TÍTULO: ESTUDO SOBRE O IMPACTO NO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA DEVIDO A ASCENSÃO DAS CLASSES SOCIAIS
TÍTULO:
CATEGORIA: CONCLUÍDO CATEGORIA:
ÁREA: ENGENHARIAS E ARQUITETURA ÁREA:
SUBÁREA: ENGENHARIAS SUBÁREA:
INSTITUIÇÃO: FACULDADE ENIAC INSTITUIÇÃO:
AUTOR(ES): SILVANA VIEIRA SILVA AUTOR(ES):
ORIENTADOR(ES): EDILSON ALEXANDRE CAMARGO ORIENTADOR(ES):
1. RESUMO
A porcentagem da população brasileira que ainda não possui energia elétrica em suas residências é muito significativa, visto que a eletricidade é um fator determinante para o desenvolvimento da população. O crescimento da demanda de energia e ao mesmo tempo a preocupação com o meio ambiente faz com que haja uma maior necessidade de estudos mais elaborados sobre o uso de energias alternativas que sejam menos poluidoras. O governo conta com programas de incentivos voltados para o atendimento de comunidades distantes de grandes centros urbanos e de uso de energias renováveis.
A crescente melhoria na distribuição de renda no Brasil e a consequente evolução social vêm fazendo com que milhares de pessoas, antes desprovidas de recursos financeiros, passassem a adquirir bens e produtos antes destinados as classes sociais mais elevadas o que vem ocasionando um aumento substancial na demanda de energia elétrica.
Este trabalho tem como objetivo primário estudar o impacto causado na matriz energética brasileiro devido ao aumento da demanda causada pela ascensão da classe social C e propor uma ação para minimizar este impacto através de uma proposta de utilização de energia solar como complementação no fornecimento de energia elétrica no setor residencial, minimizando uma sobrecarga na matriz energética atual.
A energia solar é renovável e abundante em nosso Pais e se torna uma alternativa interessante. Neste trabalho foi feito um dimensionamento de um sistema de energia solar fotovoltaico autônomo para uma residência que tenha o consumo máximo de 244kWh o seu custo total será de aproximadamente R$ 17.000,00.
2. INTRODUÇÃO
A energia elétrica é um recurso que contribui muito para as necessidades básicas do ser humano, pois é um fator determinante para a saúde, educação, segurança, comunicação, lazer e desenvolvimento da população.
Como forma de energia mais utilizada no país, a eletricidade é gerada, principalmente, a partir das usinas hidrelétricas, o que representa cerca de 61,9% do suprimento de energia elétrica do Brasil (ANEEL, 2016).
Mesmo sabendo da importância da energia elétrica para a sociedade, no Brasil, 1,3% da população (IBGE, 2010), o que representa cerca de 2,5 milhões de pessoas, não tem acesso à energia elétrica. Como 89,7% dessas pessoas estão no meio rural, um dos principais motivos para os baixos índices de eletrificação rural no Brasil são os altos custos das redes de distribuição rural.
Com o crescimento da demanda, escassez de oferta e restrições financeiras, socioeconômicas e ambientais à expansão do sistema, o suprimento futuro de energia elétrica exigirá maior aproveitamento de fontes alternativas.
Embora praticamente todos os tipos de geração de energia, de alguma forma tragam impactos negativos ao meio ambiente, a energia precisa continuar sendo gerada para poder atender ao crescimento da população e suas necessidades de desenvolvimento e sobrevivência. O que precisa ser feito é a conscientização do homem para a exploração e utilização de fontes de energia renováveis e de menor ou nenhum impacto para o meio ambiente, e também uma mudança cultural da forma de utilização da energia para o atendimento de suas necessidades, procurando utilizá-la de forma inteligente, racional e responsável.
Em 2012 entrou em vigor a Resolução Normativa ANEEL nº 482/2012, onde o consumidor brasileiro pode gerar sua própria energia elétrica a partir de fontes renováveis ou cogeração qualificada e inclusive fornecer o excedente para a rede de distribuição de sua localidade. Trata-se da micro e da mini geração distribuídas de energia elétrica, inovações que podem aliar economia financeira, consciência
socioambiental e auto sustentabilidade.
Um exemplo, é o da micro geração por fonte solar fotovoltaica, de dia, a “sobra” da energia gerada pela central é passada para a rede; à noite, a rede devolve a energia para a unidade consumidora e supre necessidades adicionais. Portanto, a rede funciona como uma bateria, armazenando o excedente até o momento em que a unidade consumidora necessite de energia proveniente da distribuidora.
Este trabalho apresenta o estudo da viabilidade para a implantação de Energia Solar como uma fonte de energia alternativa para comunidades D e C, aproveitando o potencial energético do Brasil, potencial este que existe de sobra, visto que o Brasil é um país tropical e por isso é privilegiado em irradiação solar.
