monografia TCC 1 - Fernanda Rizza

Centro Universitário do Leste de Minas Gerais

Curso de Arquitetura e Urbanismo

Fernanda Rizza Reggiani Souza Tavares

Kit Solar: uma proposta para integração dos sistemas de aquecimento de água, iluminação e eletricidade ao projeto arquitetônico.

Coronel Fabriciano, 15 de novembro de 2013

Fernanda Rizza Reggiani Souza Tavares

Kit Solar: uma proposta para integração dos sistemas de aquecimento de água, iluminação e eletricidade ao projeto arquitetônico.

Monografia apresentada ao Curso de Arquitetura e Urbanismo do Centro Universitário do Leste de Minas Gerais, como requisito parcial para a obtenção do titulo de Arquiteta e Urbanista. Orientação do professor Roberto Caldeira e tendo como coordenadora a professora Carla Paoliello.

Coronel Fabriciano, 15 de novembro de 2013.

Fernanda Rizza Reggiani Souza Tavares

Kit Solar: uma proposta para integração dos sistemas de aquecimento de água, iluminação e eletricidade ao projeto arquitetônico.

Trabalho de Conclusão de Curso apresentada ao Curso de Arquitetura e Urbanismo do Centro Universitário do Leste de Minas Gerais, como requisito parcial para a obtenção do titulo de Arquiteta e Urbanista.

Aprovada em: 02 de dezembro de 2013. Por:

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Professor Examinador

Coronel Fabriciano, 15 de novembro de 2013.

Este trabalho é dedicado ao meu amado marido Marco Antônio, que esteve sempre ao meu lado e à minha filha Maria Cecília, que por diversas vezes teve que conviver com minha ausência.

AGRADECIMENTO

Primeiramente agradeço a Deus, pela força e coragem durante esta caminhada.

Dedico esta, bem como todas as conquistas neste período de convivência ao meu amado marido, companheiro e parceiro, Marco Antônio. É impossível não me lembrar de você cada dia da minha vida, você é o meu sol. Obrigada pelo incentivo e a oportunidade de voltar a estudar. Sem sua paciência, estímulo e generosidade eu não teria nem começado esta jornada. E o que dizer da minha filha, que esteve comigo neste projeto desde quando estava no ventre e por várias vezes participou das aulas, provas e apresentações de trabalhos! “Obrigada filha por entender quando a mamãe não pôde estar com você à noite e nos fins de semana. Sempre me esforcei para não perder nenhuma fase da sua vida!”

E a minha família... Vocês são os meus alicerces. Obrigada mãe, pai, minha irmã Patrícia, Cristina e José Antônio pela paciência e por poder contar com vocês para cuidar da Maria Cecília quando tive que me ausentar. Obrigada ao meu irmão Thiago, minhas cunhadas Thais e Luciana e a minha amiga Aline Magalhães, por estarem sempre por perto.

Aos amigos da faculdade minha gratidão, Marcy Souza, Fê Fontes e Bárbara Castro, e pensar que éramos 13 alunos e hoje formaremos apenas 05 com muito orgulho e dedicação. Agradeço em especial a minha parceira de diversos trabalhos, que por diversas vezes discutimos, discordamos, sorrimos, choramos, mas no final sempre nos dedicamos para apresentar o melhor. Valeu Késsia Amaro!!

Aos Mestres todo o meu carinho e respeito. Ser professor é dividir com o outro o melhor de você.

Aos meus amigos e arquitetos: Laura Lage, Natalia Brito, Rayanne Morais, Sarah Brito, Tálisson Sinésio, Thayse Brandão e Vinicius Polastri, que me receberam com muita paciência, sempre me ajudando a ser uma profissional melhor. Obrigada por tudo Equipe!

FICHA CATALOGRÁFICA

“Estamos a esgotar as reservas de gás natural e petróleo. Temos

de preparar o mundo para uma grande mudança e o uso de

 fontes de energia permanentes... como a Energia Solar”

                                                                          Jimmy Carter – 39º Presidente dos USA

RESUMO

Este trabalho pertence ao contexto das pesquisas relacionadas à eficiência energética nos edifícios. O foco é ter a fonte de energia solar como matriz energética de um sistema economizador de energia, e que será denominado nesta monografia como Kit Solar. Este sistema será aplicado ao projeto arquitetônico gerando economia para os consumidores finais.

A proposta deste Kit Solar é a utilização da fonte de energia renovável para contemplar uma conexão eficiente entre: iluminação + energia elétrica + aquecimento de água. Em suma um sistema que esteja interligado ao Projeto Arquitetônico, desde a concepção até o edifício em uso.

A abordagem deste tema se dá a partir da tecnologia fotovoltaica como uma forma de geração de energia em edificações. O objetivo geral é contribuir para uma qualidade final do objeto arquitetônico além da economia para os consumidores finais.

Palavras-chave: EFICIÊNCIA ENERGÉTICA, ENERGIA SOLAR, ENERGIA RENOVÁVEL.

ABSTRACT

This academic publication is one of many researches related to energy efficiency in buildings. The main purpose is to have the solar power as the main source of energy of an integrated system, which will be presented in this article as Solar Kit, together with the architectural project and as economy tool for its occupants.

The proposal of this Solar Kit is the use of the renewable power source to contemplate an efficient connection between: illumination, electric energy and water heating. Therefore a system that is linked to the architectural project, from conception to its use.

The approach taken on this subject is of the fotovoltaica technology as a form of generating energy in constructions. The objective is to contribute for the quality of the architectural work beyond economy for the final consumers.

Word-key: ENERGY EFFICIENCY, SOLAR ENERGY, RENEWABLE ENERGY.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Oferta Interna de Energia no Brasil – OIE segundo Resenha Energética  Brasileira / exercício de 2012 ....................................................................................17

Figura 2 – Manchetes de 2012 ..................................................................................18

Figura 3 – Explicação para a nova resolução 482 da ANEEL, segundo a Empresa Solstício de Campinas ...............................................................................................31

Figura 4 – Corrente elétrica gerada pela luz solar incidente .....................................35

Figura 5 – Foto de um sistema autônomo na Índia ...................................................36

Figura 6 – Sistema híbrido fornecendo energia a uma residência ............................37

Figura 7 – Foto de um Edifício com fachada fotovoltaica em Freiburg,

Alemanha ..................................................................................................................38

Figura 8 – Sistema fotovoltaico conectado a rede elétrica ........................................40

Figura 9 – Mapa regional de Freiburg .......................................................................41

Figura 10 – Vila Solar, Bairro Sonnenschiff em Freiburg na Alemanha ....................42

Figura 11 – Fazenda de energia solar em Freiburg, Alemanha (HafenCity University Hamburg, 2010) .........................................................................................................43

Figura 12 – Vila Solar, Bairro Sonnenschiff em Freiburg na Alemanha ....................43

Figura 13 – Como funciona a produção de energia solar em Freiburg, Alemanha ..44

Figura 14 – Sistema auxiliar elétrico .........................................................................46

Figura 15 – Sistema de aquecimento de água mais completo .................................47

Figura 16 – Atlas solarimétrico do Alemanha. Média anual da radiação global incidente no plano horizontal......................................................................................54

Figura 17 – Atlas solarimétrico do Brasil. Média anual da radiação global incidente no plano horizontal.....................................................................................................55

GLOSSÁRIO

FEED-IN TARIFF – Mecanismos de compensação que remunera financeiramente os microgeradores. A título de incentivo à doação, o valor pago pela energia elétrica injetada na rede é bem superior ao da energia consumida. O sistema é adotado, por exemplo, na Alemanha, mas não no Brasil. (fonte: Revista Téchne, São Paulo, SP, edição 198 ano 21 setembro de 2013, editora PINI.)

GRID TIE – Designação atribuída aos sistemas interligados à rede de distribuição e capazes de trocar energia com a concessionária. (fonte: Revista Téchne, São Paulo, SP, edição 198 ano 21 setembro de 2013, editora PINI.)

NET METERING – Modelo adotado no Brasil para compensação econômica de microgeradores. Baseia-se em créditos gerados quando a quantidade de energia lançada na rede é maior do que a consumida pelo imóvel. Esses créditos podem ser usados para abater o valor de outras contas de luz. (fonte: Revista Téchne, São Paulo, SP, edição 198 ano 21 setembro de 2013, editora PINI.)

LISTA DE ABREVIATURA E SIGLAS

ABINEE – Associação Brasileira da Indústria Elétrica e Eletrônica:

ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica

CEMIG – Companhia Energética de Minas Gerais

CTE – Código Técnico de La Edificación, da Espanha.

COPPE/UFRJ – Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia / Universidade Federal do Rio de Janeiro

EPE – Empresa de Pesquisa Energética

ESCOs – Energy services Company

LABEE – Laboratório de Eficiência Energética em Edificações (Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Catarina)

LABSOLAR – Laboratório de Energia Solar (Departamento de Engenharia da Universidade Federal de Santa Catarina)

MME – Ministério de Minas e Energia

OIE – Oferta Interna de Energia

ONU – Organização das Nações Unidas

PIR – Planejamento Integrado de Recursos

PROCEL EDIFICA – Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica e Edificações

SASs – Sistema de Aquecimento Solar

SUMÁRIO

1 – INTRODUÇÃO.....................................................................................................14

1.1 Relevância do estudo ........................................................................................14

1.2 Objetivos ............................................................................................................20

1.3 Justificativas ......................................................................................................20

1.4 Metodologia .......................................................................................................21

1.5 Organização do trabalho...................................................................................21

2 – DESENVOLVIMENTO .........................................................................................23

2.1 Panorama histórico............................................................................................23

2.2 Situação atual da construção civil ...................................................................26

2.3 Desenvolvimento sustentável e certificações ................................................28

2.4 Legislação permite que residências forneçam energia elétrica para as concessionárias e tenham descontos....................................................................30

3 – FONTES RENOVAVEIS DE ENERGIA ..............................................................33

3.1 Energia proveniente do sol ..............................................................................33

3.2 Energia solar e Sistemas fotovoltaicos ...........................................................34

3.2.1 – Sistemas Fotovoltaicos Autônomos .........................................................36

3.2.2 – Sistemas Fotovoltaicos Híbridos ...............................................................36

3.2.3 – Sistemas Fotovoltaicos Interligados à Rede Elétrica ..............................37

3.3 Energia solar fotovoltaica para auto consumo ..............................................40

3.4 Aquecimento solar aciona resistências ..........................................................45

4 – PANORAMA ENERGÉTICO ATUAL PARA A GERAÇÃO DE ENERGIA ..........48 

4.1 Barreiras e incentivos sobre geração renovável e eficiência energética em edifícios ....................................................................................................................48

4.2 Aproveitamento da energia solar em horas de pico de consumo de energia ....................................................................................................................................50

4.3 Porque os Arquitetos devem assumir um papel importante no Design Sustentável ..............................................................................................................52

5 – ECONOMIA DE ENERGIA E LEGISLAÇÃO URBANISTICA .............................57

6 – SEMINÁRIO TCCI – EFICIÊNCIA ENERGÉTICA, COM O ENGENHEIRO ELÉTRICO DA CEMIG FERNANDO ZACCHE .........................................................61

 7 – CONCLUSÃO .....................................................................................................63

REFERÊNCIAS

ANEXOS                        

1 INTRODUÇÃO

Neste capitulo haverá uma breve abordagem sobre a relevância da pesquisa de energia solar. Esta energia vem sendo muito discutida pelos profissionais da construção civil, seja pela economia que gera, seja pelo apelo sustentável e cada dia mais vem se integrando aos projetos elétricos das edificações.

