AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL ALIADA A FONTES ALTERNATIVAS DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
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INSTITUTO SUPERIOR DE CIÊNCIAS APLICADAS
CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO ELÉTRICA
AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL ALIADA A FONTES ALTERNATIVAS
DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
RAFAEL FERNANDO CORREA RODRIGUES
Limeira – SP
2011
Rafael Fernando Correa Rodrigues
AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL ALIADA A FONTES ALTERNATIVAS
DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
Limeira – SP
2011
Trabalho de conclusão de curso apresentado como
exigência parcial para obtenção do título de Bacharel em
Engenharia de Produção Elétrica pelo Instituto Superior de
Ciências Aplicadas, sob a orientação da professora Ma.
Talía Simões dos Santos.
RESUMO
Este trabalho busca tratar da automação residencial, formas alternativas de geração de
energia em nível residencial com objetivo de alcançar sustentabilidade e conforto.
Como a automação residencial colabora com a sociedade, pensando em sustentabilidade
provendo economia de energia, acessibilidade proporcionando certo conforto a quem
tem necessidades especiais, comodidade, segurança e as formas de obtenção de energia
para uma casa que proporcione um desenvolvimento sustentável.
ABSTRACT
This work search to treat home automation, alternative forms of energy generation
at home in order to achieve sustainability and comfort. As home automation
contributes to society, thinking about sustainability by providing energy savings,
accessibility, providing some comfort to those who have disabilities,
convenience, security and ways of obtaining energy for a house to provide a sustainable
development.
SUMÁRIO
1.0. INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 7
1.1. OBJETIVOS ..................................................................................................................... 7
1.2. JUSTIFICATIVA .............................................................................................................. 7
1.3. ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO ................................................................................ 7
2.0. FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA .................................................................... 8
2.1. ENERGIA SOLAR-CÉLULAS FOTOVOLTAICAS ...................................................... 8
2.1.1. Vantagens .................................................................................................................. 8
2.1.2. Desvantagens ............................................................................................................. 8
2.2. ENERGIA EÓLICA ............................................................................................................ 11
2.3. BIOMASSA .................................................................................................................... 16
2.3.1. Produtos derivados da biomassa.............................................................................. 18
2.3.2. EMPREENDIMENTOS NO BRASIL .................................................................... 19
3.0. AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL .................................................................................... 19
3.1. TECNOLOGIA ....................................................................................................... 22
3.2. SEGURANÇA DE REDES .................................................................................... 23
3.3. INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL ...................................................................................... 23
4.0. COMPARAÇÃO ............................................................................................................. 24
4.1. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO ......................................... 31
4.2. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA EÓLICO ......................................................... 32
CONCLUSÃO E CONSIDERAÇÕES FINAIS ......................................................................... 35
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................................ 37
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Módulos fotovoltaicos da Kyocera..................................................................9
Figura 2 – Módulo fotovoltaico instalado na Casa Modelo............................................10
Figuras 3 – Componentes de um gerador eólico.............................................................12
Figura 4 – Casa em Jundiaí – SP com geração eólica.....................................................13
Figura 5 – Atlas do Potencial Eólico Brasileiro..............................................................15
Figura 6 – Aparelho iPad utilizado para controlar várias tarefas....................................20
Figura 7 – Automação integrando iluminação, áudio e vídeo.........................................21
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Usinas Eólicas em operação no Brasil em dezembro de 2007......................17
Tabela 2 – Comparação entre lâmpadas incandescentes x fluorescentes compactas x
lâmpadas a LED...............................................................................................................28
Tabela 3 – Conexão à Rede enviada pela empresa Solar Brasil......................................33
7
1.0. INTRODUÇÃO
Como o avanço tecnológico tem cada vez mais se inserido em nossas vidas e
serviços que nos proporcionam uma melhora no nosso bem-estar, já há muito tempo os
eletrodomésticos fazem parte de nossa vida e facilitam o nosso dia a dia. Hoje em dia
com o crescente pensamento em preservar o meio ambiente garantindo a
sustentabilidade, a tecnologia se alia a nós procurando formas de economizar energia e
trazendo novas formas de obtenção das mesmas que causam menor impacto ao meio
ambiente e unindo a automação com elas, com construções ecológicas e com conceito
sustentável.
1.1. Objetivos
Esse trabalho tem por objetivo apresentar como aliar a automação com fontes
alternativas de energia, demonstrando o quanto podemos economizar energia, facilitar
nossas vidas e diminuir o impacto ambiental.
1.2. Justificativa
A escolha desse trabalho foi realizada devido a crescente tecnologia nesses
setores e por apesar de se ter trabalhos nesse contexto ainda há muito que se investigar e
avançar tanto na área de automação residencial como nas fontes alternativas de energia.
1.3. Organização do Trabalho
No Capítulo 2 são apresentados alguns tipos de fontes alternativas de geração de
energia elétrica.
No Capítulo 3 é abordada a automação residencial que servirá de base junto ao
Capítulo 2 para o desenvolvimento deste trabalho.
O Capítulo 4 trata das considerações, levantamentos e estudos feitos acerca das
tecnologias do desenvolvimento do trabalho.
No Capítulo 5 são feitas as considerações e conclusões tomadas a partir dos
resultados obtidos na comparação do trabalho.
8
2.0. FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA
2.1. ENERGIA SOLAR-CÉLULAS FOTOVOLTAICAS
A fonte de energia mais confiável e abundante que existe é o sol. Ela é
inesgotável e pode ser utilizada em diversas aplicações. Em um dia claro e ensolarado, o
sol brilha "despejando" aproximadamente 1.000 watts de energia por metro quadrado da
superfície do planeta [1].
Através da utilização de células fotovoltaicas, converte-se a energia luminosa em
elétrica. Esse tipo de conversão de energia apresenta vantagens e desvantagens, a seguir
são listadas algumas delas.
2.1.1. Vantagens
Geração de energia até mesmo em dias nublados;
Gera energia em 12V (corrente contínua);
Sistema modular levíssimo; simples instalação, com fácil manuseio e transporte,
podendo ser ampliado conforme necessidade;
Grande vida útil, acima de 25 anos;
Compatível com qualquer bateria; funcionamento silencioso;
Manutenção quase inexistente;
Não possui partes móveis que possam se desgastar;
Não produzem contaminação ambiental.
2.1.2. Desvantagens
As células fotovoltaicas necessitam de tecnologia sofisticada para a sua
fabricação;
Possuem custo de investimento elevado;
9
O rendimento real de conversão de um módulo é reduzido (o limite teórico
máximo numa célula de silício cristalino é cerca de 28%);
Necessita de um armazenador de energia;
Seu rendimento é dependente do índice de radiação, temperatura, quantidade de
nuvens, dentre outros.
Os sistemas fotovoltaicos podem ser classificados em três maneiras, isolados,
híbridos e conectados as redes. A aplicação de cada uma delas depende da
disponibilidade dos recursos de energia nos locais onde os sistemas serão utilizados [2].