Será mostrado um sistema utilizando geração de energia solar fotovoltaica, evitando altos custos de transmissão e distribuição da energia elétrica convencional, minimizando as perdas e aumentando a diversificação da matriz energética.
3. OBJETIVOS
Estudar o padrão de consumo de energia elétrica da população da classe D e C, quantificando o impacto na matriz energética brasileira devido ao aumento da demanda causada pela melhora do poder aquisitivo e linhas de crédito destinada as classes sociais em estudo; Propor um sistema de geração de energia solar fotovoltaica como complementação no fornecimento de energia elétrica para conjuntos habitacionais destinados à população de baixa renda.
4. METODOLOGIA
O método a ser aplicado neste trabalho, são levantamento de dados relativos as fontes de energia limpa, o poder aquisitivo das Classes Sociais D e C; o estudo de
caso que terá como base um conjunto habitacional popular em São José dos Campos.
O desenvolvimento desse trabalho acontecerá em 4 fase, onde fomentará através de pesquisa técnica, teórica e pesquisa em campo, serão utilizados para estes estudos programas como MS Project, Minitab, Pacote Office, e o programa Solar Position, que mostra o posicionamento angular do sol para o melhor posicionamento das placas fotovoltaica.
5. DESENVOLVIMENTO
O Critério de Classificação Econômica Brasil, conhecido como Critério Brasil, foi atualizada pela Associação Brasileira de Empresas de Pesquisa (Abep) em 2015, continua baseando-se em posse de bens, atrelando a cada item uma quantidade de pontos, mas agora a base para o estudo é a Pesquisa de Orçamentos Familiares (POF), do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) incluindo acesso a serviços públicos (água encanada e rua pavimentada).
Essas mudanças foram realizadas para atualizar os critérios de classificação socioeconômica com a dinâmica da economia brasileira, que teve variações importantes nos níveis de renda e na posse de bens nos domicílios nos últimos anos.
5.1 Sistema de Pontos
Sua principal função é diferenciar a população através da estimativa do poder de compra de pessoas e família.
5.2 Distribuição de Classes por Região
Figura 1 - Tabelas de classificação econômica Brasil – Fonte ABEP, 2015
5.4 Residência Padrão
O Estudo foi desenvolvido para família com quatro pessoas, uma residência composta por sala, cozinha, dois dormitório e um banheiro.
Figura 2 - Residência padrão
5.5 Consumo Residencial por Região e Faixa de Consumo (GWh)
5.6 Funcionamento do Sistema Fotovoltaico
A Figura 1 mostra o sistema de geração de energia fotovoltaica para uma casa isolada. Esse sistema representa uma residência constituída por um conjunto de módulos fotovoltaicos e baterias recarregáveis associadas a controladores de carga, que por sua vez é conectado a um inversor de frequência. A principal função de cada um desses aparelhos é:
● Módulos Fotovoltaicos: responsáveis pela geração de energia;
● Bateria: acumula a energia que se produz durante as horas de luminosidade para que seja usada em períodos que não se produz energia, como a noite por exemplo.
● Controlador de Carga: responsável por monitorar constantemente a tensão das baterias;
● Inversor de Frequência: converte a tensão contínua em tensão alternada
Figura 4 - Sistema fotovoltaico isolado - Fonte: ANEEL, 2002
5.6.1 Controlador de Carga
O controlador de carga é instalado entre os módulos e as baterias para gerenciar o processo de carga e descarga das baterias, evitando que as mesmas sejam sobrecarregadas ou descarregadas além de limites pré-determinados, aumentando assim sua vida útil.
5.6.2 Baterias
As baterias armazenam a eletricidade obtida da luz solar durante o dia, possibilitando o funcionamento das lâmpadas e dos aparelhos elétricos à noite ou em períodos nublados.
5.6.3 Inversor de Frequência
necessitamos alimentar carga em corrente alternada. O inversor transforma a corrente contínua em corrente alternada, transformando a energia produzida em 12Vcc em 110 ou 220Vca, podendo, portanto, alimentar os aparelhos eletroeletrônicos convencionais. No sistema que está sendo apresentado, as lâmpadas serão alimentadas diretamente pela energia produzida em 12Vcc, afim de apresentar um sistema de menor consumo, já o restante dos aparelhos serão alimentados pela tensão alternada.
5.7 Cálculo de Utilização e Consumo dos Equipamentos
As médias calculadas de utilização para cada equipamento seguem com base na definição do padrão da residência e família residente que foi considerado. A definição das potências dos equipamentos foram definidas aleatoriamente de acordo com a oferta disponível no mercado.
Figura 5 – Tabela consumo anual
De acordo com o levantamento, o consumo anual de energia elétrica é de 2.091,2 kWh, proveniente da conversão solar e reaproveitamento térmico, deixando de ter 100% de dependência na matriz geradora atual.