A proposta desta pesquisa é projetar um Kit Solar, que integre a tecnologia fotovoltaica ao projeto arquitetônico como componente de um sistema eficaz entre eletricidade, aquecimento de água e iluminação. Este projeto pretende promover, a substituição da energia convencional por uma energia renovável e como resultado obter redução no consumo de energia do consumidor final, além de um produto arquitetônico de qualidade.

1.1 Relevância do estudo

Um dos sinais de que o planeta vem sofrendo desequilíbrios ambientais são as mudanças climáticas. Estas alterações estão provocando nos profissionais de diversas áreas, em especial da construção civil, uma busca por melhores formas de explorar os recursos naturais e com isso economizá-los, além de também tornar seus projetos mais qualificados, no que diz respeito a qualidade dos ambientes, menor impacto ambiental e por que não dizer mais econômicos. Conforme descrito por Letícia Zambrano (2008, pp. 07):

“Diante do clamor do mundo pelo desenvolvimento sustentável, a indústria da construção vem buscando melhorar o desempenho global das edificações. Entre os objetivos envolvidos, destaca-se a redução dos níveis de impactos que se observam pelo setor sobre o meio ambiente e a primazia pela qualidade dos ambientes internos e boas relações com os ambientes externos, em contribuição à qualidade de vida das pessoas”.

Por este motivo, o tema desta monografia é focado na energia solar, uma energia renovável, em abundância no nosso país, e também a tecnologia fotovoltaica que vem sendo cada dia mais utilizada. Não se pode deixar de falar que este tipo de energia é limpa e menos prejudicial ao meio ambiente.

É importante lembrar que o conceito de sustentabilidade começou a ser mais discutido mundialmente a partir da Conferência Mundial sobre o meio Ambiente e Desenvolvimento - Rio 92, um encontro proposto pela ONU – Organização das Nações Unidas. Até hoje este conceito está relacionado à busca em minimizar os danos no meio ambiente.

Atualmente existem diversos organismos envolvidos em melhorar a qualidade ambiental e fomentar a eficiência energética, entretanto fica claro que a indústria da construção civil é a responsável por um grande consumo de energia elétrica. Conforme explica Zambrano (2008, pp. 17) em sua tese de mestrado:

“Os modelos de desenvolvimento predominantes nos últimos séculos, quando analisados sob o ponto de vista da construção civil e do crescimento das cidades, demonstram-se completamente insustentáveis. O relatório da ONU ‘Nosso Futuro Comum’ (Our Common Future) produzido para o Rio 92 e que é a principal referência relativa ao tema do Desenvolvimento Sustentável, explica as dimensões da problemática urbana e do ambiente construído. [...] A indústria da construção civil é responsável por grande parcela de consumo de energia elétrica produzida pelas matrizes energéticas deste país, além de ser uma das principais consumidoras de recursos naturais esgotáveis ou não.”

Considerando o crescimento da humanidade, a alta demanda por novas construções e com isso um aumento de consumo de energia elétrica, há a necessidade por novas tecnologias e estudos que melhor aproveitem as fontes renováveis de energia.

Para que haja mais investimentos em tecnologia fotovoltaica no mundo e a potencialidade de implantação efetiva no Brasil a ABINEE - Associação Brasileira da Indústria Elétrica e Eletrônica criou o Grupo Setorial de Sistemas Fotovoltaicos. A citação abaixo é do Presidente da ABINEE, Sr Barbato (2012),

 “A tendência mundial é a busca por novas fontes de energia que possam atender ao acelerado crescimento da demanda, de forma não poluente e sustentável. No Brasil, temos todas as fontes energéticas, sejam as que já estão consolidadas como as que despontam no cenário, a médio e longo prazo. No caso da geração de energia elétrica a partir de fontes fotovoltaicas o mercado brasileiro é extremamente promissor. Além do fato do país possuir, por conta de sua localização geográfica, uma fonte inesgotável do principal insumo – o sol –, também dispõe da matéria prima essencial para a produção do silício utilizado na fabricação das células fotovoltaicas.”

Ainda na linha de pensamento do autor anterior há também de se considerar a fala de Mauricio Tolmasquim, atual presidente da EPE - Empresa de Pesquisa Energética, uma entidade afiliada ao MME - Ministério de Minas e Energia, e o Professor de Planejamento Energético da COPPE/UFRJ, Roberto Schaefer, em entrevista concedida a Globo News para Míriam Leitão (postada dia 12/09/2013) que afirmou que:

“... o nosso sistema é muito baseado na energia variável, quer dizer a energia que depende da natureza. 80% a 90% da geração de energia elétrica no Brasil são renovável, no mundo 20% é renovável. No Brasil a grande parte da renovável é hídrica. No passado nós tínhamos grandes reservatórios que foram construídos. E estes reservatórios permitiam que passássemos até três anos tendo pouca chuva, e o operador do sistema nacional nem piscava, ficava tranqüilo porque aquela água estocada no reservatório era uma poupança de combustível que estava ali para quando fosse necessário. O país foi crescendo, a demanda foi crescendo, a carga foi crescendo e por diversas razões não se podem construir mais reservatórios. Portanto a poupança de água ficou menor. Hoje o nosso estoque de água é pra cinco ou seis meses...”

Conforme fica claro na entrevista citada acima é importante ressaltar que a fonte de energia renovável hídrica atende a demanda atual, entretanto é necessário que outras formas de energia renováveis sejam exploradas concomitantemente para que não haja escassez de energia no futuro. O Engenheiro Soares (2010) ressalta que diversos países vêm investindo cada vez mais em fontes renováveis de energia devido às questões ambientais e buscando suprimentos energéticos sustentáveis.

Torna-se, então, necessário a definição de políticas e medidas regulatórias para acelerar a difusão de novas tecnologias renováveis, bem como a consideração da geração local e descentralizada da energia. Nesta monografia haverá um capitulo onde estas medidas regulatórias serão mais exemplificadas.

A figura 1 apresenta a estrutura da Oferta Interna de Energia no Brasil, ficando claro que 42,4% das fontes de energia são renováveis no Brasil e apenas 13% no mundo. Demonstrando que o Brasil utiliza energia renovável, há de se desenvolver mais a energia solar.

Figura 1 – oferta interna de energia no Brasil – OIE

Fonte: www.mme.gov.br/...Resenha_Energetica/

Acessado 08/10/2013

Será apresentada a seguir na figura 2, diversas manchetes que estiveram expostas em jornais e revistas do ano de 2012, e que foram compiladas pela revista eletrônica Resenha Energética Brasileira, que tem por objetivo de “apresentar os principais indicadores de desempenho do setor energético brasileiro. Nas áreas de petróleo, gás, bioenergia, energia elétrica, carvão mineral”. Observa-se que as fontes de energia no Brasil são muito diversificadas e crescentes: (BRASIL, 2012, pp.5):

Figura 2 – manchetes de 2012

Fonte: www.mme.gov.br/...Resenha_Energetica/

acesso 08/10/2013

A história da tecnologia aplicada aos sistemas de energia vem se desenvolvendo cada vez mais rapidamente e a possibilidade de um melhor aproveitamento dos recursos naturais tem sido cada dia mais discutida. Esta pesquisa busca apresentar um sistema, Kit Solar, que tenha um melhor aproveitamento do sol como fonte de energia renovável para as edificações. Este kit solar irá promover a substituição da energia convencional e com isso integrar o sistema de energia elétrica, o aquecimento de água e a iluminação, além de conseguir ser um sistema que vai gerar economia para o consumidor final.

Para a arquitetura em si, não há nada mais pertinente do que nos beneficiarmos do uso dos recursos naturais renováveis, não somente para minimizarmos o impacto ambiental do crescimento das cidades e da humanidade, como também para tornar a vida dos cidadãos mais confortável e econômica. Para Soares (2006, pp.14):

“O Brasil é detentor de excelentes níveis de radiação solar, pois está localizado em uma faixa de latitude na qual a incidência de radiação solar é elevada, colocando o País em uma posição privilegiada no que se refere à utilização da energia solar fotovoltaica”.

Esta localização do Brasil, em relação a radiação solar, é uma característica muito importante para a pesquisa e também o ponto de partida para um melhor entendimento em explorar mais sobre este elemento como fonte renovável e inesgotável de energia. Atualmente utilizamos o sol como fonte energética, apenas como recurso para aquecer a água principalmente para o banho, em substituição ao chuveiro elétrico. Este assunto será retomado nos próximos capítulos, quando será feito uma comparação entre a radiação solar do Brasil e a Alemanha.

Atentando á opinião do Engenheiro Eletricista Marcus Soares (2010, pp. 14):

“os objetivos no Brasil para incentivar a utilização das energias renováveis são: o favorecimento da utilização de recursos locais; o estabelecimento da geração distribuída em um país de dimensões continentais; o estabelecimento de uma indústria local; a diversificação da matriz energética; o auxilio no suprimento da crescente demanda energética nacional, através da utilização de uma fonte complementar de energia; além da redução dos impactos sociais e ambientais procedentes da implantação de fontes convencionais de energia. Para que isso aconteça, é fundamental que seja criado um conjunto de procedimentos que viabilize e facilite a inserção da tecnologia fotovoltaica no Brasil.”

Esta monografia pretende apresentar um Kit Solar que tem como matriz energética o sol, a fim de gerar uma qualidade no projeto arquitetônico e um economia para o consumidor final.

O desenvolvimento irá tratar dos componentes deste tema são eles: o sistema fotovoltaico, aquecimento de água e a iluminação. Também serão analisadas as legislações urbanísticas no Brasil e na Espanha, de forma a observar como vem sendo discutido, em diferentes países, a eficiência energética.

Será feito uma Analise comparativa mais detalhada sobre o Código de Obras de Coronel Fabriciano e o CTE Código Técnico de La Edificación, da Espanha. O objetivo desta comparação é mostrar que os códigos de obra brasileiros não contemplam critérios de eficiência energética, entretanto os códigos devem acompanhar o desenvolvimento de novas tecnologias e com isso trabalhar juntamente com a arquitetura para uma cidade melhor.

1.2 Objetivos

Realizar um estudo sobre como é tratado a eficiência energética nas construções, aprofundando na parte que diz respeito à energia solar como fonte renovável de energia e também como matriz energética para o Kit Solar.

Desenvolver um sistema que integre os equipamentos e que proporcionam maior economia de energia nas edificações – iluminação, aquecimento de água e eletricidade. Além de conseguir utilizar a fonte de energia solar como matriz energética, para proporcionar um projeto arquitetônico de qualidade ambientalmente adequado e com eficiência energética.