Para se fazer uso da geração fotovoltaica é necessário alguns equipamentos, que
dependem do tipo de sistema adotado. Os mais comumente adotados são o gerador
fotovoltaico, o acumulador de energia ou bateria, os conversores e reguladores de
tensão.
Os geradores fotovoltaicos ou módulos fotovoltaicos são feitos principalmente
de silício, que absorve os fótons dos raios solares e os transforma em corrente elétrica
contínua. Cada célula produz uma potência de 1 a 3W e tensão menor que 1 V. Para
potências mais elevadas formam-se módulos (ou painel). Com ligações em série
aumentamos a tensão e com ligações em paralelo aumentamos a corrente elétrica. A
figura 1 abaixo mostra as células fotovoltaicas. [3]
Figura 1 – Módulos fotovoltaicos da Kyocera. [4]
10
Os painéis fotovoltaicos são instalados principalmente de três formas: montagem
à superfície, feita numa estrutura no telhado pronto, provavelmente a forma de menor
custo; montagem em cobertura, montado no lugar do telhado o custo elevado é um
pouco compensado pela economia de materiais de cobertura, esse modo tem menor
impacto visual que os à superfície; telhas solares são as mais caras, mas, apresentam um
aspecto clássico e são fáceis de colocar. Além desses modos principais, temos painéis
adesivos que podem ser colados nas paredes e semitransparentes, usados em janelas. A
figura 2 abaixo mostra um módulo fotovoltaico instalado no telhado de uma residência.
Os acumuladores de energia ou bateria são usados para armazenar a energia
produzida durante as horas de luminosidade e utilizá-la no decorrer da noite e/ou longos
períodos de escassez solar. Além disso, a bateria fornece uma corrente maior que os
painéis podem fornecer, como por exemplo, nos motores que no momento de partida
necessitam de uma corrente de 4 a 6 vezes a sua corrente nominal. Trabalham junto com
os módulos para alimentar as cargas.
Utiliza-se principalmente baterias de 12V/150Ah. Recomenda-se o uso de
baterias seladas de ciclos constantes, livres de manutenção. Baterias não devem ser
instaladas diretamente sobre o solo ou piso: devem sempre ser assentadas sobre uma
base plástica ou de madeira. Observar que o local esteja sempre livre de umidade e
Figura 2 – Módulo fotovoltaico instalado na Casa Modelo
do consórcio PCJ.
11
impurezas, e seja ventilado. Mantenha a bateria em local abrigado do sol e da chuva. A
eficiência do sistema de energia solar depende diretamente da qualidade e do estado das
baterias. Baterias velhas aceitam menos carga e ainda desperdiçam a energia de carga
fornecida [5].
O conversor é um aparelho eletrônico que converte a energia elétrica CC
(corrente contínua) em CA (corrente alternada) 127 ou 220 V, possibilitando a
utilização dos eletrodomésticos encontrados no mercado.
O regulador de tensão é um aparelho eletrônico que protege as baterias de
sobrecargas e descargas excessivas, não permite a descarga total da bateria
desconectando a carga, garantindo mais vida útil à bateria e protegendo o módulo
evitando o retorno da energia. Isto pode ser conseguido abrindo o circuito entre os
módulos fotovoltaicos e a bateria (controle tipo série) ou curto-circuitando os módulos
fotovoltaicos (controle tipo shunt). Quando o consumo faz com que a bateria comece a
descarregar, portanto, abaixar sua tensão, o regulador reconecta o gerador à bateria e
recomeça o ciclo [5].
2.2. ENERGIA EÓLICA
O ar é um fluido em forma gasosa ao invés de líquida. Na forma de vento, suas
partículas movem-se rapidamente e esse movimento significa energia cinética. A
turbina eólica através de suas pás especialmente projetadas captura a energia cinética
contida no vento. A geração eólica é praticamente idêntica a hidrelétrica: assim que as
pás da turbina capturam a energia do vento e começam a se mover, elas giram um eixo
que une o cubo do rotor a um gerador. O gerador transforma essa energia rotacional em
eletricidade.
Assim como a energia solar, a energia eólica começa com o sol. O sol aquece
uma determinada área de terra então o ar ao redor dessa massa de terra absorve parte do
calor. A certa temperatura, esse ar mais quente começa a se elevar muito rapidamente,
pois um determinado volume de ar quente é mais leve do que um volume igual de ar
mais frio. As partículas de ar que se movem mais rápido (mais quentes) exercem uma
pressão maior do que as partículas que se movem mais devagar, de modo que são
necessárias menos delas para manter a pressão normal do ar em uma determinada
elevação. Quando este ar quente mais leve se eleva subitamente, o ar mais frio flui
12
rapidamente para preencher o espaço vazio deixado. Este ar que velozmente preenche o
espaço vazio é o vento.
Se você colocar um objeto - como uma pá de rotor - no caminho desse vento, o
vento irá empurrá-la, transferindo parte de sua própria energia de movimento para a pá.
É assim que uma turbina eólica captura a energia do vento. Simplificando, a turbina de
energia eólica é constituída em três partes fundamentais, as pás do rotor, o eixo da
turbina eólica e o gerador.
As pás do rotor atuam como barreiras para o vento. Quando o vento força as pás
a se mover, transfere parte de sua energia para o rotor.
O eixo da turbina eólica é conectado ao cubo do rotor. Quando o rotor gira, o
eixo gira junto. Desse modo, o rotor transfere sua energia mecânica rotacional para o
eixo, que está conectado a um gerador elétrico na outra extremidade, que por sua vez
através da indução eletromagnética produz tensão elétrica [6]. A figura 3 abaixo ilustra
os componentes de um gerador eólico.
Figura 3 – Componentes de um gerador eólico. [7]
13
Uma pequena turbina com capacidade de 10 kW pode gerar até 16 mil kWh por
ano, sendo que uma típica residência americana consome cerca de 10 mil kWh anuais
[8]. A figura 4 abaixo ilustra a aplicação de uma turbina eólica em uma residência.
As turbinas eólicas nem sempre funcionam com 100% da potência, como muitas
outras fontes energéticas, já que a velocidade do vento é variável.
A localização é tudo quando se trata de turbinas eólicas. Saber quanto vento
existe em uma área, qual sua velocidade e duração são fatores decisivos fundamentais
para a construção eficiente. A energia cinética do vento aumenta exponencialmente em
proporção à sua velocidade, de modo que um pequeno aumento na velocidade do vento
representa na verdade um grande aumento do potencial de energia. A regra geral é que,
dobrando a velocidade do vento, obtém-se um aumento de oito vezes no potencial de
energia. Teoricamente, uma turbina em uma área com velocidade média do vento de 40
km/h irá gerar, na verdade, oito vezes mais eletricidade do que a mesma turbina onde a
velocidade média do vento é de 20 km/h. Esse fator é "teórico" porque em condições
reais há um limite para a quantidade de energia que uma turbina pode extrair do vento.
Ele é chamado de limite de Betz e é de cerca de 59%. Mas um pequeno aumento na
velocidade do vento ainda leva a um aumento significativo da geração de energia.
