EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM ESTABELECIMENTOS ESCOLARES: ESCOLA + CLARA

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1 EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM ESTABELECIMENTOS ESCOLARES: ESCOLA + CLARA Helena Flávia Naspolini 1, C. Celso de Brasil Camargo 1, Danilo Renato Philippi Zacchi 2, Luiz Antônio Garbelotto 2 e Rosania M. Golfetto 3 1 Universidade Federal de Santa Catarina helena@eel.ufsc.br; celso@labplan.ufsc.br 2 Celesc Distribuição S.A danilorpz@celesc.com.br; lagarbelotto@celesc.com.br 3 Governo de Santa Catarina Secretaria de Estado da Educação, Ciência e Tecnologia rosaniagolfetto@nol.com.br Abstract: This paper shows the actions taken by Celesc, a south Brazil distribution utility, in partnership with ANEEL, the Brazilian Regulatory Agency, in order to improve lighting programs in public schools in Santa Catarina, Brazil. The program, which was named Escola Mais Clara, replaced incandescent lamps by compact fluorescent ones and also 2x40w fluorescent lamps with electromagnetic reactors by 2x32w fluorescent lamps with electronic reactors. The paper also shows the use of Brazilian Lighting Norm NBR 5413 and the power and electric energy thus saved, including the good cost-benefit relationship obtained. Keywords: Energy Conservation, Energy Efficiency, Management of Energy Efficiency, Rational Use of Electric Energy Resumo: O combate ao desperdício e a busca do uso eficiente das diversas formas de energia, devem ser incentivados, pois, levam à economia de recursos, possibilitando a postergação de investimentos em sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica e protegem o meio ambiente. Diante deste enfoque, este trabalho analisa o desempenho de 129 escolas da rede pública estadual de Santa Catarina, submetidas ao Programa de Eficiência Energética em sistemas de iluminação, intitulado Escola + Clara, proposto a ANEEL pela Celesc Distribuição S.A. e Secretaria de Estado da Educação, Ciência e Tecnologia do Governo de Santa Catarina, ciclo 2003/2004. As ações efetuadas no Escola + Clara compreenderam tanto o uso de equipamentos mais eficientes (novas tecnologias), como também atividades visando conscientizar alunos e professores no sentido de conservar a energia através de vídeos educativos e campanhas promocionais. Os resultados alcançados demonstraram a viabilidade técnica e econômica das ações efetuadas. Palavras-Chave: Combate ao Desperdício de Energia, Conservação de Energia, Eficiência Energética, Gestão em Eficiência Energética, Uso Racional da Energia Elétrica. II Congresso Brasileiro de Eficiência Energética - IICBEE. Todos os direitos reservados ABEE. IICBEE_ART030-1

2 1 INTRODUÇÃO O Projeto de Eficiência Energética, intitulado Escola + Clara tem como objetivos: Redução do consumo de energia elétrica e da demanda na ponta, em estabelecimentos escolares da rede pública estadual, pela implementação de projetos de eficiência, decorrentes dos diagnósticos dos sistemas de iluminação destes estabelecimentos; Promoção de ação integrada com o poder público; Ampliação do exercício da responsabilidade social; Divulgação e conscientização, visando formação de massa crítica para o uso racional e seguro de energia elétrica entre seus dirigentes, funcionários e alunos, diretamente, e para a comunidade escolar, que inclui a família do aluno, indiretamente; Criação de oportunidade real para concretizar a escola como laboratório, visando avaliar os resultados práticos, em sala de aula, do Projeto Celesc nas Escolas; Divulgação do processo industrial da energia elétrica, suas fontes e impactos, além de sua importância para a produção e o conforto das populações. As escolas incluídas no Projeto de Eficiência