Motivação para Eficiência Energética

Eficiência Energética em Edifícios O potencial de redução de consumo de energia em edifícios antigos e as perspectivas dos novos projetos Palestrante: Engº Profº Luiz Amilton Pepplow UTFPR-CT

Motivação para Eficiência Energética PNE 2030 destaca a necessidade de se estabelecer um sistema integrado de informação sobre eficiência energética no Brasil, além da elaboração de novos estudos sobre o tema, em suas mais diversas esferas, governamental, agentes privados, academia e sociedade em geral. Plano Decenal de Expansão de Energia (PDE) Plano Nacional de Energia de Longo Prazo (PNE) Plano Nacional de Energia 2030 (PNE 2030)

Motivação para Eficiência Energética Crescimento da economia mundial até 2035: O PIB crescerá a uma taxa de 3,2% a.a. -de 63,13 trilhões de dólares em 2007 para 153,66 trilhões de dólares em 2035 tamanho do mercado mundial aumentará em 243,40%. Brasil: o consumo de energia em 2009: 220.711 milhões de tep. (BEN) Projeções do InternationalEnergy Outlook IEO (2010) -crescimento no consumo de energia de 2,4% a.a. (no período de 2007 a 2035), Implica no aumento da demanda de energia do país em 185,79% (2035) de 220.711 milhões para 410,060 milhões de tep(bers, 2011). Balanço Energético Nacional (BEN) tep: Tonelada Equivalente de Petróleo TD Nereus12-2013 São Paulo 2013 Núcleo de Economia Regional e Urbana da USP BERS -Balanço Energético do Rio Grande do Sul de 2010: ano base 2009 -Grupo CEEE SIEL/RS

Breve histórico A eficiência no uso da energia -choque no preço do petróleo dos anos 1970. Equipamentos e hábitos de consumo passaram a ser analisados em termos da conservação da energia -o custo de sua implantação é menor do que o custo de produzir ou adquirir a energia cujo consumo é evitado. No Brasil, iniciativas sistematizadas há mais de 20 anos.

Breve histórico Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica (PROCEL) - (ELETROBRAS) - 30 de dezembro de 1985. Programa Nacional de Racionalização do Uso dos Derivados do Petróleo e do Gás Natural (CONPET -1991) -(Petrobras) PROCEL e CONPET são vinculados o Ministério de Minas e Energia (MME) Programa de Apoio a Projetos de Eficiência Energética (PROESCO -2006) -(BNDES) Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE - 1984) -(INMETRO) (MDIC) Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO) Centrais Elétricas Brasileiras S.A. (ELETROBRAS) Petróleo Brasileiro S.A. (Petrobras) Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES) Ministério do Desenvolvimento, da Indústria e do Comércio Exterior (MDIC)

Breve histórico Segundo estimativas do BEU, mais da metade do potencial de eficiência energética no Brasil: consumo das famílias (setor residencial) e das indústrias. Em 2008, representaram juntos quase 60% do consumo final energético do País. Do consumo final energético (33%) encontra-se no setor de transportes. Fonte NOTA TÉCNICA DEA 14/10 Análise da Eficiência energética na indústria e nas residências no horizonte decenal (2010-2019) Balanço de Energia Útil (BEU) Departamento de Engenharia e Meio Ambiente DEA (ELETROBRÁS)

Breve histórico Estimativas realizadas a partir do BEU, identifica que a grande parcela do potencial técnico de eficiência energética no Brasil encontra-se nos setores residencial, industrial e de transportes, que representaram juntos mais de 80% do consumo final energético do país em 2011 Fonte NOTA TÉCNICA DEA 16/12 Avaliação da Eficiência Energética para os próximos 10 anos (2012-2021). Balanço de Energia Útil (BEU) Departamento de Engenharia e Meio Ambiente DEA (ELETROBRÁS)

Potencial de conservação para todas as formas de energia Balanço de Energia Útil (BEU) Avaliação da eficiência energética para os próximos 10 anos (2012-2021)

Força motriz -maior percentual de conservação de energia (43%) do uso final Potencial de conservação de energia pela força motriz nos setores. Ano base 2011. Balanço de Energia Útil (BEU) Avaliação da eficiência energética para os próximos 10 anos (2012-2021) - EPE

Potenciais de conservação de energia elétrica EPE (2012) Balanço de Energia Útil (BEU) Os potenciais apresentados de conservação de energia elétrica são para o ano de 2020.

