Eficiência Energética aplicada a Instalações Elétricas Residenciais

138 Pages·2015·4.08 MB·Portuguese

by  Degmar Felgueiras Castro

Universidade Federal do Rio de Janeiro

EFICIÊNCIA ENERGÉTICA APLICADA A
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS RESIDENCIAIS

Degmar Felgueiras Castro

2015
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA APLICADA
A INSTALAÇÕES ELÉTRICAS RESIDENCIAIS

Degmar Felgueiras Castro

Projeto de Graduação apresentado ao Curso de
Engenharia Elétrica da Escola Politécnica,
Universidade Federal do Rio de Janeiro, como
parte dos requisitos necessários à obtenção do
título de Engenheira Eletricista.

Orientador: Jorge Luiz do Nascimento

Rio de Janeiro
Março 2015
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EFICIÊNCIA ENERGÉTICA APLICADA
A INSTALAÇÕES ELÉTRICAS RESIDENCIAIS

Degmar Felgueiras Castro

PROJETO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO CURSO
DE ENGENHARIA ELÉTRICA DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE
FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS
NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRA
ELETRICISTA.
Examinado por:

________________________________________________
Prof. Jorge Luiz do Nascimento, Dr. Eng.

________________________________________________
Prof. Sergio Sami Hazan, Ph.D.

________________________________________________
Davi Duque da Incarnação, Eng.

RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL
MARÇO DE 2015
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Castro, Degmar Felgueiras

Eficiência Energética aplicada a Instalações Elétricas
Residenciais / Degmar Felgueiras Castro. – Rio de Janeiro:

UFRJ / Escola Politécnica, 2015.

XVI, 121 p.: il.: 29,7 cm

Orientador: Jorge Luiz do Nascimento

Projeto de Graduação – UFRJ / Escola Politécnica / Curso
de Engenharia Elétrica, 2015.

Referências Bibliográficas: p. 120-121.

1. Introdução. 2. Eficiência Energética. 3 Tecnologias

Associadas a Eficiência Energética. 4 Estudo de Caso. 5.
Aplicação de Eficiência Energética para o Caso Base. 6.

Conclusão. I. Nascimento, Jorge Luiz do. II. Universidade
Federal do Rio de Janeiro, Escola Politécnica, Curso de
Engenharia Elétrica. III. Eficiência Enérgetica aplicada a

Instalações Elétricas Residencias.

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Agradecimentos

Agradeço primeiramente a Deus, por me abençoar todos os dias com uma vida
próspera, com saúde, paz, amor e sabedoria.
Aos meus pais, Aida e Sebastião, por todo o carinho e dedicação que tiveram ao
longo da minha vida. Por estarem sempre ao meu lado me apoiando em todas as
circustâncias, principalmente nos momentos mais difícies que pensei em desistir. Não
há como mensurar o amor que tenho por vocês e como sou grata por todo sacrifício que
fizeram para manter meus estudos. Sem ajuda e sem o amor de vocês não conseguiria
chegar até aqui.
Agradeço aos meus irmãos, Sandro e Sebastião, por me mostrarem que os
caminhos difíceis devem ser trilhados com coragem e esperança. Incontáveis foram as
vezes que me vi cansada e preocupada, e vocês me ajudaram a seguir firme diante dos
obstáculos. O momento que vivo agora é fascinante e só existe porque vocês se doaram
e aceitaram viver comigo esse sonho, cada um do seu jeito.
Ao meu companheiro, Jefferson, que sempre me apoiou pacientemente em todos
os momentos e principalmente nessa reta final, acreditando no meu potencial. Sou
muito grata por tê-lo em minha vida.
Agradeço a minha amiga e cunhada, Carolina, que abriu as portas de sua casa
para me receber nesse momento final de graduação, estando sempre ao meu lado com
uma palavra amiga e de carinho.
Aos muitos amigos que fiz na faculdade e que pretendo levar por toda a vida,
sem os quais não teria suportado as diversas provas e dificuldades pelas quais passamos
juntos.
Ao meu amigo Davi que desde o ingresso a faculdade sempre me orientou e
ajudou a seguir o melhor caminho do estudo nas disciplinas, no LAFAE, na vida de
futura Engenheira e por aceitar a fazer parte da banca avaliadora do projeto final.
Agradeço ao professor e amigo, Sergio Sami, por toda paciência e dedicação ao
longo desses anos de faculdade. Por toda palavra de incentivo e também os “puxões de
orelha”, sem isso certamente minha trajetória na UFRJ seria muito mais difícil. Sou
muito grata por todo o carinho.

