidrológico deficitário ocasionaram um grave racionamento energético, marcando este período tenebroso como Apagão (TOLMASQUIM, 2000). Na iminência desta adversidade, foram consideradas várias medidas para racionalizar o uso da energia elétrica. Uma delas foi a aprovação da lei nº 9.991, de 24 de julho de 2000, estabelecendo a realização de investimentos em pesquisa e desenvolvimento e em eficiência energética por parte das empresas concessionárias, permissionárias e autorizadas do setor de energia elétrica, ordenando que 0,75% de sua receita operacional líquida fosse anualmente empregada em pesquisa e desenvolvimento do setor elétrico e, no mínimo, 0,25% em programas de eficiência energética no uso final (BRASIL, 2000). Outra medida importante foi a sanção da lei nº , de 17 de outubro de 2001, que dispõem sobre a Política Nacional de Conservação e Uso Racional de Energia e dá outras providências quanto aos limites máximos de consumo de energia dos equipamentos elétricos fabricados ou comercializados no país (BRASIL, 2001). Entre os planos de eficiência energética que estavam em vigor antes da crise energética, distinguiu-se o Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE), criado em 1984 e coordenado pelo Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO) Com o objetivo de promover a interação entre governo e fabricantes de equipamentos, estabelece metas para o aumento da eficiência energética destes produtos, informando ao consumidor sobre os produtos com maior eficiência da categoria (INMETRO, 2012a). No setor de edificações, em virtude do seu alto consumo de energia e inércia para incorporar mudanças, foi sentida a necessidade de mecanismos para sistematizar sua eficiência, culminando na criação do regulamento e da certificação do desempenho energético de edifícios. Enquanto o regulamento tem caráter normativo e estabelece limites no consumo de energia, a certificação é um instrumento voltado para o mercado, cujo principal objetivo é promover padrões mais elevados de comportamento energético do que os regulamentados (CASALS, 2006). Em 2009 foi lançado o Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de serviços e Públicos (RTQ-C), enquanto que o Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética em Edificações Residenciais (RTQ-R) foi emitido em 2010, sob a Portaria do Inmetro nº 449, atualizado pela

21 15 Portaria n.º 18, de 16 de Janeiro de O RTQ-R estabelece parâmetros para a definição do nível de eficiência de edificações residenciais para a obtenção da Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE) (INMETRO, 2012b). Diante do expressivo consumo de energia elétrica pelo setor residencial, este trabalho busca avaliar a viabilidade econômica do projeto de eficiência elétrica em unidades consumidoras baixa renda, que propõem a troca de refrigeradores antigos e ineficientes por refrigeradores de 300 litros novos, com o Selo Procel classe A no consumo de energia elétrica, e a substituição de lâmpadas incandescentes por lâmpadas fluorescentes compactas de 20W e a economia de energia de uma edificação residencial com a melhoria de sua envoltória. 1.1 OBJETIVOS Objetivo Geral Modelar uma edificação tipo no EnergyPlus, realizar a simulação do refrigerador e lâmpadas antes e após o processo de substituição e calcular a relação Custo-Benefício do projeto utilizando a estimativa de consumo e de demanda da edificação obtida através da simulação computacional e pelo método convencional, estipulado pelo Manual de Eficiência Energética da Aneel. Os seguintes objetivos específicos foram estabelecidos: a) Medir uma amostra de lâmpadas e refrigeradores, convencionais e eficientes, segundo o plano de amostragem definido pela norma NBR 5426, com regime de inspeção severa, Nível I; b) Calcular a redução do consumo anual de energia elétrica ativa e demanda de potência ativa devido ao processo de substituição dos refrigeradores antigos por refrigeradores selo Procel e de lâmpadas incandescentes por lâmpadas fluorescentes compactas; c) Determinar o nível de eficiência da casa popular tipo, segundo o método prescritivo do RTQ-R; d) Avaliar o impacto na redução na estimativa do consumo e demanda de potência ativa com a melhoria da envoltória de uma casa popular, modelada no EnergyPlus, segundo proposto pelo RTQ-R.

22 ESTRUTURA DO TRABALHO Esta dissertação foi concebida em seis capítulos, sendo o primeiro capítulo intitulado Introdução, no qual é abordada a introdução sobre o tema, apresentando a problemática, justificativas e objetivos geral e específico que motivaram essa pesquisa, bem como sua delimitação. O segundo capítulo, Referencial Teórico, traça o cenário mundial, brasileiro e regional do consumo energético do setor residencial e da eficiência energética aplicada às edificações, bem como seu histórico e legislação. O terceiro capítulo, Simulação Computacional da Viabilidade Econômica da Substituição de Lâmpadas e de Refrigeradores, relata os procedimentos para a simulação computacional de uma edificação tipo para obtenção da estimativa de consumo e de demanda e o cálculo da Relação Custo-Benefício do projeto. O quarto capítulo, Medição e Verificação de Desempenho, apresenta os aparelhos utilizados na medição e os resultados das medições realizadas em uma amostragem de refrigeradores e lâmpadas, convencionais e eficientes, além do cálculo da redução de consumo e de demanda. O quinto capítulo, Avaliação da Relação Custo-Benefício para a Melhoria da Envoltória da Edificação, expõe a simulação computacional de uma casa popular. Avalia também a redução do consumo de energia elétrica ativa com o aprimoramento da envoltória, segundo proposto pelo RTQ-R. O sexto capítulo, foi dedicado às considerações finais da presente pesquisa. Além disso, dispõe sobre as propostas de trabalhos futuros e sugestões relativas ao tema que possam promover o uso racional da energia elétrica.

23 17 2 REFERENCIAL TEÓRICO O presente capítulo tem como objeto apresentar a revisão bibliográfica e contextualizar esta pesquisa e os conhecimentos envolvidos com o tema proposto, que é a eficiência energética no setor residencial. 2.1 ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL E NO MUNDO A energia elétrica é um bem fundamental da sociedade moderna, e o seu consumo pode ser utilizado como um dos indicadores de desenvolvimento econômico e do nível de qualidade de vida de uma população. O seu crescimento retrata tanto a evolução dos setores industrial, comercial e de serviços, quanto à capacidade da população em adquirir bens e serviços que alavancam este crescimento (ANEEL, 2008a). Na Figura 3 é ilustrada a série histórica do consumo de eletricidade anual per capta (por pessoa) das principais economias mundiais, incluindo o Brasil, desde o ano de 1971 até Enquanto os Estados Unidos desponta na liderança, com um elevado consumo anual per capta, o Brasil perdeu sua posição para a China, país superpopuloso e que tem expandido seu consumo energético devido à industrialização em ampliação e desenvolvimento do país. Figura 3 Histórico de consumo anual de energia elétrica per capta Fonte: Adaptado de (THE WORLD BANK, 2014). A Figura 4 apresenta a estrutura da oferta interna de eletricidade no Brasil por fonte em 2011 (EPE, 2013a). Observa-se a predominância da geração hidráulica, compondo mais de 80% da matriz de geração de energia elétrica brasileira.

24 18 Figura 4 Oferta Interna de Energia Elétrica por Fonte em 2011 Fonte: Adaptado de (EPE, 2013). O consumo de energia no Brasil não ocorre de forma uniforme, devido às diversidades regionais, como dimensão territorial, densidade demográfica, nível de industrialização, dentre outros. Diante disto, a região Sudeste se destaca no consumo de energia elétrica, em um patamar muito à frente das demais regiões, seguida de longe pelo consumo das regiões Sul e Nordeste, acompanhados pelas regiões Centro-Oeste e Norte, como ilustra a Figura 5. Figura 5 Consumo total de energia elétrica por região geográfica 2.2 EFICIÊNCIA ENERGÉTICA: CONCEITUAÇÃO E HISTÓRICO Fonte: Adaptado de (EPE, 2013b). Hordeski (2005) define eficiência como a eficácia de equipamentos que operam em ciclos ou processos produzirem os resultados esperados. Porém, em um conceito mais amplo, a eficiência energética pode ser entendida como a utilização racional de energia, evitando o

25 19 desperdício, podendo ser alcançada através da mudança de comportamento e da utilização de equipamentos que consumam menos energia (EPE, 2010). Com a crise do petróleo na década de 70, ficou evidente que as reservas fósseis teriam custos monetários e ambientais cada vez maiores. Por isso, a eficiência no uso da energia, em especial a elétrica, tem se tornado um assunto muito discutido no mundo. Em pouco tempo se notou que o mesmo serviço de energia (iluminação, força motriz, equipamentos eletroeletrônicos, etc.) poderia ser realizado com menor gasto de energia. Os equipamentos e hábitos de uso foram analisados sob o ângulo da eficiência energética, onde foi verificada sua viabilidade econômica. A utilização de equipamentos e hábitos que acarretam menor consumo de energia, resultando o mesmo serviço prestado, foi chamada de Medidas de Eficiência Energética (MEE) (Machado, 2002). Dentre os programas de eficiência energética que o Brasil possui, na área da energia elétrica, destacam-se: a) Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE): Criado em 1984, inicialmente de caráter voluntário, realiza testes em produtos, classificando-os em uma escala de nível de desempenho, incentivando o aprimoramento constante dos mesmos (INMETRO, 2012a). b) Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica (PROCEL): Criado em 1985, com atuação inicial marcada pela publicação e distribuição de manuais destinados à conservação de energia elétrica entre vários setores sociais. Em 24 de julho de 2000, foi promulgada a Lei n 9.991, que regulamenta a obrigatoriedade de investimentos em programas de eficiência energética no uso final por parte das empresas brasileiras distribuidoras de energia elétrica. A Lei consolidou a destinação de um montante importante de recursos para ações de Eficiência Energética, o chamado Programa de Eficiência Energética (PEE) das Concessionárias de Distribuição de Energia Elétrica, totalizando mais de dois bilhões de reais em investimentos realizados ou em execução (MME, 2011). Em 2005, a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) estabeleceu o direcionamento de pelo menos 50% dos recursos desse programa para o uso eficiente de energia junto a consumidores residenciais de baixa renda (adequação de instalações elétricas internas das habitações, doações de equipamentos eficientes, entre outros). Em 2010, foi promulgada a Lei n , que alterou o percentual destinado aos consumidores de baixa renda, para um mínimo de 60% (BRASIL, 2010).

26 SETOR RESIDENCIAL Do ponto de vista do consumo, o setor residencial apresentou crescimento de 4,4% em 2011 em comparação a A Figura 6 traz um breve histórico do consumo anual de energia elétrica por classe, onde o consumo denominado Público engloba iluminação pública, serviços e poderes públicos, enquanto que Próprio refere-se ao consumo do setor energético. Figura 6 Consumo anual de energia elétrica por setor Fonte: Adaptado de (EPE, 2013b). Com quase 26% do consumo de eletricidade no Brasil, o setor residencial tem se mostrado com um elevado potencial de economia de energia elétrica, na casa dos 28%, sendo imprescindível a caracterização dos diferentes usos finais de energia deste setor (Almeida, Schaeffer e Rovere, 2001). Para avaliar o mercado de eficiência energético brasileiro, foi realizada em 2005 uma pesquisa de âmbito nacional sobre Posse de Equipamentos e Hábitos de Uso - Classe Residencial (Eletrobrás e Procel, 2007). A Figura 7 apresenta o consumo final na carga residencial do Brasil. Figura 7 Consumo final na carga residencial do Brasil Fonte: Adaptado de (ELETROBRÁS e PROCEL, 2007).

27 21 A Figura 8 apresenta a distribuição do consumo final do setor residencial para a região Centro-Oeste. Esta distribuição difere da média nacional devido a maior participação do chuveiro elétrico e dos refrigeradores. Figura 8 Consumo final na carga residencial da região Centro-Oeste Fonte: Adaptado de (ELETROBRÁS e PROCEL, 2007). Em ambos os cenários, o chuveiro elétrico responde pelo maior consumo de eletricidade, seguido pelos refrigeradores, condicionadores de ar e sistema de iluminação. Mesmo com uma contribuição baixa para a média nacional, o consumo de eletricidade em condicionadores de ar se mostra expressivo em regiões onde as temperaturas médias são mais elevadas e/ou que apresentam maior renda per capita (BRASIL, 2007) A Eficiência Energética no Plano Nacional de Energia Buscando planejar o setor energético brasileiro em longo prazo, foi criado o Plano Nacional de Energia 2030 (PNE 2030), constituído por séries de estudos que estabelecem critérios úteis na formulação de políticas energéticas que estejam integradas com a disponibilidade dos recursos. (BRASIL, 2007). Conforme o PNE 2030, no estudo sobre o potencial de conservação de energia elétrica, foi delineado três cenários de introdução de MEE, representados na Figura 9. Figura 9 Potenciais de conservação de energia Fonte: Adaptado de (MME/EPE, 2007).

28 22 Segundo o PNE 2030, tem-se que: a) Cenário Técnico: Determina o limite de penetração da MEE, devido à substituição de todos os usos de energia avaliados por equivalentes, de acordo com a tecnologia mais eficiente disponível, sem mensurar custos ou eventuais impedimentos de sua implantação; b) Cenário Econômico: Integra um subconjunto do Cenário Técnico que engloba as MEE que possuem viabilidade econômica de implantação; c) Cenário de Mercado: Este cenário é um subconjunto do Cenário Econômico ao qual pertencem as MEE que naturalmente seriam inseridas por proporcionarem redução de custos ao usuário (BRASIL, 2007). Para a determinação do potencial de conservação de energia elétrica no setor residencial foi realizado o levantamento dos usos finais mais representativos do consumo neste setor e identificadas às tecnologias em uso e as alternativas mais eficientes disponíveis no mercado nacional (EPE, 2006). A Tabela 1 sintetiza o potencial de conservação de energia elétrica no setor residencial segundo cada cenário. Tabela 1 Potencial de conservação no setor residencial Uso Final Técnico Econômico Mercado Refrigeração 13% 8% 2% Condicionamento Ambiental 1,1% 0,6% 0,2% Iluminação 7% 4% 1% Aquecimento de água 11% 3% 2% Total 32% 15% 6% Fonte: Adaptado de (BRASIL, 2007). O Cenário Técnico aponta a redução possível pelas tecnologias já disponíveis e deve aumentar no horizonte do plano. O Econômico mostra a opção de expansão do sistema retirando energia ao invés de acrescentar com menor custo e sem impacto ambiental. O de Mercado indica o que pode ser economizado por ação do consumidor. (EPE, 2006b). 2.4 EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM EDIFICAÇÕES A eficiência energética aplicada às edificações estabelece a combinação dos elementos arquitetônicos com o meio ambiente do entorno da edificação, onde as necessidades dos usuários são atendidas com a máxima utilização de recursos naturais e com o emprego de equipamentos eficientes, reduzindo o consumo de eletricidade e evitando o desperdício (LAMBERTS, DUTRA e PEREIRA, 1997).

29 23 Como um dos grandes responsáveis pelo consumo energético, o setor da construção civil tem buscado nos últimos anos novas técnicas que visem reduzir o consumo de energia elétrica das edificações (Fonseca, Rola e Freitas, 2011). Este consumo está relacionado aos ganhos ou perdas de calor pela envoltória da edificação que, aliado à carga interna gerada pela ocupação, uso de equipamentos e iluminação artificial, resultam no maior consumo dos sistemas de condicionamento de ar, além dos próprios sistemas de iluminação e equipamentos (CARLO, 2008) Zoneamento Bioclimático O zoneamento bioclimático foi proposto pela NBR (2005), que especifica a divisão do território brasileiro em oito zonas relativamente homogêneas quanto ao clima e, para cada uma destas zonas, formulou-se um conjunto de recomendações técnico-construtivas que aperfeiçoam o desempenho térmico das edificações, através de sua melhor adequação climática (ABNT, 2005a). Segundo a Figura 10, a cidade de Cuiabá-MT pertence à zona Bioclimática 7 (Z7). Figura 10 Zoneamento bioclimático brasileiro Fonte: (ABNT, 2005a)

30 24 A NBR (2005) estabelece ainda diretrizes construtivas e condições de contorno relativas a aberturas, paredes e coberturas para cada zona bioclimática. 2.5 REGULAMENTO TÉCNICO DA QUALIDADE PARA O NÍVEL DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM EDIFICAÇÕES RESIDENCIAIS (RTQ-R) Dentre as medidas de eficiência energéticas adotadas no Brasil, merecem destaque os regulamentos para eficiência energética em edificações, elaborados no contexto do Programa Nacional de Eficiência Energética em Edificações (PROCEL Edifica), no ano de 2003 (PROCEL, 2006). O Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de serviços e Públicos (RTQ-C) foi lançado em 2009, enquanto que o Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética em Edificações Residenciais (RTQ-R) foi emitido em 2010, sob a Portaria do Inmetro nº 449, atualizado pela Portaria n.º 18, de 16 de Janeiro de Os regulamentos estabelecem níveis mínimos de desempenho para a classificação do nível de eficiência energética da edificação, onde após uma avaliação, a mesma recebe a Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE). Atualmente, a obtenção da ENCE é de caráter voluntário. O RTQ-R especifica requisitos técnicos, bem como os métodos para classificação de edificações residenciais quanto à eficiência energética, sem isentá-las do cumprimento das normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) vigentes e aplicáveis. Busca também criar condições para a etiquetagem do nível de eficiência energética de edificações residenciais, excluindo-se as construídas até a publicação do mesmo (INMETRO, 2012b). Como pré-requisito geral para a obtenção do nível máximo de eficiência, o regulamento estabelece a medição individualizada de água e de energia elétrica, na existência de mais de uma unidade habitacional no mesmo lote. O processo para a determinação do nível de eficiência energética das edificações residenciais consiste basicamente na avaliação do desempenho térmico da envoltória, na eficiência dos sistemas de aquecimento de água acrescido das bonificações. A pontuação final obtida é atribuída a uma classificação que varia do nível A (mais eficiente) até o nível E (menos eficiente). O nível de eficiência de cada requisito equivale a um número de pontos correspondentes, atribuídos conforme a Tabela 2, e a classificação do nível de eficiência é realizada segundo a Tabela 3.

