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
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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 International Energy 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 Nereus 12-2013 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 à medida
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/ m2, 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/microprocessados interligados 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.
Estádio de Pituaçu, em Salvador, é o primeiro da AL dotado de energia solar/Foto: Manu Dias/Secom-BA
Fonte: http://www.ecodesenvolvimento.org/posts/2012/abril/como-aenergia-solar-sera-implantada-nos-estadios
Geração Distribuída
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.
Sistema de Água Gelada com Chiller (Condensação a Ar e a
Água) opção com Termoacumulação de Água.
• Bomba de Calor Geotérmica.
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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
[email protected]
[email protected]