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Energia Solar em Edificações
Hans Rauschmayer
Parceria
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A Solarize
• Energia Solar e Sustentabilidade
– Energia Fotovoltaica
– Aquecimento Solar
– Integração com arquitetura
• Consultoria e Projetos
– Estudos de viabilidade
– Projetos de instalação
– Consultoria
• Capacitação
– Desde 2008
– Ampla gama de cursos para
profissionais e leigos
– Congressos e seminários
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Agenda
• Por quê usar a energia solar?
• Formas de aproveitar a energia solar
• Aquecimento Solar
– Tecnologia
– Segmentos
– Cálculos básicos
– Questões arquitetônicas
• Energia Solar Fotovoltaica
– Tecnologia
– Regulamentação
– Cálculos básicos
– Questões arquitetônicas
• Mercado e Iniciativas de Apoio
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A Força da Energia Solar
4
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Irradiação Solar
Irradiação solar global kWh/m² ano
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Aproveitamento da Energia Solar
• Porquê?
• No Brasil, 1 m² recebe 150kWh de energia solar por mês,
equivalente ao o consumo médio de uma família
• Energia gratuita, abundante e até incômoda
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Formas de Aproveitamento
Eletricidade Energia Fotovoltaica
Aquecimento solar
Água Ar
Usina termossolar
Resfriamento Sistemas ligados
à rede
Sistemas autônomos
Uso direto (bombas)
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Como Funciona Aquecimento Solar
Coletores misturador
Caixa
d’água
fria
Reservatório
Térmico alimentação
armazenamento
circulação
captação
aquecimento complementar
consumo
distribuição
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Cálculo básico
Coletores
Caixa
d’água
fria
Reservatório
Térmico
Cada banho diário:
50 l ... 150 l de reservatório
1 m² de coletor
para cada 100 l de
reservatório:
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Princípios arquitetônicos
Coletores
Caixa
d’água
fria
Reservatório
Térmico Peso e
espaço físico
Cobertura com sol,
preferencialmente
para norte
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Princípios arquitetônicos
Coletores
Caixa
d’água
fria
Reservatório
Térmico
Proximidade
para não
perder calor
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Princípios arquitetônicos
Caixa
d’água fria
Reservatório térmico
Coletores
Três níveis com circulação natural
Circulação
natural
Caixa
d’água fria
Reservatório térmico
Coletores
Dois níveis com circulação forçada
1
2
3
Circulação
forçada
(bomba)
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Setor Residencial Unifamiliar
fonte: Dasol/Abrava • A torre abriga caixa d´água e
reservatório acima dos coletores
(três níveis)
• Telhado planejado para coletores
solares
• Outros telhados, por serem muito
recortados, dificultam uso de
energia solar
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Setor Residencial Unifamiliar
fonte: Renato Cesar Pereira
Santa Teresa, Rio de Janeiro, 500l
• Circulação forçada
• Caixa d´água e reservatório no
mesmo nível, dentro da torre
• Aquecedor Solar de Baixo Custo
(ASBC)
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Setor Residencial Multifamiliar
Belo Horizonte: capital solar do Brasil
Sistemas centrais
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Setor Residencial Multifamiliar
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Setor Residencial Multifamiliar
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Habitação de Interesse Social
18
Rio de Janeiro - Mangueira:
• 498 famílias
• Sistemas individuais (1 por apartamento)
Minha Casa Minha Vida
Fotos: GIZ / Hans Rauschmayer
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Habitação de Interesse Social
• Programa Morar Carioca Verde: Morro da Babilônia
• Primeiro prédio de habitação social com Selo Casa Azul (ouro)
• Arquitetura adaptada ao aquecimento solar
• Projeto e acompanhamento do aquecimento solar: GIZ
• Habitado desde março 2013
Fotos: GIZ / Hans Rauschmayer
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Setor Hoteleiro
SESC Pantanal
Spa
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Setor Hoteleiro
Hotel Golden Ville – Marabá – Pará
• Sistema de 8.000 litros
• Reservatórios em série
• Termossifão em cada Reservatório
• 36 coletores de 2m²
• Apoio a gás
Cortesia: VALIC
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Setor industrial
REDUC- Petrobrás
39.3000 litros a 60°C
652 m2 de coletores
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Vestiários
Exemplo:
• Academia
• 6.000l de água quente para banho
• 60 m² coletores abertos
Resultado:
• 40% de economia de gás por ano
• TIR: 45%
• VPL: 13 vezes o custo em 20 anos
Candidatos:
• Empresas
• Canteiros de obras
• Prédios
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Piscinas
Palácio da Alvorada, Brasília Área da piscina: 900m² Área coletora: 814m²
Residência, Goias: Aquecimento de piscina e banho
SESC Pantanal
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Aquecimento Solar: Resumo
• Considere aquecimento solar desde o anteprojeto
– Telhado
– Distribuição
– Armazenamento
– Aquecimento complementar
• Projeto, equipamento e instalação variam conforme o segmento
do mercado e perfil dos usuários
• Retorno de investimento
– Piscina: 6 .. 24 meses
– Banho: 2 ... 4 anos
• Vida útil: 20 anos
• Economize água quente antes de aquecê-lo!