5.8 Programa de Incentivo
Cerca de 10 milhões de pessoas não têm energia elétrica no Brasil e o mapa da exclusão elétrica no país revela que as famílias sem acesso à energia estão majoritariamente nas localidades de menor Índice de Desenvolvimento Humano e nas famílias de baixa renda, entre elas: comunidades quilombolas e indígenas, assentamentos, ribeirinhos, pequenos agricultores, famílias em reservas extrativistas... . Cerca de 90% destas famílias têm renda inferior a três salários-mínimos e 80% estão no meio rural. Por isso, atualmente há vários programas de incentivo ao aproveitamento da energia solar no Brasil, particularmente por meio de sistemas fotovoltaicos de geração de eletricidade, visando atender comunidades distantes que ainda não são eletrificadas e o desenvolvimento regional. Esses
projetos são responsáveis pelo apoio técnico, científico e financeiro recebido de diversos órgãos e instituições brasileiras.
Exemplos deste tipo de incentivo são, o programa Luz para Todos, lançado em 2003, pelo Governo Federal, que beneficiou 15.509.784 pessoas o desafio do Programa é acabar com a exclusão elétrica no país até 2018. Coordenado pelo MME (Ministério de Minas e Energia) tem como objetivo levar o acesso à energia elétrica para comunidades distantes não atendidas pela rede de distribuição elétrica convencional contribuindo para a diminuição da pobreza e aumento de renda das famílias atendidas e o PRODEEM (Programa de Desenvolvimento Energético de Estados e Municípios), Coordenado pelo MME (Ministério de Minas e Energia) o PRODEEM foi instituído pelo Governo Federal em 1994, com o objetivo de levar fontes limpas de eletricidade a áreas não atendidas pela rede convencional utilizando os recursos naturais, renováveis e não poluentes disponíveis na própria localidade, e assim foi o responsável pela significativa parcela dos sistemas fotovoltaicos existentes no País.
6. RESULTADOS
Com base nos cálculos efetuado e dados obtidos pela ANEEL, o uso da energia solar como forma complementar no consumo elétrico das residências de família da classe C, diminui o valor na conta de energia elétrica e diminui a dependência na atual matriz de geração interna de energia elétrica brasileira.
6.1 Análise Do Impacto Causado na Matriz Energética Atual
De acordo com o levantamento, o consumo anual de energia elétrica gerada por fonte solar da residência será de 2.091,2 kWh por ano, representando uma média mensal de 174,3 kWh/ mês.
Sendo o consumo médio mensal de uma residência de família de Classe C de 244,7kWh , com instalação das placas fotovoltaicas do total consumido apenas 70,4 kWh, será fornecido pela atual matriz energética de geração de eletricidade, representando 71% do total da energia elétrica consumida.
Figura 6 – Consumo residencial de energia elétrica proposto
Com o consumo médio igual a 244Kwh por mês, calcula-se que as residências das famílias de Classe C consumiram um total 7,4TWh anual, representando.
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS
O estudo realizado nesse artigo, analisou questões que envolve a classe social C e D buscando uma melhor qualidade de vida, de acordo a política de distribuição de renda.
Considerando o aspecto ambiental, a energia solar no Brasil é abundante e inesgotável, tendo um potencial energético elevado, se torna uma alternativa boa para as comunidades proverem dessa fonte de energia complementando no consumo de energia elétrica, aliviando a matriz e diminuindo o custo na conta de energia elétrica da residência.
No estudo definiu para levantamento de dados, uma residência com 2 quartos, sala, cozinha, sala de jantar e banheiro e com quatros pessoas. O consumo médio mensal obtido foi de 244kWh, onde 174,3 desse consumo é proveniente da placas fotovoltaicas, tornando viável a instalação das placas fotovoltaicas para o geração de energia elétrica para a residência.
8. FONTES CONSULTADAS
ANEEL. Agência Nacional de Energia Elétrica. Por dentro da conta de luz – Informação de utilidade pública. 4. ed. Brasília: ANEEL, 2008.
ANEEL. Agência Nacional de Energia Elétrica. Atlas de energia elétrica do Brasil. 1. ed. Brasília: ANEEL, 2002. ANEEL. http://www.censo2010.ibge.gov.br/sinopse/index.php?dados=P13 ABEP. www.abep.org/Servicos/Download.aspx?id=09&p=cb ANEEL. http://www2.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/pdf/03-energia_solar(3).pdf ANEEL. http://www.censo2010.ibge.gov.br/sinopse/index.php?dados=P13 EPE.http://www.epe.gov.br/AnuarioEstatisticodeEnergiaEletrica/Anuário%20Estatístico%20 de%20Energia%20Elétrica%202016.pdf http://www2.planalto.gov.br/noticias/2015/05/prorrogado-ate-2018-luz-para-todos-deve-beneficiar-mais-um-milhao-de-brasileiros
TOLMASQUIM, Maurício Tiomno. Alternativas Energéticas Sustentáveis no Brasil. 1. ed. Rio de Janeiro: Relume Dumará, 2004.
