AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL ALIADA A FONTES ALTERNATIVAS DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

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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Gerais.




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em: 4 de maio 2011.

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[8] LAYTON, Julia. Como funciona a energia eólica: Recursos eólicos e fatores

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[10] LAYTON, Julia. Como funciona a energia eólica: Recursos eólicos e fatores

econômicos. Disponível em <http://ambiente.hsw.uol.com.br/energia-eolica2.htm>. Acesso

em: 4 de maio 2011.

[11] Potencial Eólico: Atlas do Potencial Eólico Brasileiro. Centro de Referencia para

Energia Solar e Eólica Sergio de Salvo Brito – CRESESB, Rio de Janeiro. Disponível

em: <http://www.cresesb.cepel.br/atlas_eolico/index. php#data>. Acesso em 13 de

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[12] LAYTON, Julia. Como funciona a energia eólica: No Brasil. Disponível em

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[16] LACERDA, M. Arquitetura e construção: 10 Posturas para um construir

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39

[17] MANETTI, P. D. Casa Sustentável: uma alternativa possível. Presidente Prudente,

2007. Monografia (Graduação em Arquitetura e Urbanismo) – Universidade Estadual

Paulista, São Paulo.

[18] VIGGIANO, M. H. S.; Autonomia Energética em Residências Unifamiliares: A

Experiência do Projeto Casa Autônoma. Paraná, 2002.

[19] WEINBERG, M. Guia: Economia com pouco esforço. Planeta Sustentável, São

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<http://planetasustentavel.abril.com.br/noticia/atitude/conteudo_424683.shtml?func=1&

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[20] Comparativo incandescente x fluorescente compacta x lâmpada LED. Disponível

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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

jun 2011.

40

[25] VIGGIANO, M. H. S. Sistemas Sustentáveis da Casa Autônoma. Brasília, 2010. 23

p. Artigo (Pós Graduação em Projeto de Arquitetura Assistido por Computador) -

Universidade de Brasília, Distrito Federal.

[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

em: <http://www.cresesb.cepel.br/atlas_eolico/index. php#data>. Acesso em 13 de

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[27] Skystream: Aerogerador Residencial. Disponível em:

<http://www.aerogeradoresidencial.com.br/>. Acesso em 8 de junho 2011.

[28] Skystream: Características. Disponível em:

<http://www.aerogeradoresidencial.com.br/caracteristicas.html>. Acesso em 8 de junho

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AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL ALIADA A FONTES ALTERNATIVAS DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

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