Figura 4 – Casa em Jundiaí – SP com geração eólica. [9]
14
Implementar um pequeno sistema de turbina eólica para suas próprias
necessidades é uma maneira de garantir que a energia que você usa é limpa e renovável.
Uma configuração de turbina residencial ou empresarial pode custar algo entre US$ 5
mil a US$ 80 mil. Uma turbina de geração pública custa bem mais. Uma única turbina
de 1,8 MW pode custar até US$ 1,5 milhão instalada, e isso não inclui o terreno, linhas
de transmissão e outros custos de infra-estrutura associados com o sistema de geração
eólica. No total, o custo de uma fazenda eólica está ao redor de US$ 1 mil por kW de
capacidade, de modo que uma fazenda eólica com sete turbinas de 1,8 MW custa
aproximadamente US$ 12,6 milhões. O tempo de retorno do investimento para uma
grande turbina eólica, ou seja, o tempo necessário para gerar eletricidade suficiente para
compensar a energia consumida na construção e instalação da turbina, é de cerca de três
a oito meses, de acordo com a Associação Americana de Energia Eólica.
Apesar da energia eólica ainda ser subsidiada pelo governo, ela é atualmente um
produto competitivo e, por todos os critérios, pode caminhar por si mesma como uma
fonte viável de energia. O Battelle Pacific Northwest Laboratory, um laboratório de
ciência e tecnologia do Departamento de Energia dos EUA, estima que a energia eólica
sozinha seja capaz de suprir 20% da eletricidade do país. A Associação Americana de
Energia Eólica coloca esse número em um teórico 100%. Seja qual for a estimativa
correta, os Estados Unidos provavelmente não atingirão essas porcentagens tão cedo. A
Associação Americana de Energia Eólica avalia que por volta de 2020, o vento
fornecerá 6% de toda a eletricidade nos EUA. Embora os Estados Unidos possuam uma
das maiores bases instaladas de energia eólica no mundo em termos de potência total
em watts, a participação porcentual se encontra bem atrás de outros países
desenvolvidos. O Reino Unido possuía meta estabelecida de 10% de geração eólica em
2010. A Alemanha gera atualmente 8% de sua energia do vento, enquanto a Espanha
6%. A Dinamarca, líder mundial em consumo de energia limpa, obtém mais de 20% de
sua eletricidade do vento [10].
No Brasil o potencial eólico é de 143,5 GW (GigaWatts), segundo um estudo da
Centro de Pesquisa em Energia Elétrica (Cepel) do Ministério de Minas e Energia feito
em 2005. O estudo levou em conta geradores de energia eólica de até 50 metros. Com o
avanço tecnológico no setor, que permite geradores de até 80 metros atualmente no
Brasil, o potencial cresceria mais ou menos 50%. A figura 5 a seguir ilustra o potencial
eólico Brasileiro [11].
15
“Quanto mais alto, mais potencial eólico, já que vão diminuindo os problemas
com relevo e rugosidade do solo”, afirma o pesquisador da Cepel Antônio Leite.
Esse potencial de 143,5 GW representaria a geração de energia de 146 milhões
de residência. Essa conta, no entanto, é só ilustrativa. A energia eólica não é energia
firme, ou seja, com fornecimento constante. Assim, sua energia é armazenada em
baterias ou trabalha em conjunto com as hidrelétricas, ajudando, por exemplo, no
abastecimento dos reservatórios dessas usinas. A Tabela 1 a seguir mostra dados das
usinas eólicas em operação em no Brasil em dezembro de 2007.
Figura 5 – Atlas do Potencial Eólico Brasileiro [11].
16
Tabela 1 – Usinas Eólicas em operação no Brasil em dezembro de 2007 [12].
2.3. BIOMASSA
Do ponto de vista da geração de energia, o termo biomassa abrange os derivados
recentes de organismos vivos utilizados como combustíveis ou para a sua produção.
Para a geração de energia excluem-se os tradicionais combustíveis fósseis, embora estes
também sejam derivados da vida vegetal (carvão mineral) ou animal (petróleo e gás
natural), mas são resultados de transformações que demoram milhões de anos. A
biomassa pode considerar-se um recurso natural renovável, enquanto que os
combustíveis fósseis não se renovam a curto prazo.
Utilizada na produção de energia a partir de processos como a combustão de
material orgânico produzido e acumulado em um ecossistema, porém nem toda a
produção primária passa a incrementar a biomassa vegetal do ecossistema. Suas
vantagens são o baixo custo, é renovável, permite o reaproveitamento de resíduos e é
17
menos poluente que outras formas de energias como aquela obtida a partir de
combustíveis fósseis.
A queima de biomassa provoca a liberação de dióxido de carbono na atmosfera,
mas como este composto havia sido previamente absorvido pelas plantas que deram
origem ao combustível, o balanço de emissões de CO2 é nulo.
Para obtenção das mais variadas fontes de energia, a biomassa pode ser utilizada
de maneira vasta, direta ou indiretamente. O menor percentual de poluição atmosférica
global e localizado, a estabilidade do ciclo do carbono e o maior emprego de mão-de-
obra, podem ser mencionados como alguns dos benefícios de sua utilização.
Igualmente, em relação a outras formas de energias renováveis, a biomassa,
como energia química, tem posição de destaque devido à alta densidade energética e
pelas facilidades de armazenamento, câmbio e transporte. A semelhança entre os
motores e sistemas de produção de energia de biomassa e de energia fóssil é outra
vantagem, dessa forma a substituição não teria um efeito tão impactante nem na
indústria de produção de equipamentos nem nas bases instituídas para transporte e
fabricação de energia elétrica. [13]
A seguir alguns exemplos de biomassa:
A lenha é muito utilizada para produção de energia por biomassa - no Brasil, já
representou 40% da produção energética primária. A grande desvantagem é o
desmatamento das florestas;
Cana-de-açúcar - no Brasil, diversas usinas de açúcar e destilarias estão
produzindo metano a partir da vinhaça. O gás resultante está sendo utilizado
como combustível para o funcionamento de motores estacionários das usinas e
de seus caminhões. O equipamento onde se processa a queima ou a digestão da
biomassa é chamado de biodigestor. Numa destilaria com produção diária de
100 000 litros de álcool e 1500 m3 de vinhaça, possibilita a obtenção de 24 000
m3 de biogás, equivalente a 247,5 bilhões de calorias. O biogás obtido poderia
ser utilizado diretamente nas caldeiras, liberando maior quantidade de bagaço
para geração de energia elétrica através de termoelétricas, ou gerar 2916 KW de
energia, suficiente para suprir o consumo doméstico de 25 000 famílias;
Serrim ou serradura de madeira;
Papel já utilizado;
Galhos e folhas decorrentes da poda de árvores em cidades ou casas;
18
Embalagens de papelão descartadas após a aquisição de diversos
eletrodomésticos ou outros produtos;
Casca de arroz;
Capim-elefante;
Lodo de ETE: Especialmente os provenientes do processo de lodos ativados
amplamente utilizados na indústria têxtil.
