Agregação da energia solar térmica ao aquecimento da água para o banho na moradia popular no Brasil

Abstract

A presente tese tem como objetivo principal desenvolver um método para avaliar os benefícios e o potencial da agregação da energia solar térmica ao aquecimento da água para o banho na habitação popular, através de técnicas de medição e verificação da demanda e energia elétrica consumida por um grupo de sistemas de aquecimento solar monitorados. O método desenvolvido possibilita avaliar o potencial da energia solar no local da habitação, levantar hábitos de banho, avaliar os impactos proporcionados pelo aquecimento solar assistido por eletricidade da água para o banho sobre o consumo de energia elétrica e sobre as demandas de potência ativa, reativa e aparente solicitadas ao sistema elétrico para aquecer a água. Adicionalmente permite inventariar as emissões de CO2 equivalentes evitadas e avaliar, sob a ótica da sociedade, a viabilidade econômica da inserção dos aquecedores solares na moradia popular, através da obtenção de indicadores técnicos de seus impactos sobre o setor elétrico e sobre o consumidor final. Embora o método desenvolvido apresente caráter geral, este trabalho focou na avaliação da viabilidade técnica e econômica da agregação da energia solar térmica ao aquecimento da água para o banho na moradia popular, localizada em Florianópolis, cidade inserida na região de menor incidência de irradiação solar do Brasil. Os resultados obtidos demonstram que, embora Florianópolis esteja localizada numa região de baixa incidência solar, correspondendo possivelmente ao caso mais desfavorável no país, a energia solar apresenta-se bem distribuída, permitindo que a agregação da energia solar térmica ao aquecimento de água para o banho proporcione ganhos significativos em economia de energia elétrica e na redução da demanda no horário de ponta. Adicionalmente, os resultados demonstram claramente a viabilidade econômica da agregação da energia solar térmica ao banho nas condições avaliadas.

This thesis aims to develop a method to assess the benefits and the potential of solar thermal energy for water heating (shower only) in popular housing through methods of measurement and verification of demand and energy consumed by a group of monitored solar heating systems. The methodology allows to evaluate the potential of solar energy in the context of showering habits, and to assess the impacts provided by using solar energy to assist the heating of the water for showering on the consumption of electricity and on the demands of active, reactive and apparent power imposed on the electric system for water heating purposes. In addition, the method allows to assess the CO2 avoided emissions equivalent, and also assess, from the perspective of society, the economic viability of its inclusion in popular housing through technical indicators of their impact on the electricity industry and on the final consumer. Although the method developed presents a general character, this study focused on assessing the technical and economic viability of adding solar thermal energy to heat water for showering in a popular housing complex, located in Florianópolis, a city located in a region of lowest incidence of solar radiation in Brazil. The results show that although Florianópolis is located in a region of low solar incidence, possibly corresponding to the worst case in the country, the solar energy resource is well distributed, allowing the aggregation of solar thermal energy to heat water for showering to provide significant gains in energy savings, and reducing demand at peak hours. The results clearly demonstrate the economic viability of using solar thermal energy for showering under the conditions evaluated.