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Novo método de cálculo comum para efeitos estatísticos
“Foi finalmente possível chegar
a um método bem aceite”
Pedro Dias, secretário-geral adjunto da ESTIF
(European Solar Thermal Industry Federation)
C
“
om a Directiva europeia relativa à
promoção da energia proveniente
de fontes renováveis, os EstadosMembros assumiram conjuntamente o
compromisso de reduzir as emissões
de CO2, reduzir o consumo energético
e aumentar a contribuição das energias
renováveis no seu mix energético. Intensas discussões decorrem agora nos
vários países sobre a melhor forma de
atingir esses objectivos. Serão os Planos
Nacionais de Acção para as Energias
Renováveis realísticos e suficientemente
ambiciosos? Como pôr em prática as
medidas propostas nos planos?
No entanto, outra questão ganha força
e importância: tendo em conta que os
objectivos são de cumprimento obrigatório – o que implica que serão aplicadas
sanções em caso de incumprimento –,
como garantir que a avaliação sobre o
cumprimento dos objectivos é correcta?
Esta questão recai no âmbito dos mé-
16 | Julho/Agosto climatização
A dificuldade na quantificação de energia anual produzida
em kWh pelos colectores solares térmicos tem sido um
obstáculo a um maior reconhecimento da indústria do
sector, devido à impossibilidade de uma comparação rigorosa com outras energias renováveis e ocultando o verdadeiro potencial do solar térmico. Face a isso e à imperatividade de verificar o cumprimento das exigências impostas
pela Directiva para as Renováveis, a ESTIF, o programa
IEA-SHC e outras associações da indústria acordaram um
método de cálculo comum, para efeitos estatísticos no sentido de calcular a produção de energia térmica num país,
com base numa fórmula simples que utiliza informações
de acesso fácil, como a radiação solar e a área instalada
num país ou região. Em exclusivo para a Climatização,
o secretário-geral adjunto da ESTIF, Pedro Dias, contextualiza a necessidade do método de cálculo comum e
explica em linhas gerais como este deverá ser feito.
todos estatísticos utilizados nos vários
países. Se, em geral, a harmonização
estatística é complexa, no campo da
energia isto é ainda mais evidente. A
maioria dos países europeus não estava
suficientemente preparada (ou rotinada)
no que concerne a análises estatísticas
referentes ao consumo energético, em
particular com fontes renováveis. Se,
em relação à produção de electricidade,
foram dados passos importantes, facilitados pelo facto de haver uma produção
centralizada e de a Comissão Europeia
ter competências na matéria, no caso
do Aquecimento e Arrefecimento a
questão é bastante mais complexa.
Aqui, tratando-se essencialmente de
produção e consumo descentralizados, a
recolha de dados para efeitos estatísticos
é bastante mais complexa. E o assunto
revela-se mais premente, tendo em conta que o aquecimento e arrefecimento
correspondem a quase 50% do consumo
energético na Europa. A falta de enfoque
nesta forma de energia levou a que se
subvalorizasse (ou mesmo ignorasse) o
potencial do sector do Aquecimento e
Arrefecimento Renovável (AAR). Com o
intuito de se ter uma percepção concreta
da importância do AAR, é importante
encontrar e acordar métodos adequados que possam fornecer uma base
de confiança para comparar a energia
produzida quando usamos diferentes
fontes de energia.