31 25 Tabela 2 Equivalente Numérico (EqNum) para cada nível de eficiência Nível de Eficiência EqNum A 5 B 4 C 3 D 2 E 1 Fonte: Adaptado de (INMETRO, 2012b). Tabela 3 Classificação do nível de eficiência de acordo com a pontuação obtida Nível de Eficiência EqNum PT 4,5 A 3,5 PT < 4,5 B 2,5 PT < 3,5 C 1,5 PT < 2,5 D PT < 1,5 E Fonte: Adaptado de (INMETRO, 2012b). A Pontuação Total (PT) do nível de eficiência da edificação é determinada por meio da Equação (1), com o emprego dos coeficientes da Tabela 4, segundo a região geográfica na qual a edificação se localiza. Onde: PT aeqnumenv 1- a EqNumAA Bonificações (1) a: coeficiente da Tabela 4 adotado de acordo com a região geográfica mapa político do Brasil) na qual a edificação está localizada; EqNumEnv: equivalente numérico do desempenho térmico da envoltória da unidade habitacional autônoma quando ventilada naturalmente, após a verificação dos pré-requisitos da envoltória; edificação. EqNumAA: equivalente numérico do sistema de aquecimento de água; Bonificações: pontuação atribuída a iniciativas que aumentem a eficiência da Tabela 4 Coeficientes da equação (1) Envoltória Região Geográfica Coeficiente Norte Nordeste Centro-Oeste Sudeste Sul a 0,95 0,90 0,65 0,65 0,65 Fonte: Adaptado de (INMETRO, 2012b). A envoltória compreende o conjunto de planos que separam o ambiente interno do ambiente externo, excluindo-se pisos, mesmo que estejam em contato com o solo. O regulamento estabelece pré-requisitos específicos da envoltória para a obtenção do nível

32 26 máximo de eficiência, onde o seu descumprimento implica no EqNum valer no máximo C, quais sejam: a) Transmitância, capacidade térmica e absortância das superfícies: Este prérequisito deve ser observado para ambientes de permanência prolongada, segundo a Zona Bioclimática em que a edificação se localiza, de acordo com a Tabela 5; b) Ventilação Natural: Estabelece percentual de áreas mínimas para ventilação, segundo a Zona Bioclimática em que a edificação está localizada. Para as Zonas Bioclimáticas de 2 a 8, as edificações devem possuir ventilação cruzada; c) Iluminação Natural: Acesso à iluminação natural nos ambientes de permanência prolongada, onde a soma das áreas de aberturas para iluminação natural de cada ambiente deve corresponder a no mínimo 12,5% da área útil do ambiente. Tabela 5 Pré-requisitos de absortância solar, transmitância térmica e capacidade térmica para as diferentes Zonas Bioclimáticas Zona Bioclimática ZB1 a ZB2 ZB3 a ZB6 ZB7 ZB8 Componente Absortância solar (adimensional) Transmitância térmica [ ] Capacidade Térmica [ ] Parede Sem exigência U 2,5 CT 130 Cobertura Sem exigência U 2,3 Sem exigência Parede α 0,6 U 3,7 CT 130 α > 0,6 U 2,5 CT 130 Cobertura α 0,6 U 2,3 Sem exigência α > 0,6 U 1,5 Sem exigência Parede α 0,6 U 3,7 CT 130 α > 0,6 U 2,5 CT 130 Cobertura α 0,4 U 2,3 Sem exigência α > 0,4 U 1,5 Sem exigência Parede α 0,6 U 3,7 Sem exigência α > 0,6 U 2,5 Sem exigência Cobertura α 0,4 U 2,3 Sem exigência α > 0,4 U 1,5 Sem exigência Fonte: Adaptado de (INMETRO, 2012b). O diagrama apresentado na Figura 11 esquematiza a implicação de observância ou não dos pré-requisitos da envoltória.

33 27 Figura 11 Pré-requisitos da envoltória Fonte: Adaptado de (INMETRO, 2012b). A avaliação do nível de eficiência energética da edificação pode ser realizada através do Método Prescritivo e do Método de Simulação. No Método Prescritivo, o desempenho térmico da envoltória da edificação é determinado pelo seu equivalente numérico (EqNumEnv), estabelecido através de equações de regressão múltipla, segundo a Zona Bioclimática em que se localiza. Já no Método de Simulação, também são verificados os pré-requisitos de envoltória, além de estabelecer outros específicos para a o Programa de simulação e o Arquivo climático, além de definir condições a serem observadas para a modelagem da envoltória. 2.6 SUBGRUPOS E MODALIDADES TARIFÁRIAS Cada unidade consumidora de energia elétrica imputa custos específicos de operação, manutenção e expansão aos sistemas de distribuição e transmissão, em função de sua localização elétrica e das características de uso da rede, em especial quanto ao horário do uso. Porém, diante da inviabilidade de cálculo de tarifas individuais, as definições das tarifas são realizadas em grupos, onde se busca definir um custo equivalente à representatividade do grupo. Os agrupamentos tarifários, denominados grupos e subgrupos tarifários, se fundamentam na definição dos artigos 2º, 3º e 21 do Decreto de 17 de maio de 1968 (BRASIL, 1968), que estabelece o agrupamento de consumidores por nível de tensão de alimentação, sendo: a) Grupo A: consumidores ligados em tensão igual ou superior a volts;

34 28 b) Grupo B: consumidores ligados em tensão inferior a volts. Complementarmente, o art. 177 do Decreto nº de 26 de fevereiro de 1957, alterado pelos Decretos nº /1975 (BRASIL, 1975), e nº /1981 (BRASIL, 1981) define as classes de tarifas das unidades consumidoras, que devem ser classificadas como: a) Residencial; b) Industrial; c) Comercial, Serviços e Outras Atividades; d) Rural; e) Poderes Públicos; f) Iluminação Pública; g) Serviços Públicos; h) Consumo Próprio. Estabelece ainda que estas classes poderiam ser subdivididas e que não deve existir distinção entre consumidores da mesma classe, com exceção das condições de fornecimento e utilização da energia elétrica. A Figura 12 e a Figura 13 mostram as subdivisões do Grupo A e do Grupo B, respectivamente. Figura 12 Grupo A Fonte: Adaptado de (PROCEL, 2011)

35 29 Figura 13 Grupo B Fonte: Adaptado de (PROCEL, 2011) Postos Tarifários Como a infraestrutura de redes de energia elétrica é dimensionada para o atendimento das solicitações máximas dos consumidores, nos períodos de maior carregamento do sistema os custos são maiores do que nos de menor. Com a intenção de atenuar a carga no horário de pico, foram criados os postos tarifários, que são utilizados para sinalizar o uso adequado do sistema e alocar aos consumidores de maior impacto, custos de acesso e utilização dos sistemas mais elevados. Atualmente, empregam-se dois postos tarifários, ponta e fora de ponta, empregados apenas para os consumidores do Grupo A, nas modalidades tarifárias Horo Sazonal Verde e Azul, como apresentado na Figura 14. Figura 14 Definição dos Postos Tarifários Fonte: Adaptado de (PROCEL, 2011)

36 Modalidades Tarifárias As modalidades tarifárias disponíveis às unidades consumidoras enquadradas no Grupo A são: a) Modalidade tarifária convencional: Estrutura caracterizada pela aplicação de tarifas de consumo de energia elétrica (kwh) e/ou de demanda de potência (kw) independentemente das horas de utilização do dia e dos períodos do ano, podendo ser aplicada como opção para unidades consumidoras atendidas em tensão de fornecimento inferior a 69 kv, com demanda contratada inferior a 300 kw. b) Modalidade tarifária Horo Sazonal Verde: é aplicada uma única tarifa de demanda (kw) e as tarifas de consumo (kwh) variam conforme o horário do dia e o período do ano, podendo ser aplicada opcionalmente para unidades consumidoras atendidas em tensão inferior a 69 kv. c) Modalidade tarifária Horo Sazonal Azul: as tarifas de demanda (kw) variam de acordo com as horas de utilização do dia e as tarifas de consumo (kwh) variam conforme o horário do dia e o período do ano, com aplicação compulsória para unidades consumidoras atendidas em tensão 69 kv e opcional para unidades consumidoras atendidos em tensão inferior a 69 kv. A Figura 15 apresenta o esquema tarifário básico de cada modalidade. Figura 15 Esquema tarifário básico para as modalidades do Grupo A Fonte: Adaptado de (PROCEL, 2011)

37 31 Nota: Período Úmido: Período de 5 (cinco) meses consecutivos, compreendendo os fornecimentos abrangidos pelas leituras de dezembro de um ano a abril do ano seguinte. Período Seco: Período de 7 (sete) meses consecutivos, compreendendo os fornecimentos abrangidos pelas leituras de maio a novembro. A diferenciação tarifária busca incentivar o deslocamento de parte da carga para os horários em que o sistema elétrico estiver menos carregado e racionalizar o consumo de energia para períodos do ano em que existir maior disponibilidade de água nos reservatórios das usinas. O Mercado Livre de Energia (ML) é o mercado em que os consumidores podem escolher seu fornecedor de energia, negociando livremente um conjunto de variáveis como prazo contratual, preços, variação do preço ao longo do tempo e serviços associados à comercialização (VASCONCELLOS, CAMOLESI, et al., 2012). Ao participar do ML o consumidor assume responsabilidades em relação à sua exposição aos preços da energia, mas tem oportunidade de ser atendido de forma individual, conforme suas características de consumo, o que é impossível no mercado cativo, que é o suprimento via concessionária de energia elétrica Sistema de Bandeiras Tarifárias de Energia Aprovado pela Resolução Normativa nº 435/2011, os Procedimentos de Regulação Tarifária (PRORET) têm caráter normativo e consolida a regulamentação acerca dos processos tarifários, propondo uma nova estrutura tarifária a entrar em vigor a partir de Assim, as contas de energia contarão com o Sistema de Bandeiras Tarifárias, onde as bandeiras verde, amarela e vermelha indicarão se a energia custará mais ou menos, em função das condições de geração de eletricidade (ANEEL, 2014). Buscando facilitar o entendimento deste novo sistema de tarifação, foram definidos os anos de 2013 e 2014 como Anos Teste, onde em cunho educativo, as concessionárias de energia elétrica faturam as unidades consumidoras na bandeira verde, enquanto a ANEEL divulga mês a mês as bandeiras vigentes em cada um dos subsistemas que compõem o Sistema Interligado Nacional (SIN). A Figura 16 ilustra como estão agrupados os subsistemas.

38 32 Figura 16 Divisão do Território do Brasil em Subsistemas Fonte: Adaptado (ANEEL, 2014) Onde: Subsistema Sul (S): Região Sul; Subsistema Sudeste/Centro-Oeste (SE/CO): Regiões Sudeste e Centro-Oeste, Acre e Rondônia; Subsistema Norte (N): Pará, Tocantins e Maranhão. Subsistema Nordeste (NE): Região Nordeste, exceto o Maranhão; Os estados do Amazonas, Amapá e Roraima não integram o SIN e, portanto, nesses estados não funcionará o sistema de Bandeiras Tarifárias. Como a geração de energia elétrica no Brasil é predominantemente oriunda de usinas hidrelétricas, as mesmas dependem das chuvas e do nível de água nos reservatórios. Porém, quando existe pouca água armazenada, há a necessidade de usinas termelétricas serem acionadas para economizar água nos reservatórios, o que onera o custo da geração. Entretanto, quando há abundância de água armazenada, não há a necessidade de acionamento das usinas térmicas, de forma que o custo de geração é menor. Por isso, o sistema possui três bandeiras: verde, amarela e vermelha as mesmas cores dos semáforos, onde: a) Bandeira verde: Condições favoráveis de geração de energia. A tarifa não sofre nenhum acréscimo; b) Bandeira amarela: Condições de geração menos favoráveis. A tarifa sofre acréscimo de R$ 1,50 para cada 100 kwh consumidos;

39 33 c) Bandeira vermelha: Condições mais custosas de geração. A tarifa sobre acréscimo de R$ 3,00 para cada 100 kwh consumidos. 2.7 ENERGYPLUS O EnergyPlus nasceu a partir da junção das qualidades de dois programas, BLAST e DOE-2, sendo utilizado para análise energética e simulação de carga térmica de edificações (ENERGYPLUS, 2013a). Foi desenvolvido para simulação de carga térmica, consumo de energia elétrica ativa, estimativa de demanda de potência ativa, enquadramento tarifário e análise energética de edificações e seus sistemas, além de integrar vários módulos que trabalham juntos para calcular a energia requerida para aquecer ou resfriar um edifício usando uma variedade de sistemas e fontes de energia. Através da modelagem da edificação, abrangendo desde sua geometria, construção física, sistemas de climatização, rotinas de ocupação, dentre outros, o programa estima o consumo energético da edificação considerando as trocas térmicas e a carga térmica necessária para manter o ambiente dentro dos limites de controle térmico. Possui vários detalhes de simulação que permitem ao usuário verificar se a simulação está se comportando como o edifício real. Dentre suas principais funcionalidades, destacam-se: a) Capacidade de simulação diferenciada (time-step sub-horário); b) Integração de vários módulos que trabalham juntos para calcular a energia requerida para aquecer ou resfriar um edifício; c) Validação segundo testes propostos pela ASHRAE Standard ; (American Society of Heating, Refrigerating and Air-conditioning Engineers); d) Modela horas por ano; e) Modela efeitos de inércia térmica; f) Modela efeitos de multi-zonas térmicas; g) Modela variações horárias de ocupação, potência de iluminação e equipamentos, rede de ventilação natural e sistemas de condicionamento artificial, definidos separadamente para cada dia da semana e feriados; h) Simula as estratégias bioclimáticas adotadas no projeto; i) É aceito para simulação do nível de eficiência energética de edificações para obtenção da etiqueta de eficiência, segundo o RTQ-R e o RTQ-C.

40 34 j) Utiliza o arquivo climático da região a que pertence a edificação, que contém uma série de dados meteorológicos, que melhor representam o clima da localidade (RORIZ, 2012). A seguir, serão descritos os procedimentos básicos para a realização de uma simulação computacional utilizando o EnergyPlus Interface Inicial A interface do EnergyPlus não é muito amigável ao usuário, uma vez que os seus desenvolvedores concentraram seus esforços na elaboração das rotinas de simulação e convergência dos modelos matemáticos, mas permite ao usuário utilizar ferramentas que o auxiliem na definição da geometria da edificação como nos relatórios de saída de dados. O programa possui duas interfaces básicas: o EP-Launch e o IDF Editor. O EP-Launch é o gerenciador de simulação do EnergyPlus. Permite a simulação de um único arquivo, ou um lote de arquivos. Possibilita ao usuário selecionar o arquivo de entrada diretamente de uma lista de arquivos recentes ou da biblioteca de exemplos, bem como a seleção do arquivo climático. Após a execução completa da simulação, reporta um relatório de erros. Além disso, atua como um gerenciador de arquivos, abrindo o software correspondente para qualquer um dos arquivos de entrada e de saída (U.S. DEPARTMENT OF ENERGY, 2013). A Figura 17 apresenta a tela do EP-Launch. Figura 17 Tela inicial do EnergyPlus Fonte: A Autora.

41 35 O IDF Editor permite ao usuário criar ou editar arquivos de dados de entrada para o EnergyPlus, com a extensão IDF. No IDF Editor qualquer objeto pode ser visualizado e editado através de uma espécie de planilha eletrônica. Para alguns campos de entrada de dados, é oferecida uma lista com várias opções de entrada. Porém, quando é uma entrada numérica dentro de um intervalo de valores, é exibida a faixa de valores válidos. Fornece automaticamente uma lista de nomes de objetos, quando um objeto precisa ser referenciado a outro. Exibe todos os objetos do mesmo tipo um ao lado do outro, em uma grade, o que facilita a visualização das entradas diferentes. O IDF Editor gera um arquivo de entrada para o EnergyPlus com a devida sintaxe e comentários para ajudar o usuário a entender os valores de entrada, além de converter as unidades para o padrão do Sistema Internacional, compatíveis com EnergyPlus. Na Figura 18 é mostrada a interface inicial do IDF Editor. Figura 18 Parte da tela inicial do IDF Editor Fonte: A Autora. No IDF Editor, a área Lista de Classes permite acessar as diversas classes de objetos para a entrada de dados sobre a localização da edificação, perfil de ocupação, sistemas de climatização. Na área Comentário do IDF são fornecidas algumas informações sobre a classe de objeto selecionada e na área Explanação do Objeto e do Campo Atual fornece informações relativas aos objetos, que são as variáveis de entrada de dados. A seguir será explanada a configuração básica de um arquivo de entrada e saída de dados do EnergyPlus.

42 Versão (Version) Especifica a versão do arquivo IDF, como ilustrado na. Note-se que as versões são frequentemente significativas, não existindo garantia de que o arquivo antigo seja executado nas versões mais recentes do programa. A Figura 19 apresenta a versão do software utilizado. Figura 19 Classe Version Fonte: A Autora Construção (Building) Esta classe descreve alguns parâmetros importantes, utilizados na simulação. A variável Name é utilizada para identificação da edificação em estudo. A variável North Axis indica em quantos graus a edificação está em relação ao norte magnético. A variável Terrain define o tipo de terreno, que afeta o cálculo da distribuição de velocidades em torno da edificação. As variáveis Loads Convergence Tolerance Value e Temperature Convergence Value definem quais serão os níveis de tolerância para carga térmica e temperatura, respectivamente, durante as simulações. A variável Solar Distibution define qual o modelo a ser adotado par o cálculo das trocas de calor devido a radiação. Normalmente, o uso da opção FullInteriorandExterior é a mais frequentemente usada, como ilustrado na Figura 20. Figura 20 Classe Building Fonte: A Autora Controle de Simulação (SimulationControl) Nesta classe são definidas as configurações para especificar que tipo de cálculos a simulação irá realizar. Para definir cada uma destas opções, deve-se modificar a entrada da variável para Yes. Caso contrário, deve-se manter a opção No, como na Figura 21.

43 37 Figura 21 Classe SimulationControl Fonte: A Autora. a) Do Zone Sizing Calculation: Quando habilitado, realiza cálculos especiais com base em um sistema zonal ideal teórico, determinando a carga térmica de aquecimento e refrigeração para a zona; b) Do System Sizing Calculation: Quando habilitado, permite o autodimensionamento de sistemas de aquecimento e refrigeração; c) Do Plant Sizing Calculation: Avalia a capacidade da planta de sistemas das simulações; d) RunSimulation for Sizing periods: Realiza a simulação de um ou mais dias típicos de projeto; e) Run Simulation for Weather file Run Periods: Realiza a simulação utilizando um arquivo climático Intervalo de Tempo (Timestep) Indica a fração de tempo utilizada nas interações de cálculos e resultados de simulações. O seu valor deve ser um divisor inteiro de 60. Segundo a Figura 22, a simulação será executada para um intervalo de 1/4 de hora, ou seja, 15 minutos. Figura 22 Classe Timestep Fonte: A Autora Localização (Site:Location) Define a localização geográfica de onde será utilizado o arquivo climático mais próxima da localização da edificação a ser simulada, com a latitude, longitude, fuzo horário e altitude. Na Figura 23, a simulação está configurada a ser realizada para a cidade de Cuiabá MT.