1.3 Justificativas

Com a tendência mundial em se buscar alternativas tecnológicas que menos agridam o meio ambiente, a principal justificativa deste projeto é utilizar do sol como a fonte de energia renovável e matriz para um sistema integrado, o Kit Solar. A principal função deste Kit é a geração e produção de energia para a iluminação, aquecimento de água e eletricidade, utilizada nas edificações.

Há uma preocupação com o Planeta, com energias renováveis e além de tudo uma preocupação com a economia que poderá existir com o sistema que será sugerido.

Atualmente em nossa Região, já existe uma grande preocupação e uma boa aceitação com a energia solar como fonte de energia para o aquecimento de água obtendo uma maior economia nas contas de energia.

A legislação brasileira não considera eficiência energética para a aprovação do projeto, como acontece em outros países, como na Espanha. Acredita-se que analisar as legislações e entender como é tratado este assunto fora do Brasil é muito relevante.

A princípio, será desenvolvido um estudo de como a energia solar poderá ser melhor aproveitada no projeto arquitetônico. A intenção é que, para o TCC II – Trabalho de Conclusão de Curso II, seja desenvolvido um projeto do Kit Solar.

1.4 Metodologia

Com o propósito de concretizar os objetivos desta monografia, a metodologia para a execução do trabalho compreende numa revisão bibliográfica sobre energia solar como uma fonte de energia renovável, conhecendo e compreendendo como utilizá-la para um melhor aproveitamento do aquecimento de água, iluminação e eletricidade.  A tecnologia fotovoltaica também entra nesta revisão bibliográfica, sendo apresentado como alguns países vêm tratando e desenvolvendo esta tecnologia desde o uso até a legislação.

A pesquisa permitirá criar uma metodologia para o TCC 2. Um projeto, Kit Solar, além de mostrar que ele deverá ser pensado desde o momento da concepção do produto arquitetônico.

1.5 Organização do Trabalho

Este trabalho é dividido em sete capítulos, sendo o primeiro de caráter introdutório da apresentação do tema com seus objetivos, justificativas, metodologias e organização da monografia.

No capítulo 2 será realizada uma pesquisa sobre o panorama histórico, uma revisão bibliográfica sobre o tema na atualidade. Além de descrever sobre assuntos relevantes para o trabalho que tratam de certificações e legislação de fornecimento de energia elétrica.

No capitulo 3 será apresentado as diversas forma de atuação da energia solar através da tecnologia fotovoltaica, além de uma abordagem de como a Alemanha vem tratando esta tecnologia. Também será explicado sobre o aquecimento de água.

No capítulo 4 serão apresentadas as barreiras que surgiram sobre a eficiência energética além de explicar sobre melhores horários para o sistema atuar e como os arquitetos em algumas cidades norte americanas vêm tratando a arquitetura.

No capitulo 5 apresentará uma breve comparação entre legislações além de dar subsídios para fomentar a proposta do sistema integrado.

O capitulo 6 é dedicado ao 1 º Seminário do TCC 1 com o tema: Eficiência Energética.

No capitulo 7 será apresentada a conclusão e proposta de continuidade do trabalho para o TCC 2.

2 DESENVOLVIMENTO

Neste capitulo além do panorama histórico, inicia-se uma revisão bibliográfica para saber como energia solar vem sendo tratada da pré historia até os dias de hoje; uma pequena explanação sobre sustentabilidade e certificações para edifícios; e a legislação atual para energia solar. Além de obras de referências que fomentam a pesquisa.

2.1 Panorama Histórico

Durante a pré-história o homem morava e sobrevivia em suas cavernas sem pensar em conforto ambiental e em energia, apenas observava e aprendia a conviver com a natureza sem interferir nela.

Até que, com a descoberta do fogo tudo muda, o homem começa a tirar proveito da energia térmica, e com esta energia ele conseguiu mudar seu modo de vida, passou a fundir metais e criar novos utensílios, pôde fazer cerâmica, cozinhar alimentos, iluminar sua caverna, enfim mudou seu modo de viver.

Para Lamberts, Dutra e Pereira (1997), Vitruvio, no período clássico, entendia por arquitetura um espaço habitável onde deveria equilibrar 3 aspectos: estruturais – firmitas, funcionais – utilitas e formais – venustas. Atualmente este conceito pode agregar outro vértice o conceito de eficiência energética, que para os autores, pode ser entendida como a obtenção de um serviço com baixo dispêndio de energia. Ou seja, “um edifício é mais eficiente energeticamente que outro quando proporciona as mesmas condições ambientais com menor consumo de energia.”

Ainda segundo Lamberts, Dutra e Pereira (1997), na arquitetura vernacular surge à necessidade de aproveitar as condições climáticas favoráveis e evitar as indesejáveis, por exemplo, o Heliocaminus, lei criada pelo imperador romano Ulpiano, século II d.C., para dar o direito ao sol para os romanos. Também o povo de Mesa Verde, Colorado nos Estados Unidos, construiu suas habitações de forma que no verão quente e seco suas casas sejam sombreadas e frescas e durante o inverno são aquecidas.

A arquitetura passou por diversas mudanças durante os anos, exemplo disso é que no período Gótico, a arquitetura caminhava junto com a arte, por tanto conceber e construir acontecia simultaneamente, e os problemas eram resolvidos in loco, no Renascimento com a invenção da perspectiva afastou-se de vez o artista do arquiteto. Com a Revolução Industrial, a construção civil ganha uma diversidade de materiais tais como o aço e o concreto armado que acabam por desafiar a tradição. No período entre guerras, surge o Estilo Internacional. Um de seus precursores Le Corbusier, traz para a arquitetura inovações como esqueleto estrutural, o terraço-jardim, a planta livre, os pilotis e o MODULOR, que é a relação proporcional do homem e o espaço arquitetônico projetado.  

Os autores, ainda afirmam que nem todos os arquitetos tiveram as habilidades de Le Corbusier e, portanto a arquitetura funcionalista tornou-se meramente um jogo. (LAMBERTS, DUTRA E PEREIRA, pp. 17, 1997):

 “jogo de motivos em fachada ou a uma luta pela conquista de vãos cada vez maiores em concreto armado. Paralelamente, os avanços de áreas particulares do processo de construção da arquitetura, entre elas o conforto ambiental, não eram mais assimilados aos arquitetos.”

Ainda na mesma linha de raciocínio a influência da arquitetura funcionalista e dos vidros nas fachadas de Mies van der Roher, cuja consequência atual é (LAMBERTS, DUTRA E PEREIRA, pp. 19, 1997):

“... edifício “estufa” foi então exportado como símbolo de poder, assim como sistemas sofisticados de ar condicionado e megaestruturas de aço e concreto, sem sofrer readaptações às características culturais e climáticas do local de destino. A arquitetura estava se prostituindo...”.

Um breve panorama de como o sol é importante para a vida humana e como a iluminação natural foi deixada de lado com o surgimento da energia elétrica. Segundo artigo publicado por Belvedere (1993):

                                                   

“... O homem adorou o sol durante milênios. Se conseguíssemos ver de sua superfície, a Terra perceberia que ela é um ponto girando a uma distância de 150 milhões de quilômetros e que recebe algo como a energia de 10 bilhões de Itaipus. Para que possamos utilizar a energia do sol que chega à superfície da Terra, precisamos de transdutores que convertam tal energia diretamente em energia elétrica. O aproveitamento dessa energia começou a ser utilizada em 1959 nos EUA, como forma de geração de energia elétrica para os satélites...”.

Com o surgimento da lâmpada incandescente e, posteriormente, da lâmpada fluorescente, a iluminação natural ficou em segundo plano nos edifícios residenciais e comerciais.

Para concluir este breve relato histórico da energia, segue o artigo postado por Ungaro (2013):

“Por outro lado, após as duas grandes guerras, a crise na questão energética ficou iminente, cujo ápice se deu em 1973 com a grande crise do petróleo. Em função disso, medidas de racionamento do consumo de energia foram potencializadas, bem como cresceu a preocupação mundial em relação aos recursos naturais. Renováveis e não renováveis Um elevado potencial de economia de energia pode ser alcançado com a utilização da iluminação natural como fonte de luz para iluminar os ambientes internos. Além do potencial de economia, a iluminação natural possui outros benefícios insubstituíveis, tais como: Melhoria no conforto com miminização de consumo energético; Bem-estar dos indivíduos com aumento de produtividade; Ótima reprodução das cores naturais.”

Segundo a Revista Téchne, edição 198 ano 21 setembro de 2013, editora PINI – na reportagem Eficiência em casa, (pp. 45.):

“Apesar do grande apelo ecológico, os sistemas de produção de eólica e fotovoltaica sempre tiveram demanda inexpressiva no segmento residencial brasileiro. Seu uso normalmente se restringia a algumas casas mais distantes do tecido urbano e sem acesso à rede pública. Este cenário, porém, poderá mudar nos próximos anos, com estímulo dado pelo marco regulatório estabelecido pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). A nova regulamentação transforma a rede de distribuição de eletricidade – até então uma via de mão única – em um sistema bidirecional, que permite a troca de energia entre a concessionária e o usuário.”

Atualmente, para construção civil, é bastante difundida a tecnologia da utilização da energia solar para aquecimento de água nas edificações. Agora com a nova regulamentação da ANEEL (resolução 482/2011), conforme reportagem acima citada, o uso da energia solar para a geração de eletricidade poderá em médio prazo reduzir as contas de energia. Entretanto a viabilidade da implantação do sistema ainda depende de mais investimentos no setor, para que em breve também melhore custo da implantação do sistema, que atualmente é o que o torna inviável.

2.2 Situação atual da Construção Civil

Há algum tempo vem sendo cada vez mais discutido sobre o impacto ambiental gerado pela construção civil. Isto tem conduzido diversos estudos, certificações e tecnologias para que a demanda por novas edificações, não tenham um impacto ambiental tão nocivo aos recursos naturais.

Conforme foi escrito pela Arquiteta Marília Alves Teixeira (2007, pp. 28):

“com o desenvolvimento tecnológico dos últimos 100 anos, as vidas da cidade, dos edifícios e do cidadão tiveram alterações sem precedentes. Questões arquitetônicas que sempre foram pertinentes para a concepção de um projeto, tais como respeito ao clima local,  cultura, particularidades da região, estão sendo deixado de lado, resultando em uma arquitetura com características padronizadas, que compõem um mundo globalizado, onde a identidade fica neutralizada em meio a grandes marcas, estratégias de mercado e unificação de costumes. Para manter níveis adequados de conforto ambiental, as edificações são climatizadas e iluminadas artificialmente, aumentando com isso o aumento do consumo de energia elétrica".

Vale acrescentar que as tecnologias que se desenvolveram após a Segunda Guerra Mundial, tais como sistemas artificiais de iluminação, ventilação e condicionamento de ar, supririam quase todas as necessidades de conforto para os moradores dos edifícios.