Energética foram definidas pela Secretaria de Estado da Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina, mediante assessoria da equipe técnica da Celesc, tendo como pré-requisito, aquelas que foram capacitadas no Projeto Celesc nas Escolas. Foram privilegiadas as escolas que demonstraram resultados, a partir dos conhecimentos internalizados sobre eficiência energética. Este projeto beneficiou (cento e cinco mil, quatrocentos e setenta e cinco) alunos de escolas da rede pública estadual de Santa Catarina. Este Projeto de Eficiência Energética, consistiu em eficientizar os sistemas de iluminação das escolas contempladas. Os antigos sistemas de iluminação dos estabelecimentos escolares eram compostos, em sua grande maioria, de luminárias com 2 lâmpadas fluorescentes de 40 W cada, sem refletor de alumínio, reator eletromagnético e de lâmpadas incandescentes de 100 W. As ações de eficientização dos sistemas de iluminação das escolas consistiram em substituir os sistemas anteriormente descritos, por sistemas mais eficientes, compostos de luminárias com 2 lâmpadas fluorescentes de 32W, com refletor de alumínio, reator eletrônico e de lâmpadas fluorescentes compactas de 20W. O Projeto de Eficiência Energética em sistemas de iluminação aplicado às escolas da rede pública estadual de Santa Catarina, atende às prescrições da NBR Iluminância de Interiores, para as salas de aula, laboratórios, etc, doravante denominadas de salas tipo. O projeto foi totalmente financiado pela Celesc e é composto das seguintes etapas descritas a seguir: Formalização de convênio Escolha dos estabelecimentos Diagnósticos energéticos Implementações Monitoramento e verificação dos resultados Divulgação/replicação Relatório final Formalização de convênio: Assinatura de convênio entre a Celesc e a Secretaria de Estado da Educação, Ciência e Tecnologia, visando à execução do projeto. Escolha dos estabelecimentos: As escolas submetidas ao PEE em sistemas de iluminação foram definidas pela Secretaria de Estado da Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina, mediante assessoria da equipe técnica da Celesc. Diagnósticos: Foram diagnosticados os sistemas de iluminação dos estabelecimentos selecionados. Estes estudos consistiram no levantamento em campo, para cada ambiente, de todos os dados necessários à execução dos projetos de eficiência, tais como: características das luminárias, lâmpadas, reatores, tipo de atividade, horários de uso, dimensões, tipo de teto, verificação do estado e da necessidade de novas instalações elétricas, nível de iluminamento, medições do consumo e potência de uma amostra representativa das luminárias, etc. Foi também feita uma estimativa dos custos da eficiência com a determinação da relação custo/benefício das medidas indicadas pelo estudo. Implementações: Foram contratadas as obras com base nos projetos de eficiência energética. Medição e verificação dos resultados: Antes e depois de implementado o novo sistema, foram medidos o consumo e a potência de uma amostra de escolas, para mensurar a real economia de energia e a redução de potência obtida. Divulgação/Promoção: Foram desenvolvidas ações visando a promoção e divulgação dos conceitos do uso eficiente e seguro da energia elétrica e dos resultados do projeto. A promoção do Escola + Clara obedece as seguintes ações: Campanha de sensibilização dos usuários, lançada durante o desenvolvimento do projeto, constituída de palestras, distribuição de material sobre o tema, afixação de cartazes nos edifícios, etc; Divulgação dos resultados através de um workshop setorial promovido pela Celesc, com o objetivo de premiar os 129 alunos vencedores do Concurso de Redação aplicado pela Secretaria de Estado da Educação, Ciência e tecnologia replicação das medidas a outras unidades; Promoção As ações do projeto em questão foram valorizadas em campanhas de divulgação do Programa Celesc de Eficiência Energética procel eficiência; II Congresso Brasileiro de Eficiência Energética - IICBEE. Todos os direitos reservados ABEE. IICBEE_ART030-2