44 38 Figura 23 Classe Site:Location. Fonte: A Autora Dias Típicos de Simulação (SizingPeriod:DesignDa) Estipula os dados climáticos relacionados aos dias típicos em que se deseje realizar uma simulação Período de Simulação (RunPeriod) Descreve os elementos necessários para criar uma simulação para um período de tempo estabelecido. A Figura 24 apresenta os elementos básicos para a realização da simulação para um ano. Figura 24 Classe RunPeriod Fonte: A Autora Temperatura do Solo (Site:GroundTemperature:BuildingSurface) Determina média mensal da temperatura do solo abaixo da edificação simulada. É utilizada para avaliação da troca de calor que ocorre entre o ambiente que está em contato direto com o solo e o solo em si. Pode ser usado também para a simulação de sistemas com resfriamento e/ou aquecimento geotérmico. A Figura 25 mostra a temperatura média mensal para uma edificação em Cuiabá-MT.

45 39 Figura 25 Classe Site:GroundTemperature:BuildingSurface Fonte: A Autora. A temperatura média mensal do solo é calculada através um programa auxiliar Slab, utilizando o arquivo climático da região onde está localizada a edificação, que calcula a média mensal da temperatura do solo abaixo do piso da edificação Limites das Rotinas (ScheduleTypeLimits) Estabelece o tipo de programação e os limites utilizados na validação de outras programações, como apresenta a Figura 26. Figura 26 Classe ScheduleTypeLimits Fonte: A Autora Rotina Compacta (Schedule:Compact) É um tipo de programação compacta, que permite a configuração das rotinas de programação de toda a simulação Material (Material) Nesta classe são cadastradas as propriedades físicas e térmicas dos materiais da edificação, tais como densidade, calor específico, condutividade, etc. Essas propriedades são obtidas na NBR A Figura 27 ilustra as propriedades de alguns materiais. Figura 27 Classe Material Fonte: A Autora.

46 40 Esta classe se subdivide em outras classes, onde podem ser cadastrados parâmetros do vidro, do espaço de ar existente entre camadas de materiais, dentre outros Construção (Construction) Nesta classe são definidas as camadas de materiais que compõem os fechamentos da edificação, por tipo de fechamento, conforme Figura 28. Figura 28 Classe Construction Fonte: A Autora Regras de Geometria Global (GlobalGeometryRules) Estabelece os parâmetros geométricos utilizados no EnergyPlus. Através de um sistema de coordenadas cartesianas em três dimensões (3D), são identificados os vértices de cada superfície, segundo a Figura 29. Figura 29 Sistema de Coordenadas do EnergyPlus Fonte: A Autora Zona (Zone) Define as características de cada zona térmica a ser simulada, como seu nome, orientação em relação ao Norte, bem como suas coordenadas Construção Detalhada da Superfície (BuildingSurface:Detailed) Esta classe permite ao usuário definir as dimensões de cada superfície da zona e/ou edificação a ser simulada. A primeira variável a ser definida é o nome da superfície que pode ser qualquer conjunto de até 256 caracteres. A variável seguinte a ser definida é o tipo de superfície (Surface Type) onde é caracterizada se a superfície é uma parede (Wall), teto (Roof), forro (Ceiling) ou piso (Floor).

47 41 Depois se relaciona a que zona térmica a superfície pertence, através de uma lista de seleção com todas as zonas cadastradas. Em seguida, define-se a que esta superfície está conectada, a saber: a) Outdoors: Superfície externa da zona térmica; b) Surface: Superfície específica; c) Zone: Zona a que a superfície pertence; d) Ground: Opção para as superfícies em contato com o solo (do tipo piso); e) Sun Exposure: Caracteriza as superfícies expostas á radiação solar; f) Wind Exposure: Caracteriza as superfícies expostas à ação do vento; g) View Factor: Define o fator de forma que será utilizado para o cálculo da transferência de calor por radiação térmica entre a superfície e as demais superfícies sendo que o valor padrão é 0,5; h) Number of Vertices: define o número de vértices que a superfície terá, num mínimo 03 e no máximo 120; i) Vertex 1 X-Coordinate, Vertex 1 Y-Coordinate, Vertex 1 Z-Coordinate: são as coordenadas nos eixos x, y e z de cada vértice da superfície, como ilustrado na Figura 30. Figura 30 Esquema de visualização das superfícies de uma zona. Fonte: A Autora. Nota-se que cada superfície é enxergada de fora-para-dentro. E a inserção dos vértices é feita no sentido anti-horário, na sequência ( ).

48 Tarifação O EnergyPlus possui um bloco de classes de objetos direcionados à análise econômica da energia requerida pela edificação, que pode ser configurada para simular a fatura de energia elétrica da edificação analisada. A seguir será descrita a configuração do EnergyPlus para a tarifa Convencional (Conv), Horo Sazonal Verde (HSV), Horo Sazonal Azul (HSA), Consumidor Livre (CL) e Residencial (R1) Tipo de Moeda (CurrencyType) É o objeto utilizado para especificar a moeda (símbolo monetário) utilizada no relatório econômico. Para o Real (R$) utiliza-se o código padrão BRL (WIKIPÉDIA, 2013) Tarifa (UtilityCost:Tariff) Define a modalidade tarifária e os elementos para compor o valor da fatura de energia elétrica total. A Figura 31 apresenta a configuração utilizada para a as modalidades tarifárias HSV, HSA, Conv, B1 e CL. Figura 31 Classe UtilityCost:Tariff Fonte: A Autora. Segundo a Figura 31, foi criada a rotina Sch_Pico para sinalizar o Posto Tarifário Definição de Consumo e Demanda (UtilityCost:Charge:Simple) Este é um dos objetos mais utilizados para o cálculo da fatura de energia de forma simplificada. É utilizado para calcular consumo e demanda, podendo também ser utilizado para acrescentar impostos, taxa e outros encargos que se fizerem necessários. Na Figura 32 é mostrada a definição desta classe para a tarifa HSV, no sistema de bandeiras tarifárias.

49 43 Figura 32 Classe UtilityCost:Charge:Simple Nota: CPU Consumo na Ponta Úmida; CPS Consumo na Ponta Seca, CFPU Consumo Fora de Ponta Úmida; CFPS Consumo Fora de Ponta Seca; DEM Demanda. Fonte: A Autora Estilo da Tabela de Saída de Dados (OutputControl:Table:Style) Este objeto controla a padronização dos relatórios. O estilo HTML produz um arquivo que pode ser aberto com um navegador de internet e a unidade de conversão JtokWH converte de Joules para kwh, como mostrado na Figura 33. Figura 33 Classe OutputControl:Table:Style Fonte: A Autora Variável de Saída (Output:Variable) Este objeto de entrada é usado para solicitar um relatório de resultados de variáveis. O EnergyPlus oferece uma variedade de variáveis de saída em várias frequências. Na Figura 34 é solicitada a temperatura externa de bulbo seco e a temperatura interna das zonas. Figura 34 Class Output:Variable 2.8 CARACTERÍSTICAS OPERACIONAIS DA CEMAT Fonte: A Autora. Como um percentual da receita da concessionária é destinado a projetos de eficiência energética, é importante realçar as características operacionais da concessionária atuante na região onde será analisada a implantação do projeto de eficiência. A distribuição de energia elétrica em Mato Grosso é realizada pelas Centrais Elétricas Mato-grossenses S/A (CEMAT) uma concessionária de distribuição de energia elétrica e uma sociedade por ações de capital aberto, controlada pela Rede Energia S.A (em recuperação judicial). Sua concessão abrange todo o estado de Mato Grosso, beneficiando aproximadamente três milhões de habitantes, em um total de 141 municípios, distribuídos em

50 44 uma área de Km 2. O Contrato de Concessão nº003/1997 firmado entre a União, por meio da ANEEL, com a CEMAT foi assinado em 11 de dezembro de 1997 com vigência até 2027, podendo o prazo ser prorrogado por mais 30 anos (CEMAT, 2014) Mercado Consumidor Encerrando o exercício de 2013 atendendo unidades consumidoras, a maior parte da energia elétrica solicitada por estes consumidores (99,75%) foi adquirida de Empresas Coligadas, Autoprodutores, Produtores Independentes e das empresas ofertantes dos Leilões da Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE), e o restante, 0,31%, foi proveniente de Geração própria por meio de usinas térmicas movidas a óleo diesel (CEMAT, 2014). No ano de 2013 foram fornecidos em torno GWh aos seus consumidores finais, representando um crescimento de 9,5% em relação ano anterior. De 2009 a 2013 as vendas aos consumidores finais cresceram a uma média anual de 5,2%, conforme ilustrado na Figura 35. Figura 35 Crescimento médio anual da venda de Energia Elétrica Ativa Fonte: Adaptado de (CEMAT, 2014). A classe residencial é a mais representativa da Companhia, com 36% dos GWh vendidos e 77% do número total de consumidores como mostram as Figuras 36 e 37.

51 45 Figura 36 Perfil das vendas de energia da CEMAT em 2012 Fonte: Adaptado de (CEMAT, 2014). Figura 37 Perfil do número de consumidores da CEMAT em 2013 Fonte: Adaptado de (CEMAT, 2014). A classe residencial apresentou um expressivo crescimento de 12,1% no consumo de energia elétrica, passando de GWh em 2012 para GWh em 2013, como mostra a Tabela 6, e um crescimento de 4,9% no número de consumidores como ilustrado na Tabela 7, o que significa um incremento de 49,5 mil novos clientes. As principais razões para o bom desempenho da classe foram: maior oferta de empregos no Estado e o aumento da renda média per capita. Tabela 6 Variação de vendas em GWh por Classe de Consumo GWh Var.% Residencial 2.208, ,0 12,1% Comercial 1.428, ,934 9,5% Rural 877,4 818, 150 8,8% Industrial 866,2 806, 826 5,9% Setor Público 765,9 710, 822 7,7% Próprio 10,3 10, 137 1,4% Total 6.156, ,892 9,5%

52 46 Tabela 7 Variação do número de Consumidores por Classe de Consumo Consumidores Var.% Residencial ,9% Comercial ,8% Rural ,2% Industrial ,9% Setor Público ,8% Próprio ,4% Total ,2% Análise das Perdas Em função da interligação das Pequenas Centrais Hidroelétricas (PCHs) ao sistema, e também das diversas localidades que antes pertenciam ao Sistema Isolado, as perdas técnicas de transmissão aumentaram em 1,3% nos últimos sete anos (de 2006 a 2013). As perdas técnicas da distribuição mantiveram-se estáveis em 6,9% de 2011 para Embora tenha havido elevação das perdas técnicas, as ações da Companhia voltadas ao combate e redução de perdas não técnicas, contribuíram para a redução do índice global, como ilustrado na Figura 38. Figura 38 Características das perdas do sistema da CEMAT Fonte: Adaptado de (CEMAT, 2014). Essa melhora se explica em virtude do aumento do número de inspeções e o volume de energia recuperada, além do contingente de equipes terceirizadas, ampliando significativamente o número de inspeções e consequentemente de irregularidades identificadas.

53 Análise dos Índices de Continuidade DEC/FEC A ANEEL utiliza alguns índices para verificação da qualidade dos serviços prestados pelas concessionárias de energia elétrica aos seus consumidores. Os principais são: DEC Duração Equivalente de Interrupção por Consumidor (medido em horas) e FEC Frequência Equivalente de Interrupção por Consumidor (medido em número de vezes). Além desses, a CEMAT acompanha o TMA Tempo Médio de Atendimento, que mostra o tempo médio em que são atendidas as reclamações e solicitações dos clientes (medido em minutos). Em 2013, o indicador DEC apresentou uma redução de 10,9% e o FEC, de 3,0%, como pode ser visto na Tabela 8. Essas reduções foram decorrentes de investimentos realizados no sistema elétrico, tais como, construção e ampliação de subestações, linhas de distribuição, alimentadores, reforma e recondutoramento em redes e melhorias dos sistemas de aterramento de linhas. Tabela 8 Índices continuidade de serviço Var.% DEC 30,2 33,9-10,9% FEC 23,5 24,2-3,0% TMA 220,6 253,4-12,90% Projeto Luz em conta Um dos programas de eficiência energética destinado ao setor residencial, voltado para a população baixa renda é o Luz em Conta, desenvolvido por várias concessionárias de energia elétrica do Brasil, que realiza a substituição gratuita de refrigeradores convencionais e de lâmpadas incandescentes por refrigeradores selo Procel e lâmpadas fluorescentes compactas. No estado de Mato Grosso, a CEMAT realiza o projeto desde o ano de 2004, onde troca lâmpadas incandescentes de 40W, 60W, 100W e 150W por lâmpadas fluorescentes compactas de 20W e refrigeradores velhos por refrigeradores de 300 litros com Selo Procel. Porém, encontrava grande dificuldade em estimar o consumo e a demanda dos equipamentos convencionais e eficientes para o cálculo da Relação Custo-Beníficio. Um dos principais objetivos do programa é reduzir a conta de luz do beneficiário, sendo este um fator importante para que o mesmo se mantenha adimplente ao ter uma fatura com valor acessível.

54 48 A implantação do projeto prevê uma redução de 30% a 60% na redução das faturas dos usuários atingidos pelo projeto. Outro objetivo secundário é a redução da ponta na curva de carga do consumidor e consequente reflexo na Curva de Carga do Sistema (ALMEIDA, SCHAEFFER e ROVERE, 2001). As unidades consumidoras atendidas pelo referido projeto são selecionadas por meio da realização de um questionário socioeconômico em bairros periféricos da capital e demais cidades de Mato Grosso. Para participar, os seguintes critérios deverão ser atendidos pelo consumidor: 1) Estar classificado como consumidor de baixa renda; 2) Estar adimplente com a Concessionária; 3) Possuir na unidade consumidora equipamentos em funcionamento nas condições pré-estabelecidas de permuta, isto é, equipamentos de baixo rendimento energético; 4) Assinar termo de permuta e responsabilidade, autorizando a CEMAT a fazer a permuta dos equipamentos, bem como se responsabilizando pela manutenção dos equipamentos novos recebidos; 5) Ter baixo poder aquisitivo. Todos os refrigeradores doados são classe A de consumo de energia elétrica, e substituem refrigeradores de diversas capacidades, as quais poderão variar de 140 litros a 480 litros, que estejam em condições precárias de funcionamento e apresentem um consumo de energia superior ao refrigerador proposto. As lâmpadas fluorescentes de 20W têm vida útil de horas, e substituem as lâmpadas incandescentes de maior potência, que têm vida útil média em torno de 1000 horas. Os refrigeradores velhos são recolhidos e descartados adequadamente, de forma a não poluir o meio ambiente. Porém, é encontrada uma grande dificuldade por parte das concessionárias para se estimar o consumo e a demanda do sistema convencional e ineficiente, ante a variedade de situações encontradas em campo. E medições para casos específicos elevam os custos de implantação de projetos desta natureza, o que torna a simulação computacional viável e vantajosa.

55 49 3 SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DA VIABILIDADE ECONÔMICA DA SUBSTITUIÇÃO DE LÂMPADAS E DE REFRIGERADORES Para avaliar a viabilidade técnica e econômica da troca de refrigeradores convencionais por refrigeradores selo Procel e de lâmpadas incandescentes por lâmpadas fluorescentes compactas, foi realizada uma simulação computacional no software EnergyPlus em uma casa popular tipo. 3.1 ÁREA DE ESTUDO O estudo foi realizado para uma casa popular, localizada na cidade de Cuiabá-MT. Embora o projeto de troca lâmpadas e refrigeradores sejam executados em várias cidades de Mato Grosso, verifica-se a ocorrência de temperaturas elevadas na capital do Estado, o que exige mais dos sistemas avaliados. Cuiabá possui dois períodos bem definidos: um quente e seco (abril-outubro) e outro quente e úmido (novembro-março). Dispõe de pequena amplitude térmica, com uma temperatura média anual de 26,8ºC (LEÃO, 2007). Diante da variedade de materiais e aspectos construtivos, foi arbitrada uma edificação tipo para a realização das simulações. A casa escolhida possui sala e cozinha conjugadas, dois dormitórios e um banheiro, conforme apresentado na Figura 39. Figura 39 Planta Baixa da edificação tipo Fonte: A Autora.

56 50 Sua construção é em alvenaria, com paredes de 14 cm de espessura, pintada de cor clara. Sua cobertura é formada por telhas cerâmicas e forro de PVC. O piso possui revestimento cerâmico e as janelas são de vidro. A Figura 40 apresenta os detalhes construtivos da alvenaria e da cobertura. Figura 40 Detalhe construtivo da parede e da cobertura Fonte: Adaptado de (INMETRO, 2013). 3.2 MODELAGEM DA CASA POPULAR TIPO A simulação da casa popular passou por diversas etapas, dentre elas a sua modelagem no software Google SketchUp, onde por meio do plug-in OpenStudio, foi feita a conexão com o EnergyPlus. Para a modelagem, a casa foi dividida em zonas térmicas, que é a região com um volume de ar onde a temperatura é uniforme, conforme apresentado na Figura 41. Figura 41 Zonas térmicas da casa popular Fonte: A Autora.

57 51 As características geométricas e propriedades térmicas dos elementos construtivos da edificação real foram preservadas para cada zona térmica. O beiral do telhado foi modelado como objeto de sombreamento. A Figura 42 apresenta a maquete eletrônica 3D da casa popular analisada. Figura 42 Maquete eletrônica 3D da edificação Fonte: A Autora. Após a modelagem geométrica da casa popular, foi gerado um arquivo com a extensão.idf, contendo as informações das superfícies modeladas da edificação. Para realizar a simulação, é necessário fornecer ao EnergyPlus a temperatura do solo média mensal da região onde está localizada a edificação. Para o cálculo destas temperaturas, o EnergyPlus recomenda a utilização de um programa auxiliar, chamado Slab (ENERGYPLUS, 2013b). A Tabela 9 apresenta as médias mensais da temperatura do solo, utilizadas na simulação, obtidas a partir do Relatório Técnico da Base de Simulações para o RTQ-R (SORGATO, 2011). Tabela 9 Médias Mensais da Temperatura do Solo utilizadas na simulação Mês Temperatura Média (ºC) Janeiro 26,98 Fevereiro 26,61 Março 26,71 Abril 25,88 Maio 25,20 Junho 24,82 Julho 23,64 Agosto 25,20 Setembro 25,87 Outubro 27,26 Novembro 26,82 Dezembro 27,14

58 52 Também foram cadastrados no EnergyPlus os materiais construtivos da edificação, com suas propriedades térmicas, conforme a Tabela 10 (ABNT, 2005b). Tabela 10 Características térmicas dos materiais da edificação tipo Material Densidade de massa aparente (ρ) (kg/m 3 ) Condutividade Térmica (λ) (W/mK) Calor Específico (c) (J/kgK) Absortância Solar (α) Absortância Térmica (ε) Argamassa , ,97 0,9 Concreto , Forro PVC , Telha Cerâmica , ,8 0,95 Tijolo Cerâmico , ,8 0,95 A Tabela 11 sintetiza as características de cada sistema simulado, inseridas no Modelo Base de simulação, sendo estes valores médios. Tabela 11 Características da simulação SR Convencional SR Eficiente SI Convencional SI Eficiente Quantidade Potência Unitária (W) Potência Total (W) Tempo diário de funcionamento (h) Onde: SI Convencional : Sistema de Iluminação Convencional, composto pelas lâmpadas incandescentes; SI Eficiente : Sistema de Iluminação Eficiente, composto pelas lâmpadas fluorescentes compactas; SR Convencional : Sistema de Refrigeração Convencional, composto pelo refrigerador antigo e ineficiente; SR Eficiente : Sistema de Refrigeração Eficiente, composto pelo refrigerador selo Procel. 3.3 SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL NO SOFTWARE ENERGYPLUS. Após a parametrização de cada sistema, foi executada a simulação computacional, sendo solicitado no relatório de saída, o consumo mensal e a demanda da edificação tipo, apresentados na Figura 43 e Figura 44, respectivamente.