2.3.1. Produtos derivados da biomassa
Alguns exemplos de produtos derivados da biomassa são:
Bio-óleo: líquido negro obtido por meio do processo de pirólise cujas
destinações principais são aquecimento e geração de energia elétrica;
Biogás: metano obtido juntamente com dióxido de carbono por meio da
decomposição de materiais como resíduos, alimentos, esgoto e esterco em
digestores de biomassa;
Biomass-to-Liquids: líquido obtido em duas etapas. Primeiro é realizado um
processo de gaseificação, cujo produto é submetido ao processo de Fischer-
Tropsch. Pode ser empregado na composição de lubrificantes e combustíveis
líquidos para utilização em motores do ciclo diesel;
Etanol celulósico: etanol obtido alternativamente por dois processos. Em um
deles a biomassa, formada basicamente por moléculas de celulose, é submetida
ao processo de hidrólise enzimática, utilizando várias enzimas, como a celulase,
celobiase e β-glicosidase. O outro processo é composto pela execução sucessiva
das três seguintes fases: gaseificação, fermentação e destilação;
Bioetanol "comum": feito no Brasil à base do sumo extraído da cana de açúcar
(caldo de cana). Há países que empregam milho (caso dos Estados Unidos) e
beterraba (da França) para a sua produção. O sistema à base de cana-de-açúcar
empregado no Brasil é mais viável do que o utilizado pelo americano e francês;
Biodiesel: éster produzido com óleos vegetais como do dendê, da mamona, do
sorgo e da soja, etc.;
Óleo vegetal: Pode ser usado em Motores diesel usando a tecnologia Elsbett;
Lenha: Forma mais antiga de utilização da Biomassa;
19
Carvão vegetal: Sólido negro obtido pela carbonização pirogenal da lenha ou
carbonização hidrotermal;
Turfa: Material orgânico, semidecomposto encontrado em regiões pantanosas.
2.3.2. EMPREENDIMENTOS NO BRASIL
A respeito das conveniências referidas, o uso da biomassa em larga escala
também exige certos cuidados que devem ser lembrados, durante as décadas de 1980 e
1990 o desenvolvimento impetuoso da indústria do álcool no Brasil tornou isto
evidente. Empreendimentos para a utilização de biomassa de forma ampla podem ter
impactos ambientais inquietantes. O resultado poder ser destruição da fauna e da flora
com extinção de certas espécies, contaminação do solo e mananciais de água por uso de
adubos e outros meios de defesa manejados inadequadamente. Por isso, o respeito à
biodiversidade e a preocupação ambiental devem reger todo e qualquer intento de
utilização de biomassa [13].
3.0. AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL
Automação residencial é o uso da tecnologia para facilitar e tornar automáticas
algumas tarefas habituais que em uma casa convencional ficaria a cargo de seus
moradores. Com sensores de presença, temporizadores ou até um simples toque em um
botão do keypad ou do controle remoto é possível acionar cenas ou tarefas pré-
programadas, trazendo maior praticidade, segurança, economia, conforto para o
morador e até mesmo acessibilidade. A figura 6 abaixo ilustra a automação residencial
através do controle de um iPad para gerenciar várias tarefas.
20
A automação residencial pode proporcionar aos seus utilizadores o conforto
antes não imaginado pelo fato de ser facilmente adaptado a qualquer utilidade
doméstica, sendo desse modo, uma tecnologia expansível e flexível onde o próprio
habitante designa como será beneficiado com essa automação. Entre os principais
crescimentos estão no conforto, otimização do tempo causado pela diminuição das
tarefas rotineiras e principalmente pela segurança e seus aspectos.
As pessoas procuram, hoje em dia, por formas de não apenas se sentirem
seguras, mas de poderem aperfeiçoar suas tarefas, de modo a demandar menos tempo e
proporcionar uma sensação maior de conforto, segurança e bem-estar.
A domótica pode ser definida como um conjunto de tecnologias que ajudam na
gestão e execução de tarefas domésticas cotidianas. A sua utilização tem por objetivo
proporcionar um maior nível de conforto, comodidade e segurança além de um menor e
mais racional consumo de energia. A figura 7 a seguir ilustra a integração da automação
residencial controlando iluminação, áudio e vídeo.
Figura 6 – Aparelho iPad utilizado para controlar várias tarefas [14].
21
Figura 7 – Automação integrando iluminação, áudio e vídeo [14].
As residências ou edifícios atuais possuem diversas redes que se destinam as
inúmeras aplicações, onde uma rede separada e independente é utilizada para cada
funcionalidade.
Deste modo é possível então observar a existência de redes específicas à
utilização de controle de acesso, à detecção e controle de incêndios, à climatização entre
outras, como um dos principais empregos está na segurança e suas derivações. Estes
fatores tornam a rede doméstica uma boa arma de solução para diversos problemas
encontrados comumente, podendo ser utilizado para qualquer que seja a finalidade,
bastando um planejamento adequado.
Esta rede, sendo vista de maneira ampla permite, o desenvolvimento de sistemas
complexos, ao que se refere às tarefas que poderão ser executadas, mas aos olhos do
habitante ou usuário são tarefas chatas e rotineiras que muitas vezes pela utilização dos
recursos das redes domésticas nem é notável pela maioria. [14]
22
3.1. TECNOLOGIA
A tecnologia é algo absolutamente presente na vida de qualquer ser humano
atualmente, se tornando difícil até de distinguir onde está ou não presente o uso da
tecnologia, isso é proporcionado pelo fato de que a tecnologia está cada vez mais
transparente ao uso, deixando de ser algo assustador ou mesmo complexo de se operar.
A automação em edifícios e empresas é bastante comum já algum tempo, é
possível notar os sistemas existentes nestes ambientes, como o sistema de detectar e
combater incêndios, as centrais de alarmes, as câmeras de segurança, as portas
giratórias, os sensores de presença, entre outros. O fator interessante é que estes
sistemas estão migrando também para as residências, dando origem assim, aos termos
Automação Residencial, Casa Automática, Domótica, Residência Inteligente e assim
por diante.
Os equipamentos devem centralizar os controles e processos tornando tudo mais
simples e automático, mas é o desejo do usuário que deve prevalecer.
A automação das residências deve, certamente, ajudar de forma eficiente e nas
atividades diárias, que custem um alto tempo de execução ou mesmo proporcionar uma
sensação de conforto e segurança pelo fato de que algumas tarefas serão realizadas sem
a necessidade de ordens diretas, como por exemplo, esquecer janelas abertas havendo
uma previsão de chuva, o sistema se encarrega de fechar e trancar evitando possíveis
furtos e danos à moradia.
A Casa Inteligente está disponível ao uso, porém cada indivíduo saberá o quanto
lhe será útil, dependerá do gosto pessoal e dos recursos possuídos.
A revolução das redes domésticas e, por consequência, a da automação
residencial, estão baseadas no fato de permitir a comunicação entre estes dispositivos e
controlá-los através de um gerenciador central.
A automação permite controlar a residência remotamente, poupar tempo com
tarefas repetitivas, economizar energia, dinheiro e aumentar o conforto.