Para Zambrano, Bastos, Slama (2004), em suma, após a crise da década de 70:

“...Tornou-se importante estabelecer critérios de projeto que garantissem à arquitetura uma identificação maior com o lugar, considerando o conforto dos indivíduos e a redução no consumo de energia. A década de 80 foi marcada por grandes impactos da poluição que começaram a transpor as fronteiras nacionais, afetando regiões e o planeta, levando às atuais preocupações com os riscos globais, como a contaminação da água, do ar, do solo e das cadeias alimentares, o efeito estufa, a explosão demográfica e o empobrecimento da biodiversidade.” resposta aos grandes impactos ambientais observados na década de 80, surgiu o conceito de Desenvolvimento Sustentável, apresentado ao mundo pelo relatório Brudtland, nas Nações Unidas em 1987.”

Na RIO-92, algumas metodologias surgiram para avaliar os edifícios sobre o cumprimento das metas ambientais propostas neste encontro. A partir deste encontro a discussão sobre sustentabilidade começa a entrar em pauta na construção civil visando sempre o menor impacto junto à natureza. Ainda como resultado deste encontro começou a estudar mais sobre eficiência energética, fontes de energia renováveis, economia e tratamento da água e do esgoto. Ainda segundo a arquiteta Marília Teixeira (2007):

“diante deste quadro, o arquiteto tem papel fundamental ao conceber projetos que demonstrem preocupações com a qualidade das construções, não somente do ponto de vista ambiental e econômico, como também do ponto de vista do usuário e de seu nível de conforto. Deve ainda estar atento ao compromisso de realizar novos projetos ou adequações em edifícios existentes que possam cumprir esta tarefa de se ajustar às novas exigências de hoje, processo irreversível para se obter uma relação harmônica entre o homem, o ambiente construído e a natureza.”

Fica claro para os autores Keeler e Burke (2010) que:

 “... devemos nos preocupar com a energia que consumimos para operar as edificações que vivemos, devido a quatro razões:

1 – a maioria dos combustíveis que usamos para gerar energia é renovável, e sua reserva pode esgotar;

2 – os depósitos de gás natural são limitados;

3 – é crescente a demanda de consumo;

4 – o carvão mineral o recurso energético mais abundante vos EUA, cuja queima é responsável pela maior parte da eletricidade disponível do país emite gases para a atmosfera, contribuindo para a alteração radical do clima do planeta [...] A relação entre a energia consumida pela construção, o uso das edificações e os problemas ambientais do planeta é indiscutível.”.

Como se vê este trabalho pode contribuir para a arquitetura atual ao pensar em uma forma que utilize o sol como matriz de fonte de energia renovável e que vise o conforto e a economia para os moradores além de minimizar os impactos ambientais causados pela construção de novas edificações.

2.3 Desenvolvimento Sustentável e Certificações

É difícil analisar o conceito de sustentabilidade apenas pelo viés da energia solar, pois este é um termo muito complexo que atende a um conjunto de variáveis interdependentes. Entretanto podemos dizer que o desenvolvimento sustentável deve ter a capacidade de integrar as questões sociais, energéticas, econômicas e ambientais.

Nos Estados Unidos vem sendo discutido sobre o conceito de edificação sustentável, segundo Keeler e Burke (2010, pág. 49),

“O conceito de edificação sustentável advém naturalmente da historia fértil do ambientalismo. Até 10 anos atrás, porém, essa expressão nos fazia pensar em uma filosofia corajosa, embora primitiva, cujos adeptos desejavam viver de maneira independente, afastando-se da sociedade. [...] A abordagem da edificação integrada, que considera o ciclo de vida em todos os níveis, é essencial para a definição contemporânea de edificação ou construção sustentável.”

Com a finalidade de preservar o meio ambiente para não comprometer os recursos naturais das gerações futuras, a proposta deste trabalho é criar um sistema integrado, que utiliza da energia solar como fonte para geração de eletricidade, aquecimento de água e iluminação.

Atualmente, com o foco na sustentabilidade, a preocupação com a reciclagem e com melhores aproveitamentos de recursos renováveis estão sendo cada dia mais discutido. Por este motivo têm sido criados diversos tipos de certificações e etiquetagens, entretanto serão citados dois programas nacionais: o Procel Edifica e o Conpet.

O PROCEL EDIFICA:

“O Programa Nacional de Eficiência Energética em Edificações – PROCEL EDIFICA foi instituído em 2003 pela ELETROBRAS/PROCEL e atua de forma conjunta com os Ministérios de Minas e Energia, o Ministério das Cidades, as universidades, os centros de pesquisa e entidades das áreas governamental, tecnológica, econômica e de desenvolvimento, além do setor da construção civil.

O PROCEL promove o uso racional da energia elétrica em edificações desde sua fundação, sendo que, com a criação do PROCEL EDIFICA, as ações foram ampliadas e organizadas com o objetivo de incentivar a conservação e o uso eficiente dos recursos naturais (água, luz, ventilação etc.) nas edificações, reduzindo os desperdícios e os impactos sobre o meio ambiente.
O consumo de energia elétrica nas edificações corresponde a cerca de 45% do consumo faturado no país. Estima-se um potencial de redução deste consumo em 50% para novas edificações e de 30% para aquelas que promoverem reformas que contemplem os conceitos de eficiência energética em edificações.
Buscando o desenvolvimento e a difusão desses conceitos, o Procel Edifica vem trabalhando através de 6 vertentes de atuação: Capacitação, Tecnologia, Disseminação, Regulamentação, Habitação e Eficiência Energética e Planejamento.”.

O CONPET é um Programa do Governo Federal, vinculado ao Ministério de Minas e Energia – MME, e executado com o apoio técnico e administrativo da Petrobras, conforme site conpet. gov. acessado dia 10/09/13. Ambos os programas atendem a população visando à eficiência energética do produto adquirido e a economia na conta de luz, o que, de certa forma, está diretamente ligado com um dos objetivos deste estudo que é a eficiência e a economia energética. Entretanto, a proposta em tornar a utilização da energia solar como fonte de energia principal das edificações pode fazer com que a economia de custos de consumo seja muito relevante. Segundo artigo no site do MMA – Ministério do Meio Ambiente:

O CONPET foi instituído por decreto federal em 1991, como Programa Nacional da Racionalização do Uso dos Derivados do Petróleo e do Gás Natural. Seu principal objetivo é incentivar o uso eficiente destas fontes de energia não renováveis no transporte, nas residências, no comércio, na indústria e na agropecuária. Para ser implementado, seguiu as mesmas diretrizes do Procel e, assim como este, é conduzido pelo Ministério de Minas e Energia. O CONPET realiza ações estratégicas que visam, entre outros objetivos, reduzir o consumo de óleo diesel e a emissão de fumaça preta; difundir o uso do gás natural como combustível; estimular novas tecnologias no setor de eletrodomésticos; estimular empresas do setor a racionalizar energia; e educar as novas gerações para os conceitos de racionalização, economia sustentável e qualidade de vida. Os projetos, de abrangência nacional, dependem de parcerias com o governo e com escolas, empresas, sociedade civil e consumidor final. Conforme o Plano Decenal de Energia (PDE 2007-2016,) o CONPET promove a economia de mais de 300 milhões de litros de diesel anualmente, evitando a emissão de cerca de 360 mil toneladas de CO₂ e de 19 mil toneladas de material particulado.

2.4 Legislação permite que residências forneçam energia elétrica para as concessionárias e tenham descontos.

Conforme descrito nesta pesquisa, a entrevista entre a Mirian Leitão e os Srs. Maurício Tolmasquim e o Prof. Roberto Schaefer, fica evidente que as hidrelétricas atendem a demanda atual porem não há recursos suficiente para um período de seca mais demorada. Portanto é muito importante que as distribuidoras/concessionárias de energia participem ativamente de novos processos e tecnologias para que os consumidores não sofram com apagões que causam tantos prejuízos. 

A nova resolução de 2012 da ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica – ou simplesmente Resolução 482 – que estabelece segundo a Empresa Solstício de Campinas em artigo postado por Lima, Ivamoto, Hannickel:

 “as condições gerais para a conexão à rede da microgeração (potência instalada menor que 100kWp) e minigeração (potência instalada entre 100kWp e 1MWp) distribuída no Brasil e criou o Sistema de Compensação de Energia. Este permite que sistemas fotovoltaicos – e outras formas de geração de energia a partir de fontes renováveis com até 1MW de potência  instalados em residências e empresas – se conectem a rede elétrica de forma simplificada, atendendo o consumo local e injetando o excedente na rede, gerando créditos de energia. Desta forma, é possível praticamente zerar a conta de luz com o uso da energia solar, pagando apenas o custo de disponibilidade da rede. Quando um sistema fotovoltaico estiver gerando eletricidade, esta será consumida no local. Caso a geração seja maior que o consumo, o excedente é injetado na rede elétrica, gerando créditos de energia. Quando a geração for menor do que o consumo, será utilizada a energia da própria rede elétrica. Os créditos de energia possuem o mesmo valor da eletricidade da rede e podem ser utilizados para abater o consumo, diminuindo assim o valor da conta de energia.

Ao final do mês, é realizado o balanço de quanto foi injetado e quanto foi consumido. Caso em um mês a geração tenha sido maior que o consumo, os créditos de energia podem ser utilizados nos meses seguintes com validade de 36 meses. Esses créditos também podem ser utilizados para compensar o consumo de outras unidades previamente cadastradas para este fim e atendidas pela mesma distribuidora – cujo titular tenha o mesmo CPF ou CNPJ da unidade com sistema fotovoltaico.

Ainda de acordo com a Resolução 482, o consumidor deverá pagar à distribuidora de energia o custo de disponibilidade da rede.”.

Figura 3 – explicação da nova resolução 482

Fonte: http://www.solsticioenergia.com.br/sobre-energia-solar/resolucao-482-aneel/

Acesso 01/10/2013.

Também em artigo para a Revista Téchne, Martins e Faria (2013) descrevem sobre o mesmo tema do artigo acima citado, e acrescenta mais dois cases que já estão acontecendo no Rio de Janeiro, o primeiro é no bairro Santa Tereza, onde o alemão Hans Rauschmayer, instalou em sua residência um sistema de painéis fotovoltaicos capaz de gerar um excedente de 40% de energia elétrica e participará do projeto piloto da concessionária Ligth. Para Rauschmayer “o objetivo da casa era primeiro ver na prática como isso funciona no Brasil. Sou alemão e lá tem muita gente produzindo energia solar. Temos fornecedores e acessórios, mas no Brasil isso não existe ainda, estamos começando a criar o mercado.”

O segundo caso é a Arquiteta Isabelle de Loys, no bairro dos Bandeirantes, onde foi instalado o sistema de captação solar em sua Home Office. Os painéis fotovoltaicos foram instalados no telhado e integrados também na fachada da residência.  No caso da Arquiteta Isabelle a instalação foi concluída em junho de 2013 e interligada a rede da Ligth no mês seguinte, “durante três semanas, ainda sem estar conectado à rede – houve redução de 40% no consumo de energia.”.

