Solar thermal and photovoltaics in houses : a comparative study in several locations in Brazil

Orientador: Ennio Peres da SilvaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: A busca por meios de geração de energia para atender às necessidades humanas com menores impactos sociais e ambientais é constante. A geração de energia elétrica por meio de fontes renováveis na forma distribuída, ou não centralizada, é um meio ou método de minimizar tais impactos. O objetivo da pesquisa foi analisar a viabilidade econômica, frente a tarifa de energia elétrica das concessionárias locais, da utilização de sistemas de geração solar em residências brasileiras situadas nas capitais dos estados, na capital federal, Brasília e na cidade de Campinas (SP). Diferentes situações de dimensionamento foram utilizadas para dois tipos de sistemas: um sistema fotovoltaico puro, para atender toda a necessidade energética da residência, incluindo o chuveiro elétrico, e um sistema solar híbrido, composto por aquecimento solar para atender a demanda por água quente no banho em conjunto com geração fotovoltaica para atender as necessidades em equipamentos elétricos. As situações de dimensionamento utilizadas foram três, onde em cada uma o sistema fotovoltaico foi projetado para uma determinada produção de energia. Os sistemas fotovoltaico e de aquecimento solar foram dimensionados com o auxílio dos softwares PVSyst e Dimensol, respectivamente. O custo total dos sistemas foi estimado a partir de pesquisa em lojas com endereço eletrônico na rede de computadores e de orçamentos fornecidos por empresas do ramo. Determinou-se o preço final da energia elétrica convencional para todas as cidades a partir da tarifa definida pela ANEEL, do valor médio do PIS efetivo cobrado pelas concessionárias e da alíquota de ICMS que os governos estaduais recolhem. Após realizados os cálculos, chegou-se ao resultado de que somente nas cidades de Macapá (AP) e Boa Vista (RR), devido principalmente ao baixo custo das tarifas de energia elétrica, o usuário não economizaria com a instalação dos sistemas. Porém, em cidades de elevada tarifa, como Belém (PA) e Belo Horizonte (MG), o usuário pagaria cerca de R$ 0,30 por quilowatt hora consumido a menosAbstract: The search for power generation means to meet human needs with lower social and environmental impacts is constant. The distributed generation of electricity by renewable energies is a method to minimize those impacts. The research aimed to analyze the economic viability against local electricity tariff of the use of solar power generation systems in Brazilian households located in the capitals of the states, in the federal capital, Brasilia, and in the city of Campinas (SP) Different sizing situations were used for two types of systems: a pure PV system to meet all the energy needs of the residence, including electric shower, and a hybrid solar system, consisting of solar heating to meet the demand for hot water in the bath together with photovoltaic generation to meet the needs in electrical equipment. Sizing situations used were three, where in each one the PV system is designed for a certain production of energy. The photovoltaic systems and solar heating were sized with the help of the softwares PVSyst and Dimensol, respectively. The total cost of the systems was estimated by a research in webstores and budgets provided by companies in the field. Was determined the final price of conventional electricity to all cities from the tariff set by ANEEL, the average value of the effective PIS charged by concessionaires and ICMS aliquot that state governments collect. After performing the calculations, came to the result that only the cities of Macapa (AP) and Boa Vista (RR), mainly due to the low cost of electricity tariffs, the user does not save due to the installation of the systems. However, in cities of high tariff, as Belém (PA) and Belo Horizonte (MG), the user would save about R$ 0.30 per quilowatt-hourMestradoPlanejamento de Sistemas EnergeticosMestre em Planejamento de Sistemas Energético