• Procure especialistas!
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Aquecimento Solar - Segmentos
Residencial banho
Habitação Social
Pequenos sistemas
padronizados
Sistemas individuais
Sistemas
customizados de pequeno a médio
porte
Sistemas de grande porte
Aquecimento central para
banho e cozinha
Serviços Piscinas
Particular Hotelaria
Academias
Industrial
Sistemas específicos
Ex. processos de
lavagem ou aquecimento
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Energia Fotovoltaica – Componentes
Sede da Solarize: Primeira instalação ligada à rede
no Rio de Janeiro, agosto de 2013
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Energia Fotovoltaica – Componentes
• Módulos
– Tamanho padrão: 1 m x 1,65 m ou 1 m x 2 m
– Garantia de produção: 25 anos
– Vida útil esperada: 30 a 40 anos
– Perde eficiência com calor
• Inversor para conexão à rede
– Vida útil: 10 a 12 anos
– Silencioso
• Cálculo básico
– Um sistema com potência de 1 kWp gera 120 kWh por mês e
ocupa 7 m² no telhado inclinado (mais em laje)
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Princípios Arquitetônicos
• Módulos
– Orientação preferencialmente norte, opcional leste / oeste
– Inclinação igual latitude (quando orientado para norte)
– Pouca ou nenhuma sombra!!!
– Boa ventilação para reduzir calor
• Inversor
– Instalação em local arejado, sem poeira, sol, chuva
– Cuidado com cabos expostos
– Não faz barulho
– Conexão à internet
• Instalação elétrica
– Poucos eletrodutos, sem modificação da instalação existente
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Geração Distribuída Definição e Esquema
Medidor
consumo
Consumidores
Geração Distribuída: “Uma unidade de consumo ...
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Medidor
consumo
Geração Distribuída Definição e Esquema
Inversor
Medidor injeção
Medidor
consumo
Quadro de Distribuição
Geração Distribuída: “Uma unidade de consumo ... passa a também gerar energia.”
Consumidores
Fonte
Arranjo
fotovoltaico
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Geração Distribuída Funcionamento com muito sol
Inversor
Medidor injeção
Medidor
consumo
O excedente é injetado
Fonte
Autoconsumo
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Geração Distribuída Funcionamento com pouco sol
Inversor
Medidor injeção
Medidor
consumo
A energia solar e a da rede se
complementam
Fonte
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Geração Distribuída Funcionamento sem sol
Inversor
Medidor injeção
Medidor
consumo
Fonte
Toda a energia
vem da rede
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Geração Distribuída Falta de energia
Inversor
Medidor injeção
Medidor
consumo
Fonte
O inversor desliga
“anti-ilhamento”
Os consumidores
ficam sem energia
Em áreas urbanas, o no-break é
separado do sistema solar
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Geração Distribuída
• Unidades de consumo passam a também
gerar energia
• Injeção na rede, sem armazenamento local
• Vantagens:
– Capilaridade
– Geração em centros de consumo
– Uso de áreas ociosas
– Redução de custos com transmissão
Petrópolis-RJ
2,5 kWp
AMPA, Cuiabá
11,5 kWp
Ontario, Canadá
500 kW
Canadian Solar
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Regulamentação
• Regulamentação Normativa Aneel 482/2012, revisada pela
REN 687/2015
• Regime de compensação de energia, não venda!