59 53 Figura 43 Histórico simulado do consumo mensal de energia elétrica Figura 44 Demanda dos sistemas de Refrigeração e de Iluminação Fonte: A Autora. Fonte: A Autora. De acordo com a Figura 43, o consumo de energia elétrica do Sistema de Refrigeração Eficiente é cerca da metade do consumo do Sistema Convencional e o consumo do Sistema de Iluminação Eficiente é aproximadamente um quarto do consumo do Sistema Convencional. Segundo a Figura 44, a redução do consumo se deve ao fato de os sistemas eficientes propostos apresentarem uma demanda menor que a dos sistemas convencionais. Como foram adotados valores médios para Potência Unitária e Tempo de Funcionamento na casa tipo, e em uma distribuição normal de dados, tem-se uma concentração maior de probabilidades de ocorrência de dados em torno da média, supõe-se que a estimativa do consumo de energia elétrica e de demanda seja semelhantes para as unidades consumidoras utilizadas neste trabalho. Considerando uma taxa de variação de ±5% em torno da média, foi criada em uma planilha eletrônica a expansão da estimativa do consumo anual de energia elétrica para cada sistema avaliado, sintetizados na Tabela 12. Tabela 12 Estimativa do Consumo Anual e Potência Total 01 residência SR Convencional SR Eficiente SI Convencional SI Eficiente Consumo Anual (kwh/ano) 695,02 308,81 438,04 96,37 Potência (kw) 0,112 0,094 0,400 0, residências SR Convencional SR Eficiente SI Convencional SI Eficiente Consumo Anual Total (kwh/ano) , , , ,90 Potência Total (kw) 269,03 225,80 960,84 211,39

60 54 A expansão dos dados apresentados na Tabela 12, que parte de uma unidade consumidora para unidades, com valores próximos á média permite obter valores mais próximos da realidade. 3.4 CÁLCULO DA ENERGIA ECONOMIZADA (EE) E DA REDUÇÃO DE DEMANDA NA PONTA (RDP) A Energia Economizada (EE), em MWh, e a Redução de Demanda na Ponta (RDP), em kw, são os indicadores quantitativos mais importantes para programas de eficiência energética. As economias de energia ou reduções de demanda são determinadas através da comparação dos usos estimados de energia ou demanda para o sistema convencional e eficiente. Desta forma, o Manual Para Elaboração do Programa de Eficiência Energética (ANEEL, 2008b) estabelece a metodologia para o calculo da RDP e EE para cada sistema avaliado. A seguir são apresentados os cálculos de EE e de RDP para as unidades. 1) Sistema de Iluminação A RDP do Sistema de Iluminação e a EE são dadas pelas equações (2) e (3), respectivamente. 3 RDPIlumina ção NL1 PL1 NL2 PL2 FCP 10 kw (2) 6 EEIlumina ção NL1 PL1 NL2 PL2 t 10 MWh (3) Onde: NL 1 : Quantidade de lâmpadas do sistema existente; NL 2 : Quantidade de lâmpadas do sistema proposto; PL 1 : Potência da lâmpadas do sistema existente (W); PL 2 : Potência da lâmpadas do sistema proposto (W); t: Tempo anual de utilização das lâmpadas, em horas (1095h); FCP: Fator de coincidência na ponta: 0,70. Entretanto, o termo das equações (2) e (3) pode ser substituído pela Potência Total do SI convencional da Tabela 12, enquanto o termo pode ser substituído pela Potência Total do SI eficiente, da referida tabela. Desta forma, temos:

61 55 NL1 PL1 Potência Total kw SIConvencional 960,84 kw NL PL Potência Total kw SI 211,39 kw 2 2 Eficiente Ilu min ação RDP 960,84 211,39 0, 7 kw RDP Ilu min ação 524, 62 kw O termo 10-6 na equação (3) é utilizado para converter a unidade de Wh para MWh, pode ser substituído por 10-3, pois a unidade já é dada em kwh. Desta forma, temos: 3 EE Ilu minação 960,84 211, MWh EE Ilu minação 820, 65 MWh 2) Sistema de Refrigeração A EE do Sistema de Refrigeração e a RDP são dadas pelas equações (4) e (5), respectivamente. Refrigeração EE N C C 10 MWh / ano (4) Onde: RDP Refrigeração EERefrigeração FU 10 t C 1 : Consumo de energia dos equipamentos convencionais; C 2 : Consumo de energia dos equipamentos eficientes; N: n de refrigeradores. FU: Fator de utilização médio = 1,25 (devido á utilização do refrigerador, abertura e fechamento de porta); t: Tempo de utilização do equipamento de refrigeração no ano horas= 8760h. 3 kw (5) Entretanto, o termo N C C da equação (4) pode ser substituído pela diferença 1 2 entre o Consumo Anual Total do SR convencional e o Ef iciente da Tabela 12. Desta forma, temos:

62 56 N C C , ,30 kwh / ano 1 2 N C C ,70 kwh / ano EERefrigeração , 7010 MWh / ano EE RDP Refrigeração Refrigeração RDP Refrigeração 927,721 MWh / ano 927, 7211, ,38 kw 3 kw A EE Total e a RDP Total são dadas pelas equações (6) e (7). EE EE EE MWh / ano Total Ilu minação Refrigeração RDP RDP RDP kw Total Ilu minação Refrigeração (6) (7) Substituindo os valores das variáveis, temos: EE EE 820, , 72 Total Total Total Total 1.748,37 MWh / ano RDP 524, ,38 kw RDP 657, 00 kw Desta forma, estima-se que um projeto de eficiência energética, com a troca de lâmpadas e refrigeradores proporciona economia de energia de 1.748,37 MWh/ano e uma redução de demanda na ponta de 657,00 kw. 3.5 VIABILIDADE ECONÔMICA DE PROJETOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA Com o objetivo de orientar o cálculo da viabilidade econômica de Projetos de Eficiência Energética (PEE), a ANEEL estabeleceu através da Resolução Normativa nº 556/2013 de 02 de Julho de 2013 os Procedimentos do Programa de Eficiência Energética PROPEE, que no Módulo 7, trata do Cálculo da Viabilidade dos Projetos (ANEEL, 2013c). O parâmetro fundamental utilizado para avaliação da viabilidade econômica de um projeto do PEE é a Relação Custo-Benefício (RCB) que ele assegura. O benefício considerado é a valoração da energia economizada e da redução da demanda na ponta durante a vida útil

63 57 do projeto para o sistema elétrico. O custo são os aportes feitos para a sua realização (do PEE, do consumidor ou de terceiros). Outros benefícios (mensuráveis e não mensuráveis) podem ser considerados em situações singulares. Em suas diretrizes, permite uma avaliação ex ante, que conta com valores estimados, na fase de definição, quando se avaliam o custo e benefício baseado em análises de campo, experiências anteriores, cálculos de engenharia e avaliações de preços no mercado. A racionalidade da avaliação de um projeto de eficiência energética está em saber se o benefício proporcionado é maior do que o obtido se o recurso fosse empregado na expansão do sistema elétrico. Desta forma, o benefício apurado com a valoração da energia e da demanda reduzidas ao custo unitário marginal de expansão do sistema deve ser no mínimo 20% maior que o custo do projeto, isto é, o projeto deve ter uma RCB 0,8. Do ponto de vista do sistema elétrico, a economia de energia e a redução de demanda podem ser valoradas pela tarifa azul, ou tarifa do sistema de bandeiras tarifárias de energia, conforme estabelecido no Módulo 7 dos Procedimentos de Regulação Tarifária (PRORET). 3.6 METODOLOGIA PARA CÁLCULO DA RELAÇÃO CUSTO-BENEFÍCIO A seguir será estabelecida a metodologia adotada para o cálculo da Relação Custo- Benefício Custo Evitado de Demanda (CED) O Custo Evitado de Demanda (CED) unitário para projetos de eficiência em Baixa Tensão, na tarifa azul é calculado através da equação (8). CED 12C 12C LP 1 2 (8) Onde: C 1 : Custo unitário da demanda no horário de ponta (R$/kW.mês); C 2 : Custo unitário da demanda no horário fora de ponta (R$/kW.mês); LP: Constante de perda de demanda no posto fora de ponta, considerando 1kW de perda de demanda no horário de ponta.

64 Custo da Energia Evitada (CEE) O Custo da Energia Evitada (CEE) unitário é dado pela equação (9), para empresas que possuem o sistema de bandeiras tarifárias, na tarifa azul. As equações (10) e (11) apresentam as constantes de perda de energia no horário de ponta e fora de ponta. CEE C LE C LE p p fp fp LE p LE fp (9) LE LE p fp 7 LE 5 LE LE 5 LE (10) (11) Onde: CEE: Custo Unitário Evitado de Energia (R$/MWh); C p : Custo unitário da energia no horário de ponta na bandeira verde (R$/MWh); C fp : Custo unitário da energia no horário fora de ponta na bandeira verde (R$/MWh); LE p : Constante de perda de energia no posto de ponta considerando 1 kw de perda de demanda no horário de ponta; LE fp : Constante de perda de energia no posto de fora de ponta considerando 1 kw de perda de demanda no horário fora de ponta; LE 1 : Constante de perda de energia no posto de ponta de períodos secos considerando 1 kw de perda de demanda no horário de ponta; LE 2 : Constante de perda de energia no posto de ponta de períodos úmidos considerando 1 kw de perda de demanda no horário de ponta; LE 3 : Constante de perda de energia no posto fora de ponta de períodos secos considerando 1 kw de perda de demanda no horário fora de ponta; LE 4 : Constante de perda de energia no posto fora de ponta de períodos úmidos considerando 1 kw de perda de demanda no horário fora de ponta; As constantes de perda são listadas na Tabela 13. Este método se baseia no cálculo do custo unitário de perdas técnicas no sistema elétrico, onde a energia e demanda economizada correspondem a uma redução de perdas no sistema e o benefício de evitar uma unidade de perdas é numericamente igual ao custo de fornecer uma unidade adicional de carga (ABRADEE, 1996).

65 59 O cálculo se baseia no impacto para o sistema elétrico da carga evitada, supondo-se um perfil de carga típico e caracterizado pelo Fator de Carga (FC). As perdas evitadas no sistema são calculadas a partir da redução de 1 kw na ponta, seu reflexo na demanda fora de ponta (LP) através do fator de carga, e pelos fatores de perda (Fp, que levam ao cálculo de LE1, LE2, LE3 e LE4, juntamente com a permanência de cada posto horário no ano, sendo 450, 315, e h/ano, respectivamente), que medem o reflexo desta redução no horário fora de ponta e na energia consumida nos 4 postos tarifários (seco e úmido, ponta e fora de ponta). O fator de perda pode ser simulado através do fator de carga pela equação (12). Onde: 2 Fp k FC 1 k FC k: varia tipicamente de 0,15 a 0,30. Recomenda-se adotar k = 0,15; FC: Fator de carga médio da distribuidora dos últimos 12 meses. (12) Tabela 13 Coeficientes das equações (8) à (12) ( k=0,15) Fator de Carga LP LE 1 LE 2 LE 3 LE 4 0,30 0,2500 0, , , , ,35 0,2809 0, , , , ,40 0,3136 0, , , , ,45 0,3481 0, , , , ,50 0,3844 0, , , , ,55 0,4225 0, , , , ,60 0,4624 0, , , , ,65 0,5041 0, , , , ,70 0,5476 0, , , , Relação Custo-Benefício (RCB) Adaptado de (ANEEL, 2013c). A avaliação econômica do projeto é feita por meio do cálculo da relação Custo- Benefício (RCB) para cada uso final. Assim, os benefícios são avaliados como a soma das energias conservadas, em uma base anual, decorrente da diminuição de perdas pela geração descentralizada mais aquela devido à substituição de equipamentos elétricos valorizados pelos custos marginais, obedecendo à metodologia seguinte, onde equipamentos significam lâmpadas e refrigeradores. Logo, a RCB é dada pela equação (13). Onde: RCB CA BA T (13) T

66 60 CA T : Custo anualizado total (R$/ano); BA T : Benefício anualizado (R$/ano) Custos Anualizados (CA T ) O CA T é dado pela somatória dos custos anualizado dos equipamentos com a mesma vida útil, segundo a equação (14). CA T CA n n (14) Onde: CA T : Custo anualizado total (R$/ano); CA n : Custo anualizado de cada equipamento incluindo custos relacionados (mão de obra, etc.) (R$/ano) Custo Total em Equipamentos (CE T ) O CE T é dado pela somatória dos custos de aquisição de cada equipamento, segundo a equação (15). Onde: CE T CE n CE T : Custo total em equipamentos (R$); CE n : Custo de cada equipamento (R$) Custo Anualizado dos Equipamentos (CA n ) O CA n é obtido através do produto do custo de cada equipamento, pela relação do Custo Total em Equipamentos e pelo Fator de Recuperação de Capital, segundo a equação (16). Onde: CT CA CE FRC n n u CET CAn: Custo anualizado dos equipamentos incluindo custos relacionados (mão de obra, etc.) (R$); CE n : Custo de cada equipamento (R$); CT: Custo total do projeto (R$); n (15) (16)

67 61 CE T : Custo total em equipamentos (R$); FRC u : Fator de recuperação do capital para u anos; u: Vida útil dos equipamentos, em anos Fator de Recuperação de Capital (FRC) O FRC é um importante valor de referência para análise de retorno de investimentos e amortização de capital (empréstimos e financiamentos). Este fator está relacionado a estimativa do valor da parcela a ser debitada na fatura de energia elétrica da Unidade Consumidora beneficiada pela implantação do Projeto de Eficiência Energética em função da vida útil dos equipamentos utilizados. Considerando que se trata de parcelas de valor uniforme, e iguais, é obtido a partir da equação (17). FRC u i 1 i u u 1i 1 Onde: FRC u : Fator de recuperação do capital para u anos; i: Taxa de desconto considerada; u: Vida útil dos equipamentos, em anos. (17) A taxa de desconto considerada é a mesma especificada no Plano Nacional de Energia (i=8%) e a vida útil dos equipamentos é adotada com base nos dados fornecidos pelo fabricante de cada equipamento Benefícios Anualizados (BA T ) O cálculo dos benefícios anualizados é realizado através da equação (18). T BA EECEE RDP CED Onde: BA T : Benefício anualizado (R$/ano); EE: Energia anual economizada (MWh/ano); CEE: Custo unitário da energia (R$/MWh); RDP: Demanda evitada na ponta (kw ano); CED: Custo unitário evitado da demanda (R$/kW ano). (18)

68 CÁLCULO DA RELAÇÃO CUSTO-BENEFÍCIO A seguir serão apresentados os cálculos realizados para obtenção da RCB do projeto Vida Útil A vida útil dos equipamentos foi obtida através de dados fornecidos pelo fabricante. O seu cálculo foi realizado para a lâmpada fluorescente compacta, uma vez que o fabricante informa sua vida útil em horas. a) Lâmpada fluorescente compacta: Para a lâmpada fluorescente compacta, a vida útil é calculada através da equação (19). Vida Util Lâmpada Vida útil da lâmpada em h Tempo de utilização da lâmpada h / ano (19) Considerando um tempo de utilização: 3h por dia, durante 365 dias, têm-se: Lâmpada h Vida UtilLâmpada h 3365 ano Vida Util 7,31 anos b) Refrigerador Selo Procel: Vida Util Refrigerador 10 anos A vida útil dos equipamentos será utilizada na determinação do Fator de Recuperação de Capital (FRC) Resultados Esperados Como as metas de economia de energia e de demanda podem ser obtidas através de estimativa, serão empregadas a redução de consumo e de demanda estimados através da simulação computacional, calculados no item 3.4, e sintetizados na Tabela 14. Tabela 14 Metas de Redução de Demanda na Ponta (RDP) e de Energia Anual Economizada (EE) Sistema RDP (kw) EE (MWh/ano) Iluminação 524,62 820,65 Refrigeração 132,38 927,721

69 Cálculo do Custo Evitado de Demanda (CED) O Custo Evitado de Demanda (CED) foi realizado por meio da equação (8). C1 e C2 são valores do custo unitário da demanda no horário de ponta e fora do horário de ponta, na tarifa Azul, que valem R$ 30,35 e R$ 9,83 por kw, respectivamente (ANEEL, 2013a). Porém, para a obtenção da constante de perda (LP) é preciso conhecer o Fator de Carga da concessionária de energia elétrica da região abrangida pelo projeto de eficiência energética. Para o calculo do Fator de Carga (FC), foi necessário utilizar uma amostragem de dados de consumo de energia elétrica ativa e demanda de potência ativa da concessionária, entre os anos de 2010 e O Fator de Carga (FC) é um índice que demonstra se a energia consumida está sendo utilizada de maneira racional e econômica. Este índice varia entre zero a um, e é obtido pela relação entre a demanda média e a demanda máxima, durante um período definido, segundo a equação (20). Outra forma de se determinar o FC é através da relação entre a energia ativa consumida num determinado período de tempo e a energia ativa total que poderia ser consumida caso a demanda medida do período (demanda máxima) fosse utilizada durante todo o tempo segundo a equação (20). FC Consumo Demanda tempo (20) Desta forma, o FC foi calculado para 730h mensais, sintetizado na Tabela 15, que apresenta a amostragem do consumo e da demanda da concessionária. Tabela 15 Amostragem do Consumo, Demanda e Fator de Carga Meses do ano Consumo Energia (kwh) Dem. Coincid. (kw) FC jul/ ,80 0,573 ago/ ,73 0,571 set/ ,24 0,571 out/ ,11 0,592 nov/ ,30 0,563 dez/ ,77 0,569 jan/ ,99 0,602 fev/ ,06 0,553 mar/ ,26 0,597 abr/ ,35 0,571 mai/ ,55 0,581 jun/ ,75 0,558 Total Média ,575

