Edificações com consumo de energia próximo a zero (nzeb): modelagem de desempenho de eficiência energética e análise do impacto no sistema de distribuição de energia elétrica do Distrito Federal

Resumo

O setor de distribuição de energia elétrica encontra-se em plena evolução, apresentando avanços tecnológicos e regulatórios, além de atender a necessidade de redução de emissões prejudiciais ao meio ambiente, contribuindo para alterações dos modelos de mercado observados atualmente. Com a disseminação da geração distribuída, o consumidor do sistemade distribuição passa a agregar a função de fornecedor do excedente de energia para a rede (prosumidor). Nesse contexto, situa-se o presente projeto de pesquisa, em que utilizamos como Laboratório Vivo uma edificação em um campus universitário, para estudar o comportamento do edifício em termos de sustentabilidade e analisar a sua readequação para alcançar um desempenho energético próximo a neutralidade de energia ou a posição de NetZero Energy Building (NZEB). O sistema estudado localiza-se no campus do UniCeub na asa norte e consiste em um edifício de três pavimentos com laboratórios de informática, além de possuir em seu telhado uma usina solar fotovoltaica com 152 painéis totalizando 40 kWp. Identificamos e caracterizamos os principais usos finais de energia, com destaque para a climatização (65%) e cargas de informática (22%). O levantamento das curvas de demanda de
energia elétrica foi realizado, permitindo a caracterização da rotina de consumo da edificação, e a partir dessas variáveis ações de eficiência energética foram propostas. A modelagem das características de tensão elétrica em regime permanente e distorção harmônica foi realizada, e a análise dos prováveis impactos no sistema de distribuição de energia elétrica foi realizada. Observou-se uma variação no comportamento da tensão, chegando a atingir reduções em regime permanente de 7,83%, ou seja, abaixo do recomendado pela ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica). Em relação a distorção harmônica de tensão, identificou-se as frequências mais significativas como as de 5ª, 11ª, 7ª e 3ª ordens respectivamente, com variações de significância ao longo do dia e tipos de cargas utilizadas no período. Em relação a distorção harmônica total, identificou-se valores que ultrapassam os limites da norma IEEE 519/2014, atingindo até 9,3 % de THDV. A partir dos resultados, as influências da carga elétrica da edificação e dos inversores de tensão da usina fotovoltaica foram analisadas e resultando em inferências para contribuir com a caracterização e possíveis soluções do problema.