Os potenciais de conservação de energia Potenciais técnicos -definidos em relação a uma tecnologia de referência, que é, em geral, a melhor tecnologia disponível no mercado (Best Available Tecnology BAT). Potenciais econômicos são resultados de avaliações econômicas, além de comparações entre as tecnologias mais utilizadas e as mais eficientes. Potenciais de mercado refletem, além dos fatores já mencionados, também a influência de barreiras de vários tipos que limitam a utilização de tecnologias eficientes, do ponto de vista de consumo energético, mesmo quando elas são economicamente atrativas. O potencial de mercado, em um dado setor industrial, é menor do que o potencial econômico e, este, é menor do que o potencial técnico, desde que as metodologias utilizadas em sua determinação sejam compatíveis. Revista Brasileira de Energia, Vol. 15, No. 1, 1o Sem. 2009, pp. 89-107

Pesquisa do mercado no Brasil (ELETROBRAS, 2009): Para o ano de 2015, são estimados potenciais de conservação de eletricidade no setor residencial de 46,0%, 21,5% e 10,3%, correspondendo respectivamente aos potenciais técnico, econômico e de mercado.

Indicadores globais de consumo de energia Fonte: Agência Internacional de Energia

Vida útil dos equipamentos eletrodomésticos e a respectiva posse média

Consumo médio estimado do estoque de equipamentos nas residências

Ganhos estimados de eficiência energética por tipo de equipamento Notas: (1) Ganhos de eficiência computados a partir do ano base de 2011 e expressos como percentual de redução do consumo em cada ano. (2) O valor negativo apresentado na tabela para o chuveiro elétrico não representa perda de eficiência, mas traduz o resultado líquido do consumo unitário de cada equipamento (kwh/equipamento) entre os ganhos de eficiência do equipamento e o aumento de potência. Assim, os ganhos negativos referem-se principalmente ao fato de que os novos chuveiros elétricos tenderão a ter maior potência àmedida que as condições de renda da população aumentarem, superando os ganhos de eficiência do equipamento individual. Fonte: Elaboração EPE

Ganho de eficiência de equipamentos eletrodomésticos em 2021

Diferenças entre tipos de lâmpadas Fonte: http://henriqueutsch.wordpress.com/tag/lampadas/

Eficiência energética de lâmpadas (lm/w) Fonte: Manual Luminotécnico Prático (OSRAM, 2010)

Potencial de redução 20 anos atrás a estimativa de carga partia de aproximadamente 150W/ m 2, uma casa de 100 m2 previsto 15 kw de demanda: 10 lâmpadas incandescentes de 100 W, 20 tomadas de 100W, 01 CH 6000W, 01 TE 2500W, 01 AC 1500W

Previsão de cargas -20 anos atrás Determinação de carga instalada: Unidade consumidora residencial (220/127 V) CI kva = 12,28 kva

Previsão de cargas base atual Carga Potencia Quantidade Total Parcial Lâmpada LED 7,5 W 10 0,075 kva Tomadas 100 W 10 1,0 kva Ferro 1000 W 01 1,0 kva Geladeira 300 W 01 0,3 kva Televisor 100 W 01 0,1 kva Ventilador 150 W 01 0,15 kva Ar condicionado 1300 W 02 2,7 kva Outros 1 CV 02 1,0 kva Carga Instalada 6,35 kva

Parque instalado anterior a 2000 Iluminação Incandescente (alógena), fluorescente tubular, inserção mais ativa das lâmpadas fluorescentes compactas. Lâmpadas a vapor de sódio, mercúrio, metálico. Ar condicionado tipo janela / spliter. Projetos individualizados, expertise projetista. Motores convencionais de menor eficiência. Sistemas de partida/controle de motores convencionais, eletromecânicos e eletromagnéticos.

