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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.16.2017.tde-07032016-193109
Document
Author
Full name
Fernanda Antonio
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2015
Supervisor
Committee
Oliveira, Claudia Terezinha de Andrade (President)
Grimoni, Jose Aquiles Baesso
Moura, Norberto Corrêa da Silva
Title in Portuguese
Premissas e estratégias para uma casa solar visando à redução de emissões de gases de efeito estufa por meio da conservação e geração de energia
Keywords in Portuguese
Aquecimento global
Arquitetura
Conservação de energia elétrica
Energia solar
Abstract in Portuguese
Esta dissertação tem por objetivo determinar a contribuição de uma unidade habitacional unifamiliar, que utiliza o sol como fonte principal de energia, e adota premissas e estratégias de uma Casa Solar, para a conservação e geração de energia, e redução de emissões de GEE. O Sistema Interligado Nacional (SIN) de eletricidade é analisado considerando as fontes de geração, emissões de GEE associadas e as previsões de expansão. São estudados o potencial e as limitações para a inserção da fonte solar fotovoltaica na matriz de energia elétrica brasileira. O consumo de eletricidade do setor residencial é caracterizado, considerando as previsões de aumento da demanda por eletricidade. São elencadas e estudadas as premissas e estratégias de uma Casa Solar, com foco no aproveitamento do sol na arquitetura e no uso de sistema de aquecimento solar (SAS) e sistema fotovoltaico (SFV). Estas premissas e estratégias são demonstradas de forma aplicada por meio do protótipo Ekó House, um modelo de residência de energia zero (REZ) que incorpora as premissas e estratégias de uma Casa Solar. As estratégias bioclimáticas e os sistemas solares são analisados considerando sua aplicação na cidade de São Paulo. A análise qualitativa de estratégias passivas e de baixo consumo para o condicionamento térmico demonstram um potencial de se aumentar em até 70% as horas de conforto no ano. Dentro dos parâmetros definidos e considerando um valor médio de consumo residencial, a adoção de tecnologias mais eficientes para iluminação demonstra um potencial de reduzir o consumo de eletricidade em até 12,5%, e o uso de SAS apresenta um potencial para conservar até 16,3% da eletricidade consumida. A geração de energia elétrica por SFV, associada à adoção medidas de eficiência energética, demonstra potencial para atingir um balanço energético próximo a zero ou positivo. Com isso, estima-se um potencial de se evitar até 1,66 t CO2 de emissões ao ano por unidade habitacional.
Title in English
Assumptions and strategies for a Solar House aiming at the Emissions of greenhouse gases through the conservation and generation of Energy
Keywords in English
Architecture
Electrical energy conservation
Global warming
Solar energy
Abstract in English
This dissertation aims to determine the contribution of a single-family dwelling unit that harnesses the sun as a main energy source, and adopts guidelines and strategies of a Solar House, aiming energy conservation and generation, and GHG emissions reduction. The Brazilian interconnected electricity system is analyzed regarding energy sources, associated GHG emissions and expansion projection. The electricity consumption in residential sector is characterized, considering the projections of increase in electricity demand. The guidelines and strategies for a Solar House are studied, focusing on the harnessing of sun in architecture and solar systems for domestic hot water (DHW) and electricity generation by photovoltaic (PV) systems. The practical application of these guidelines and strategies is exemplified by the Ekó House prototype, a zero energy dwelling housing model that incorporates Solar House guidelines and strategies in its design. Bioclimatic strategies and solar systems are analyzed considering their application in São Paulo city. The qualitative analysis of passive and low consumption strategies points out a potential of increasing 70% of comfort hours in a year. Within the parameters defined and considering the Brazilian average consumption for dwellings, it is shown that the adoption of efficient technologies for lighting can save up to 12.5%, and solar systems for DHW can save up to 16.3% of electricity consumption. The PV electricity generation associated to energy efficiency measures can reach a near zero energy balance or even a positive energy balance. Thus, it is estimated a potential of avoiding up to 1.66 t CO2/year for each dwelling.
 
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fernandaantoniorev.pdf (29.18 Mbytes)
Publishing Date
2017-03-29
 
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