As estatísticas internacionais sobre energia estimam a contribuição para o balanço energético de um país como energia
primária. Considera-se como uma fonte
de energia primária toda a forma de
energia disponível na natureza antes de
ser convertida ou transformada. Assim,
considera-se como tal a energia contida
nos combustíveis e noutras formas de
energia que constituem uma entrada
no sistema. Como exemplos, temos o
carvão, petróleo e gás natural. No caso
da energia nuclear, o vapor fornecido à
turbina é considerado como a energia
primária (onde uma eficiência de 33%
da turbina é assumida). Para fontes de
energia renovável, como a solar fotovoltaica, a eólica, ou hídrica, a primeira
forma útil de energia considerada é a
electricidade que é produzida. Em relação à energia solar térmica, a Agência
Internacional de Energia (AIE) e o Eurostat consideram como energia primária
a primeira forma de energia útil. Em
termos gerais, a energia útil é definida
como a energia disponível para consumo após a última conversão. No caso
do solar térmico é definida como o calor
disponível ao meio de transferência de
calor menos as perdas ópticas e do colector, ou seja, a energia que “entra” na
casa sob a forma de calor (normalmente
água quente). No entanto, este não é
o caso relativamente ao aquecimento
proveniente de combustíveis fósseis
(e também biomassa). Nestes casos,
considera-se como energia utilizada a
quantidade de combustível consumido e não a energia útil fornecida “à
casa”, ignorando por isso as perdas
no processo de transformação. Como
exemplo, no caso de um esquentador
a gás, considera-se o poder energético
do gás consumido em vez de considerar
o calor fornecido com a água que sai
do esquentador.
A resolução deste problema não é simples nem imediata, mas torna claro que
a comparação entre diferentes formas
de energia é ainda difícil e não necessariamente justa para o AAR. Outro factor
que leva a uma grande dificuldade de
comparação entre diferentes formas
de energia prende-se com as medidas
utilizadas. Enquanto para electricidade
se utiliza o kWh, para o Aquecimento e
Arrefecimento normalmente utiliza-se
tep (toneladas equivalentes de petróleo).
Em relação à electricidade, a conversão
entre ‘kWh’ e ‘tep’ é usual, usando-se
para tal rácios que têm em linha de
conta o mix da produção de energia
eléctrica de um país ou mesmo valores
convencionados a nível internacional1.
No caso do Aquecimento e Arrefecimento, a conversão de ‘tep’ para ‘kWh’
1
é bastante mais complicada. A principal
razão prende-se com a dificuldade de
definir um mix de produção de energia
térmica num dado país - e ainda mais
a nível europeu e internacional - que
tenha em conta as diferentes eficiências
nos processos de transformação e as
diferentes fontes de energia utilizadas
(para não acrescentar também a questão do ‘calor útil’ mencionada acima).
Para a energia solar térmica, existia
ainda um desafio adicional: a falta de
um processo estatístico que permitisse
calcular a energia produzida!
Ainda hoje é normal referirmo-nos ao
mercado solar térmico, tendo como referência o número de metros quadrados
(m²) de colectores instalados. Se bem
que este referencial seja bem conhecido
pelos especialistas do sector, servindo por isso como base para analisar
e comparar diferentes mercados ou a
evolução ao longo dos anos, não permite a comparação entre a capacidade
instalada e a energia produzida por este
e outros sectores. Tendo isto em conta,
um dos desafios que se colocou ao sector há alguns anos foi o de como calcular
a capacidade instalada em operação
em kilowatt térmico (kWth), usando
a informação que havia disponível, ou
seja, m² de colectores solares térmicos.
Este desafio foi ultrapassado em 2004,
quando os principais actores do sector,
com base em diferentes estudos, chegaram a acordo quanto a um factor de
conversão. Este factor de conversão,
conhecido como factor de Gleisdorf,
estipula que a um m² de colector (tendo
como referência a abertura) correspondem 0,7 kWth.
O desafio seguinte era o de conseguir,
com base em informação disponível e
facilmente acessível, definir um método
de cálculo que permitisse calcular, para
efeitos estatísticos, a energia produzida
pelos sistemas solar térmicos num determinado país ou conjunto de países.
Diversos estudos foram dedicados ao
desenvolvimento de um método que
permitisse calcular a produção da energia térmica solar que pudesse ser aceite
pela generalidade dos stakeholders.