70 64 O FC médio da concessionária foi de 0,575, sendo adotado um FC de 0,60 para obtenção das Constantes de Perda de Demanda (LP) e Energia (LE) da Tabela 13, sintetizado na Tabela 16. Tabela 16 Coeficientes de LP e LEs para k=0,15 das equações (8) à (12) ( k=0,15) Fator de Carga LP LE 1 LE 2 LE 3 LE 4 0,60 0,4624 0, , , ,18808 Logo, segundo a equação 8, têm-se: CED 364, 20 54,54 CED 418,74 R$ / kw CED 1230,35 129,830, 4624 Segundo a metodologia estipulada no Módulo 7 do PROPEE, obteve-se um Custo Evitado de Demanda de R$ 418,74/kW Cálculo do Custo da Energia Evitada (CEE) O Custo da Energia Evitada (CEE) unitário foi realizado através da equação (9). Segundo o sistema de bandeiras aplicado, temos: LE p p fp p C 303,18 R$ / MWh C 192,11 R$ / MWh LE 7 LE 5 LE , , LE p p , , LE 0,30799 LE fp LE 71, ,18808 fp 12 11, , LE 1, fp

71 65 CEE CEE Cp LEp Cfp LEfp LE p 303,180, ,111, LE 0, , , , CEE 1, CEE 211,28 R$ / MWh fp Cálculo dos Custos Anualizados (CA T ) Para a execução de um projeto desta natureza, a Aneel exige que todo o projeto seja orçado. A Tabela 17 apresenta os custos do projeto, com a aquisição de lâmpadas e refrigeradores. Tabela 17 Custos dos Equipamentos Descrição Unid. Qtde. Valor Unit. (R$)1 Valor Total (R$) Lâmpada fluorescente compacta 20W pç , ,00 Refrigerador Selo Procel 300 litros pç , ,00 Custo Total dos Equipamentos (R$): ,00 O restante dos custos do projeto, apresentados na Tabela 18, foram calculados em função do percentual dos mesmos em relação aos custos dos equipamentos do projeto executado pela concessionária no ano de Tabela 18 Detalhamento dos custos do projeto de eficiência energética Onde: Tipo de Custo % do Custo Valor Total Total dos Materiais (R$) Custos Diretos Compra de Materiais/Equipamentos 100% ,00 Mão de Obra de Terceiros 7% ,00 Mão de Obra de Própria 1% ,00 Transporte 6% ,00 Custos Indiretos Administração Própria 3% ,00 Marketing 3% ,00 Descarte de Materiais 13% ,00 Medição e Verificação 3% ,00 Custos Totais (CT): ,00 Auditoria Contábil e Financeira 1% ,54 Total Geral: ,54 1 Os valores unitários foram obtidos através da média dos preços dos produtos anunciados no site de buscas Buscapé em janeiro de 2013.

72 66 a) Compra de Materiais/Equipamentos: Envolve os custos com a aquisição de materiais e equipamentos necessários diretamente à execução do projeto, como lâmpadas e refrigeradores; b) Mão de Obra de terceiros: Remuneração de profissionais pertencentes à empresa contratada para executar as obras/ações necessárias à execução do projeto; c) Mão de Obra própria: Remuneração dos profissionais pertencentes ao quadro da concessionária envolvidos diretamente na execução do projeto e também em sua gestão; d) Transporte: Inclui custos com deslocamento, passagens, combustível, hospedagem e correlatos; e) Administração Própria: Remunera equipe própria e recursos próprios da concessionária, ocasionalmente deslocados para atividades de apoio à execução dos projetos; f) Descarte de materiais: Contempla custos com manufatura reversa dos equipamentos retirados de uso nos projetos; g) Medição e Verificação: Inclui valores de homem-hora dos profissionais que executarão essas atividades e compra/aluguel de instrumentos ou ferramental apropriado; h) Marketing: Ações de divulgação de resultados e benefícios dos projetos de eficiência energética; i) Auditoria Contábil e Financeira: Custeio das atividades de auditagem de todos os custos do projeto. O cálculo dos Custos Anualizados foi realizado para cada sistema, sendo: a) Sistema de Iluminação Lampadas T 7,31 7,31 7,31 CE , 00 R$ CE , 00 R$ CT , 00 R$ FRC 7,31 0,08 1 0,08 10,08 1 FRC 0,18601

73 , 00 CALampadas , 00 0, , 00 CA , 001,360,18601 Lampadas b) Sistema de Refrigeração CA , 28 R$ Lampadas Refrigeradores T CE , 00 R$ CE , 00 R$ FRC Refrigeradores 10 0,08 1 0,08 10,08 1 FRC 0, , 00 CARefrigeradores , 00 0, , 00 CA , 001,360,14903 CA , 05 R$ Refrigeradores c) Total CA CA CA T Lampadas Refrigeradores CA , T CA ,33 R$ T Cálculo dos Benefícios Anualizados (BA T ) E T D BA 1.748,371 MWh / ano 211,28 R$ / MWh BA ,83 R$ E D T BA 657,00 kw 418,74 R$ / kw BA ,18 R$ BA BA BA T E D BA ,83 R$ ,18 R$ BA , 01 R$

74 Cálculo da RCB Total CA RCB BA T T ,33 R$ RCB ,01 R$ RCB 0,51 Avaliando o RCB do projeto de eficiência energética, que envolve a troca de refrigeradores convencionais e ineficientes e de lâmpadas incandescentes em residências é viável economicamente, por apresentar uma RCB de 0,51, valor este inferior ao limite estabelecido pela ANEEL, que considera uma RCB viável para projetos de eficiência energética desta natureza, os valores abaixo de 0,8. Uma RCB de 0,51 significa que para cada R$0,51 investidos no projeto de eficiência, obtêm-se R$ 1,00 em economia de energia elétrica.

75 69 4 MATERIAIS E MÉTODOS 4.1 MATERIAIS Para avaliar os resultados obtidos em um projeto de eficiência energética, é primordial realizar medições para determinar as reais reduções de consumo e demanda. O Protocolo Internacional para Medição e Verificação de Performance (PIMVP EVO, 2012), descreve as melhores práticas atuais disponíveis para medir e verificar os resultados de projetos de eficiência energética. Não se pode medir diretamente a eficiência energética, uma vez que a eficiência energética é sempre a medida após a implantação das ações de economia de energia, subtraída da energia que teria sido consumida na sua ausência. Como a instalação antiga não mais existe, se torna impossível medir diretamente essa energia. Por isso, é preciso realizar medições antes e após a ação de eficiência, e estabelecer um modelo matemático sobre o comportamento de variáveis que determinam ou influenciam o consumo de energia e a relação entre ambos (consumo de energia e variáveis). Embora o PIMVP não determine que medições devam ser feitas, que variáveis considerar, e nem que modelo determinar, devido à diversidade de situações que se apresentam na prática, estabelece os requisitos básicos a serem observados. A metodologia adotada baseia-se em: a) Medição do consumo dos refrigeradores convencionais e selo Procel; b) Medição do consumo das lâmpadas incandescentes e fluorescentes compactas; c) Cálculo da redução do consumo anual de energia elétrica e demanda de potência ativa; d) Calculo da relação Custo-benefício. Para as medições, foram utilizados: a) Um analisador de energia VIP-System 3; b) Um analisador de energia MARH-21; c) Um analisador de energia FLUKE 434; d) Dois analisadores de grandezas elétricas SAGA 4500; e) Horímetro.

76 Analisador de Energia VIP-System 3 O analisador de energia VIP-SYSTEM 3, do fabricante Elcontro, é apresentado na Figura 45. Figura 45 Analisador de energia VIP-System 3 Fonte: A Autora. Possui a capacidade de mensurar grandezas elétricas em sistemas de baixa tensão (até 600 volts entre fase e fase) com corrente de fase até 1000 A. Na função de analisador de energia, as medidas mostradas (atualizadas a cada segundo) são: tensão, corrente, fator de potência e potência trifásica total e individualmente para as três fases; corrente de neutro, frequência, rotação de fase; potência ativa instantânea, média e máxima das três fases e trifásica; potência aparente instantânea, média e máxima das três fases e trifásica; potência reativa instantânea, média e máxima das três fases e trifásica; distorção harmônica percentual das três fases e trifásica; consumo de energia ativa e reativa, tg média e cos médio das três fases e trifásica. Na função de analisador de harmônicos (uso do Black Box de Harmônicos) as medidas mostradas (atualizadas a cada segundo) são: tensão, corrente, fator de potência e potência trifásica total e individualmente para as três fases para diversas ordens harmônicas; formas de onda de tensão e corrente individualmente para cada fase; distorção harmônica de tensão e corrente. As medições são armazenadas na memória do instrumento, podendo ser transferidas ao computador através de um dispositivo de comunicação próprio do equipamento conectado à saída da porta paralela MARH-21 O analisador de energia Marh-21, do fabricante RMS, é apresentado na Figura 46.

77 71 Figura 46 Analisador de energia MARH-21 Fonte: A Autora. Este equipamento é um medidor registrador de grandezas em tempo real para sistemas elétricos monofásico, bifásico e trifásico em baixa, media e alta tensão. Possui três canais de entrada para sinais de tensão, três canais de entrada para sinais de corrente e ainda três canais de entrada para grandezas auxiliares definidas pelo usuário. A partir dos sinais de entrada de tensão e corrente o MARH-21 calcula e indica no mostrador alfanumérico os valores de tensões de fase, tensões de linha, correntes, fatores de potência por fase e total, potência ativa por fase e total, potências reativas por fase e total, potência aparente por fase e total, energia ativa total (consumida ou fornecida), energia reativa capacitiva/indutiva total, Distorção Harmônica Total (DHT) de tensão e corrente por fases, DHT de tensão e corrente (% por faixa de frequência), potência reativa total necessária para alteração do fator de potência, grandezas auxiliares, frequência da tensão, máximo e mínimo de frequência da tensão, sequência de fases, demandas na ponta e fora de ponta por fase e totais, fator de deslocamento, etc. Enquanto indica os valores medidos o MARH-21 também os armazena na sua memória de massa para que posteriormente os dados possam ser transferidos, via SR232, para o computador e então analisados na forma de gráficos e relatórios através do software ANAWIN. O ANAWIN é utilizado para ler o conteúdo da memória do registrador, gravar os dados lidos em forma de arquivo, subdividir arquivos de medição em vários arquivos menores, obter gráfico das grandezas registradas, simular inserção de potência reativa, visualizar formas de onda de tensões e correntes, obter a distribuição harmônica (Série de Fourier) de tensão e corrente, etc.

78 FLUKE 434 Ilustrado na Figura 47, oferece um conjunto de medições amplo e poderoso para verificar os sistemas de distribuição de força. Algumas medições dão uma ideia geral do desempenho do sistema de potência. Outras servem para investigar detalhes específicos. Figura 47 Analisador Trifásico de Energia FLUKE 434 Fonte: A Autora SAGA 4500 O Saga (Figura 48) é um analisador e registrador eletrônico de sistemas elétricos com a facilidade de instalação em circuitos com mais de um cabo por fase. Figura 48 Analisador de Grandezas Elétricas SAGA 4500 Fonte: A Autora Horímetro O Horímetro (Figura 49) é um instrumento de medida analógico ou digital que indica a quantidade de horas e frações que um aparelho esteve em funcionamento, sendo utilizado para levantar o tempo de funcionamento dos refrigeradores e lâmpadas da amostra.

79 73 Figura 49 Horímetro Fonte: A Autora. Os dados das diversas medições foram armazenados na memória de massa dos analisadores de energia utilizados no processo e em seguida transferidos para planilhas EXCEL e disponibilizados em Tabelas e gráficos comparativos de desempenho quanto ao Consumo de Energia Elétrica (kwh) e Demanda de Potência Ativa (kw) dos diversos aparelhos antes e pós troca. 4.2 MÉTODOS Os dados das diversas medições foram armazenados na memória de massa dos analisadores de energia utilizados nas medições, sendo transferidos para planilhas eletrônicas, e disponibilizados em tabelas e gráficos comparativos de desempenho quanto ao Consumo de Energia Elétrica (kwh) e Demanda de Potência Ativa (kw) dos diversos aparelhos antes e pós substituição. Para quantificar a energia elétrica economizada e a redução de demanda do processo de substituição de lâmpadas e refrigeradores, foram realizadas medições em uma amostra estabelecida conforme o plano de amostragem definido pela norma NBR 5426, com regime de inspeção severa, Nível I, segundo a Tabela 19. Tabela 19 Tamanho da amostra para medição e verificação de performance Número de Equipamentos Tamanho da amostra 2 a 8 A = 2 9 a 15 A = 2 16 a 25 B = 3 26 a 50 C = 5 51 a 90 C = 5 91 a 150 D = a 280 E = a 500 F = a 1200 G = a 3200 H = a J = a L = a M = 315 Acima de N = 500

80 74 Como foi avaliada a substituição de lâmpadas e de refrigeradores, segundo a Tabela 19, o tamanho da amostra é de 80 lâmpadas e de 50 refrigeradores. Foram realizadas medições do consumo dos equipamentos instalados e comparados ao consumo dos equipamentos retirados, segundo o Guia de Medição & Verificação divulgado pela ANEEL (ANEEL, 2013b). A Figura 50 apresenta a medição em campo de um refrigerador convencional e um refrigerador Selo Procel. Figura 50 Medição de refrigerador utilizando o analisador de energia MARH21 a) Refrigerador Convencional b) Refrigerador Selo Procel Fonte: A Autora. A Figura 51 mostra a utilização do Horímetro para registro do tempo de funcionamento de uma lâmpada incandescente e fluorescente compacta. Figura 51 Medição do tempo de funcionamento de lâmpada utilizando o horímetro a) Lâmpada incandescente b) Lâmpada fluorescente compacta Fonte: A Autora.

81 75 Os resultados das medições obtidas foram utilizados para determinação e comparação dos valores de ganhos de energia e demanda. 4.3 METODOLOGIA PARA O CÁLCULO DA REDUÇÃO DO CONSUMO ANUAL DE ENERGIA ELÉTRICA E DEMANDA DE POTÊNCIA ATIVA O cálculo da Redução do Consumo Anual de energia elétrica (RCA) devido ao processo de substituição dos sistemas de refrigeração e de iluminação atendido pelo projeto de eficiência energética foi realizado segundo proposto por (VASCONCELLOS, MALHEIRO, et al., 2010). Desta forma, é necessário calcular a Potência Total instalada (PT i ) por sistema, antes e após o processo de substituição, segundo as equações (21) e (22). Onde: PTAntes PAntes N (21) Antes PT Antes : Potência Total Instalada Antes do processo de substituição (kw); P Antes : Potência medida por equipamento convencional (W); N Antes : Número de equipamentos convencionais. PT P N Depois Depois Depois (22) Onde: PT Depois : Potência Total Instalada depois do processo de substituição (kw); P Depois : Potência medida por equipamento eficiente (W); N Depois : Número de equipamentos eficientes. O Consumo Anual de energia elétrica (CA) antes e depois do processo de substituição é dado pelas equações 23 e 24, respectivamente. (kw/h); Onde: horas no ano). CAAntes PTAntes T (23) Antes CA Antes : Consumo Anual de energia elétrica antes do processo de substituição PT Antes : Potência Total Instalada antes do processo de substituição (kw); T Antes : Tempo estatístico de funcionamento do equipamento convencional (em

82 76 CA PT T Depois Depois Depois Onde: CA Depois : Consumo Anual de energia elétrica depois do processo de substituição (kw/h); PT Depois : Potência Total Instalada depois do processo de substituição (kw); T Depois : Tempo estatístico de funcionamento do equipamento eficiente (em horas no ano); (24) O cálculo da Redução do Consumo Anual de energia elétrica (RCA) por sistema é realizado pela diferença entre o CA Antes e o CA Depois do processo de substituição, segundo a equação (25). RCA CA CA Sistema Antes Depois Onde: RCA Depois : Consumo Anual de energia elétrica por sistema (kw/h); CA Antes : Consumo Anual de energia elétrica antes do processo de substituição (kw/h); CA Depois : Consumo Anual de energia elétrica depois do processo de substituição (kw/h). O cálculo da Redução da Demanda de Potência ativa (RDP) foi realizado através da (26), para cada sistema. RDP PT -PT Sistema Antes Depois (25) (26) Onde: RDP sistema : Redução da Demanda de Potência ativa por sistema (kw/h); PT Antes : Potência Total Instalada antes do processo de substituição (kw); PT Depois : Potência Total Instalada depois do processo de substituição (kw). O cálculo da Redução do Consumo Anual Total de energia elétrica ativa (RCA Total ) é realizado pela soma das reduções de consumo de energia elétrica de cada sistema avaliado, segundo a equação (27), enquanto a Redução de Demanda de Potência ativa Total (RDP Total ) é obtido pela soma das reduções de demanda de potência ativa de cada sistema, segundo a equação (28). RCA Total RCA (27) Sistema RDP Total RDP (28) Sistema

83 PROCESSO DE SUBSTITUIÇÃO DO SISTEMA DE ILUMINAÇÃO O Sistema de Iluminação das Unidades Consumidoras era constituído, basicamente, por lâmpadas incandescentes de 100W. Foram substituídas lâmpadas incandescentes por lâmpadas fluorescentes compactas, de 20W. Nas medições realizadas em campo, foi considerada uma amostragem de 80 lâmpadas incandescentes e 80 lâmpadas fluorescentes compactas, estabelecida segundo o plano de amostragem definido pela norma NBR 5426(1985), com regime de inspeção severa, Nível I. A Tabela 20 apresenta os dados de medição de uma lâmpada incandescente e de uma lâmpada fluorescente compacta. Tabela 20 Medição de uma lâmpada incandescente de 100W e de uma lâmpada fluorescente de 20W Lâmpada Incandescente 100W Data Duração F (Hz) V (V) I (A) PA (W) FP 15/03/ :00: ,10 0, /03/ :15: ,05 0, /03/ :30: ,40 0, /03/ :45: ,52 0, /03/ :00: ,64 0, /03/ :15: ,91 0, /03/ :30: ,28 0, /03/ :45: ,35 0, Demanda Media(W): 100 Tensão Média (V): 126,57 Corrente Média (A): 0,79 FP Médio: 1 Lâmpada Fluorescente de 20W Data Duração F (Hz) V (V) I (A) PA (W) FP 15/03/ :00: ,61 0,17 22,00 0,5 15/03/ :15: ,68 0,18 22,05 0,5 15/03/ :30: ,96 0,19 22,45 0,5 15/03/ :45: ,82 0,18 22,55 0,5 15/03/ :00: ,72 0,18 22,45 0,5 15/03/ :15: ,36 0,18 22,30 0,5 15/03/ :30: ,46 0,18 22,12 0,5 15/03/ :45: ,42 0,18 22,14 0,5 Demanda Media(W): 22,00 Tensão Média (V): 126,67 Corrente Média (A): 0,18 FP Médio: 0,96 Nas grandezas apresentadas na Tabela 20, nota-se que por ter potência ativa inferior, a lâmpada fluorescente compacta possui corrente inferior á lâmpada incandescente. Entretanto, enquanto a lâmpada incandescente tenha fator de potência unitário, a lâmpadas incandescente

84 78 tem o fator de potência igual a 0,5, além de alto índice de distorção harmônica, como se pode observar na Figura 54. Os conjuntos de iluminação apresentaram um perfil de Potência Ativa Total Média ilustrado abaixo na Figura 52. Figura 52 Potência Ativa de uma lâmpada incandescente de 100W e de uma lâmpada fluorescente de 20W Fonte: A Autora. Segundo a Figura 52, a potência ativa da lâmpada fluorescente compacta inclui a potência do reator eletrônico. A Figura 53 e Figura 54 mostram a forma de onda da tensão e da corrente. Figura 53 Tensão de alimentação e Corrente da Lâmpada Incandescente de 100W Fonte: A Autora.