Em complemento ao trecho anterior, é cabível ainda enaltecer que além dos
citados o benefício da segurança é o mais sonhado por todos os utilizadores dos
recursos da automação das residências. Deixando, certamente, o foco central da maioria
dos sistemas domóticos no quesito Segurança.
23
A segurança certamente é um dos principais pilares do amadurecimento da
Automação Doméstica, partindo do propósito que os moradores estão cada vez mais
preocupados com seus bens mais valiosos e queridos. Apesar do poder da segurança não
é apenas este fator que pode ser de utilidade do habitante, já que existem diversos outros
métodos de se utilizar a domótica no lar. [14]
3.2. SEGURANÇA DE REDES
A segurança das informações que circulam na rede deve ser tratada com a maior
ponderação entre os gerentes, as redes de uma forma geral devem obedecer ao princípio
da confiabilidade, deve oferecer a garantia de atuar perfeitamente como se é esperado.
As redes se tornam duvidosa caso não haja um controle de acesso de dados
rigoroso e eficiente evitando que as informações sejam visualizadas ou mesmo alteradas
por pessoas impróprias, que venham a interceptar estes dados.
A segurança se torna algo tão mais observado quando se trata de uso pessoal ou
domiciliar, por conseguinte, algumas ferramentas, como a criptografia ou a biometria,
devem ser adotadas com o objetivo de proporcionar a garantia desejável, para tanto se
faz necessário a utilização de procedimentos que abonem o grau de segurança
satisfatório. [14]
3.3. INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL
Pode-se citar como características fundamentais num sistema inteligente: ter
memória; ter noção temporal; fácil interação com os habitantes; capacidade de integrar
todos os sistemas do ambiente; atuar em várias condições; facilidade de reprogramação
e capacidade de auto-correção.
A Domótica inteligente não é simplesmente prover a uma residência um sistema
dotado de controle central que possa aperfeiçoar certas funções inerentes à operação e
administração da mesma. Pode-se imaginar que uma residência inteligente é algo como
uma residência com vida própria, portanto os sistemas de Domótica inteligente devem
ter as características de um sistema inteligente e devem interagir com os habitantes da
24
residência, aprendendo dinamicamente com seus comportamentos. Este aprendizado é
permanente, pois os habitantes estão sempre mudando [14].
4.0. COMPARAÇÃO
Para se alcançar sustentabilidade e conforto, utilizando a automação residencial
e formas alternativas de obtenção de energia elétrica, podem-se utilizar várias
configurações que melhor se enquadrem de acordo com a necessidade e realidade
pessoal e local.
Será focado aqui o que aborda a energia elétrica, mas também será utilizada a
arquitetura da construção, bem como outros itens que se considerados trazem maior
eficiência aos casos citados no decorrer do trabalho.
Antes mesmo de discorrer sobre o tema uma medida para economizar energia é
ficar atento às condições e à vida útil dos aparelhos eletrodomésticos, bem como
combater o desperdício, reduzindo sua conta. Confira abaixo algumas dicas para evitar a
queima dos eletrodomésticos e sobre o uso racional de energia elétrica:
· Desconecte todos os eletrodomésticos e eletroeletrônicos das tomadas em dias
de chuva com descargas elétricas;
· Evite o uso de benjamins (tomadas em T) para ligar vários aparelhos;
· Desligue os aparelhos da tomada quando faltar energia para reduzir o risco de
danos quando a energia voltar;
· Desligue lâmpadas, ar condicionado e TVs em ambientes desocupados;
· Ao fazer instalações elétricas, use fios adequados e evite emendas mal feitas;
· Sempre prefira um profissional habilitado para fazer serviços elétricos.
· Não demorar no chuveiro e desligar a torneira enquanto se ensaboa. Assim
você economiza energia e água;
· Nos dias quentes, deixar a chave do chuveiro na posição verão;
· Preferir a luz natural durante o dia;
· Utilizar lâmpadas fluorescentes compactas mais econômicas nos locais onde as
luzes precisam ficar acesas por mais tempo;
· Apagar a luz ao deixar algum cômodo de sua residência;
· Não dormir com televisão ligada;
25
· Não forrar as prateleiras da geladeira e não colocar roupas para secar atrás do
equipamento. Essas ações fazem o aparelho consumir mais energia elétrica;
· Não deixar a geladeira aberta por muito tempo e manter a borracha de vedação
da porta sempre em boas condições;
· Não vale a pena desligar a geladeira como forma de economizar energia, pois
esse eletrodoméstico leva aproximadamente 10 horas para perder a refrigeração interna
depois de desligada. Na hora em que for ligada novamente vai funcionar até resfriar por
completo e, por isso, a energia que foi poupada durante o tempo em que ficou desligada
não será compensada. Desligar a geladeira só é interessante quando o período sem uso
for longo;
· Preferir eletrodomésticos com o selo do Programa Nacional de Conservação de
Energia Elétrica (Procel). O selo indica quais produtos são mais econômicos.
· Aproveitar, ao máximo, o calor do sol para secagem das roupas para reduzir
uso da secadora [15].
Citando a arquitetura é importante enfatizar que o fato da arquitetura ser
sustentável não significa o acesso à construção apenas para população de média e alta
renda, mas sim, obras com qualidade à disposição, também, da população de baixa
renda. Nesse caso, os projetos não devem ser necessariamente de casas minúsculas para
diminuir o preço, mas de casas confortáveis, econômicas e de custo acessível. Para tal
pensamento, desenvolve-se hoje um decálogo para uma arquitetura sustentável:
1. Respeitar o desenho do terreno;
2. Considerar os saberes e as técnicas locais de construção;
3. Prestar atenção à escolha dos materiais;
4. Prestar atenção para o uso exato e racional dos materiais;
5. Verificar a legalidade da madeira;
6. Luz e vento são fontes de energia renováveis, usar e abusar;
7. Economizar água;
8. Procurar o selo PROCEL nos eletrodomésticos;
9. 3R: Reduzir, Reutilizar e Reciclar;
10. Ter os olhos no futuro [16].
Na maioria das vezes ficamos encantados com os materiais e técnicas utilizadas
até mesmo em outros países que nos esquecemos que a arquitetura deve transparecer a
26
cultura de um povo devem estar integradas com o local onde será inserida, deve estar
em harmonia com o entorno e com seus usuários.
Ainda citando arquitetura não podemos esquecer-nos do quesito conforto, deve
ser pensado conjuntamente com o projeto, deve ser parte essencial. Isso pode tornar a
arquitetura mais adequada, o que resulta até mesmo em economia! Não que este seja o
fator principal para seu raciocínio, é uma busca de equilíbrio entre homem e natureza. É
isto que traz beneficio para ambos os lados. Dentro do conforto ambiental destaca-se: o
conforto térmico, para que se consiga uma condição de conforto térmico o corpo deve-
se encontrar em equilíbrio com as trocas de calor às quais se submete; conforto visual e
luminotécnico, entendido como um conjunto de elementos que, em um determinado
ambiente, facilitam a realização de tarefas visuais com o máximo de acuidade e
precisão, além de que tais elementos não oferecem prejuízos à vista e apresentam
reduzido esforço e riscos de acidentes, sendo a acuidade visual, a capacidade de
reconhecer pormenores sutis, e por sua vez influenciados pela ‘luminância’ do objeto
observado; e o conforto acústico, que enquadra a acústica arquitetônica, com a
finalidade da isolação acústica entre os ambientes e a acústica de ambientes, que é o
estudo da forma e tratamento dos ambientes de modo a torná-las acusticamente
satisfatórias.
