Avaliação por simulação computacional de Sistemas de Aquecimento Solar para uso em chuveiros em Habitações de Interesse Social no extremo sul do Brasil. - Terres, Marcelo Bento (2013)
Com a crise do petróleo nos anos 70 e a discussão de temas sobre a degradação do meio ambiente e sobre as mudanças climáticas do planeta, as energias renováveis passaram a ser vistas como soluções para suprir as necessidades do consumo energético doméstico e industrial. A energia solar se apresentou como uma fonte limpa e inesgotável que poderia apresentar uma alternativa para redução do uso de energias não-renováveis. No Brasil, a crise energética teve seu auge com o apagão de 2001 e o chuveiro, devido sua concentração de uso no fim da tarde e início da noite, foi identificado como um dos vilões na contribuição do aumento do pico da curva de demanda, resultando em violações no padrão de distribuição de energia elétrica. O chuveiro também está presente em 98,6% das residências na região sul do Brasil e é responsável por 25% do consumo elétrico residencial nesta região, onerando as famílias de baixa renda. Estudos anteriores já comprovaram a eficiência do uso combinado de Sistemas de Aquecimento Solar (SAS) e chuveiros elétricos de potência regulável para todas as regiões do país. Entretanto, pesquisas apontam que apenas 6,1% da população da região sul do Brasil estaria predisposta a substituir sistemas de aquecimento elétrico por solar. Esta rejeição pode ser atribuída à menor radiação solar e às baixas temperaturas nos períodos frios do ano, além do alto valor de investimento para aquisição dos sistemas. Neste trabalho, dois SAS compactos foram modelados no programa de simulação computacional TRNSYS. Usando dados climáticos da cidade de Pelotas/RS (Latitude 31° 46’ Sul), foram simulados diferentes perfis de uso de chuveiro e diferentes modelos de temperatura da água de abastecimento dos SAS. Ao determinar a Fração Solar obtida pelos SAS, pôde-se conhecer a Economia de Energia Elétrica para o usuário e fazer a análise financeira do retorno do investimento para aquisição dos sistemas. Através de um cenário de 420 unidades residenciais, se avaliou o impacto na redução do pico da curva de demanda. Ao determinar o consumo de energia retirado deste período, pôde-se quantificar como a adoção de SAS poderia melhorar a qualidade na distribuição de energia elétrica e postergar investimentos no aumento da capacidade instalada pela concessionária (Companhia Estadual de Energia Elétrica – CEEE). Em média, a Fração Solar obtida nas simulações foi de 73,1%, resultando numa economia média anual de R$ 568,58 para os usuários. Esta economia mostrou que o tempo médio de retorno do investimento dá-se no 4º ano de uso, numa escala de 100 unidades. A retirada média da potência no horário do pico da curva de demanda foi de 0,294 MWh, podendo todos os resultados serem considerados satisfatórios.