85 79 Figura 54 Tensão de alimentação e Corrente da Lâmpada Fluorescente Compacta Fonte: A Autora. Analisando as formas de onda de tensão e corrente da lâmpada fluorescente compacta, nota-se a existência de uma distorção entre a forma de onda de corrente e de tensão, o que a caracteriza como uma carga não linear e com elevado índice de distorção harmônica Redução do Consumo Anual de Energia Elétrica e Demanda de Potência Ativa O processo de substituição do sistema de iluminação de unidades consumidoras baixa renda contemplou, basicamente, a troca de lâmpadas incandescentes de 100W por lâmpadas fluorescentes compactas com reator eletrônico de 20W Cálculo da Redução de Consumo do Sistema de Iluminação O cálculo da redução do consumo decorrente da substituição do sistema de iluminação foi realizado segundo a metodologia anteriormente apresentada Cálculo do Consumo das Lâmpadas Incandescentes (CA LI ) Potência Total Instalada nas UC S: PT LI PT LI 960 kw Adotando uma postura conservadora, foi considerado que as lâmpadas ficam funcionando em média 3 horas diárias, durante 30 dias do mês e no decorrer dos 12 meses do ano, foi calculado o consumo anual de energia elétrica. CA CA PT LI LI LI LI CA kwh / ano

86 Cálculo do Consumo das Lâmpadas Fluorescentes Compactas (CA LFC ) Potência Total Instalada nas UC S: PT PT LFC LFC 211,20 kw Da mesma forma, adotou-se uma postura conservadora, considerando que as lâmpadas ficam funcionando em média 3 horas diárias, durante 30 dias do mês e no decorrer dos 12 meses do ano, foi calculado o consumo anual de energia elétrica. CA PT LFC LFC LFC LFC CA 211, CA kwh / ano Cálculo da Redução do Consumo Anual de Energia Elétrica (RCA SI ) RCA CA CA SI SI SI LI LFC RCA RCA kwh / ano Cálculo da Redução da Demanda de Potência (RDP SI ) RDP PT PT SI LI LFC RDP , 20 RDP SI SI 748,80 kw Segundo a metodologia adotada, obteve-se uma RDP SI de 748,80kW. 4.5 PROCESSO DE SUBSTITUIÇÃO DO SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO O sistema de refrigeração nas unidades consumidoras, antes da implantação do projeto, era constituído de refrigeradores antigos de diversos volumes que foram substituídos por refrigeradores selo Procel de 300 litros. Foi verificado através de medições realizadas em campo, em amostragem de 50 refrigeradores antigos e 50 refrigeradores Selo Procel, de acordo com a sua capacidade térmica, apresentaram as respectivas características médias de grandezas elétricas que estão listadas na Tabela 21.

87 81 Tabela 21 Resultados de Medições dos Refrigeradores Refrigerador Convencional Refrigerador 300 litros Selo Procel T mensal (h): 513 T mensal (h): 260 P media (W): 112 P media (W): 94 V media (V): 128,25 V media (V): 128,36 I media (A): 1,56 I media (A): 1,33 Q media (Var): 164,5 Q media (Var): 142,79 FP médio : 0,57 FP médio : 0,58 Consumo Mensal (kwh): 57,46 Consumo Mensal (kwh): 24,44 Foi constatado em campo, que uma grande parcela dos refrigeradores substituídos estava em condições precárias de funcionamento, tal como portas danificadas, borracha de vedação comprometida. A Figura 55 ilustra o estado de conservação destes refrigeradores recolhidos e armazenados em um depósito. O restante estava em condições razoáveis de conservação, mas não possuíam o Selo Procel. Figura 55 Refrigeradores antigos armazenadas em galpão após serem substituídas Fonte: A Autora. Para efeito de cálculo do consumo dos refrigeradores substituídos foi considerado um tempo médio de funcionamento para os refrigeradores convencionais e refrigeradores Selo Procel, segundo as medições realizadas em campo e em laboratório. As Figuras 57 e 58 mostram as potências médias e as forma de onda das grandezas elétricas solicitadas pelas mesmas.

88 82 Figura 56 Potência Ativa Média do Refrigerador Convencional e Refrigerador Selo Procel Fonte: A Autora. Figura 57 Características das grandezas médias dos Refrigeradores Convencionais e Selo Procel 300 litros Fonte: A Autora. De acordo com as Figuras 57 e 58, observa-se que o refrigerador Procel 300L tem um tempo de funcionamento menor devido sua isolação térmica, o que leva ao menor tempo de funcionamento do compressor, que aliado a uma potência ativa média inferior à do refrigerador convencional resulta no menor consumo de energia elétrica. A Tabela 22 apresenta a medição de um refrigerador convencional e eficiente.

89 83 Tabela 22 Medição de um Refrigerador Convencional e de um Refrigerador Selo Procel de 300 litros Refrigerador Convencional Data Duração F (Hz) V (V) I (A) PA (W) 19/03/ :00: ,00 1, /03/ :15: ,40 1, /03/ :30: ,00 1, /03/ :45: ,50 1, /03/ :00: ,00 1, /03/ :15: ,00 1, /03/ :30: ,00 1, /03/ :45: ,00 1, Demanda Media(W): 112 Tensão Média (V): 124,00 Corrente Média (A): 1,56 Refrigerador Selo Procel de 300 litros Data Duração F (Hz) V (V) I (A) PA (W) 22/03/ :00: ,00 1, /03/ :15: ,00 1, /03/ :30: ,00 1, /03/ :45: ,00 1, /03/ :00: ,00 1, /03/ :15: ,00 1, /03/ :30: ,00 1, /03/ :45: ,00 1,33 94 Demanda Media(W): 94 Tensão Média (V): 124,00 Corrente Média (A): 1,33 Segundo a Tabela 22, verifica-se a menor consumo de energia do refrigerador selo Procel em comparação com o convencional. A seguir são apresentados os cálculos de Consumo de Energia Elétrica e Demanda de Potência Ativa dos refrigeradores antes e após a substituição dos refrigeradores antigos pelos refrigeradores selo Procel, tomando como base os horários estatísticos de funcionamento de cada refrigerador e as curvas de demanda da potência ativa medidas em campo e mostradas na Figura Cálculo do Consumo dos Refrigeradores Convencionais (CA RC ) Potência Total Instalada nas UC S: PT PT RC RC 268,80 kw Foi considerado que os refrigeradores convencionais funcionem em média 17 horas diárias, durante 30 dias do mês e no decorrer dos 12 meses do ano, foi calculado o consumo anual de energia elétrica.

90 84 CA PT RC RC RC RC CA 268, CA kwh / ano Cálculo do Consumo dos Refrigeradores Eficientes (CA RE ) Potência Total Instalada nas UC S: PT PT RE RE 225,60 kw Para os refrigeradores eficientes, em virtude de o mesmo manter uma boa vedação, o tempo de funcionamento do compressor é menor, numa média de 9 horas diárias, durante 30 dias do mês e no decorrer dos 12 meses do ano, e foi calculado o consumo anual de energia elétrica. CA PT RE RE RE RE CA 225, CA kwh / ano Cálculo da Redução do Consumo Anual de Energia Elétrica (RCA SR ) RCA CA CA SR SR SR RC RE RCA RCA kw / ano Cálculo da Redução da Demanda de Potência (RDP SR ) RDP PT PT SR SR RC RE RDP 268,80 225, 60 RDP SR 43,20 kw 4.6 CÁLCULO DA REDUÇÃO TOTAL DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA E DA DEMANDA DE POTÊNCIA ATIVA Cálculo da Redução do Consumo de Energia Elétrica Total (RCA Total ) RCA RCA RCA Total Total SI SR RCA RCA Total kwh / ano

91 Cálculo da Redução da Demanda de Potência Ativa Total RDP RDP RDP Total SI SR RDP 748,80 43, 20 Total RDP Total 792 kw 4.7 COMPARAÇÃO DA SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL COM A MEDIÇÃO E VERIFICAÇÃO DE DESEMPENHO A comparação das medições com a simulação computacional permite avaliar a diferença entre a economia de energia proposta, através da simulação, e a efetiva, através de medições. Na Figura 58 é possível visualizar que o RCA Total calculado através da simulação computacional foi superior ao obtido através da medição em um amostra de refrigeradores e lâmpadas, convencionais e eficientes, cerca de 1,45%. Figura 58 Comparação da Redução do Consumo Anual de Energia Elétrica Fonte: A Autora. Já na Figura 59, é possível ver que a diferença entre a RDP Total obtida através da simulação computacional foi próxima à obtida através de medições, cerca de 0,08% a mais.

92 86 Figura 59 Comparação da Redução de Demanda a Ponta Fonte: A Autora. Desta forma, pelas pequenas diferenças encontradas entre a RCA Total e a RDP Total obtidas através da simulação computacional e através de medições, permite concluir que a simulação computacional é uma ferramenta eficiente para obter a estimativa de consumo e demanda de uma edificação. Os valores obtidos através da simulação são levemente maiores devido ao fato da mesma considerar as perdas energéticas decorrentes da elevação da temperatura, que não são consideradas nas medições, que são realizadas em um curto período de tempo.

93 87 5 AVALIAÇÃO DA RELAÇÃO CUSTO-BENEFÍCO PARA A MELHORIA DA ENVOLTÓRIA DA EDIFICAÇÃO Diante das limitações da variedade de projetos de eficiência energética, uma alternativa interessante seria avaliar a economia de energia elétrica decorrente da eficientização da envoltória de residências populares. 5.1 ÁREA DE ESTUDO Para a análise da eficiência energética decorrente da melhoria da envoltória e cobertura de residências populares, foi adotada uma casa popular tipo, sendo escolhido o Residencial Jamil Boutros Nadaf, localizado na cidade de Cuiabá-MT, conforme a Figura 60. Este residencial conta com um total de 322 casas com cerca 36,60m2 cada, das quais 10 possuem adaptação para portadores de necessidades especiais. Está posicionado na latitude 15 31' 54.56'' S e longitude 56 2' 11.62'' W. Figura 60 Localização do Residencial Jamil Boutros Nadaf. Fonte: Adaptado de (TECNOMAPAS, 2011) Inaugurado em 13 de julho de 2011, 290 de suas casas foram ocupadas por famílias oriundas de áreas consideradas de risco. Integrante do programa Minha Casa, Minha Vida, as casas foram destinadas às famílias que têm renda mensal bruta de até R$ 1.395,00 e que aderiram ao sistema de parcelamento, onde os beneficiários pagarão prestações com valores

94 88 que variam de R$ 50,00 a R$ 139,00 (segundo sua renda), por um período de 10 anos. O restante do valor da residência é subsidiado pelo Governo Federal em parceria com o Governo do Estado (PREFEITURA DE CUIABÁ, 2011). A casa possui a mesma configuração da edificação tipo utilizada para analise da substituição de lâmpadas e refrigeradores. Entretanto para avaliar a eficiência energética advinda da melhoria da envoltória da mesma é preciso considerar a orientação solar da edificação, bem como seus materiais construtivos e rotinas de ocupação. A Figura 61 apresenta a planta baixa da edificação tipo utilizada na simulação e a Figura 62 mostra a fachada da casa popular tipo. Figura 61 Planta Baixa da edificação tipo. Fonte: A Autora.

95 89 Figura 62 Fachada da casa popular. Fonte: A Autora. Sua construção é em alvenaria, com paredes de 14 cm de espessura, pintada na cor clara. Sua cobertura é formada por telhas cerâmicas e forro PVC. O piso possui revestimento cerâmico e as janelas da sala são de vidro, enquanto que as dos dormitórios são de veneziana com vidro. A Figura 63 apresenta os detalhes construtivos da alvenaria e da cobertura. Figura 63 Detalhe construtivo da parede e da cobertura. Fonte: Adaptado de (INMETRO, 2013). 5.2 EFICIÊNCIA DA ENVOLTÓRIA: MÉTODO PRESCRITIVO O RTQ-R estabelece a metodologia que deve ser adotada para a obtenção do nível de eficiência energética de edificações residenciais através do método prescritivo e de simulação computacional (INMETRO, 2012b). O regulamento prevê para ambos o atendimento dos prérequisitos dos ambientes, os pré-requisitos da edificação como um todo, as bonificações, o sistema de aquecimento de água, e a pontuação total da edificação.

96 90 Para auxiliar no processo de classificação do nível de eficiência energética de edificações habitacionais autônomas, o Centro Brasileiro de Eficiência Energética de Edificações (CB3E) desenvolveu uma planilha eletrônica juntamente com um manual informativo, sendo tal planilha capaz de calcular o desempenho de uma única unidade habitacional por vez (LAMBERTS, FOSSATI, et al., 2012). A planilha encontra-se disponível no site do CB3E: residencial/downloads/planilhas-e-catalogos, através do link Planilha de cálculo do desempenho da UH (método prescritivo) (CB3E, 2013). Naturalmente, a utilização da planilha requer do usuário conhecimento sobre o RTQ-R bem como suas terminologias. No intuito de auxiliar o usuário, há balões explicativos (ao lado das células que devem ser preenchidas, indicadas com um pequeno triangulo vermelho em seu canto superior direito) que orientam quais dados devem ser preenchidos. As células indicativas são acionadas ao se posicionar o cursor do mouse sobre elas. A Figura 64 apresenta uma parte da Planilha de cálculo do desempenho da UH (método prescritivo). Figura 64 Planilha de cálculo do desempenho da UH (método prescritivo). Análise da Envoltória e dos Pré-Requisitos dos Ambientes RTQ - Edificações Residenciais Zona Bioclimática ZB azimute DETALHE IMPORTANTE: após os cálculos não modificar a zona bioclimático da célula E10 graus Ambiente Identificação Cobertura Paredes Externas AUamb m² Ucob W/m².K CTcob kj/m².k αcob adimensional Upar W/m².K CTpar kj/m².k αpar adimensional A planilha subdivide-se em cinco abas, onde: Fonte: Adaptado de (CB3E, 2013). a) Envoltória e Pré-req dos Amb: Calcula o desempenho da envoltória da UH para cada ambiente e os pré-requisitos para cada ambiente; b) Pré-requisitos da UH: Calcula os pré-requisitos da UH; c) Bonificações: Pontuação obtida com bonificações; d) Aquecimento de água: Eficiência do sistema de aquecimento de água; e) Pontuação Total: Calcula a classificação final da UH.

97 91 Devido à grande importância da orientação das fachadas da edificação para a determinação de seu nível de eficiência, o RTQ-R as simplifica utilizando-se das quatro orientações principais: Norte, Leste, Sul e Oeste, onde as mesmas possuem uma tolerância de à partir da orientação principal, conforme ilustrado pela Figura 65. Figura 65 Quadrantes para definição da orientação das fachadas. Fonte: Adaptado de (INMETRO, 2012b) Seguindo o padrão estipulado pelo RTQ-R, foi determinada a orientação da fachada principal das edificações do conjunto habitacional em estudo, conforme Figura 66. Figura 66 Orientação da fachada principal das edificações do Residencial Jamil Boutros Nadaf. Fonte: A Autora. Embora o RTQ-R estipule que a classificação do nível de eficiência de edificações residenciais deva ser realizada para cada UH, neste trabalho, essa classificação será realizada para uma UH típica, com a fachada principal na Orientação Norte, Leste, Oeste e Sul.

98 Determinação do Nível de Eficiência Orientação Sul O Apêndice A apresenta o detalhamento do cálculo das variáveis utilizadas na planilha eletrônica para todas as orientações. A seguir será destacada a classificação do nível de eficiência energética da edificação com a fachada principal na Orientação Sul. A Tabela 23 apresenta resumidamente a análise da envoltória por ambiente na Orientação Sul. Nota-se que, para esta orientação, o Dormitório 1 apresentou a melhor classificação de indicador de GRH, com o nível B, seguido pelo Dormitório 2 (nível C) e pela sala/cozinha (nível D). Tabela 23 Análise da Envoltória Orientação Sul Indicador de Graus-hora para Resfriamento Consumo Relativo para Aquecimento Consumo Relativo para Refrigeração Identificação Dormitório 2 Dormitório 1 Sala/Cozinha C B D GHR ºC.h CA kwh/m².ano Não se aplica CR kwh/m².ano D D C 80,538 84,851 68,519 Ao passo em que o Consumo Relativo para Aquecimento para a zona bioclimática à qual se localiza a edificação não se aplica, ambos os dormitórios tiveram a classificação D para o Consumo Relativo para Refrigeração. A Tabela 24 infere sobre o atendimento dos prérequisitos da envoltória. Tabela 24 Pré-requisitos por ambiente Orientação Sul Pré-Requisitos da Envoltória Dormitório 2 Dormitório 1 Sala/Cozinha Paredes externas Upar, Ctpar e αpar atendem? Sim Sim Sim Cobertura Ucob, Ctcob e αcob atendem? Não Não Não Iluminação Natural Ventilação Natural O ambiente é um dormitório? Sim Sim Não Área de abertura para iluminação 0,7 0,7 1,4 Ai/Auamb (%) 9,55 10,79 10,91 Atende 12,5%? Não Não Não Área de abertura para ventilação 0,48 0,48 0,96 Av/Auamb (%) 6,55 7,40 7,48 Atende % mínima? Sim Sim Sim Tipo de abertura de correr de correr de correr Abertura passível de fechamento? Sim Sim Sim ZB8 ou média mensal de temperatura mínima acima ou Sim Sim Sim igual a 20ºC? Atende? Sim Sim Sim Na Tabela 24, o descumprimento dos pré-requisitos da cobertura e da iluminação natural implica na obtenção máxima do nível C de eficiência energética.