v
Agradeço ao professor e amigo, Jorge Luiz, por ter sido meu orientador nesse
projeto, onde me mostrou que podemos vencer qualquer dificuldade se acreditarmos no
nosso potencial. Por todos os conselhos e longas conversas durante toda a minha
formação acadêmica.
Agradeço a secretária do departamento e amiga, Katia, por ter cuidado de mim
durante todos esses anos na UFRJ e por hoje ser uma grande amiga. Sou muito grata por
ter você em minha vida.
Por fim agradeço a todos que contribuíram até hoje em minha vida, onde cada
um, com pequenos gestos, contribui para que ela tomasse uma direção próspera e feliz.

vi
Nossa maior fraqueza está em desistir. O caminho mais certo de
vencer é tentar mais uma vez... (Thomas Edison)
vii
Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/ UFRJ como parte
dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheira Eletricista.

Eficiência Energética aplicada a Instalações Elétricas Residenciais

Degmar Felgueiras Castro

Março/2015

Orientador: Jorge Luiz do Nascimento

Curso: Engenharia Elétrica

Este projeto visa identificar e avaliar metodologias de eficientização energética,
aplicadas em instalações elétricas. Foram pesquisadas novas tecnologias da iluminação
e dos demais equipamentos de uso doméstico, a viabilização entre iluminação artificial
e natural, automatização do controle de iluminação, uso da energia solar em apoio ao
aquecimento de água, além de ações sobre os circuitos elétricos visando a redução das
perdas e dos custos dos materiais. Como estudo de caso, um projeto base foi
desenvolvido à luz da NBR5410, prestando-se para as comparações necessárias na
avaliação das aplicações das medidas de eficientização estudadas. Como critério de
comparação, os custos das ações foram colocados frente a economia de energia e ao
tempo de retorno dos mesmos.

Palavras-chave: Eficiência energética, Iluminação, Regulamentação, Tecnologias,
Consumo, Técnicas de eficientização.
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Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfillment of
the requirements for the degree of Engineer.

Energy efficiency applied to Residential Electrical Installations

Degmar Felgueiras Castro

March./2015

Advisor: Jorge Luiz do Nascimento

Course: Electrical Engineering

This project aims to identify and evaluate methodologies to optimize energetic
efficiency, mainly in domestic installations. New technologies for lighting and other
domestic appliances were addressed, including merging artificial and natural lighting,
automated illumination control, solar energy for water heating, as well as actions to
reduce loss in electric circuits, in terms of consumption and materials, in order to
minimize costs. As a case study, a project based on NBR5410 norm was developed and
the results obtained from this regulation and from the proposed methodology were
compared according to their required investments and time to break even.

Keywords: Energetic efficiency, Lighting, Regulations, Technologies, Energetic
Consumption, Energetic Optimization.

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Sumário

Lista de Figuras ............................................................................................................... xi
Lista de Tabelas ............................................................................................................. xiv
1 Introdução ...................................................................................................................... 1
1.1 Estrutura do trabalho .................................................................................................. 1
1.2 Objetivo ...................................................................................................................... 5
1.3 Metodologia ................................................................................................................ 6
1.4 Organização ................................................................................................................ 7
2 Eficiência energética...................................................................................................... 8
2.1 Eficiência energética no mundo ................................................................................. 8
2.2 Eficiência energética no Brasil ................................................................................... 9
2.3 Programa de Etiquetagem (PBE) .............................................................................. 10
2.4 Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica ......................................... 13
2.5 Programa Nacional de Eficiência Energética em Edificações.................................. 17
2.6 Programa Nacional de Conservação de Petróleo e Derivados...................................17
2.7 Empresa de Serviço de Conservação de Energia...................................................... 18
3 Eficiência Energética na Instalação Elétrica: Tecnologias e Medidas.........................20
3.1 Aplicações na Iluminação .........................................................................................21
3.2 Aplicações no Aquecimento......................................................................................27
3.3 Aplicações no resfriamento.......................................................................................33
3.4 Medidas básicas para se obter Eficientização em uma Residência...........................34
4 Estudo de Caso ............................................................................................................37
4.1 Dados Iniciais do Memorial Descritivo ....................................................................37
4.2 Cargas e Circuitos .....................................................................................................41
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