3 Utilização dos veículos de comunicação do sistema educacional (estadual ou municipal) para veiculação dos resultados gerais e/ou localizados do projeto. Gestões foram feitas junto à Secretaria da Educação, Ciência e Tecnologia para inclusão deste subprograma em seus relatórios oficiais. Relatório final: Elaboração do relatório final do projeto para envio a ANEEL. Na etapa Diagnósticos Energéticos, observou-se que os níveis de iluminamento médios medidos na maioria esmagadora das salas de aula eram extremamente baixos, muito menores que o mínimo exigido pela NBR 5413 Iluminância de Interiores e, portanto, prejudiciais ao desenvolvimento das atividades nas salas tipo (sala de aula, laboratórios, laboratórios de informática, etc). Para atender às prescrições mínimas da NBR 5413, foram projetados sistemas de iluminação para um nível de iluminamento médio de 300 lux para as salas tipo. Nestes casos, as potências instaladas, embora fornecidas por sistemas de iluminação compostos de equipamentos mais eficientes, foram aumentadas para satisfazer o nível de iluminamento mínimo prescrito pela NBR A figura 1 apresenta a localização geográfica das 129 escolas da rede pública estadual de Santa Catarina, submetidas ao Projeto de Eficiência Energética em Sistemas de Iluminação, intitulado Escola + Clara. energia evitadas pelos respectivos custos unitários evitados. Os sistemas de iluminação foram projetados para garantir um nível mínimo de iluminamento médio de 300 lux para as salas de aula. 3 SIMULAÇÕES COMPUTACIONAIS As simulações computacionais são importantes ferramentas para análise da viabilidade técnicoeconômica do Escola + Clara. Neste trabalho, foi desenvolvido um software específico, que foi aplicado individualmente a cada escola eficientizada e ao conjunto das 129 escolas da rede pública estadual de Santa Catarina. As tabelas 1 e 2 apresentam a redução da Demanda de Ponta RDP, a Energia Eficientizada EE, os custos e benefícios anualizados e a relação de Custo Benefício RCB, por região e total para o conjunto das escolas analisadas. Tabela 1: Redução de Demanda de Ponta RDP e Energia Eficientizada-EE para o conjunto das escolas, classificadas por região geográfica e total para o conjunto das escolas Regiões RDP EE kw MWh/ano Norte 79,58 307,78 Meio Oeste 57,48 317,25 Fpolis-Sul 240,14 993,90 Oeste 273, ,54 Total 650, ,47 Figura 1: Localização regional das escolas da rede pública do estadual de Santa Catarina submetidas ao Projeto de Eficiência Energética em sistemas de iluminação. 2 METODOLOGIA ADOTADA PARA AVALIAÇÃO DO PROJETO A metodologia utilizada para avaliação econômica do Projeto de Eficiência Energética em sistemas de iluminação de estabelecimentos escolares da rede pública do estado de Santa Catarina, intitulado Escola+Clara, é a apresentada pelo Manual para Elaboração do Programa de Eficiência Energética, retificado em 07/10/2002, elaborado pela Agência Nacional de Energia Elétrica ANEEL (ANEEL, 2005). Os custos evitados são os custos verificados em decorrência da economia anual obtida nos custos dos sistemas a montante do segmento considerado pela postergação dos investimentos (custo da demanda evitada) e/ou redução de despesas operacionais (custo de energia evitado). Para quantificar os custos totais evitados, multiplica-se a quantidade da demanda e da Tabela 2: Custos e Benefícios anualizados por região e total, para o conjunto das escolas, classificadas