99 93 A Tabela 25 revela a pontuação ponderada da edificação segundo a área útil de cada ambiente, obtendo-se o nível D. Entretanto, esta não é a classificação final, uma vez que ainda carece do cumprimento dos pré-requisitos da UH, acrescido das bonificações, detalhadas no Apêndice A. Tabela 25 Pontuação após avaliar os pré-requisitos por ambiente (Orientação Sul) Envoltória para Verão Envoltória para Inverno Envoltória se Refrigerada Artificialmente Ponderação da nota pela área útil do ambiente Dormitório 2 Dormitório 1 Sala/Cozinha C C C D 2,52 3,00 3,00 2,00 Não se aplica Não se aplica Não se aplica Não se aplica 0,00 Não se aplica Não se aplica Não se aplica D D D C 2,48 2,00 2,00 3,00 Finalmente, a Tabela 26 apresenta a classificação final da unidade habitacional, com a obtenção do nível D de eficiência energética. Tabela 26 Análise da classificação final da UH Identificação Fachada Sul Envoltória para Verão C 2,52 Envoltória para Inverno Não se aplica 0,00 Pontuação Total Aquecimento de Água E 0,00 Equivalente numérico da envoltória C 2,52 Envoltória se refrigerada artificialmente D 2,48 Bonificações 0,41 Região CO Coeficiente a 0,65 Classificação final da UH D A obtenção do nível D de eficiência energética da envoltória se deu em grande parte aos grandes níveis de absortância e de transmitância térmica da cobertura da edificação. 5.3 MODELAGEM DA EDIFICAÇÃO A edificação foi modelada no software EnergyPlus, segundo o recomendado pelo RTQ-R para etiquetagem de edificações pelo método prescritivo. Durante a fase de modelagem, foram realizadas simulações parciais para identificar e solucionar eventuais erros

100 94 de parametrização informados no relatório da simulação pelo EnergyPlus, até se obter um modelo de simulação consistente. O objetivo da simulação é obter a estimativa de consumo e de demanda da edificação convencional e eficiente, segundo proposto pelo RTQ-R para obtenção do nível máximo de eficiência Edificação Convencional A Figura 67 apresenta a vista superior (de topo) da edificação tipo, bem como um corte horizontal. Figura 67 Vista de Topo e Corte da edificação modelada. Fonte: A Autora. A Figura 68 traz as fachadas da edificação tipo, bem como sua orientação. Figura 68 Vistas da edificação modelada. Fonte: A Autora.

101 95 Como ilustrado, as características geométricas e propriedades térmicas dos elementos construtivos da edificação real foram preservadas para cada zona térmica. A simulação foi realizada no intuito de se obter a estimativa de consumo e demanda da edificação devido à climatização artificial dos ambientes de permanência prolongada. O termostato do sistema de climatização foi configurado para a temperatura de 24 C, recomendada pelo RTQ-R. Utilizou-se o arquivo de dados climáticos de Cuiabá-MT, cidade que apresenta condições climáticas caracterizadas por duas estações bem definidas (uma seca e outra chuvosa), ventilação fraca, sendo predominantemente quente durante o ano todo. Adotou-se as mesmas rotinas de ocupação dos ambientes, iluminação, equipamentos, etc. estabelecidas pelo RTQ-R. Para contemplar a situação real do residencial, a simulação foi realizada para cada orientação da fachada principal. A Figura 69 apresenta a estimativa de consumo mensal segundo cada orientação da fachada principal. Figura 69 Estimativa de consumo mensal da edificação convencional Fonte: A Autora. A Figura 70 apresenta a Demanda máxima da edificação convencional segunda cada orientação principal.

102 96 Figura 70 Demanda máxima da edificação convencional Fonte: A Autora. Embora possuam valores próximos, a Orientação Sul apresenta uma estimativa de demanda maior devido ao maior consumo do sistema artificial de climatização em função do maior ganho de calor da edificação devido à sua orientação Edificação Eficiente Para a edificação eficiente, procurou-se por soluções passíveis de serem aplicadas com a edificação já construída e que ajudassem no atendimento dos pré-requisitos do RTQ-R para a obtenção do nível máximo de eficiência energética. E como na determinação do nível de eficiência da edificação, identificou-se a cobertura como uma grande vilã da eficiência térmica, contribuindo para o baixo índice de desempenho. Desta forma, para a melhoria da envoltória avaliou-se a instalação de manta térmica de uma camada sob o telhado e a pintura das telhas cerâmicas com tinta térmica para telhas branca Manta Térmica de Uma Camada A manta térmica de uma camada é constituída de uma face de alumínio de alta refletividade e baixa emissividade de radiação térmica e por uma malha de reforço mecânico de alta estabilidade e durabilidade, que aumenta a vida útil da manta, compondo uma barreira radiante que dificulta a transferência do calor por radiação, segundo ilustrado pela Figura 71.

103 97 Figura 71 Manta térmica de uma camada Fonte: Adaptado de (TEGULA, 2013). Segundo o fabricante, é de fácil instalação antes da montagem do telhado, como mostra a Figura 72. Porém, para seu emprego em edificações já construídas e com forro, é preciso descer todo o telhado, fixar a manta e montar o telhado novamente, o que gera custos adicionais. Figura 72 Instalação de manta térmica Fonte: (TEGULA, 2013) Promete isolar até 95% da radiação solar, o que proporciona economia de energia elétrica, ao ser requerida uma carga térmica menor dos aparelhos de climatização (TEGULA, 2013). A manta é resistente a umidade, fungos, bactérias, ação de insetos e roedores, sendo totalmente reciclável. Outra vantagem é a de não propagar chamas em caso de incêndio e curto-circuito (CLIQUE ARQUITETURA, 2012) Tinta Térmica para Telhas Branca A tinta térmica para telhas foi criada para reduzir a temperatura interna dos ambientes, ao proporcionar uma absortância térmica menor das telhas cerâmicas. Tem função semelhante à manta térmica, porém com aplicação diferenciada. Enquanto a manta é instalada sob as telhas, a tinta térmica é aplicada sobre as mesmas. Por ser de cor branca, têm uma absortância térmica de 0,2 contra os 0,8 da telha de cerâmica, como mostra a Figura 73.

104 98 Figura 73 Tinta térmica revestindo telha cerâmica Fonte: (FRIGS, 2013) Desta forma, também proporciona redução no consumo de energia elétrica da utilização condicionadores de ar e ventiladores. Também protege o telhado pela impermeabilização e flexibilidade do filme da tinta e evitando a formação de limo. Sua aplicação pode ser realizada sobre o telhado já construído, desde que a superfície das telhas seja limpa, livre de poeira e musgos. Após secagem do telhado (cerca de três dias de tempo bom), a tinta deve ser aplicada com rolo ou jato, seguindo a diluição em água para cada tipo de aplicação. Recomenda-se de duas a três demãos de tinta para melhor cobertura das telhas. Deve-se aguardar um tempo de 4h entre cada demão (PEREIRA, 2012). Estudos revelam que, no pior dos cenários, há uma redução de 20% do consumo de energia elétrica dos aparelhos de climatização com a utilização deste tipo de revestimento (CEREDA e COSTA, 2009) Comparação entre Manta Térmica e Tinta Térmica Para identificar qual estratégia proporciona maior ganho de energia elétrica, foram realizadas duas simulações, onde, para os ambientes de permanência prolongada, o sistema de climatização foi configurado para ser suprir a carga térmica necessária para manter o ambiente com a temperatura de 24 C, 24h por dia, ao longo de um ano. A Figura 74 apresenta a temperatura superficial externa e interna da edificação tipo. Nota-se que a temperatura superficial externa da edificação com cobertura com manta térmica é superior à da edificação com tinta térmica.

105 99 Figura 74 Temperatura superficial da edificação tipo. Fonte: A Autora. Na Figura 75 é notável que a edificação com o telhado revestido pela tinta térmica apresentou um consumo de energia menor que a que utilizava manta térmica, para todos os meses do ano. Figura 75 Comparação do consumo de energia elétrica Fonte: A Autora. Diante do menor consumo de energia elétrica da edificação com tinta térmica, a mesma será utilizada como modelo de edificação eficiente na análise da RCB. 5.4 CÁLCULO DA RELAÇÃO CUSTO-BENEFÍCIO DA EFICIÊNCIA DA ENVOLTÓRIA A metodologia para o cálculo da relação custo-benefício é semelhante à apresentada no item 3.6, sendo informadas as alterações que se fizerem necessárias em virtude das peculiaridades do projeto proposto. A seguir serão apresentados os cálculos realizados para obtenção da RCB da eficiência da envoltória.

106 VIDA ÚTIL DA TINTA TÉRMICA Para fins de calculo, adotou-se que a tinta térmica tenha uma vida útil de cinco anos. 5.6 RESULTADOS ESPERADOS Como as metas de economia de energia e de demanda podem ser obtidas através de estimativa, foram empregadas as estimativas obtidas através da simulação computacional de uma edificação convencional e de uma edificação eficiente. A Figura 76 apresenta a estimativa de consumo, enquanto a Figura 77 mostra a demanda máxima da edificação eficiente, segundo as orientações da Fachada Principal. Figura 76 Estimativa de Consumo da Edificação Eficiente Fonte: A Autora. Figura 77 Estimativa de Demanda Máxima da Edificação Eficiente Fonte: A Autora.

107 101 Embora a edificação que possua a fachada principal na direção Oeste possua uma demanda ligeiramente superior à demanda das edificações segundo as outras orientações, apresentam um consumo de energia elétrica mensal semelhante. O principal benefício esperado da proposta deste projeto é redução do consumo de energia elétrica ativa e de demanda na ponta. Para o cálculo da Redução de Consumo e de Demanda, a Tabela 27 sintetiza o consumo e a demanda das edificações, segundo a orientação predominante da fachada principal. Tabela 27 Estimativa de Consumo Anual e Demanda de Potência Ativa (Edificação Eficiente) Consumo Anual (kwh/ano) Edificação Convencional Estimativa de Consumo Unidades Habitacionais Consumo Anual Orientação Sul 3.349, ,8 Orientação Oeste 3.336, ,1 Orientação Norte 3.366, ,2 Orientação Leste 3.299, ,5 Consumo Total ,6 Edificação Eficiente Estimativa de Consumo Unidades Habitacionais Consumo Anual Orientação Sul 2.695, ,6 Orientação Oeste 2.684, ,3 Orientação Norte 2.725, ,4 Orientação Leste 2.701, ,3 Demanda de Potência Ativa (kw) Consumo Total ,6 Edificação Convencional Estimativa de Demanda Unidades Habitacionais Demanda Parcial Orientação Sul 3, ,6 Orientação Oeste 3, ,07 Orientação Norte 3, ,48 Orientação Leste 3, ,77 Demanda Total 1.172,92 Edificação Eficiente Estimativa de Demanda Unidades Habitacionais Demanda Parcial Orientação Sul 2, ,92 Orientação Oeste 2, ,93 Orientação Norte 2, ,52 Orientação Leste 2, ,7 Demanda Total 757, Cálculo da Redução do Consumo Anual de Energia Elétrica (RCA) RCA CA CA Convencional Eficiente RCA , , 6 RCA kwh / ano

108 Cálculo da Redução da Demanda de Potência (RDP) RDP DT DT Convencional Eficiente RDP 1.172,92 757, 07 RDP 415,85 kw Cálculo dos Custos Anualizados (CA T ) O orçamento desta proposta de projeto envolve, basicamente, os custos de aquisição da tinta térmica, mão de obra (limpeza e pintura das telhas) e logística Custo da Tinta Térmica Adotou-se a tinta Metalatex Eco Telha Térmica da Sherwin Williams (PEREIRA, 2012). Segundo o fabricante, esta tinta possui um rendimento médio de 160m 2 por lata de 18 litros e devem ser aplicadas duas demãos de tinta sobre a superfície. De acordo com levantamento no local, a área de cada telhado é de 95m 2. A quantidade de latas de tinta de 18 litros é dada por: Latas de Tinta= 2 N de telhados Área Telhado m Nº de demãos Latas de Tinta= Rendimento médio por lata m m 2 demãos 160 m m Latas de Tinta= 160 m 2 Latas de Tinta=382,375 Latas de Tinta= Entretanto, acrescentando-se um fator de perda de 5%, têm-se 402 latas de 18 litros de tinta. Segundo pesquisa realizada em vários sites de busca na internet em janeiro de 2014, cada lata de tinta térmica custa na faixa de R$ 189,00. Logo: Custo T int as 402 R$189, 00 Custo T int as R$ , Custo de Mão de Obra Os custos com mão de obra envolvem a limpeza das telhas e aplicação de duas demãos de tinta térmica.

109 103 Em pesquisa realizada em diversas construtoras de Cuiabá, o custo para limpeza e pintura de duas demãos de tinta é de R$ 5,00/m 2. Desta forma, os custos com mão de obra são: R$5, m Custo Mão de Obra 2 m Custo Mão de Obra R$ , 00 A Tabela 28 ilustra o Custo Total dos materiais e da mão de obra, que inclui a limpeza e pintura do telhado. Tabela 28 Custos Diretos do projeto Descrição Unid. Qtde. Valor Unit. (R$) Valor Total (R$) Tinta Metalatex Eco Telha Térmica un , ,00 Mão de Obra m , ,00 Custo Total dos Materiais e Mão de Obra (R$): ,00 2 Utilizando o mesmo percentual do detalhamento dos custos do projeto de substituição de lâmpadas e refrigeradores, apresentados na Tabela 28 e Tabela 29, foi montada a Tabela 29. Onde: Tabela 29 Detalhamento dos custos do projeto de eficiência energética Tipo de Custo % do Custo Valor Total Total dos Materiais (R$) Custos Diretos Compra de Materiais 33% ,00 Mão de Obra de Terceiros 66% ,00 Mão de Obra de Própria 1% 2.289,28 Custos Indiretos Administração Própria 3% 6.867,84 Marketing 3% 6.867,84 Medição e Verificação 3% 6.867,84 Custos Totais (CT): ,80 Auditoria Contábil e Financeira 1% 2.289,28 Total Geral: ,08 a) Compra de Materiais: Envolve os custos com a aquisição de materiais e equipamentos necessários diretamente à execução do projeto, como tintas térmicas; b) Mão de Obra de terceiros: Remuneração de profissionais pertencentes à empresa contratada para executar as obras/ações necessárias à execução do projeto;

110 104 c) Mão de Obra própria: Remuneração dos profissionais pertencentes ao quadro da concessionária envolvidos diretamente na execução do projeto e também em sua gestão; d) Administração Própria: Remunera equipe própria e recursos próprios da concessionária, ocasionalmente deslocados para atividades de apoio à execução dos projetos; e) Medição e Verificação: Inclui valores de homem-hora dos profissionais que executarão essas atividades e compra/aluguel de instrumentos ou ferramental apropriado; f) Marketing: Ações de divulgação de resultados e benefícios dos projetos de eficiência energética; g) Auditoria Contábil e Financeira: Custeio das atividades de auditagem de todos os custos do projeto; O CAn foi realizado, sendo: Custo =75.978,00 R$ Tintas Mão de obra Tintas + Mão de obra Custo = ,00 R$ Custo = ,00 R$ FRC 0,08 1 0,08 10,08 1 FRC 0, ,80 CATintas + Mão de obra ,80 0, ,00 CA ,80 1,11 0, 2505 Tintas + Mão de obra CA ,03 R$ Tintas + Mão de obra

111 Cálculo dos Benefícios Anualizados (BA T ) E T D BA 204,922 MWh / ano 211,28 R$ / MWh BA ,92 R$ D T E BA 415,85 kw 418,74 R$ / kw BA , 029 R$ BA BA BA T E D BA ,83 R$ ,18 R$ BA ,95 R$ Cálculo da RCB Total CA RCB Tintas + Mão de obra BA T , 03 R$ RCB ,95 R$ RCB 0,32 Avaliando a relação custo-benefício do projeto de eficiência energética proposto, que envolve a pintura do telhado de 322 residências com tinta térmica na cor branca, para melhorar a absortância térmica do mesmo, pode-se concluir que é viável economicamente, com uma RCB de 0,32, valor inferior ao limite de 0,8 estabelecido pela ANEEL.

112 106 6 CONSIDERAÇÕES FINAIS O principal objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade econômica do projeto de eficiência elétrica em unidades consumidoras baixa renda, que propõem a troca de refrigeradores antigos e ineficientes por refrigeradores de 300 L novos, com o Selo Procel classe A no consumo de energia elétrica, a substituição de lâmpadas incandescentes por lâmpadas fluorescentes compactas de 20W e a economia de energia de uma edificação residencial com a melhoria de sua envoltória. No Capitulo 1 foi realizada uma breve introdução sobre o tema e estabelecido o objetivo geral e os específicos, ressaltando a importância da pesquisa. No Capítulo 2 foi realizada a revisão de literatura, onde foi possível observar que a eficiência energética é uma questão de elevada importância para a sociedade moderna, pois permite o atendimento de novas unidades consumidoras sem a necessidade de ampliação do sistema de geração e distribuição de energia elétrica. Do ponto de vista do consumidor, a eficiência energética se traduz na redução do valor de sua fatura de energia elétrica. Neste capítulo também foi comentado sobre os subgrupos e modalidades tarifárias, bem como sobre o software EnergyPlus, destacando suas qualidades para a obtenção da estimativa de consumo e de demanda de uma edificação, além dos principais parâmetros de configuração desta simulação. No Capítulo 3 foram estabelecidos os procedimentos adotados para a simulação computacional de uma edificação tipo, bem como a metodologia matemática estabelecida pela ANEEL para a valoração da economia de energia elétrica, através do cálculo da Relação Custo-Benefício. Segundo este procedimento, obteve-se uma RCB de 0,51, resultado inferior ao limite máximo estabelecido pela ANEEL para projetos economicamente viáveis, que é de 0,8. No Capítulo 4 são apresentados os resultados das medições realizadas em uma amostragem de lâmpadas e refrigeradores segundo a NBR 5426, com regime de inspeção severa, Nível I, totalizando 80 lâmpadas e 50 refrigeradores, antes e após o processo de substituição. Para os cálculos, optou-se por utilizar os valores médios de potência e consumo. Estes resultados foram comparados com os obtidos através da simulação computacional, legitimando a simulação através do EnergyPlus, dada à pequena divergência de valores encontrados. No Capítulo 5, diante das limitações da variedade de projetos de eficiência energética, foi proposta uma alternativa, onde ao invés da substituição de equipamentos, o projeto de

113 107 eficiência energética propôs a melhoria da envoltória de residências em seu ponto mais critico: a cobertura. Também foi determinado o nível de eficiência energética da unidade habitacional tipo através do método prescritivo, obtendo o nível D de eficiência energética. Mostrou-se que a utilização de tinta térmica no telhado de casas populares proporciona atenuação da sua temperatura interna e menor consumo de energia elétrica dos condicionadores de ar. Segunda esta nova modalidade de eficiência energética, obteve-se uma RCB de 0,32, valor este bem inferior ao proporcionado pela substituição de lâmpadas e refrigeradores, onde para cada 32 centavos investidos em eficiência energética, obtém-se um real em economia de energia elétrica.