Parque instalado posterior a 2000 Iluminação Incandescente (alógena) cai em desuso. Iluminação fluorescente tubular aumenta eficiência (Lm/W), inserção intensa das lâmpadas fluorescentes compactas. Lâmpadas a vapor de sódio, mercúrio, metálico. Ar condicionado tipo janela / spliter. Projetos individualizados, modelagem computacional. Motores convencionais de maior eficiência. Sistemas de partida/controle de motores eletrônicos/microprocessadosinterligados a sistemas de controle. Inserção da comunicação via rede de elementos de controle. O que chamarmos de modernidade.

Novos Projetos Combinação entre a Expertise dos Profissionais e o Auxílio de Ferramentas Computacionais para Modelagem e Simulação. Exigência do mercado consumidor com construções sustentáveis. Certificação de Edifícios.

Edifícios / Pessoas Inteligentes As premissas básicas para o desenvolvimento da humanidade indicam para: Consumo zero de energia do sistema. Auto suficiência em geração/consumo de energia elétrica. Não geração de lixo (Lixo zero) Reutilizar, Reciclar, Reduzir Reaproveitamento do lixo orgânico.

Auto suficiência em geração/consumo de energia elétrica. Avaliar as alternativas de geração de energia in loco: Geração de energia Solar-Fotovoltáica. Geração de Energia Eólica. Aquecimento de Água Solar.

Fonte: http://www.ecodesenvolvimento.org/posts/2012/abril/como-aenergia-solar-sera-implantada-nos-estadios Geração Distribuída Estádio de Pituaçu, em Salvador, é o primeiro da AL dotado de energia solar/foto: Manu Dias/Secom-BA

Projetos Inteligentes Simulação Computacional

Softwares para simulação - site Procel

Avaliar a melhor alternativa de refrigeração / conforto ambiental

Avaliar as melhores alternativas para conforto ambiental Sistemas de refrigeração normalmente representam a maior contribuição no consumo de energia elétrica (em média acima de 60% do consumo total). Desenvolver projetos que melhor se adequem a condição de cada ambiente.

Exemplos de sistemas aplicados em refrigeração Aparelhos tipo janela. Aparelhos tipo Split. Unidades Condicionadoras tipo multi-split/vrv. Unidades Self Contained compactas(condensação a ar). Unidades Self Contained (Condensação a água). Unidades Roof Top. Sistemade ÁguaGelada com Chiller (Condensaçãoa Are a Água) opção com Termoacumulação de Água. Bomba de Calor Geotérmica.

Avaliar alternativas tecnológicas para aproveitamento de insumos existentes Neste caso verificar aproveitamento do ar aquecido proveniente da exaustão.

Sistemas para conforto ambiental combinados com refrigeração / ar ambiente

Sistemas de refrigeração globais como Chiller geralmente são mais eficientes que sistemas individuais como Split. Chiller Split

Contribuição das Certificações de Edifícios Cinco grupos de assuntos: local, água, energia, materiais, qualidade do ambiente interior. Essas terminologias variam entre as certificações

Contribuição das Certificações de Edifícios Procel Edifica LEED AQUA Certificações mais empregadas no Brasil

Comparação metodológica entre as certificações Procel Edifica, AQUA e LEED Fonte: TCC ESTUDO COMPARATIVO DA APLICAÇÃO DO SELO PROCEL EDIFICA ANDREWS DELABONA MARQUES e EDUARDO FELIPE ANASTACIO SOARES

Abrangência e aplicação das certificações Procel Edifica, AQUA e LEED Fonte: TCC ESTUDO COMPARATIVO DA APLICAÇÃO DO SELO PROCEL EDIFICA ANDREWS DELABONA MARQUES e EDUARDO FELIPE ANASTACIO SOARES

Casa Eficiente

Escritório Verde UTFPR: Modelo de Edificação Sustentável Certificada

Obrigado! Engº Profº Luiz Amilton Pepplow DAELT UTFPR-CT professorpepplow@gmail.com luizpepplow@utfpr.edu.br