por região geográfica e total para o conjunto das escolas Regiões Anualizados Custos Benefícios RCB Norte , ,02 0,8506 Meio Oeste , ,94 1,1480 Fpolis-Sul , ,64 0,8383 Oeste , ,18 0,6803 Total , ,78 0, MEDIÇÃO E VERIFICAÇÃO DOS RESULTADOS Antes e depois de implementado o novo sistema, foram medidos o consumo e a potência de uma amostra de 13 escolas da região Florianópolis - Sul, para mensurar a real economia de energia e a redução de potência na ponta. Estas escolas, abaixo relacionadas, tiveram a execução dos trabalhos de eficientização concluídos em julho de Devido ao curto tempo de monitoramento, foi possível verificar apenas a tendência de redução, tanto do consumo de energia elétrica, como da demanda na ponta. O consumo e a demanda na ponta pós retrofit serão monitorados por um período de 12 meses, de modo a detectar tendências sazonais da carga e possíveis desvios das metas estabelecidas. II Congresso Brasileiro de Eficiência Energética - IICBEE. Todos os direitos reservados ABEE. IICBEE_ART030-3

4 Escolas amostradas: EEB Getúlio Vargas; EEB Jornalista Jairo Calado; EEB José Boiteux; EEB Jurema Cavallazzi; EEB Pero Vaz de caminha; EEB Presidente Roosevelt; EEB Professora Laura Lima; EEB Simão José Hess; EEB Aldo Câmara da Silva; EEB Professor Aníbal Nunes Pires; EEB Porto do Rio Tavares; EEB Dom Jaime de Barros Câmara; EEB Ildefonso Linhares. (Florianópolis/SC) A redução do consumo de energia elétrica proporcionada pela aplicação do Projeto de Eficiência Energética nos sistemas de iluminação da Escola Educação Básica Jornalista Jairo Calado é apresentada na figura 2. Figura 2: Energia elétrica consumida antes e após a eficientização dos sistemas de iluminação da E.E.B. Jornalista Jairo Calado e Energia Eficientizada - EE. Além de reduzir a demanda de ponta de 650,30 KW e proporcionar uma economia de energia elétrica de 2.958,46 MWh, o Projeto de Eficiência Energética em Sistemas de Iluminação, intitulado Escola+ Clara, aplicado às 129 escolas da rede pública estadual de Santa Catarina, eficientizadas no ano base de 2006, proporcionou melhora significativa nos níveis de iluminamento em todas salas tipo de todas as escolas O aumento do nível de iluminamento das salas tipo proporcionam condições de conforto e segurança ao desenvolvimento das atividades em sala de aula. A tabela 3 apresenta, apenas para o conjunto das escolas localizadas na região oeste (São Miguel do Oeste e Chapecó), os níveis médios de iluminamento por escola antes e após a eficientização. Tabela 3: Níveis médios de iluminamento antes e após a eficientização das salas de aula indicado por escola. Escolas Analisadas Níveis Médios de Iluminamento (lux) Oeste An t e s Depois 1 CEDUP Campo Erê 64,62 405,01 2 EEB Alberico Azevedo 196,58 405,01 3 EEB Alécio Alexandre Cella 146,49 368,52 4 EEB Antônio Morandini 161,93 361,98 5 EEB Bom Pastor 174,44 362,44 6 EEB Cardeal Arcoverde 180,04 354,3 7 EEB Cedrense 156,4 374,23 8 EEB Cel. Ernesto Bertaso 146,38 355,38 9 EEB Cel. Lara Ribas 153,83 353,3 10 EEB Claudino Crestani 89,53 367,31 11 EEB Deonubem Baldissera 191,58 371,59 12 EEB Dom Pedro II 207,75 344,54 13 EEB Dr. Guilherme José Missen 159,66 352,23 14 EEB Druziana Sartori 130,7 364,21 15 EEB Emília Boos Laus Schmidt 145,12 363,72 16 EEB Eulina Alves de G. Marcelino 170,27 368,3 17 EEB Everardo Backheuser 218,95 350,64 18 EEB Felisberto de Carvalho 160,85 346,7 19 EEB Gov. Irineu Bornhausen 94,75 380,81 20 EEB João XXIII 162,9 372,45 21 EEB Julio Vicente de Pelegrin 316,06 366,88 22 EEB Madre Benvenuta 113,21 344,15 23 EEB Marcolina Rodrigues da Silva 183,14 361,19 24 EEB Marechal Bormann 157,95 342,55 25 EEB Nossa Senhora de Salete 230,28 379,16 26 EEB Ouro Verde 118,56 374,28 27 EEB