Desempenho energético de sistemas domésticos de aquecimento solar de água em uso : uma abordagem das interfaces com o usuário e o ambiente construído
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Resumo: A inclusão da energia solar térmica nas edificações tem crescido em todo o mundo como uma consequência do aumento da demanda por energias renováveis No que tange os sistemas domésticos de aquecimento solar de água (SAS), os benefícios associados ao seu uso compreendem não apenas a economia de energia elétrica proporcionada ao usuário, mas ainda a redução da demanda de energia nos horários de pico pelo setor residencial Embora essa tecnologia esteja consolidada, há uma carência de estudos que abordem os efeitos de sua interação com o usuário e o ambiente construído no desempenho do SAS Nessa perspectiva, este trabalho apresenta uma avaliação do desempenho de sistemas domésticos de aquecimento solar de água com enfoque nas interfaces com o ambiente construído e o usuário O estudo busca uma abordagem das situações reais de limitações impostas aos SAS pelo ambiente construído O objetivo foi atingido a partir de uma análise de sensibilidade multiparamétrica aplicada para identificar os parâmetros de natureza construtiva e operacional que sensibilizam o desempenho destes sistemas O estudo foi realizado por meio de simulações computacionais no programa EnergyPlus, utilizando-se a fração solar e o consumo anual de energia como indicadores de desempenho O modelo desenvolvido foi validado a partir de dados medidos e apresentou bom nível de conformidade, com erro médio de 8,6% A localização do tanque de armazenamento na cobertura, a inclinação e a orientação dos coletores solares foram definidas como condições limitantes do SAS A partir delas, foram analisados os efeitos da variação de nove parâmetros, entre construtivos e operacionais, nos indicadores de desempenho de SAS utilizados em três cidades representativas do território brasileiro: Belém, São Paulo e Porto Alegre A orientação do coletor demonstrou ser a limitação construtiva mais crítica para o desempenho do SAS As discrepâncias no consumo de energia elétrica entre orientações distintas alcançaram 45 e 6% em Porto Alegre e São Paulo, respectivamente Nas três cidades, os parâmetros construtivos relação Var/Acol e volume do tanque apresentaram maior influência nos indicadores de desempenho do SAS, proporcionando uma economia de até 284 kWh/ano em São Paulo, 235 kWh/ano em Porto Alegre, e consumo nulo em Belém Entre os parâmetros operacionais, o nível de conforto do banho mostrou-se o mais influente no desempenho do SAS em São Paulo e Porto Alegre, e o horário de banho adotado pelo usuário, em Belém Os resultados apontaram que ajustes adequados nas configurações destes parâmetros permitem compensar ou minimizar os efeitos das limitações construtivas
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Palavras-chave
Energia solar térmica, Edificações, Abastecimento de água quente, Aquecedores solares de água, Solar thermal energy, Buildings, Hot-water supply