Alguns destes estudos foram realizados
no quadro de projectos tais como THER-
http://www.iea.org/stats/unit.asp
climatização Julho/Agosto | 17
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Método simplificado, mas
consistente
Rafael Ribas, consultor da Apisolar
e da Revista Climatização
1.“É um método muito simplificado, mas
surpreendentemente consistente com
os valores dos sistemas solares. An tes de mais, inclui a radiação hori zontal anual do local, o que é essencial
para uma adaptação consistente ao
clima de cada local. Analisemos o coe ficiente 0,44 da fórmula dos sistemas
de AQS com colectores de vidro: na
realidade é o produto do a) rendimen to global anual do sistema solar pelo
b) factor de conversão Cα = Rad. plano
inclinado/Rad. plano horizontal. Para
inclinações de 30º a 40º temos Cα=
1,12 a 1,14. Assim calcula-se que o
rendimento médio anual considerado
é de 0,44/1,13=0,39 o que é um valor
representativo dos sistemas actuais.
Fizemos cálculos com o SOLTERM e o
TSOL para um sistema forçado de 300L
com dois colectores planos selectivos
com uma área total de 4,4m2 com
azimute 0º e inclinação de 37º para
o Porto, Lisboa e Faro e os resultados
foram muito homogéneos: o método
simplificado dá valores 5% mais ele vados que o SOLTERM e 3 a 5% infe riores ao TSOL. Em cada caso, o mé todo foi aplicado à radiação horizontal
anual utilizada na base de dados de
cada software para se proceder à
comparação de resultados;
2.Sendo um método acordado por vá rios actores de referência no sector,
induz confiança na apresentação de
valores de energia solar em situações
onde não se dispõe de mais dados.
De facto, este método nasceu de vários
projectos europeus (THERRA e
K4RES-H) e com a contribuição de
vários especialistas internacionais
de confiança;
(cont.)
Desde o projecto,
RA (Thermal Energy from Renewables)2
e K4RES-H (Key issues for Renewable
Heat in Europe)3, co-financiados pelo
programa “Energia Inteligente – Europa”,
e também dentro do programa Aquecimento e Arrefecimento Solar da AIE
(IEA-SHC)4. A partir destes estudos, e
com a cooperação de diferentes peritos,
foi finalmente possível chegar a um
método bem aceite. Este método partiu
da análise de informação relativa ao
rendimento de várias configurações de
sistemas em diferentes partes do mundo. Com base nesta análise exaustiva,
foi possível identificar a correlação entre
vários factores, de modo a chegar a um
método de cálculo simples e prático.
Assim, chegou-se ao seguinte método
de cálculo:
E = C * A[m2] * H0
Em que:
E: Energia produzida - rendimento anual
de um colector
H0: Radiação horizontal global anual expressa em kWh/m²
A[m2]: Área em m² com base na abertura
do colector
C: Coeficiente dependente do tipo de aplicação:
- AQS:
0,44
- Combinado:
0,33
- Plástico: 0,29
- Média ponderada: 0,42
Este método pretende servir para referência a cálculos estatísticos a nível
nacional. É extremamente simples de
aplicar, tendo em conta que utiliza informação facilmente disponível: m² de
colectores solar térmicos instalados; e
a radiação num ponto de referência
no país (por exemplo, a capital ou um
ponto central). Para maior detalhe,
pode-se utilizar informação com base
no tipo de sistemas existentes no país
(AQS, combinados ou não cobertos).
Estes dados, não sendo tão comuns,
começam a estar disponíveis, junto com
a habitual análise em termos de m²
instalados, para os principais mercados.
Obviamente este método é proposto de
uma forma geral para países em que
não existe muita informação disponível
ou quando é apresentada com pouco
detalhe. No caso de mercados mais de-
2
http://circa.europa.eu/Public/irc/dsis/chpwg/library?l=/statistics_30112007/therra-calculation/_EN_1.0_&a=d
3
http://www.erec.org/index.php?id=50&type=0
4
http://www.iea-shc.org/
18 | Julho/Agosto climatização
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3.A quantificação da produção energética
dos sistemas solares térmicos instala
dos em Portugal tem sido um objectivo
das agências do anterior Governo.