Pe. Balduino Rambo 140,77 350,08 28 EEB Pedro Maciel 212,3 354,51 29 EEB Prof. Elza M. de Moura 180,85 367,18 30 EEB Prof. Jaldyr B. F. da Silva 157,45 367,77 31 EEB Prof. Genoveva Dalla Costa 117,28 357,08 32 EEB Prof. Geni Comel 232,99 365,59 33 EEB Prof. Lourdes A. Saturi Lago ,25 34 EEB Prof. Valesca C. R. Parizotto 146,58 370,56 35 EEB Prof. Nelson Horostecki 167,55 367,79 36 EEB Raul Pompéia 79,31 366,64 37 EEB Santa Rita 161,76 367,13 38 EEB Santa Terezinha (Maravilha) 130,95 359,6 39 EEB Santa Terezinha (do Progresso) 139,61 366,42 40 EEB São Bernadino 129,31 371,58 41 EEB São José 219,27 364,42 42 EEB São Miguel 123, EEB São Vicente 127,54 355,28 44 EEB Sara Castelhano Kleinkauf 211,68 363,68 45 EEF São João Batista 129,69 364,88 II Congresso Brasileiro de Eficiência Energética - IICBEE. Todos os direitos reservados ABEE. IICBEE_ART030-4

5 5 CONCLUSÃO Os benefícios oriundos da aplicação do PEE em sistemas de iluminação às 129 escolas da rede pública estadual de Santa Catarina, foram a melhoria significativa dos níveis de iluminamento médio das salas tipo de todas escolas eficientiizadas, sua adequação às prescrições mínimas da NBR 5413, de uso obrigatório pelo Código de Defesa do Consumidor, a Redução da Demanda de Ponta RDP em 650,30 kw, Energia Eficientiizada em 2.958,46 MWh/ano com a Relação de Custo-Benefício de 0,8011, o que garante sua viabilidade técnico-econômica. Destacamos ainda outros benefícios técnicos e econômicos do projeto Escola + Clara, tais como: Redução das despesas com consumo de energia para a esmagadora maioria das escolas eficientizadas; Redução significativa e homogeneização da carga em W/m 2 para a grande maioria de salas tipo componentes da escola analisada; Sensibilização dos responsáveis pelos estabelecimentos escolares pela divulgação dos resultados, de forma a transformar esta iniciativa numa ação generalizada; Sensibilização dos usuários pelo uso racional de energia elétrica; Aumento da segurança em todas as escolas Com relação à proteção ambiental, as ações de eficientização da energia elétrica, postergam a necessidade investimentos em novos sistemas de geração de energia elétrica, evitando assim, o lançamento de gases que contribuem para aumentar o efeito estufa na atmosfera. A contribuição destes gases no aquecimento global costuma ser medido em termos de dióxido de carbono equivalente. Por isso, a eficientização da energia elétrica proporcionada por este projeto contribui ainda, para reduzir a emissão de dióxido de carbono na atmosfera, atendendo as prescrições do Protocolo de Kyoto. 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS NASPOLINI, Helena Flávia, CAMARGO, C.Celso de.brasil., SCHINDEN, Norma Beatriz Camizão,GOMES, Max Bayer,GOLFETTO, Rosania. Eficiência energética em sistemas de iluminação de estabelecimentos escolares: Avaliação técnico-econômica sob a ótica do consumidor. V CBPE Congresso Brasileiro de Planejamento Energético, Brasília DF, 31/05/06 a 02/06/06 NASPOLINI, Helena Flávia, CAMARGO, C.Celso de Brasil, GARBELLOTO, Luiz Antônio, ZACCHI, Danilo Renato Philippi, GOLFETTO, Rosania. Eficiência energética em sistemas de iluminação de estabelecimentos escolares: Avaliação técnico-econômica sob a ótica da sociedade. CIDEL 2006, Buenos Aires, Argentina, 27/11/2006 a 29/11/2006. Celesc / Secretaria de Estado da Educação, Ciência e Tecnologia do Governo de Santa Catarina. Projeto de Eficiência Energética em Prédios Públicos: Escola + Clara, Florianópolis, Santa Catarina, ciclo Agência Nacional de Energia Elétrica ANEEL. Manual para Elaboração do Programa de Eficiência Energética, retificado em 17/10/2002. II Congresso Brasileiro de Eficiência Energética - IICBEE. Todos os direitos reservados ABEE. IICBEE_ART030-5