eficiência energética aplicada a instalações elétricas residenciais

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  • Universidade Federal do Rio de Janeiro

    EFICINCIA ENERGTICA APLICADA A

    INSTALAES ELTRICAS RESIDENCIAIS

    Degmar Felgueiras Castro

    2015

  • ii

    EFICINCIA ENERGTICA APLICADA

    A INSTALAES ELTRICAS RESIDENCIAIS

    Degmar Felgueiras Castro

    Projeto de Graduao apresentado ao Curso de

    Engenharia Eltrica da Escola Politcnica,

    Universidade Federal do Rio de Janeiro, como

    parte dos requisitos necessrios obteno do

    ttulo de Engenheira Eletricista.

    Orientador: Jorge Luiz do Nascimento

    Rio de Janeiro

    Maro 2015

  • iii

    EFICINCIA ENERGTICA APLICADA

    A INSTALAES ELTRICAS RESIDENCIAIS

    Degmar Felgueiras Castro

    PROJETO DE GRADUAO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO CURSO

    DE ENGENHARIA ELTRICA DA ESCOLA POLITCNICA DA UNIVERSIDADE

    FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS

    NECESSRIOS PARA A OBTENO DO GRAU DE ENGENHEIRA

    ELETRICISTA.

    Examinado por:

    ________________________________________________

    Prof. Jorge Luiz do Nascimento, Dr. Eng.

    ________________________________________________

    Prof. Sergio Sami Hazan, Ph.D.

    ________________________________________________

    Davi Duque da Incarnao, Eng.

    RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL

    MARO DE 2015

  • iv

    Castro, Degmar Felgueiras

    Eficincia Energtica aplicada a Instalaes Eltricas

    Residenciais / Degmar Felgueiras Castro. Rio de Janeiro:

    UFRJ / Escola Politcnica, 2015.

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

    Orientador: Jorge Luiz do Nascimento

    Projeto de Graduao UFRJ / Escola Politcnica / Curso

    de Engenharia Eltrica, 2015.

    Referncias Bibliogrficas: p. 120-121.

    1. Introduo. 2. Eficincia Energtica. 3 Tecnologias

    Associadas a Eficincia Energtica. 4 Estudo de Caso. 5.

    Aplicao de Eficincia Energtica para o Caso Base. 6.

    Concluso. I. Nascimento, Jorge Luiz do. II. Universidade

    Federal do Rio de Janeiro, Escola Politcnica, Curso de

    Engenharia Eltrica. III. Eficincia Enrgetica aplicada a

    Instalaes Eltricas Residencias.

  • v

    Agradecimentos

    Agradeo primeiramente a Deus, por me abenoar todos os dias com uma vida

    prspera, com sade, paz, amor e sabedoria.

    Aos meus pais, Aida e Sebastio, por todo o carinho e dedicao que tiveram ao

    longo da minha vida. Por estarem sempre ao meu lado me apoiando em todas as

    circustncias, principalmente nos momentos mais difcies que pensei em desistir. No

    h como mensurar o amor que tenho por vocs e como sou grata por todo sacrifcio que

    fizeram para manter meus estudos. Sem ajuda e sem o amor de vocs no conseguiria

    chegar at aqui.

    Agradeo aos meus irmos, Sandro e Sebastio, por me mostrarem que os

    caminhos difceis devem ser trilhados com coragem e esperana. Incontveis foram as

    vezes que me vi cansada e preocupada, e vocs me ajudaram a seguir firme diante dos

    obstculos. O momento que vivo agora fascinante e s existe porque vocs 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 t-lo em minha vida.

    Agradeo a minha amiga e cunhada, Carolina, que abriu as portas de sua casa

    para me receber nesse momento final de graduao, 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 no 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.

    Agradeo ao professor e amigo, Sergio Sami, por toda pacincia e dedicao ao

    longo desses anos de faculdade. Por toda palavra de incentivo e tambm os puxes de

    orelha, sem isso certamente minha trajetria na UFRJ seria muito mais difcil. Sou

    muito grata por todo o carinho.

  • vi

    Agradeo 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

    formao acadmica.

    Agradeo a secretria 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 voc em minha vida.

    Por fim agradeo a todos que contriburam at hoje em minha vida, onde cada

    um, com pequenos gestos, contribui para que ela tomasse uma direo prspera e feliz.

  • vii

    Nossa maior fraqueza est em desistir. O caminho mais certo de

    vencer tentar mais uma vez... (Thomas Edison)

  • viii

    Resumo do Projeto de Graduao apresentado Escola Politcnica/ UFRJ como parte

    dos requisitos necessrios para a obteno do grau de Engenheira Eletricista.

    Eficincia Energtica aplicada a Instalaes Eltricas Residenciais

    Degmar Felgueiras Castro

    Maro/2015

    Orientador: Jorge Luiz do Nascimento

    Curso: Engenharia Eltrica

    Este projeto visa identificar e avaliar metodologias de eficientizao energtica,

    aplicadas em instalaes eltricas. Foram pesquisadas novas tecnologias da iluminao

    e dos demais equipamentos de uso domstico, a viabilizao entre iluminao artificial

    e natural, automatizao do controle de iluminao, uso da energia solar em apoio ao

    aquecimento de gua, alm de aes sobre os circuitos eltricos visando a reduo das

    perdas e dos custos dos materiais. Como estudo de caso, um projeto base foi

    desenvolvido luz da NBR5410, prestando-se para as comparaes necessrias na

    avaliao das aplicaes das medidas de eficientizao estudadas. Como critrio de

    comparao, os custos das aes foram colocados frente a economia de energia e ao

    tempo de retorno dos mesmos.

    Palavras-chave: Eficincia energtica, Iluminao, Regulamentao, Tecnologias,

    Consumo, Tcnicas de eficientizao.

  • ix

    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.

  • x

    Sumrio

    Lista de Figuras ............................................................................................................... xi

    Lista de Tabelas ............................................................................................................. xiv

    1 Introduo ...................................................................................................................... 1

    1.1 Estrutura do trabalho .................................................................................................. 1

    1.2 Objetivo ...................................................................................................................... 5

    1.3 Metodologia ................................................................................................................ 6

    1.4 Organizao ................................................................................................................ 7

    2 Eficincia energtica...................................................................................................... 8

    2.1 Eficincia energtica no mundo ................................................................................. 8

    2.2 Eficincia energtica no Brasil ................................................................................... 9

    2.3 Programa de Etiquetagem (PBE) .............................................................................. 10

    2.4 Programa Nacional de Conservao de Energia Eltrica ......................................... 13

    2.5 Programa Nacional de Eficincia Energtica em Edificaes.................................. 17

    2.6 Programa Nacional de Conservao de Petrleo e Derivados...................................17

    2.7 Empresa de Servio de Conservao de Energia...................................................... 18

    3 Eficincia Energtica na Instalao Eltrica: Tecnologias e Medidas.........................20

    3.1 Aplicaes na Iluminao .........................................................................................21

    3.2 Aplicaes no Aquecimento..............................................

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