Ainda na reportagem fica claro que, o que inviabiliza o sucesso da tecnologia é o alto custo de aquisição dos equipamentos.

“Como não existe uma indústria nacional consolidada, o material normalmente é importado e tributado, com preços sujeitos à variação da cotação do dólar. A consolidação de uma indústria nacional e o aumento da oferta de equipamento poderia implicar alguma redução nos preços, aliviando o investimento inicial dos pequenos consumidores”.

3 FONTES RENOVAVEIS DE ENERGIA

Neste capitulo terá uma explicação de como vem sendo desenvolvido, atualmente, a tecnologia fotovoltaica e suas formas de uso.  

3.1 Energia proveniente do sol

Segundo Tiradentes, Átalo (2006, pág.11/12):

“O sol é, sob todos os aspectos, responsável direto pela manutenção da vida em nosso planeta; e é a origem de todas as formas de energia conhecidas, direta ou indiretamente.

É uma imensa bola de gases incandescente com um volume cerca de 1,3 milhões de vezes o volume do planeta. Uma gigantesca usina de força que consome quatro milhões de toneladas de matéria por segundo, mas ainda continuará a aquecer e iluminar a Terra por alguns bilhões de anos. A energia que a Terra recebe do Sol anualmente é estimada em 1,7x1017W. Este número corresponde a cerca de 10000 vezes o consumo mundial de energia em todas as formas conhecidas. Em comparação com todas as outras formas de energia utilizadas no nosso planeta, podemos dizer que o Sol é uma fonte inesgotável de energia...”

Seguem alguns dados relevantes sobre a energia do Sol. Conforme acessado dia 02/10/2013, no site do Instituto de Física/UFRGS :

“A distância do Sol a Terra é igual a uma unidade astronômica (1 UA), que corresponde a 1,499.10⁸ km, tal distância  foi determinada em 1673. Conhecendo a distância do Sol, foi possível determinar a sua luminosidade, que é  a potência que ele produz. Cada metro quadrado na Terra recebe do Sol uma potência de 1400 watts, ou seja, 1400 joules por segundo, que corresponde à potência de 14 lâmpadas de 100 watts. Essa quantidade de energia corresponde à queima de 2.10²⁰ galões de gasolina por minuto, mais de 10 milhões de vezes a produção anual de petróleo na Terra.”

Evidenciou-se a partir destes enfoques que, apesar de todos os aspectos positivos sobre a energia solar: ser abundante, renovável, limpa, ela ainda é pouco utilizada, pois os custos financeiros com as instalações para a obtenção desta energia são muito elevados, não são viáveis economicamente.

Normalmente, a energia solar é utilizada em locais mais ensolarados. Em Israel, aproximadamente 70% das residências possuem coletores solares, outros países com destaque na utilização da energia solar são os Estados Unidos, Alemanha, Japão e Indonésia. No Brasil, a utilização de energia solar está aumentando de forma significativa, principalmente o coletor solar destinado para aquecimento de água.

3.2 Energia solar e os sistemas fotovoltaicos

Conforme artigo da Revista Téchne, Edição 188 (ano 20 novembro de 2012, p.75):

“A energia solar fotovoltaica é a energia elétrica gerada a partir da radiação solar. Em um primeiro momento, foi utilizada apenas em locais remotos, sem acesso à rede elétrica, com auxilio de baterias. Atualmente, 95% dos sistemas fotovoltaicos do mundo são conectados à rede (Grid Tie) e funcionam de forma integrada, trocando energia com a rede pública. Esses sistemas podem substituir as fontes já existentes e , quando produzem energia na própria unidade consumidora, são chamados de geração distribuída ou geração para autoconsumo”

A energia solar é uma fonte limpa e traz vantagens para o consumidor que pode reduzir ou até mesmo zerar sua conta de luz. A geração de energia fotovoltaica é uma tecnologia altamente modular, com ausência quase total de emissão de poluente e de ruídos durante o funcionamento e baixa exigência de manutenção. Para Soares (2010, pág.19):

“o sistema fotovoltaico é constituído por painéis fotovoltaicos, o modulo mais importante do sistema, os quais convertem a irradiação solar em eletricidade a partir de processos que se desenvolvem ao nível atômico nos materiais de que são constituídas – efeito fotovoltaico. As células de painéis fotovoltaicos são constituídas por pelo menos duas camadas de material semicondutor, onde é produzida a corrente elétrica. O material semicondutor mais utilizado é o silício [...] A carga externa poderá ser vista como um dispositivo que necessite de corrente elétrica, seja uma lâmpada, uma bateria ou até mesmo a rede elétrica, conforme figura 4.”

Figura 4 – corrente elétrica gerada pela luz solar incidente

Fonte: Marcus Soares (2010, p.19)

acesso: 04/10/2013

A obtenção de energia elétrica ocorre de forma direta ou indireta.
A forma direta de obtenção se dá através de células fotovoltaicas, geralmente feitas de silício. A luz solar, ao atingir as células, é diretamente convertido em eletricidade. No entanto, essas células fotovoltaicas apresentam preços elevados. O efeito fotovoltaico ocorre quando fótons (energia que o Sol carrega) incidem sobre os átomos, proporcionando a emissão de elétrons, que gera corrente elétrica.

Para obter energia elétrica a partir do sol de forma indireta, é necessária a construção de usinas em áreas de grande insolação, pois a energia solar atinge a Terra de forma tão difusa que requer captação em grandes áreas. Nesses locais são espalhadas centenas de coletores solares.

3.2.1 Sistemas Fotovoltaicos Autônomos

Existem os sistemas fotovoltaicos autônomos, que são instalados sem conexão a nenhuma rede elétrica, usualmente utilizam algum sistema auxiliar de armazenamento de energia.

Figura 5 – Sistema autônomo na Índia

Fonte: Marcus Soares (2010, p.21)

Acesso: 04/10/2013

3.2.2 Sistemas Fotovoltaicos Híbridos

Os sistemas fotovoltaicos híbridos que também são independentes da rede de distribuição elétrica, alimentando diretamente cargas isoladas, onde se combinam com outros conversores de energias renováveis, por exemplo, um gerador eólico ou ate mesmo um gerador a combustível. Para Soares (2010, p.22) “Um sistema deste tipo constitui uma boa escolha para aplicações que necessitem de uma alimentação permanente e de uma potência relativamente elevada e quando não se pretende efetuar alto valor de investimento...”

Figura 6 – Sistema híbrido fornecendo energia a uma residência.

Fonte: http://www.ecoplanetenergy.com/pt-br/sobre-eco-energia/visao-geral/energia-hibrida/

acesso: 25/11/2013

3.2.3 Sistemas Fotovoltaicos Interligados à Rede Elétrica

Os sistemas fotovoltaicos utilizados de forma integrada à rede elétrica operam como micro usinas geradoras em paralelo com as usina convencionais.

Segundo Soares (2010, p. 23):

“... Neste caso, dispensa-se o sistema de armazenamento energético (baterias de acumuladores), evitando seu elevado custo de manutenção necessária, pois devido à conexão com a rede elétrica, nos períodos de baixa radiação solar, a rede convencional supre a demanda da instalação. Os sistemas fotovoltaicos conectados a rede elétrica podem ser classificados em dois grandes grupos: os que estão integrados arquitetonicamente as edificações, como no telhado ou fachada de um prédio, conforme ilustrado na figura 6, localizados junto ao ponto de consumo; e os que estão instalados de forma centralizada em determinado local, como em uma usina geradora convencional, localizados a certa distância dos consumidores aos quais se conectam por meio de linhas elétricas de transmissão e/ou transmissão.”

Figura 7 – Edifício com fachada fotovoltaica em Freiburg, Alemanha.

Fonte: http://www.arcoweb.com.br/tecnologia/ecoeficiencia-sistema-fotovoltaico-25-03-2009.html

Acesso: 04/10/2013

Um dos grandes benefícios do sistema de produção de energia fotovoltaica ligados à rede é a tendência para a descentralização da produção elétrica.  A rede assume o papel de uma bateria de acumuladores. Para Soares (2012, p.24):

“...os fluxos de energia proveniente da interligação à rede de um sistema fotovoltaico são constituídos basicamente pela energia elétrica fornecida á habitação procedente dos módulos fotovoltaicos ou da rede, em períodos de irradiação insuficiente) e do excedente da produção de energia elétrica, fornecido pelos módulos, que é injetado na rede, conforme a figura 8.”

Com relação aos critérios de interligação à rede é importante considerar que no Brasil não existe uma legislação que padronize critérios de interligação de sistemas fotovoltaicos à rede, há algumas exigências por parte da concessionária de energia elétrica, as quais buscam, basicamente, dois objetivos:

1 – não alterar as condições de segurança nem a qualidade da energia fornecida aos clientes;

2 – não criar condições perigosas de trabalho para o pessoal da manutenção da rede de distribuição.

Para Pereira e Gonçalves (2008, p.31):

“Deve ser providenciado pelo proprietário da planta fotovoltaica, sistemas de proteção apropriados, com relés de sobrecorrente simples e direcionais [...] por sua vez, a concessionária deverá adequar o esquema de sua subestação de interconexão, provavelmente previsto para operação radial para as novas condições de funcionamento com fluxo de energia nos dois sentidos da interconexão. Assim, é importante relacionar condições técnicas prévias a serem atendidas pelo proprietário da planta fotovoltaica e pela rede da concessionária.”

Figura 8 – sistema fotovoltaico conectado a rede elétrica.

Fonte: pereira e Gonçalves (2008, p.29)

acesso: 04/10/2013

3.3 Energia solar fotovoltaica para autoconsumo

A maior vantagem para o consumidor final do autoconsumo é a redução do valor de sua conta de energia, que segundo artigo, dos irmãos Raphael e Pedro Pintão, a Revista Téchne (edição188, ano 20 novembro de 2012, p.75) até 50% do valor da conta são impostos e encargos, e que no Brasil os sistemas de até 100kw são considerados microgeração, o que minimiza a burocracia e as exigências para a conexão à rede elétrica.

Até pouco tempo atrás o sistema fotovoltaicos eram colocados nos telhados e atualmente a geração de eletricidade fotovoltaica já vem mudando a arquitetura das cidades, conforme aconteceu com a Cidade de Freiburg, localizada no sudoeste da Alemanha. Esta cidade do século XII é o atual maior símbolo de consciência sustentável e ecológica. Segundo Neiva Motta (2010), existe 500 km de ciclovia e 200 mil bicicletas para 100 mil veículos na cidade o que demonstra que a preocupação com a natureza e o bem estar vai além de apenas não usar veiculo motorizados. Ainda neste artigo, Motta (2010) reflete sobre o sistema fotovoltaico,

“A cidade mais verde do planeta investe em energia limpa. Com quase 400 metros de equipamentos que produzem eletricidade com a luz do sol, a usina é regida por moradores e tem 1.780 painéis solares, com isso a economia de luz caiu em 90%. As casas são construídas com isolamento térmico. Para o arquiteto Meinhard Hansem, idealizador do projeto, esse fator propicia um ambiente livre de instalação de aquecedores num clima que pode chegar a dois graus abaixo de zero. As janelas possuem vidros duplos e borrachas e quando maiores permitem uma boa entrada de luz. E quando aumenta um pouco a temperatura, o isolamento térmico não deixa o calor entrar, deixando o clima agradável. Enquanto os torcedores estão de olho no campo, o telhado do estádio de futebol de Freiburg serve de mini estação de energia, que abastece nove mil pessoas por ano.”

