Análise energética de sistemas solares térmicos para diferentes demandas de água em uma residência unifamiliar

Abstract

Resumoários países têm utilizado a energia solar com a finalidade de reduzir a dependência de combustíveis fósseis e as emissões de gases de efeito estufa. Os edifícios comerciais, públicos e residenciais são responsáveis por 47,6% do consumo de energia elétrica no Brasil. O chuveiro elétrico é o equipamento com maior participação de consumo em residências brasileiras, seguido da geladeira e do ar-condicionado. Objetivou-se com este trabalho analisar a eficiência energética de um sistema solar térmico com apoio elétrico para atender diferentes demandas de água quente em uma residência unifamiliar, comparativamente ao uso de chuveiro elétrico. No dimensionamento do sistema solar foram considerados parâmetros do Programa Brasileiro de Etiquetagem de edifícios e da norma técnica NBR 15569/2008. O aquecedor solar foi simulado pelo programa EnergyPlus nas condições climáticas de Viçosa, Minas Gerais. Entre outras variáveis, foram avaliadas a fração solar do sistema, a energia transferida ao coletor solar, a energia armazenada no reservatório térmico e o consumo de energia elétrica pelas duas opções de aquecimento. Foi verificado que a substituição do chuveiro elétrico pelo aquecedor solar com backup elétrico provocou uma redução média de 70% no consumo de energia elétrica destinado a aquecimento de água e 36% no consumo total de energia elétrica da residência.Palavras-chave: Energia solar. Aquecimento de água. Edificações. AbstractSeveral countries have been using solar energy in order to reduce dependence on fossil fuels and to cut greenhouse gas emissions. Commercial, public and residential buildings are responsible for 47.6% of the electricity consumption in Brazil. Electric water heaters are the biggest energy consumers in Brazilian dwellings, followed by refrigerators and air-conditioners. The objective of this study is to analyze the energy efficiency of a solar water heating system with electric backup to meet the different hot water demands of a single-family dwelling, comparing it with electric water heaters. The parameters of the Brazilian Labeling Program for buildings and those of the technical standard NBR 15569/2008 were considered in the dimensioning of the the solar heating system. The solar heating system was simulated using the EnergyPlus software in the climatic conditions of Viçosa, Minas Gerais. The variables analyzed included the solar fraction, the energy transferred to the solar panels, the energy stored in the storage tank and the electricity consumption of the two water heating options. The results indicated that the replacement of the electric shower by the solar heater with electric backup led to an average reduction of 70% in electricity consumption for water heating and 36% of the dwelling's total electricity consumption.

Avaliação numérica do desempenho térmico de diferentes configurações de trocadores de calor solo-ar

“…O crescente aumento na demanda de energia elétrica se depara com a limitação dos recursos naturais existentes. Com isso, torna-se inevitável que os setores sociais se preocupem em desenvolver suas atividades de forma mais eficiente e sustentável, com menos impactos ao meio ambiente (BITTENCOURT et al, 2007;MARCONDES et al, 2010;ALTOÉ;OLIVEIRA FILHO;CARLO, 2012;BRUGNERA et al, 2019).…”

Impactos econômicos da ampliação do uso de energia solar residencial em Minas Gerais

“…A solução imediata para suprir a demanda energética tem sido a utilização das termoelétricas que, no entanto, é desvantajosa do ponto de vista ambiental, em virtude do aumento das emissões de Gases de Efeito Estufa (GEE) associadas à queima de combustíveis fósseis, e do ponto de vista fi nanceiro, devido às condições de geração relativamente mais custosas, revertidas em aumentos de tarifas. 1 Dessa forma, a energia solar tem se tornado uma opção viável, estimulando o surgimento de estudos sobre a viabilidade econômica do seu aproveitamento através de painéis fotovoltaicos (Salamoni et al, 2004;Ordenes et al, 2007;Mitscher;Ruther, 2012;Holdermann;Kissel;Beigel, 2014) e aquecedores solares (Rispoli, 2008;Altoé;Oliveira Filho;Carlo, 2012;Pereira;Santos, 2016).…”

Life cycle assessment of domestic hot water systems: a comparative analysis

“…shows that switching from electric shower to these hybrid technologies can save up to 70% 43 of energy used for providing hot water and up to 36% in total energy consumption of a 44 residence (Altoé et al, 2012). 45 The figures above normally take into account primarily the use phase of the hot 46 water systems.…”