No caso da construção civil, há um grande número de produtos fabricados com
materiais reciclados e a partir de novas técnicas, que tem chegado ao mercado nos
últimos anos e se enquadram no âmbito da sustentabilidade [17].
O projeto arquitetônico deve levar em consideração diversas variáveis para sua
proposição, devendo-se levar em consideração principalmente as condições climáticas
do local, buscando o aproveitamento dos condicionantes naturais e assim melhor
eficiência energética, além de materiais e mão-de-obra locais, e o conhecimento do lote
e seu entorno.
A análise da questão de autonomia energética de uma edificação não pode se
ater exclusivamente a um cálculo de viabilidade econômica. Deve sim, adotar como
uma premissa básica, a relação que a edificação mantém com o entorno imediato, com a
cidade e com as fontes de insumos.
O conceito básico da eficiência energética é a obtenção de um benefício
máximo como o dispêndio do mínimo de energia. De acordo com esta diretriz, um
27
sistema autônomo de energia deve necessariamente ser extremamente eficiente
energeticamente [18].
Analisando o sistema de iluminação de uma residência e redefinindo o conceito
do mesmo, a característica é como há alguns anos quando passamos por uma crise
energética no país e substituímos grande parte das lâmpadas incandescentes comuns por
lâmpadas fluorescentes compactas, que são consideradas como o padrão de iluminação
“verde” e substituirmos dessa vez por lâmpadas LED. Estudos sugerem que a conversão
completa para a tecnologia LED diminuiria em até 50% as emissões de CO2 a partir do
uso de energia elétrica para iluminação em pouco mais de 20 anos e ainda as lâmpadas
LED são mais de duas vezes mais eficientes que as lâmpadas fluorescentes compactas.
A seguir comparativo entre lâmpadas LED, incandescente e fluorescente:
Tabela 2 – Comparação entre lâmpadas incandescentes x fluorescentes compactas x
lâmpadas a LED. [19]
Imaginando dois cenários: um em que a casa tem apenas lâmpadas incandescentes e
outro, em que se usam só lâmpadas fluorescentes compactas. Vamos supor que ambas
as casas possuem 20 pontos de luz e uma utilização média de 10 lâmpadas acesas
durante 6 horas diariamente. Em cinco anos, o balanço é o seguinte:
1ª. Hipótese: Casa com lâmpadas incandescentes
Investimento inicial em lâmpadas: R$ 36,00;
Potência média de consumo das lâmpadas: 60W;
Consumo de energia: 6.480 kWh no período de 5 anos;
Lâmpadas substituídas no período: 110;
Gasto com energia: R$ 2.628,00;
28
Gasto com lâmpadas: R$ 195,00.
TOTAL: R$ 2859,00
2ª. Hipótese: Casa com lâmpadas fluorescentes compactas
Investimento inicial em lâmpadas: R$ 200,00 + R$500,00 (em reatores eletrônicos);
Potência média de consumo das lâmpadas: 18W;
Consumo de energia: 1.944 kWh no período de 5 anos;
Lâmpadas substituídas no período: 14;
Gasto com energia: R$ 778,00;
Gasto com lâmpadas: R$ 140,00.
TOTAL: R$ 1618,00
Os números falam por si. As fluorescentes compactas são mais caras, mas
rapidamente se pagam com a economia de energia elétrica. Além do mais, em um
período de cinco anos, a casa com lâmpadas incandescentes vai produzir 96 lâmpadas
queimadas a mais.
3ª. Hipótese: Casa com iluminação tubular a led.
Investimento inicial em lâmpadas: R$ 1.500,00;
Potência média de consumo das lâmpadas a led: 8W (luminosidade equivalente a
lâmpada de 60w);
Consumo de energia: 1.080 kW no período de 5 anos;
Lâmpadas substituídas no período: zero;
Gasto com energia: R$ 345,00;
Gasto com lâmpadas: zero.
TOTAL: R$ 1845,00
Comparando as hipóteses 2 e 3 tem-se que apesar de um investimento inicial
com iluminação com fluorescente compactas de R$700,00 e a de LED ficar em
R$1.500,00, ou quase 2 vezes mais, o custo final da conta de luz é menor, pois significa
uma economia de 40%. Se compararmos com a lâmpada incandescente, a relação é mais
vantajosa ainda, ou seja, o led proporciona uma economia de 88%. Uma vantagem
substancial em dinheiro e um ganho na ecologia significativa em cinco anos.
Certamente o led é a solução mais sustentável. [20]
29
Consideraremos nesse caso que já se utilizava as lâmpadas fluorescentes e
substituiremos pelas lâmpadas de LED, dessa maneira economizando 40% na conta de
luz.
Partindo agora para os eletrodomésticos da residência que apresentam maior
consumo de energia elétrica estima-se que a geladeira seja um dos responsáveis pelo
maior consumo, cerca de 30%. O chuveiro chega a consumir 25% do consumo de
energia elétrica de uma residência. O televisor é utilizado em média 4 a 5 horas por dia
e é responsável por cerca de 5 a 15% do consumo total [21].
Os novos modelos de geladeiras gastam muito menos energia. Considerando um
modelo antigo teríamos em média um consumo de 150kWh/mês. Hoje em dia um
modelo com geladeira e freezer e capacidade de 400 litros consome 53kWh/mês
economizando cerca de 65% de energia.
O consumo do chuveiro vai da potência do mesmo e da posição da chave.
Variando de 4500 a 6000 watts no modo inverno (quente) ou de 2100 a 3500 watts no
modo verão (morno), assim sendo, 4,5 a 6kWh no inverno e de 2,1 a 3,5kWh no verão.
Se consideramos uma potência de 5000W e utilização por aproximadamente 2 horas, o
consumo será de 10kWh. Levando em conta que o tempo recomendado no banho é de 8
minutos, em uma residência composta por 3 pessoas, o casal e um filho tomando dois
banhos diário reduz-se para 4kWh. Com o uso de aquecedores de água você economiza
até 90% da energia gasta com aquecimento de sua residência, todo mês e o investimento
retorna em entre 18 a 36 meses. E, depois disso, você tem água quente de graça por
muitos anos. Com isso, considerando um caso crítico que você economize 80% de
energia os 4kWh passam para 0,8kWh.