Figura 9: mapa regional de Freiburg

Fonte: http://eficienciaenergtica.blogspot.com.br/2012/08/cidade-solar-freiburg-2.html  acesso: 04/10/2013

Na cidade de Freiburg tem o bairro Sonnenschiff, projetado por Rolf Disch, que enfatiza a produção de energia de forma sustentável e eficiente em especial com o uso da tecnologia fotovoltaica. Estes Edifícios podem gerar até 4 vezes toda a energia que consome. Ainda tem o investimento em fazendas fotovoltaicas para minimizar o consumo das demais formas de geração de energia. Conforme veremos através das fotos:

Figura 10: Vila Solar, Bairro Sonnenschiff em Freiburg na Alemanha.

Fonte: http://mobilidadesustentavel.blog.uol.com.br/arch2010-05-01_2010-05-31.html  acesso: 04/10/2013

Figura 11: Fazenda de energia solar em Freiburg, Alemanha (HafenCity University Hamburg, 2010).

Fonte:http://sementesustentavel.blogspot.com.br/2010/05/energia-renovavel-e-sustentabilidade.html   

Acesso: 04/10/2013

Figura 12: Vila Solar, Bairro Sonnenschiff em Freiburg na Alemanha.

Fonte: http://jornalpositivo.pt/ambiente/cidade-solar-na-alemanha-produz-4-vezes-a-energia-que-consome/  Acesso: 04/10/2013

Figura 13 – Como funciona a produção de energia solar em Freiburg, Alemanha.

Fonte: http://g1.globo.com/natureza/noticia/2011/11/bairro-de-cidade-alema-gera-20-da-energia-consumida-com-luz-solar.html 

Acesso: 04/10/2013

Este exemplo da Alemanha nos faz refletir por que o Brasil, que tem uma alta incidência de sol não tem explorado mais este recurso. O alto custo de investimento para esta tecnologia, talvez seja uma das respostas. Conforme o artigo, dos irmãos Raphael e Pedro Pintão (2010).

“No Brasil, existem poucos sistemas instalados conectados à rede, mesmo havendo um grande potencial energético. A enorme queda nos preços dos painéis e a recente resolução nº 482 da Agencia Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), aprovada em abril de 2012 e que entrou em vigor em dezembro/2012, acelerou a procura e deve impulsionar ainda mais a adoção dessa tecnologia.”

Com tudo que foi exposto neste capítulo, acredita-se que a inserção do sistema fotovoltaico tende a crescer cada dia mais, pela tecnologia com cunho sustentável e pelo preço que está diminuindo, ainda que o investimento seja alto ele se paga com a economia. A arquitetura tem que aproveitar este sistema que não é novo, mas é muito atual para melhorar cada vez mais a qualidade dos espaços arquitetônicos além de gerar economia para o consumidor final.

3.4 Aquecimento solar para água

Assim como no sistema fotovoltaico para autoconsumo, o sistema de aquecimento de água visa a economia nas contas de energia das residências. A maior diferença entre os dois sistemas é que o aquecimento de água vem sendo utilizado há muitos anos nas construções e atualmente está conseguindo se popularizar. Todo o sistema é explicado e detalhado no artigo para a Revista Téchne, por Mesquita (2011, pp. ):

“Os sistemas de aquecimento solar (SASs) são denominados pelo modelo de coletor utilizado, e que no Brasil se dividem em dois tipos principais: coletor aberto, para piscina (de material plástico sem fechamento de vidro). O coletor aberto tem como diferenciais ser fabricado com material plástico, mais resistente aos agentes químicos utilizados no tratamento da água da piscina, e também não possui vidro, pois a temperatura ideal (entre 26º e 27º) é inferior à temperatura de banho (próxima a 40º). No sistema de aquecimento de piscina o reservatório térmico é a própria piscina, que receberá a água aquecida pelos coletores.

O coletor fechado é utilizado para banho, constituído de:

- caixa externa: geralmente feita de alumínio;

- isolamento térmico: normalmente em lã de vidro, lã de rocha ou espuma de poliuretano, tendo como função minimizar as perdas de calor para o ambiente externo;

- tubos (chamados de flauta e calhas superior e inferior): normalmente de cobre, são os tubos pelos quais o fluido escoa no interior do coletor;

- placas absorvedoras (aletas): feitas de alumínio ou de cobre, pintadas de preto fosco, são responsáveis pela absorção e transferência de energia solar para o fluido de trabalho;

- cobertura transparente: geralmente de vidro, policarbonato ou acrílico, permite a passagem da radiação solar e minimizar a perda de calor por convecção e radiação para o ambiente externo.”

Abaixo a figura 14 com a implantação do sistema para aquecimento de água em uma casa, percebe-se como a água fria passa da caixa d’água até o sistema de aquecimento passando pelo coletor solar, boiler e como é distribuído para o chuveiro e para as torneiras da casa. A figura 15 é um detalhamento deste mesmo sistema, apresentando todo o sistema.

Figura 14: sistema auxiliar elétrico

http://www.soletrol.com.br/educacional/comofunciona.php

Acessado: 10/10/2013

Figura 15: sistema de aquecimento de água mais completo

http://www.soletrol.com.br/educacional/comofunciona.php

Acessado: 10/10/2013

Conclui-se, portanto que apesar dos entraves na questão de viabilidade é importante observar que quanto mais utilizado for o sistema fotovoltaico mais rápido ele conseguirá ter um preço acessível, assim como aconteceu com o sistema de aquecimento solar para água.  

4 PANORAMA ENERGÉTICO ATUAL PARA GERAÇÃO DE ENERGIA

4.1 Barreira e incentivo sobre geração renovável e eficiência energética em edifícios.

Em artigo postado por Luiz Sigimoto (2013) diz que:

As edificações são responsáveis por 44,7% do consumo total de eletricidade no Brasil, sendo que esta participação está dividida em fatias de 22,1% para os edifícios residenciais,15% para os comerciais e 7,6% para os prédios públicos.

Ainda que a crise energética de 2001 tenha induzido a uma redução do consumo nos edifícios brasileiros, essa tendência foi revertida nos anos subseqüentes. A demanda por eletricidade vem apresentando aumento superior ao do PIB e é alta a estimativa de crescimento do consumo nos edifícios, considerando a estabilidade econômica aliada a uma política de melhor distribuição de renda no país.

A avaliação de que esses dados, por outro lado, apontam o setor de construções como de grande potencial para conservação de energia e mitigação das emissões de gases de efeito estufa (GEE). 

Sigimoto (2013) usa dos argumentos de Aline Tripodi, acadêmica de economia, em sua tese de mestrado apresentada na Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM) da Unicamp, que justificaria as políticas regulatórias no Brasil:

“[...] A principal conclusão da pesquisa é que o quadro regulatório no Brasil ainda precisa ser aprimorado, para que medidas de eficiência energética e geração renovável se tornem mandatórias para as edificações”, afirma Aline Tripodi.

“Esse contexto mostra a relevância do conceito de Planejamento Integrado de Recursos (PIR), que representa uma visão alternativa ao planejamento feito, por exemplo, antes do choque do petróleo, quando a preocupação era em expandir a oferta, considerando apenas o custo econômico.”

Ainda citando Sigimoto (2013 apud Aline Tripodi 2013), que faz um estudo das políticas regulatórias sobre Eficiência Energética, da Alemanha em comparação com o Brasil:

“[...] o país, Alemanha, ficou em primeiro lugar na avaliação de políticas nacionais para fomentar a eficiência energética e obteve uma posição de destaque também em medidas específicas para as edificações. Minha primeira percepção é de que a Alemanha possui uma gama bem maior de instrumentos políticos que o Brasil” [...].

 “O contexto é completamente diferente, devemos considerar a economia dos dois países, a sociedade e o clima: se o código de edificação alemão preza pela redução do consumo de energia para aquecimento, por exemplo, aqui seria para resfriamento. Uma vantagem nossa é que os edifícios brasileiros são mais novos, enquanto os alemães são em sua maioria antigos, sendo mais viável aplicar uma estrutura sustentável num edifício em construção do que reformar um edifício já existente.”

Um ponto considerado relevante do artigo é quando o autor escreve sobre as ações voluntárias, que nada mais é do que certificações buscadas por empresas privadas. Acredita-se que um dos maiores motivos para que isso aconteça seja justamente a falta de regularizações eficientes para a tarifação, acredita-se que também a falta de interesse do governo em investir para melhorias sejam bons motivos para incentivar estas etiquetagens. Para Sigimoto:

“De acordo com Aline Tripodi, muitas iniciativas brasileiras são ainda voluntárias, como é o caso dos certificados de desempenho e etiquetagem de edifícios. A informação que ela obteve para a dissertação dá conta de que, no Brasil, estuda-se a regulação da etiquetagem obrigatória inicialmente para prédios públicos. Ainda assim, alguns certificados voluntários têm sido bastante difundidos nas edificações brasileiras, a exemplo dos selos LEED (sigla em inglês para Liderança em Energia e Design Ambiental) e AQUA (Alta Qualidade Ambiental), reconhecidos internacionalmente.”

No artigo Sigimoto (2013 apud Aline Tripodi 2013) ainda considera que a maioria das iniciativas brasileiras é voluntária:

“O Brasil é o quarto país no mundo em número de edifícios com certificação LEED. Mas são as próprias construtoras que estão vendo esses selos como uma exigência de mercado no futuro. Sem uma legislação, não há certeza de que todos os edifícios vão seguir os requisitos e, pelo mercado, o processo talvez seja mais lento do que através de medidas regulatórias.”

“A etiquetagem é um aliado no cumprimento da lei que determina padrões mínimos de eficiência energética para equipamentos. As próprias campanhas de informação do Procel estão fazendo com que as pessoas se tornem mais atentas, conscientes de que o selo B pode representar certa economia na hora da compra, mas que um equipamento mais eficiente (selo A) proporciona esta economia no longo prazo, com a redução da conta de energia. A questão é que o Programa de Etiquetagem se aplica apenas a alguns equipamentos e não a todos – a proposta é que se amplie a abrangência de aparelhos, até porque em vários casos a etiqueta é adotada voluntariamente pelo fabricante.”