De facto, este exercício já foi feito, por
exemplo, no Plano Nacional de Acção
para a Eficiência Energética mas a base
de cálculo não nos é conhecida (SOLTERM?). Agora com este método va lidado pela, o programa Aquecimento
e Arrefecimento Solar da Agência In ternacional de Energia (IEA-SHC) e ou tras associações da indústria solar tér mica já não dá margem para dúvidas
dando a confiança necessária na com paração de dados com outros países
e perante as outras fontes de ener gia;
4.O texto do método esclarece os concei tos do solar térmico contabilizado
como energia primária e como energia
final consumida, o que é muito impor tante e fundamental em toda a conta
bilização energética solar a contar
para os objectivos da Directiva dos
20-20-20”.
senvolvidos em que informação credível
e detalhada está disponível, outros métodos adaptados à especificidade do país
poderão e deverão ser utilizados pelas
entidades competentes. Assim, espera-
mos que se torne mais evidente que a
energia solar térmica é hoje uma das
principais fontes de energia renovável,
ficando apenas atrás da hidroeléctrica
e eólica e bastante à frente da energia
solar fotovoltaica, como se pode ver no
gráfico publicado na última edição do
“Solar Heat Worldwide”, publicado pelo
programa IEA-SHC.
Como resultado do desenvolvimento
deste novo método, está aberta a porta
para que a energia solar térmica seja
analisada tendo em conta a sua importância actual e futura no panorama
das energias renováveis. Será mais um
passo para que os decisores políticos se
apercebam que têm na energia solar térmica uma excelente forma de atingir os
objectivos para 2020 quanto a energias
renováveis. Ainda para mais, quando o
podem fazer ao mesmo tempo que promovem o desenvolvimento económico
nos seus países, transferindo uma parte
importante das quantias exorbitantes
gastas na importação de combustíveis
fósseis para uma actividade que vai
gerar emprego a nível local, seja na
produção, comercialização, instalação
ou manutenção de sistemas solares
térmicos. Estas seriam só por si razões
suficientes, mas devemos considerar
outros benefícios inerentes importantes,
como uma maior independência e segurança energética, um maior equilíbrio na
balança de pagamentos e a redução de
emissões de gases do efeito estufa”.
O novo simbolo da qualidade Systemair
Fundada em 1974 na Suécia, a SYSTEMAIR deixou de ser
apenas uma empresa presente no mercado Escandinavo,
passando a actuar hoje em cerca de 40 Países espalhados
pelos 5 continentes, quer através de empresas comerciais
quer através de unidades de desenvolvimento e produção
de equipamento de ventilação e tratamento de ar.
Com uma forte politica de expansão global, a SYSTEMAIR
mantém ainda bem presente o seu objectivo de criar
produtos inovadores, eficientes, fiáveis e de fácil utilização,
tornando-nos numa empresa coerente e merecedora de
confiança por parte dos nossos clientes.
Gráfico Capacidade total em operação em todo o mundo [GWel], [GWth] 2010 e geração anual de energia [TWhel],
[TWhth] - Weiss, Mauthner, Solar Heat Worldwide – IEA-SHC, Maio 2011
20 | Julho/Agosto climatização
Como resultado do desenvolvimento deste novo método, está
aberta a porta para que a energia solar térmica seja analisada
tendo em conta a sua importância actual e futura no panorama
das energias renováveis.
Para acompanhar este crescimento, decidimos também inovar
na nossa imagem, criando um novo logótipo mais
contemporâneo, composto por elementos individuais,
que formam uma unidade singular, forte e coesa.
Assim é a nossa gama de produtos e soluções.
Continuaremos a inovar soluções para garantir a sua segurança
e a qualidade do ar em sua casa, no seu local de trabalho
ou em qualquer outro local, desde centros comerciais
a túneis rodoviários.
A partir de agora, os produtos de ventilação de alta
qualidade serão reconhecidos por este símbolo.