114 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS Como sugestão para futuros trabalhos acerca do tema análise da relação custobenefício de projetos de eficiência energética no setor residencial, pode-se citar: a) Utilização de programas de simulação para avaliar a relação custo-benefício da implantação de placas solares fotovoltaicas para a geração de energia elétrica; b) Propostas de eficientização de envoltória de casas populares segundo as estratégias estabelecidas para a Zona Bioclimática 7; c) Determinação da relação custo benefício da construção de casa populares que possuam o nível A de eficiência energética; d) Dada a variedade de casas populares construídas pelos próprios moradores e que se encontram apenas na alvenaria (tijolos aparentes), avaliar o impacto na redução do consumo de energia elétrica e a relação custo-benefício da aplicação do reboco e pintura de cor clara nestas paredes. 6.2 ARTIGOS ORIGINADOS DESTA DISSERTAÇÃO Análise da Eficiência Energética em uma Edificação Climatizada Através de um Sistema de Título: Resfriamento Evaporativo Versus Condicionadores de Ar Convencionais Utilizando o Software EnergyPlus. Autores: Arnulfo Barroso de Vasconcellos; José Antônio Lambert; Luciana Oliveira da Silva Lima; Érika Tiemi Anabuki; Fernando Novelo; André Luiz Amorim da Fonseca. Evento: IV Simpósio Brasileiro de Sistemas Elétricos SBSE 2012 Local e Ano: Goiânia-GO / 2012 Título: Análise da Migração de uma Unidade Consumidora para o Mercado Livre de Energia. Autores: Arnulfo Barroso de Vasconcellos; Sthefany Campos Camolesi ; Luciana Oliveira da Silva Lima; Érika Tiemi Anabuki; Teresa Irene Ribeiro de Carvalho Malheiro. I Evento: IV Simpósio Brasileiro de Sistemas Elétricos SBSE 2012 Local e Ano: Goiânia-GO / 2012 Título: Determinação da Fatura de Energia Elétrica de Uma Unidade Consumidora Utilizando o Software EnergyPlus Autores: Arnulfo Barroso de Vasconcellos; Fernando Novelo; Luciana Oliveira da Silva Lima; Antônio Rafael de Melo Buosi; Érika Tiemi Anabuki; Teresa Irene Ribeiro de Carvalho Malheiro Evento: IV Simpósio Brasileiro de Sistemas Elétricos SBSE 2012 Local e Ano: Goiânia-GO / 2012 Título: Eficiência Elétrica e Distorções Harmônicas com o Uso dos Conversores de Frequência nos Sistemas de Bombeamento de Água. Autores: Arnulfo Barroso de Vasconcellos; Ângelo Bernardi Bridi; Cleverson Sousa Camargo; Luciana Oliveira da Silva Lima; Teresa Irene Ribeiro de Carvalho Malheiro. Evento: X CBQEE - X Conferência Brasileira sobre Qualidade da Energia Elétrica Local / Data: Araxá-MG / 2013

115 109 Título: Análise de Filtros Sintonizados para Mitigação de Distorção Harmônica de Corrente em Sistemas de Condicionamento de Ar a Inverter Autores: Arnulfo Barroso de Vasconcellos; Evandro Agostinho Reche; Cleverson Sousa Camargo; Luciana Oliveira da Silva Lima; Teresa Irene Ribeiro de Carvalho Malheiro Evento: X CBQEE - X Conferência Brasileira sobre Qualidade da Energia Elétrica Local e Data: Araxá-MG / 2013 Título: Eficiência Energética e Distorção Harmônica em Automação de Condicionamento de Ar. Autores: Arnulfo Barroso de Vasconcellos; Cleverson Sousa Camargo; Douglas Pinto Sampaio Gomes ; Luciana Oliveira da Silva Lima; Teresa Irene Ribeiro de Carvalho Malheiro Evento: X CBQEE - X Conferência Brasileira sobre Qualidade da Energia Elétrica Local e Data: Araxá-MG / 2013 Título: Eficiência energética de uma edificação comercial em função da sua envoltória Carlos Henrique Beuter; Arnulfo Barroso de Vasconcellos; Luciana Oliveira da Silva Autores: Lima; Teresa Irene Ribeiro de Carvalho Malheiro Evento: I Encontro em Engenharia de Edificações e Ambiental Local e Data: Cuiabá-MT / 2013 Análise Comparativa da Eficiência Energética em uma Edificação Climatizada Através do Título: Sistema de Resfriamento Evaporativo e Condicionadores de Ar Convencionais Utilizando o Software EnergyPlus. Arnulfo Barroso de Vasconcellos; Teresa Irene Ribeiro de Carvalho Malheiro; Luciana Oliveira Autores: da Silva Lima; Raquel Cristina Filiagi Gregory; Douglas Pinto Sampaio Gomes ; Noel Flávio Costa Ferreira. Evento: VIII CBPE - Congresso Brasileiro de Planejamento Energético 2012 Local e Ano: Curitiba-PR / 2012 Título: Simulação Computacional para Análise da Eficiência Energética e Desempenho Térmico em Salas Comerciais Utilizando o Software EnergyPlus. Rodolfo Varraschim Rocha; Douglas Pinto Sampaio Gomes; Barbara Talita Santos Carrasco; Autores: Luciana Oliveira da Silva Lima; Raquel Cristina Filiagi Gregory; Arnulfo Barroso de Vasconcellos. Evento: VIII CBPE - Congresso Brasileiro de Planejamento Energético 2012 Local e Ano: Curitiba-PR / 2012 Título: Simulação Computacional para Análise da Eficiência Energética e Conforto Térmico de uma Edificação Utilizando o Software EnergyPlus. Autores: Cleverson Sousa Camargo; Érika Tiemi Anabuki; Arnulfo Barroso de Vasconcellos; Fernando Novelo; Luciana Oliveira da Silva Lima; Teresa Irene Ribeiro de Carvalho Malheiro. Evento: VIII CBPE - Congresso Brasileiro de Planejamento Energético 2012 Local e Ano: Curitiba-PR / 2012 Título: Análise da Qualidade de Energia dos Aparelhos Eletrodomésticos Utilizados em uma Unidade Consumidora Residencial. André Galvão de Oliveira; Raquel Cristina Filiagi Gregory; Arnulfo Barroso de Vasconcellos; Autores: Teresa Irene Ribeiro de Carvalho Malheiro ; Cleverson Sousa Camargo; Luciana Oliveira da Silva Lima. Evento: VIII CBPE - Congresso Brasileiro de Planejamento Energético 2012 Local e Ano: Curitiba-PR / 2012 Título: Análise da Eficiência Energética e Qualidade de energia em uma Edificação Climatizada por Resfriadores Evaporativo Versus Condicionador de Ar Convencional. André Galvão de Oliveira; Raquel Cristina Filiagi Gregory; Arnulfo Barroso de Vasconcellos; Autores: Teresa Irene Ribeiro de Carvalho Malheiro; Cleverson Sousa Camargo; Luciana Oliveira da Silva Lima. Evento: XX SENDI - XX Seminário Nacional de Distribuição de Energia Elétrica, 2012 Local e Ano: Rio de Janeiro-RJ / 2012

116 110 REFERÊNCIAS ABNT. NBR : Desempenho térmico de edificações. Parte 3: Zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de interesse social. Assoiciação Brasileira de Normas Técnicas. Rio de Janeiro. 2005a. ABNT. NBR : Desempenho térmico de edificações. Parte 2: Métodos de cálculo da transmitância térmica, da capacidade térmica, do atraso térmico e do fator solar de elementos e componentes de edificações. Assoiciação Brasileira de Normas Técnicas. Rio de Janeiro. 2005b. ABRADEE. Método para Determinação, Análise e Otimização das Perdas Técnicas em Sistemas de Distribuição. Relatório Associação Brasileira de Distribuidores de Energia Elétrica - ABRADEE. Rio de Janeiro ALMEIDA, M. A.; SCHAEFFER, R.; ROVERE, E. L. L. The potential for electricity conservation and peak load reduction in the residential sector of Brazil. Energy, n. 26, p , ANEEL. Atlas da energia elétrica do Brasil. Agência Nacional de Energia Elétrica. Brasília, p a. ANEEL. Manual do Programa de Eficiência Energética. Agência Nacional de Energia Elétrica - ANEEL. Brasília, p b. ANEEL. Resolução Homologatória Nº 1.506, de 5 de Abril de Agência Nacional de Energia Elétrica ANEEL. Brasília, p a. ANEEL. Guia de Medição & Verificação. Agência Nacional de Energia Elétrica ANEEL. Brasília, p b. ANEEL. Procedimentos do Programa de Eficiência Energética (PROPEE): Módulo 7 Cálculo da Viabilidade. Agência Nacional de Energia Elétrica ANEEL. Brasília, p c. ANEEL. Bandeiras Tarifárias. Agência Nacional de Energia Elétrica, Disponivel em: < Acesso em: 10 Março ARAÚJO, E. et al. Redução de Áreas Protegidas para a Produção de Energia. Imazon - Instituto do Homem e Meio Ambiente da Amazônia. Belém, p BRASIL. Decreto de 17 de maio de Estabelece normas gerais de tarifação para as emprêsas concessionárias de serviços públicos de energia elétrica., BRASIL. Decreto Nº , de 20 de junho de Altera dispositivos dos Decretos números , de 26 de fevereiro de 1957, , de 17 de maio de 1968, e do Regulamento aprovado pelo Decreto nº , de 25 de março de 1971, relativos a tarifação e serviços de energia elétrica., BRASIL. Decreto Nº , de 13 de outubro de Altera o Decreto nº , de 26 de fevereiro de 1957, e o Decreto nº , de 17 de maio de 1968., BRASIL. Lei Nº 9.991, de 24 de julho de Presidência da República. Casa Civil. Dispõe sobre realização de investimentos em pesquisa e desenvolvimento e em eficiência energética por parte das empresas concessionárias, permissionárias e autorizadas do setor de energia elétrica, Brasília, Disponivel em: < Acesso em: 23 Abril 2013.

117 111 BRASIL. Lei Nº , de 17 de outubro de Dispõe sobre a Política Nacional de Conservação e Uso Racional de Energia e dá outras providências. Brasília BRASIL. Plano Nacional de Energia 2030: Eficiência Energética. Ministério de Minas e Energia ; colaboração Empresa de Pesquisa Energética. Brasília, p BRASIL. LEI Nº , de 20 de Janeiro. Dispõe sobre a Tarifa Social de Energia Elétrica; altera as Leis nos 9.991, de 24 de julho de 2000, , de 23 de julho de 2004, e , de 26 de abril de 2002; e dá outras providências., CARLO, J. C. Desenvolvimento de Metodologia de Avaliação da Eficiência Energética do Envoltório de Edificações Não-residenciais. Tese de Doutorado. Universidade Federal de Santa Catarina., CASALS, X. G. Analysis of building energy regulation and certification in Europe: Their role, limitations and differences. Energy and Buildings, 8, Issue 5, May 2006, Pages , ISSN , /j.enbuild , v. 38, n. 5, p , May ISSN ISSN CEMAT. Relatório da adminstração Centrais Elétricas Matogrossenses S.A. - CEMAT. [S.l.], p ELETROBRÁS; PROCEL. Pesquisa de Posse de equipamentos e Hábitos de Uso - Ano base 2005 Casse Residencial Relatório Brasil. ELETROBRÁS - Centrais Elétricas Brasileiras S. A., PROCEL - Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica. Rio de Janeiro, p ENERGYPLUS. Getting Started with EnergyPlus - Essential Information You Need about Running EnergyPlus. University of Illinois and Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory. [S.l.], p a. ENERGYPLUS. Auxiliary EnergyPlus Programs. University of Illinois and Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory. [S.l.], p b. EPE. Nota Técnica A Caracterização Técnico-Econômica demedidas de Uso Eficiente no Uso da Energia Elétrica. Empresa de Pesquisa Energética. Rio de Janeiro EPE. Nota Técnica DEA 14/10: Eficiência energética na indústria e nas residências no horizonte decenal ( ). Empresa de Pesquisa Energética. Rio de Janeiro, p EPE. Balanço Energético Nacional 2013: Ano base Empresa de Pesquisa Energética (Brasil). Rio de Janeiro, p EPE. Balanço Energético Nacional 2013: Ano base Empresa de Pesquisa Energética (Brasil). Rio de Janeiro, p a. EPE. Anuário Estatístico de Energia Elétrica 2013 Consumo de Energia Elétrica na Rede - EPE. Empresa de Pesquisa Energética (Brasil). Rio de Janeiro, p b. HORDESKI, M. F. Dictionary of Energy Efficiency Technologies. Lilburn, GA (Estados Unidos): The Fairmont Press, INMETRO. Programa Brasileiro de Etiquetagem - PBE / Eficiência Energética. INMETRO, 2012a. Disponivel em: < Acesso em: 24 Abril 2013.

118 112 INMETRO. Portaria n.º 18, de 16 de janeiro de Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial. Rio de Janeiro, p b. INMETRO. Anexo V da Portaria INMETRO 50/2013. Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia. Rio de Janeiro, p LAMBERTS, R.; DUTRA, L.; PEREIRA, F. O. R. Eficiência energética na arquitetura. São Paulo: PW, LEÃO, É. F. T. B. Carta bioclimática de Cuiabá - Mato Grosso. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Mato Grosso., MME. Plano Nacional de Eficiência Energética: Premissas e Diretrizes Básicas. Ministério de Minas e Energia. [S.l.], p MME/EPE. Plano Nacional de Energia 2030: Eficiência Energética. Ministério de Minas e Energia ; colaboração Empresa de Pesquisa Energética. Brasília, p PÉREZ-LOMBARD, L.; ORTIZ, J.; POUT, C. A review on buildings energy consumption information. Energy and Buildings, n. 40, p , PREFEITURA DE CUIABÁ. Notícias. Prefeitura de Cuiabá, Disponivel em: < Acesso em: 19 fev PROCEL. PROCEL EDIFICA - Eficiência Energética nas Edificações. PROCEL Info - Centro Brasileiro de Informação de Eficiência Energética, Disponivel em: < B1611B04FA2B%7D&Team=&params=itemID=%7BC46E0FFD-BD12-4A01-97D %7D%3BLumisAdmin=1%3B&UIPartUID=%7BD90F22DB- 05D A8F2-FAD4803C8898%7D>. Acesso em: 15 Abril PROCEL. Manual de Tarifação de Energia Elétrica. Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica. Rio de Janeiro, p RORIZ, M. Arquivos Climáticos de Municípios Brasileiros. Associação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído ANTAC. São Carlos, p SORGATO, M. J. RELATÓRIO TÉCNICO DA BASE DE SIMULAÇÕES PARA O RTQ- R. Laboratório de Eficiência Energética em Edificações. Florianópolis, p TECNOMAPAS. Suporte Tecnomapas. http: // Disponivel em: < %20Distrito%20de%20Nossa%20Senhora%20da%20Guia/Residencial%20Jamil%20 Boutros%20Nadaf/Residencial%20Jamil%20Boutros%20Nadaf.jpg>. Acesso em: 14 dez THE WORLD BANK. Data. The World Bank, Disponivel em: < =>. Acesso em: 29 janeiro TOLMASQUIM, M. As origens da crise energética brasileira. Ambiente & sociedade, n. 6-7, p , U.S. DEPARTMENT OF ENERGY. EnergyPlus Utilities. U.S. Department of Energy, Disponivel em: < Acesso em: 15 Abril 2013.

119 113 VASCONCELLOS, A. B. D. et al. Análise da Migração de uma Unidade Consumidora para o Mercado Livre de Energia. IV Simpósio Brasileiro de Sistemas Elétricos SBSE Goiânia VASCONCELLOS, A. B. et al. Eficiência Elétrica na substituição de lâmpadas e refrigeradores em Unidades Consumidoras de baixa renda (Luz em Conta). XIX Seminário Nacional de Distribuição de Energia Elétrica. São Paulo: [s.n.] WIKIPÉDIA. ISO Wikipédia a enciclopédia livre, Disponivel em: < Acesso em: Setembro

120 114 APÊNDICE A DETERMINAÇÃO DO NÍVEL DE EFICIÊNCIA DA EDIFICAÇÃO TIPO A seguir será descrito o procedimento adotado para a determinação do nível de eficiência energética da edificação tipo, segundo o método prescritivo do RTQ-R, utilizando a Planilha de cálculo do desempenho da UH (método prescritivo) Fonte bibliográfica inválida especificada.. A1. ENVOLTÓRIA E PRÉ-REQUISITOS DOS AMBIENTES A1.1. ZONA BIOCLIMÁTICA Região geográfica homogênea quanto aos elementos climáticos que interferem nas relações entre ambiente construído e conforto humano, segundo a NBR (2005). A cidade de Cuiabá pertence á Zona Bioclimática 7 (ZB7). A1.2. AMBIENTE a) Azimute Variável utilizada para rotacionar a UH segundo ângulos pré-definidos de 0, 90, 180 e 270. Na análise foi utilizado um azimute de 0. b) Identificação Identificação do ambiente avaliado. A edificação foi subdividida em quatro ambientes, segundo a Figura A 1. Figura A 1 Identificação dos ambientes Fonte: A Autora. c) Área útil do ambiente (AUamb) Área disponível para ocupação, medida entre os limites internos das paredes que delimitam o ambiente, excluindo garagens.

121 115 A Figura A 2 apresenta as cotas internas de cada ambiente e o detalhamento das portas e janelas é apresentado na Figura A 3. Figura A 2 Cotas internadas dos ambientes Fonte: A Autora. Figura A 3 Detalhamento das portas e janelas. Fonte: A Autora.