Em sua dissertação Aline Tripodi também explica a diferença entre a forma de cobrar a tarifa que se optou na Alemanha e no Brasil, conforme artigo de Sigimoto (2013 apud Aline Tripodi 2013):

“Na Alemanha implantou-se a tarifa Feed-in, uma garantia de compra da energia renovável gerada por um prazo mínimo e por um preço estipulado. No Brasil, a resolução 482 da Aneel, de 2012, prevê outra compensação, o chamado net metering, como instrumento principal: quem instala na residência um sistema renovável ligado à rede, paga apenas a diferença entre o que produziu e o que consumiu; e, havendo excedente, fica com o crédito para os meses seguintes.”

Para concluir a autora da dissertação deixa claro que, “o quadro regulatório no Brasil ainda precisa ser aprimorado, para que medidas de eficiência energética e geração renovável se tornem mandatórias para as edificações.”

4.2 Aproveitamento da energia solar em horas de pico de consumo de energia

O ponto primordial desta pesquisa é pensar em como desenvolver um sistema que se integre ao projeto arquitetônico desde a concepção, além de ser eficiente energeticamente e, sobre tudo, que seja viável, não só na fase inicial de  investimento como também gerar economia para os moradores, seja da residência, do edifício ou do comércio.

Por isso a pesquisa caminhou para avaliar a economia nos horários de pico de uso de energia elétrica. Após explicar, em capítulos anteriores sobre a nova resolução 482/2013 da ANEEL, e sobre como a tecnologia fotovoltaica (para aquecimento de água e para geração de eletricidade ligada à rede) trabalham individualmente.

Fica claro que o emprego desta tecnologia nos projetos arquitetônicos poderá gerar benefícios para os consumidores finais. Buscando fornecer subsídios para uma melhor compreensão sobre que tipos de economia o sistema fotovoltaico poderá fornecer, aproprio das palavras de Pereira e Gonçalves (2008, pp. 27) para a Revista Brasileira de Energia:

“A geração distribuída de energia por intermédio dos sistemas fotovoltaicos integrados ás residências ou edificações apresenta alguns benefícios. Um exemplo é o fato de serem aliviadas as demandas energéticas de cargas com perfil de pico diurno, como sistemas de refrigeração em edificações. Existe ainda a possibilidade de se obter um ‘credito de energia’, resultado de uma instalação que injete mais energia na rede do que consuma. Do ponto de vista de eficiência energética, deve-se considerar que são reduzidas as perdas por transmissão e distribuição, uma vez que o consumo de energia acontece no próprio ponto de geração.”

No trecho citado a cima, conclui se que sistema fotovoltaico integrado a rede, além de proporcionar economia para os moradores ainda evita o desperdício de energia, haja vista que esta geração é in loco independe de fiação para transportá-la. O que justificaria um ponto muito relevante nesta pesquisa é que desde o início, a preocupação com a economia dos consumidores finais.

4.3 Porque os Arquitetos devem assumir um papel importante no Design Sustentável

 

Durante as pesquisas foram encontrados trabalhos, teses, artigos sobre energia renovável e o sistema fotovoltaico, em sua maioria, voltados para a engenharia elétrica. Entretanto, segundo Keeler e Burke (2010) “As exigências da edificação sustentável estão se popularizando rapidamente em todos os municípios dos Estados Unidos e do mundo.”

 

No Brasil a Arquitetura ainda não dispõe de leis que melhor regulamentam esta tecnologia, além da cultura da população, que apesar de melhorar com o passar do tempo ainda é muito restrita com relação a novas tecnologias. Um dos grandes nomes da sustentabilidade, Hunter Lovins, certa vez disse que a indústria da construção é "dinamicamente conservadora - trabalha duro para permanecer no mesmo lugar."

 

Os autores Keeler e Burke tornam esta pesquisa muito mais interessante, pois a principio seria apenas um sistema que viabilizasse economicamente a vida dos moradores, agora se torna um desafio por uma arquitetura melhor, para as cidades e para os consumidores finais. Neste sentido Keeler e Burke (2010, pp.113) dizem que:

“Estas exigências arquitetônicas que estão surgindo nos Estados Unidos e no mundo assumem diferentes formas, incluindo incentivos de planejamento, que permitem uma maior densidade, e incentivos financeiros para encorajar praticas de edificação sustentável. Nos EUA, alguns governos municipais estão criando anexos para códigos locais (g.n.), com a finalidade de adotar leis abrangentes sobre a edificação sustentável ou de exigir o LEED para todas as edificações. O comprometimento em nível estadual ficou evidente na Califórnia, com o Desafio 2030.”

No próximo capitulo será tratada a questão da legislação de forma mais detalhada.

 

Ainda sobre o desafio 2030, que trata diretamente com os Arquitetos por novos espaços arquitetônicos, por menos gasto de energia. (HOSEY, 2013)

 

“Mas os velhos hábitos não podem resolver completamente novos desafios. De acordo com a 350.org., as empresas de combustíveis fósseis tem atualmente em suas reservas cinco vezes a quantidade de carbono que, se queimado muito rapidamente, pode elevar as temperaturas atmosféricas para um nível catastrófico onde, numa escala de destruição, as tempestades do furacão Sandy poderiam se tornar comum. Mais rápido, o mais profundo progresso é imperativo. Arquitetura está numa arena essencial para a inovação sustentável. As construções representam cerca da metade da energia anual e emissões nos EUA e três quartos da eletricidade consumida. Com o ambiente da construção em crescimento, o parque imobiliário dos EUA  aumenta cerca de 278 milhões de metros quadrados a cada ano; logo, os arquitetos têm uma oportunidade histórica para transformar este impacto em algo positivo. Em 2006, o Instituto Americano de Arquitetos sabiamente adotou a campanha de Arquitetura para 2030, "Desafio 2030", uma iniciativa destinada a neutralidade de carbono na indústria em 2030. "Nós acreditamos que devemos alterar as ações da nossa profissão", o compromisso da AIA 2030  diz, "e incentivar os nossos clientes e todo o design e indústria da construção civil a se juntarem a nós para mudar o curso do futuro do planeta."

É importante ressaltar que nos EUA e em outros países como a Alemanha, o incentivo do governo é muito importante para o desenvolvimento de novas tecnologias. No Brasil, como já foi citado nesta pesquisa a opinião da Economista Aline Tripodi, em sua dissertação de mestrado, o incentivo ainda é muito voluntário, na maioria das vezes através de certificações. Assim Soares (2010, pp.38) faz uma comparação entre os benefícios do Brasil em relação à Alemanha:

 

“O sistema de preços é o mecanismo mais recomendado para promover as energias renováveis em países desenvolvidos, mas principalmente em países que possuem necessidades básicas a serem supridas, não justificando seguir um programa de incentivo as energias renováveis onde haja um alto investimento inicial por parte do governo. No Brasil, devido à existência de aproximadamente 18 milhões de consumidores residenciais de baixa renda, o estudo parte do princípio de que apenas os consumidores residenciais de classe média pagariam pelo programa de incentivo à energia fotovoltaica, o que não se verifica no processo alemão devido aos seus particulares cenário social e econômico.”

Conforme lemos acima, fica claro que ainda o investimento não é para todos por ser uma tecnologia com um alto custo para a implantação. Entretanto, fica claro que com o maior uso desta tecnologia no Brasil, com incentivos do governo, além de uma alteração no código de obras e também com aplicações em construções populares, o valor desta fase inicial será minimizado em médio prazo. Não esquecendo que os projetos arquitetônicos ficaram mais bem elaborados.

Com relação ao incentivo de novas tecnologias no projeto arquitetônico, a mudança nos códigos de obra seria muito relevante. O Brasil apresenta várias vantagens em relação à Alemanha e a outros países na aplicação da tecnologia fotovoltaica e em mecanismos de incentivo as energias renováveis, principalmente no que se refere aos níveis de irradiação solar.

Acredita-se que, o que falta para incentivar o maior uso desta tecnologia no País, é o investimento do governo em novos sistemas, assim como o Kit Solar, para que o Projeto Arquitetônico já pensasse no uso do sistema fotovoltaico desde o inicio. A utilização desta tecnologia diretamente no projeto, assim como já acontece na Espanha é um beneficio para o consumidor final, que além de ter um projeto bem elaborado também terá com curto prazo uma economia significativa com a conta de energia.

As figuras 17 e 18 apresentam os diferentes níveis de radiação solar na Alemanha e no Brasil. A titulo de comprovar como a incidência solar no Brasil é muito mais significativa do que na Alemanha.

Figura 16 – Atlas solarimétrico da Alemanha. Média anual da radiação global incidente no plano horizontal

               

Fonte: LABSOLAR – Laboratório de Energia Solar, Departamento de Engenharia Santa Catarina – (2011, vol. 85. p.486)

Figura 17 – Atlas solarimétrico do Brasil. Média anual da radiação global incidente no plano horizontal.

Fonte: LABSOLAR – Laboratório de Energia Solar, Departamento de Universidade Federal de Engenharia universidade Federal de Santa Catarina – (2011, vol. 85.p.486)

 Segundo os autores Salamoni e Ruther (2007), “É possivel verificar que mesmo a região mais favorecida da Alemanha, em termos de radiação solar, apresenta aproximadamente 1,4 vezes menos radiação do que a região menos ensolarada do Brasil.”

Fica evidente que o Brasil reúne condições necessárias e suficientes para instituir legislações de incentivo à geração distribuída de energia, em particular a geração de energia solar fotovoltaica conectada à rede. Para Soares (2010, pp.74):

“O que resultará em um aumento significativo do consumo energético a partir da geração solar fotovoltaica, tornando o país extremamente competitivo e conseqüentemente promovendo a redução de custos e condições necessárias para que a energia fotovoltaica se insira de uma forma competitiva no mercado.”

Comprovada essas condições brasileiras de insolação, fica claro que o Brasil pode melhorar a postura diante das tecnologias fotovoltaicas. Por que não começar pela legislação que está atrasada com relação a estes novos sistemas. Este tipo de incentivo acaba por mudar a postura e a cultura que a população tem frente a diversos temas relacionados com a economia e o desperdício seja ele com energia elétrica, aproveitamento de água, reciclagem de lixo e afins.

5 ECONOMIA DE ENERGIA E LEGISLAÇÃO URBANÍSTICA

Antes de comparar as legislações entre a Espanha e o Brasil cabe ressaltar a definição de Código de Obra, segundo o professor Pinhal (2013):

“ Conjunto de leis municipais que controla o uso do solo urbano.

O Código de Obras é um instrumento básico que permite à Administração Municipal exercer adequadamente o controle e a fiscalização do espaço construído.

Os novos conceitos do Código de Obras estão incorporando artigos que visam assegurar conforto ambiental, conservação de energia, acessibilidade das pessoas com deficiência ou mobilidade reduzida com o objetivo de assegurar uma melhor qualidade de vida para a população tanto da área urbana como da área rural do município.

O Código de Obras estabelece normas técnicas para todo tipo de construção, definindo também os procedimentos de aprovação de projeto e licenças para execução de obras, bem como os parâmetros para fiscalização do andamento da obra e aplicação de penalidades.

O Código de Obras orienta observar além da legislação urbanística municipal, também as normas existentes em distintos níveis de governo referentes à construção civil.”