• Limite da geração = consumo atual
• Não é possível zerar a conta:
– Taxa mínima é devida (“custo de disponibilidade”, 100 kWh / mês
em ligação trifásica)
• Modalidades:
– Autoconsumo local: geração e consumo no mesmo local
– Geração compartilhada: rateio da energia gerada pelo condomínio
– Autoconsumo remoto: geração em local diferente da compensação
(ex. sítio + apartamento)
– Cooperativa solar: pessoas constroem uma usina e rateiam a
energia
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Resultado do Sistema Solarize
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Sistemas Interligados à Rede
Residência, Humaitá, Rio de Janeiro
3 kWp, Ligado desde 10/2014
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Combinação Solar Térmica e Fotovoltaica
Residência, Maringá-PR
Foto: Solar Energy
Residência, Urca, Rio de Janeiro
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Caso PGM Uberlândia
Fonte: econova
• Primeiro sistema conectado à rede
conforme portaria Aneel/482
• Desde dezembro 2012: 90% do consumo
da energia
• Ampla repercussão na mídia
• Prêmio Sebrae de Práticas Sustentáveis
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Sistemas Interligados à Rede
Concer, Praça de Pedágio BR-040, Duque de Caxias
166 kWp, em fase de legalização (Solarize)
SESI, Belem-PA
26 kWp
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Sistemas Interligados à Rede
Maracanã
Mineirão
Foto: globoesporte
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Revestimento fotovoltaico de fachadas
• Na latitude do Rio
de Janeiro, uma
instalação vertical
gera apenas a
metade de
energia quando
comparada a
uma colcoação
inclinada
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Brises e Coberturas
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Adequação arquitetônica
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Sistema Autônomo “Off-grid”
baterias
Controlador
de carga
12/24/48V CC
consumidor em corrente contínua
Iluminação solar na
BR 040 (Petrópolis)
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Energia Solar Fotovoltaica - Segmentos
Autônomos (off-grid)
Aplicações automatizadas
Telefonia
Meteorologia
Localidades afastadas
Conectados à rede (on-grid)
Uso Direto
Bombas
Geração Distribuída
Residências Empresas
Usinas
Sítios
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Mercado Mundial
• O mercado mundial continuará crescendo fortemente
• Por isso, há perspectiva de baixa contínua dos preços
EPIA, 2015
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Geração Distribuída no Brasil
• Números ainda baixos, mas forte
crescimento
• Rio de Janeiro em segundo lugar
entre os estados
Aneel, 17/01/2016
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Previsão EPE
• Estudo “Demanda da Energia
2050”, EPE, Agosto de 2014
• A demanda vai triplicar
• A energia solar vai ter um papel
importante
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Selos “Green Building”
Os selos de construção sustentável estão incentivando o uso de energias renováveis, criando novos mercados.
Instrução Normativa MPOG/SLTI Nº 2/2014:
• Obras federais de construção ou reforma devem
alcançar Etiqueta Nacional de Conservação de
Energia (ENCE) classe A
• Energia solar pontua como bonificação
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• A crise energética mostrou a necessidade por fontes novas,
apenas mascarada neste momento pela crise econômica
• Aquecimento solar virou padrão em grande parte do Brasil
• Energia solar fotovoltaica já é financeiramente viável para
grande parte dos consumidores
• Linhas de créditos adequadas, disponíveis em algumas regiões
do Brasil, estão impulsionando instalações
• Energia solar veio para ficar!
Resumo
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Contatos
• Hans Rauschmayer
• Tel (21) 99615-9812
• www.solarize.com.br
• solarizerio
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Qual é a demanda por capacitação entre os arquitetos?
Obrigado!
Data Curso / Evento
18 a 20/05 Curso sistemas on-grid
23/05 a 25/05 Curso Aquecimento Solar
10/05 a 12/05 Feira Enersolar+ São Paulo
30 e 31/05 Curso software PV*Sol em São Paulo
01 a 02/06 Curso sistemas autônomos
27 a 29/06 Curso usinas fotovoltaicas de grande
porte
13 a 15/06 Curso sistemas on-grid
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