Os televisores que representam 15% do consumo total podem variar muito de
acordo com o tamanho e a tecnologia empregada. Os aparelhos mais antigos CRT
(Tubo de Raio Catódico) podem ser substituídos com que há de mais novo em
tecnologia, que são os aparelhos com tecnologia LED. Um aparelho CRT de 45
polegadas apresenta potência de 270W aproximadamente se substituído por um LED de
mesma dimensão passa a consumir 200W, além do ganho de energia a tecnologia LED
apresenta maior qualidade de som e imagem, sem contar que são bem mais compactas
que as CRT. Comparando os modelos supracitados e considerando 5 horas diárias temos
que o modelo CRT consome 40,5kWh/mês e o LED 30kWh/mês, apresentando uma
economia de 25% aproximadamente de energia elétrica.
30
As potências das lavadoras de roupa variam entre 400 e 800 watts. No ciclo de
operação, que dura aproximadamente 1h15m, o consumo varia de 0,35 a 0,70 kWh (por
operação). Consumo mensal (2 x semana) = 2,8 a 5,6kWh.
Além desses eletrodomésticos citados há o forno de microondas, ferro elétrico e
computadores que já estão inseridos no nosso dia-a-dia. O forno de microondas, usado
em média 40 minutos diário durante todo o mês consome cerca de 30kWh, o ferro
elétrico consome no mês cerca de 12kWh e o computador com seus periféricos podem
consumir até 0,23kWh.
Como a proposta deste trabalho é de um desenvolvimento sustentável há
aparelhos eletrodomésticos que não serão inseridos aqui, visto que a arquitetura
sustentável não faz a necessidades de alguns e modo de vida sustentável também não
faz uso de outros. Desconsiderei aqui os aparelhos de ar condicionado e ventiladores,
que não são necessários com uma isolação térmica bem projetada, secadora de roupa e
máquina de lavar louça também foram desconsiderados. A lavadora de roupa e o ferro
de passar roupa foram mantidos por facilitarem a vida e já estarem bem difundidos no
cotidiano, porém, para quem procura um modo de vida sustentável pode desconsiderar o
uso de ambos.
Tratando da automação residencial os preços podem variar de acordo com a
aplicação entre muitos outros fatores. Existem tecnologias que atendem as edificações
de acordo com a necessidade de cada projeto. Levando-se em conta que a residência é
construída com vista a receber sistemas de automação, o custo equivale a 3% a 8% do
valor do investimento total. Considerando esses dados gastaríamos de R$3.000,00 a
R$8.000 em uma residência com um investimento de R$100.000,00, isso envolvendo
automação de luzes, cortinas, integração de áudio e vídeo e alguma opção de segurança.
Esse valor pode se elevar e varia de acordo com aquilo que você já possui (como um
iPhone ou iPad) e o que você procura (a biometria, por exemplo, aumenta o valor total
do projeto) [22].
O dimensionamento da geração elétrica é a aplicação prática do estudo do
desempenho do sistema e de suas variantes. No dimensionamento do sistema são
analisados ainda os geradores que são os fornecedores do insumo energético, os
condutores que transmitem a energia (fios e cabos), os controladores de carga que
regulam a voltagem do gerador e o estado de carga das baterias, os acumuladores
(baterias) que armazenam a energia gerada para o aproveitamento futuro e os inversores
31
transformam a corrente contínua gerada em corrente alternada própria à utilização na
maioria dos equipamentos eletrodomésticos. [23]
4.1. Dimensionamento do sistema fotovoltaico
Para o dimensionamento do sistema de geração fotovoltaico primeiro obtêm a
carga em corrente continua e em corrente alternada, que deve ser acrescida 10% do
valor levando-se em conta o rendimento do inversor. Nesse caso foi considerado que
toda a carga é em corrente alternada, para que não tenha que fazer adaptações ou usar
produtos diferentes do que se tem fácil acesso no mercado atualmente. Estima-se
utilizar uma carga de aproximadamente 236kWh mês ou 7,9kWh dia.
Com o valor total de 7,9kWh dia e a tensão nominal do sistema em 12Vcc
obtemos o consumo total de 658,33Ah/dia.
O inversor nesse caso será de 12Vcc a 110Vca e gerenciará no mínimo 7,9kW.
Para calcular a quantidade de módulos necessários para uma instalação é preciso
determinar o local que vai ser instalado, para identificar qual é a radiação média anual
em kWh/m² dia. Nesse caso foi utilizada a radiação média de Piracicaba, por ser a mais
próxima da cidade de Limeira, com radiação solar de 4,79kWh/m² dia. O módulo solar
escolhido é o KD135SX-UPU da Kyocera com corrente nominal de 7,63A.
Multiplicando a radiação pela corrente nominal temos a geração do módulo de
36,55Ah/dia. Dividindo o consumo total pela geração do módulo temos que serão
necessários 19 módulos.
Para calcular a capacidade do banco de baterias é necessário o fator de correção
de bateria e acumuladores, o consumo total e os dias de autonomia. O fator de correção
considerado foi de 1,66, os dias de autonomia foram 5 e com 658,33Ah/dia de consumo
total. Multiplicando esses valores encontramos 5464,1Ah como capacidade do banco de
baterias.
Esse sistema foi orçado na Solar Brasil e o custo do sistema de energia solar
fotovoltaica é de aproximadamente R$30.000,00 sem o banco de baterias. Podemos
constatar que a energia solar fotovoltaica não substitui a energia elétrica convencional, é
apenas uma alternativa aconselhada para locais onde não há eletricidade e para demanda
de consumo pequena.
32
Uma sugestão feita pela Solar Brasil nesse caso seria um sistema interligado à
rede, dispensando o uso do controlador de carga e das baterias e também não
necessitando fornecer toda a potência necessária, já que trabalha em conjunto com a
rede convencional [24].
Tabela 3 – Conexão à Rede enviada pela empresa Solar Brasil
A energia solar fotovoltaica é uma energia alternativa com grande custo de
geração. O custo da energia solar fotovoltaica é muito alto em função da sua tecnologia
de ponta, o retorno de seu investimento deve ser pensado em longo prazo, mais de 15
anos. Portanto, para locais já servidos pela energia convencional, a energia solar
fotovoltaica em termos de custo acaba se tornando inviável.
Para aparelhos de ar condicionado, máquina de lavar, ferro elétrico, secador de
cabelo e roupas, chuveiros (aquecimento de água), microondas e motores trifásicos e de
grande potência, o sistema de energia solar fotovoltaico é inviável.
Se pensarmos em consciência ambiental pode considerar a utilização do mesmo,
conforme a tecnologia avança e se populariza a tendência é reduzir esse custo vindo a se
tornar mais viável dentro de algum tempo.
4.2. Dimensionamento do sistema eólico
A precisão do dimensionamento de um sistema de geração eólica está
diretamente relacionada com a qualidade dos dados da incidência de ventos do local a
ser implantado o sistema. A coleta precisa dos dados de incidência dos ventos requer
33
aparelhos sofisticados de medição de velocidade e direção, além do armazenamento e
processamento destes dados.
Um método mais simples de avaliação considera a freqüência relativa das
velocidades que é a variação percentual de tempo em que determinada velocidade
ocorreu. Este levantamento pode ser efetuado com um anemômetro simples e a precisão
dos dados é dada na razão direta da quantidade de medições conseguida [25].