Uma vez decidido a elaboração de um projeto de edificação, seja ele residencial ou comercial, é importante ressaltar que o próximo passo é a consulta junto aos Órgãos Públicos, em particular à Prefeitura Municipal, sobre as exigências a serem consideradas para a aprovação de tal projeto. Estas exigências, de maneira geral, estão contidas no Código de Obra de cada Município. É importante que esta legislação acompanhe as novas tecnologias e as necessidades de sua comunidade.

Procurando fornecer subsídios para uma melhor compreensão da proposta que será apresentada na conclusão deste trabalho, é relevante apresentar como referência o código obras da Espanha – CTE Código Técnico de La Edificación. Esta lei é aplicada em toda Espanha, sendo que é aplicada de forma específica por região.

Segundo definição do próprio código (2010):

“O Código Técnico da Edificação (CTE) é o quadro regulamentar que estabelece os requisitos que os edifícios devem obedecer em relação aos documentos básicos de segurança e de habitabilidade, instituído pela Lei 38/1999 de 5 de novembro, a Administração de Gestão de (LOE).

O CTE procura responder às demandas da sociedade em termos de melhoria da qualidade do edifício, enquanto prossegue melhor proteção dos utilizadores e promover o desenvolvimento sustentável. 

O CTE se aplica a novos edifícios, obras de ampliação, modificação, alteração ou reabilitação.”

O CTE da Espanha é dividido em duas partes, a primeira parte é subdividida em várias seções, em cada uma das diferentes áreas a serem regulamentados, estabelecendo documentos básicos a serem obedecidos no projeto e execução, tais como: segurança estrutural, segurança contra incêndio, segurança e acessibilidade, saneamento básico (salubridade), proteção contra ruídos, além de um dos focos deste trabalho: Economia de Energia.

A segunda parte é dividida em Documentos Básicos que são textos técnicos encarregados de transferir o campo prático os requisitos detalhados na primeira parte do CTE. Cada um dos documentos incluídos e limites de quantificação dos requisitos básicos e uma lista de procedimentos que permitam cumprir os requisitos exigidos. Estes Documentos Básicos se dividem em:

DB SE: Segurança Estrutural. Por sua vez, é composto de cinco documentos:

§  DB SE-AE: Ações na construção

§  DB SE-A: Estruturas Metálicas

§  DB SE-F : Estruturas de fábrica

§  SE-M DB: Estruturas de Madeira

§  DB SE-C: Fundamentos 

DB SI: Segurança em caso de incêndio

      DB SUA: Segurança na utilização e acessibilidade

DB HS: Saúde

DB HE: Economia de Energia

DB HR: Proteção contra o ruído.

 O que interessa aprofundar nesta pesquisa é o DB HE (CTE-DOCUMENTO BÁSIDO HE, 2010, tradução nossa):

“HE 1 REDUZIR DEMANDA ENERGÉTICA:

Os edifícios disponibilizarão da energia necessária para o conforto térmico segundo as características do clima da cidade.

HE 2 RENDIMENTO DAS INSTALAÇÕES TÉRMICAS:

Definirá no Projeto do Edifício, as instalações térmicas segundo o bem estar de seus moradores.

HE 3 EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DAS INSTALAÇÕES DE ILUMINAÇÃO:

Os edifícios disponibilizarão de sistemas de iluminação adequada para cada ambiente, além do uso da luz natural e equipamentos para utilizar a energia.

HE 4 AQUECIMENTO DE ÁGUA:

Nos edifícios com demanda de água quente para sanitários e piscinas cobertas, deverão ter aquecimento solar para atender as características de sua localização.

HE 5 CONTRIBUIÇÃO FOTOVOLTAICA MÍNIMA DE ENERGIA ELÉTRICA:

Os edifícios terão que incorporar sistemas de captação e transformação de energia solar em energia elétrica por tecnologias fotovoltaicas para o próprio sustento da rede.”

O objetivo deste Documento Básico do CTE da Espanha é justamente a economia de energia nos edifícios, além de conseguir que esta energia consumida seja solar e através da tecnologia fotovoltaica. É importante ressaltar que o projeto arquitetônico é responsável por atender estes itens acima para que seja aprovado pela Prefeitura e ter como consequência, além da economia desejada uma energia limpa.

A legislação municipal brasileira não dispõe de tais subsídios para exigir dos projetos arquitetônicos uma forma de projetar, que além de atender os requisitos dos clientes, ainda possam oferecer um sistema que venha economizar energia e ter soluções eficientes para energia solar.

Conforme será citado a seguir, nem mesmo as prefeituras brasileiras tem um planejamento energético para que possam se beneficiar, segundo comenta Martins (1999, pp. 31):

A atuação dos municípios brasileiros, em termos de planejamento energético, tem se restringido a serem consumidores de energia, em decorrência da falta de experiência na gestão da energia e, principalmente, no desconhecimento do potencial de economia da eficiência energética. Apesar de não serem responsáveis pela geração e distribuição de energia, os municípios brasileiros tem diversas possibilidades de atuação relativas à gestão própria da energia elétrica.

É intenção desta pesquisa é propor uma analise critica na legislação brasileira para que busque melhorar não só os projetos arquitetônicos como também ter nestes projetos cunho sustentável e social, haja vista que o uso do sistema fotovoltaico se dará a partir de uma energia limpa e renovável e proporcionará uma economia para o consumidor final. É papel do Arquiteto este interesse por melhorar seus projetos.

Levando em consideração tudo o que foi dito neste capitulo, é importante ressaltar as alterações que algumas cidades norte americanas vêm propondo para melhorar a qualidade da arquitetura local, além de minimizar impactos ambientais e aumentar o uso de novas tecnologias. Conforme foi escrito sobre estas mudanças nas legislações norte americano com relação às novas construções sustentáveis, Keeler e Burke (2010, pp.55):

“A legislação de São Francisco nos Estados Unidos sobre edificação sustentável representa os esforços conjuntos do gabinete do prefeito e das secretarias municipais de planejamento urbano e fiscalização de obras, junto com arquitetos e engenheiros de renome e lideres dos setores imobiliários e da construção civil. [...] descobriremos como o termo edificações sustentáveis passou a se referir às edificações superiores às convencionais em termos tanto de projeto como de construção...”

É importante lembrar que com o poder público trabalhando junto com a arquitetura e a construção civil, a cidade ganhará na qualidade das edificações.

6 SEMINÁRIO TCCI – EFICIÊNCIA ENERGÉTICA, COM O ENGENHEIRO ELETRICISTA DA CEMIG FERNANDO ZACCHE

O engenheiro eletricista Fernando Zacche Casotti, trabalha há 22 anos na CEMIG, e durante o período de 2001 a 2002 ocupou o cargo de Engenheiro de Relacionamento Comercial e Gestor de Projetos em eficiência energética com o programa EFICIENTTIA. Este projeto é do tipo de Programas ESCOs (Energy services Company) que são empresas de Engenharia, especializadas em Serviços de Conservação de energia, ou melhor, promovem a eficiência energética, priorizando a redução de custos no consumo de energia e água dos projetos.

O seminário sobre Eficiência Energética foi realizado no dia 15 de outubro de 2013, às 16 horas com a presença aproximada de 20 pessoas dentre elas haviam alunos, funcionários do Unileste além de pessoas da comunidade.

O tema do seminário foi escolhido para fornecer um maior suporte para o estudo que está sendo realizado nesta pesquisa.

O palestrante falou sobre o programa EFFICIENTIA – Eficiência e soluções energéticas. Este programa oferece ao mercado soluções em eficiência energética voltada a redução dos custos das empresas. (FOLDER EM ANEXO)

“Por meio de contratos de desempenho viabiliza 100% do investimento para a realização dos empreendimentos de eficiência e soluções energéticas, de forma que estes recursos sejam recuperados única e exclusivamente com as próprias economias comprovadas pela medição e verificação segundo protocolo internacional (IPMVP).

O cliente retorna o investimento somente após o final da implantação e comprovação das economias.”

O tema foi tratado de uma forma leve e objetiva, foram mostrados alguns cases de sucessos, onde proprietários de empresas conseguiram uma redução significativa, de custos com a conta de energia elétrica, em seus empreendimentos. Ficou claro que o investimento é alto, mas após o pagamento deste investimento inicial a economia é por tempo indeterminado.

Em alguns momentos o Palestrante deixou clara a participação do Arquiteto no que diz respeito ao projeto luminotecnico. Sempre creditando para este profissional a decisão de como e onde pode ser utilizada a iluminação artificial, e nos casos das aberturas para iluminação natural. Além de priorizar que o importante é que muito mais que um bom projeto o Arquiteto deve pensar em como conceber um projeto que também gere economia para o cliente.

Após a palestra foi entregue aos participantes um folder com um breve resumo sobre o programa da Cemig, o Efficientia, onde constam os pontos importantes da palestra. Logo após foi aberto para perguntas.

Um fato muito interessante após as considerações finais do palestrante, foi que a maioria dos presentes fizeram perguntas sobre como ter economia nas contas de energia. Algumas dicas foram dadas, tais como:

- usar eletrodomésticos mais econômicos,

- o aquecimento de água é muito importante para a redução da conta de água,

- a utilização do sistema fotovoltaico interligado a rede, que é um tema recorrente nesta proposta também foi muito comentada, pois apesar do investimento ser alto após o pagamento a economia de energia é por tempo indeterminado.

7 CONCLUSÃO

Existe uma grande preocupação em se desenvolver no setor energético novas tecnologias. É necessário que estas tecnologias sejam eficientes e economicamente  viáveis, além de responsáveis, sob o ponto de vista do meio ambiente, ou seja, procurem ao máximo, evitar agressões e impactos negativos ambientais.

Embora se tenha uma gama de opções de fontes renováveis de energia, a utilização do sistema com células fotovoltaicas se torna uma alternativa mais eficiente por ter o sol como uma fonte de energia inesgotável. Especialmente no Brasil esta tecnologia deveria ser mais incentivada, pois há elevados e uniformes níveis de irradiação solar. Este incentivo de deve ao seu enorme potencial frente a outros países como a Alemanha, que apesar de baixos níveis de irradiação solar, se destaca como um grande absorvedor desta tecnologia.

Com relação a viabilidade econômica, ainda não se pode dizer que a utilização da energia fotovoltaica seja viável economicamente, para Soares (2010, pp. 74): “... acredita-se que, em breve, o Brasil se tornará um país com tecnologia concreta, consolidada e com elevada capacidade de produção, fazendo com que essa energia renovável seja amplamente difundida e fortemente empregada.”

Os dados examinados nesta monografia vieram consolidar os objetivos que nortearam o presente trabalho. Será desenvolvido no TCC 2 o projeto / metodologia de aplicação de um Kit Solar que integre aquecimento solar, eletricidade e iluminação, além de estar acoplado ao projeto arquitetônico para: promover a substituição da energia convencional e permitir uma redução nos gastos do consumidor final.

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ANEXOS

- Folder distribuído no 1º SEMINÁRIO DO TCC 1, ministrado no dia 15/10/2013.