A região Sudeste apresenta um potencial disponível de 54,9TWh/ano ou
aproximadamente 150,41MWh/dia. A cidade de Limeira que se encontra nesta região
pode apresentar um potencial reduzido, visto que devemos considerar o local que será
instalado considerando a rugosidade do solo e se for à área urbana as outras edificações
criam barreiras ao vento, sendo necessária a instalação de torres mais altas, elevando-se
o custo.
Gráfico 1 – Velocidade do vento em m/s da cidade de Limeira [26].
Segundo a Skystream, fabricante de aerogerador residencial, com ventos médios
de 23km/h produz-se 500kWh/mês com o seu produto e o investimento necessário é de
R$30.000,00 a R$40.000,00 dependendo do local da instalação e da altura da torre. É
34
necessário vento com velocidade 3,5m/s para início da geração, na cidade de Limeira
temos uma velocidade média de 4,58m/s que daria cerca de 200kWh/mês [27].
Gráfico 2 – Produção de energia mensal por velocidade média anual do vento.
[28].
Nesse caso é interessante utilizar a geração eólica para residência em conjunto
com outra fonte de energia, como complemento a fotovoltaica, por exemplo, formando
um sistema híbrido e ainda pode-se usar um gerador movido a biomassa para suprir a
necessidade em caso de emergência ou numa eventual manutenção de uma das fontes.
Sem contar na possibilidade de interligá-la na rede como sugestão feita à geração
fotovoltaica ou até mesmo unir todas essas gerações com uma complementando a outra.
A biomassa foi apresentada como fonte alternativa de energia elétrica, porém
não entra na análise por ainda ser muito recente e não ter muitos desenvolvedores dessa
tecnologia no mercado. Observa-se que na maioria dos casos da utilização da mesma
em nosso país é desenvolvida por instituições de ensino ou por entusiastas da tecnologia
que resolvem adaptar geradores de combustíveis fósseis a biomassa.
35
CONCLUSÃO E CONSIDERAÇÕES FINAIS
As idéias aqui apresentadas, baseadas em sustentabilidade, possibilitam que a
residência esteja integrada ao ambiente. Vislumbra-se que o projeto possa melhorar a
qualidade de vida, através do uso de técnicas que garantem um ambiente equilibrado e
economicamente viável.
Nos últimos anos, muito tem se falado sobre a necessidade de encontrar formas
de minimizar os impactos. As técnicas baseadas nos princípios de sustentabilidade
ajudam a minimizá-los. Contudo as pessoas necessitam, além de ter uma casa digna
para morar, incorporar a importância de morar em uma casa ambientalmente equilibrada
e sustentável.
Com a utilização de métodos construtivos alternativos, automação residencial e
fontes de energias alternativas, o morador deve saber manipulá-los, além de entender e
compreender a importância e o quanto estão contribuindo ao utilizar tecnologias que
diminuam o impacto ambiental.
A automação residencial se apresenta como uma revolução nos ambientes
domésticos por incorporar o conceito de integração entre os diversos equipamentos e
dispositivos de uma casa. Apesar do ceticismo que ainda existe, percebe-se que cada
vez mais a sociedade e usuários demandam por soluções de automação em suas
residências com vista à automatização de pequenas tarefas diárias e repetitivas, aumento
da segurança e entretenimento.
Em critérios de segurança, a automação residencial parece que já se tornou
obrigatória, com instalações de câmeras, monitores, alarme, sensores, sirenes, entre
outros; interagindo por um circuito fechado, classificando-se como um sistema
integrado. É interessante dispensar uma maior atenção ao público portador de
necessidades especiais, provendo acessibilidade a ele através de uma automação toda
dedicada de acordo com a necessidade de cada um.
Encontra-se grande dificuldade em sistemas de automação devido aos
equipamentos envolvidos utilizar tecnologias diferentes, exigindo grande conhecimento
de quem o projeta.
As fontes alternativas de energia estão cada vez mais evidentes, principalmente a
solar e a eólica, a primeira em projetos de pequenas cargas e a segunda apresentando
36
um maior desenvolvimento tecnológico para geração em larga escala. No entanto a
viabilidade de um projeto como esse depende de incentivos do governo tanto na
fabricação da tecnologia em nosso país quanto para quem utilizar essas fontes. Desta
maneira se tornando mais competitivo com a geração convencional e aumentando sua
aplicação.
Uma alternativa é a integração das tecnologias de forma a compor sistemas
híbridos para geração de eletricidade que ainda não é tão disseminada quanto às
instalações de sistemas fotovoltaicos ou eólicos individuais. Ainda nos sistemas
híbridos podem-se utilizar geradores a biomassa, com combustíveis que emitem menos
poluição que os combustíveis fósseis, mas ainda buscam consolidar a utilização por ser
uma tecnologia nova e que necessita também de investimentos para reduzir o custo.
Independente da fonte de energia ou do sistema adotado, deve-se procurar
melhor eficiência com a otimização do desempenho das fontes a fim de se alcançar
sustentabilidade.
Uma proposta interessante para o sistema fotovoltaico é um posicionamento dos
módulos de maneira que eles fiquem perpendicular aos raios solares otimizando a
conversão de energia. Existem trabalhos nesse âmbito que demonstram maior conversão
e conservação das baterias do sistema.
O trabalho aqui apresentado foi de muita valia para o conhecimento e a
consciência de um mercado que está crescendo cada vez mais. Pode-se concluir que
viabilidade do projeto depende de muitos fatores e cabe a cada um considerar as
vantagens e desvantagens da implementação do mesmo bem como a configuração
adotada que melhor satisfaça suas expectativas quanto aos quesitos conforto, segurança,
entretenimento, conscientização ambiental e sustentabilidade.
37
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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<http://ambiente.hsw.uol.com.br/celulas-solares.htm>. Acesso em: 4 de maio 2011.
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[3] LEVA, F. F.; SALERNO, C. H.; CAMACHO, J. R.; GUIMARÃES, S. C. Modelo
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(Graduação em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Uberlândia, Minas
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[10] LAYTON, Julia. Como funciona a energia eólica: Recursos eólicos e fatores
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39
[17] MANETTI, P. D. Casa Sustentável: uma alternativa possível. Presidente Prudente,
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[18] VIGGIANO, M. H. S.; Autonomia Energética em Residências Unifamiliares: A
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[19] WEINBERG, M. Guia: Economia com pouco esforço. Planeta Sustentável, São
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[22] MOURA Rosangela de. Projeto "wireless" parte da escolha do roteador Folha de
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[23] VIGGIANO, M. H. S. Sistemas Sustentáveis da Casa Autônoma. Brasília, 2010.21
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[24] Solar Brasil. Disponível em: < http://www.solarbrasil.com.br/>. Acesso em 13 de
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40
[25] VIGGIANO, M. H. S. Sistemas Sustentáveis da Casa Autônoma. Brasília, 2010. 23
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[26] Potencial Eólico: Atlas do Potencial Eólico Brasileiro. Centro de Referencia para
Energia Solar e Eólica Sergio de Salvo Brito – CRESESB, Rio de Janeiro. Disponível
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[28] Skystream: Características. Disponível em:
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