Consumo residencial de energia elétrica (artigo)

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VI ENDITEC
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Diretoria de Pesquisa e Pós-Graduação Campus Medianeira
	
	
	Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Diretoria de Pesquisa e Pós-Graduação
Campus Medianeira
VIII ENDITEC - Encontro Nacional de Difusão Tecnológica
	
Consumo residencial de energia elétrica
Felipe Eduardo Pilz Dieder; Gabriel Antonio Pulga; Geovani Sieben Wendling; Gilian Andrei Kieling; NEUSA IDICK SCHERPINSKI[1: Acadêmico do curso de Engenharia Elétrica da UTFPR, felipe17451@hotmail.com][2: Acadêmico do curso de Engenharia Elétrica da UTFPR, gabrieelplg@gmail.com][3: Acadêmico do curso de Engenharia Elétrica da UTFPR, geovane.siebenn@hotmail.com][4: Acadêmico do curso de Engenharia Elétricada UTFPR, giliankieling@hotmail.com][5: Prof. Msc. da Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR. neusascherpinski@gmail.com]
RESUMO: O presente artigo teve como objetivo apresentar a compreensão do consumo energético residencial, bem como as variáveis que causam o maior impacto no mesmo, e estudar o comportamento junto com o nível de conscientização a respeito da utilização da energia elétrica na sociedade. A pesquisa foi realizada em três bairros da cidade de Medianeira - PR. E sua metodologia consiste em um estudo de caso, aplicado nos bairros: Cidade Alta, Parque Independência e São Cristóvão. Em suma, notou-se uma grande variação de consumo das pessoas que residiam no mesmo bairro, tendo assim, uma relação direta com a economia. Acadêmicos de Engenharia Elétrica, cientes das dificuldades e dos impactos ambientais causados para a produção de energia, buscaram passar um pouco das preocupações aos entrevistados, para que, com isso, busquem mudar seus hábitos em prol de uma sociedade mais consciente e racional.
PALAVRAS-CHAVE: Consumo. Energia Elétrica. Medianeira.
INTRODUÇÃO
	Desde a antiguidade, a energia é utilizada como base das civilizações. Após dominar a técnica do fogo, de onde utiliza-se energia térmica, muita coisa mudou. O homem inventou a roda, e outros mecanismo que facilitaram o transporte e a vida. Muito tempo se passou, até que um fato marcou a história da humanidade para todo o sempre: a invenção da máquina a vapor, um símbolo da revolução industrial que também utilizou o fogo em prol do movimento. Isso permitiu a construção de um mundo industrializado, e com isso, há pouco mais de 100 anos, surgiu a energia elétrica, e com ela: a era da informação.
	Com a era da informação, o ser humano teve de aprender a compactar energia para usos domésticos e recreativos, para tais fins, o comércio da mesma disparou, junto com a dependência humana dessa nova tecnologia. E, como toda tecnologia, cabe à humanidade aprimorá-la para ser otimizada ao máximo.
	Através do estudo de seu uso, é possível estimar um padrão para o qual as pessoas façam proveito dessa ciência, e através disso, forma-se a possibilidade de encontrar uma forma de melhorar o consumo da mesma, com todas as variáveis sendo levadas em conta. 
	É de grande relevância, que ao decorrer deste artigo, seja levado em conta o fato de que: a conscientização ambiental, em prol da evolução da ciência desenvolvida pelo ser humano, deve ser um fator a ser considerado significativo, sendo assim, a otimização do uso da energia elétrica para fins domiciliares é de extrema importância para a sociedade.
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
	Consciência ambiental é saber que, em última análise, não existe distinção entre o ser e o meio, sendo assim, para este trabalho foram utilizados como base: artigos científicos realizados por acadêmicos das instituições: Universidade Federal de Itajaí, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul e Universidade Federal do Rio Grande do Norte.
	O livro "Eficiência energética: fundamentos e aplicações" (Augusto Nelson Carvalho Viana,2012), aborda temas como o uso inteligente da energia elétrica, assim como a otimização da mesma, se tratando de uma fonte confiável para retirar informações sobre o assunto.
	A respeito da economia de energia, os acadêmicos Leonardo Costa e Alberto Marin Neves da PUCRS apresentaram uma tese indagável, utilizando como questionamentos: "Como calcular o consumo dos equipamentos elétricos?" e "Orientações gerais para conservação de energia", por exemplo. A universidade mostrou avanços no campo de pesquisa ao destinar a verba para o artigo "Economia de Energia Sustentável", sendo uma das pioneiras no meio tecnológico que abordam esse assunto.
	"Nosso planeta tem a capacidade de se recuperar, porém o nosso ritmo de consumo de recursos naturais e geração de resíduos é maior do que é suportado" (Lemos Bertiolli,2013), como solução, para tal afirmação: o consumo consciente de energia elétrica nos domicílios. O Professor Lemos Bertiolli da UFRN idealizou o Projeto de Compensação Ambiental em 2008 com base nas ideias apresentadas em seu discurso a favor da conscientização.
3. MATERIAL E MÉTODOS
	A pesquisa foi baseada na coleta de dados através de questionários diretos, onde foram feitas visitas domiciliares em três bairros na cidade de Medianeira – PR. As perguntas foram feitas através do preenchimento de um inquérito, no qual foram respondidas as seguintes questões pelos residentes: Número de integrantes na moradia; Número de eletrodomésticos; Número de lâmpadas; Consumo de energia (W/h) referente aos meses de Janeiro, Fevereiro e Março de 2016; Nota referente a satisfação com o valor pago nas faturas e Nota referente à economia de energia segundo os hábitos pessoais.
	Em seguida, utilizando-se de ferramentas como o MiniTab e o Excel, foi feita a avaliação técnica, e com isso, foi possível estabelecer um padrão utilizando as variáveis presentes no consumo como base. Através do gráfico de dispersão, da análise de regressão e variância, pôde ser efetuada a análise descritiva dos dados.
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 ANÁLISE EXPLORATÓRIA DOS DADOS
4.1.1 Dados Qualitativos
	Os dados demonstraram ter relação entre as variáveis referentes ao número de lâmpadas e eletrodomésticos com o consumo médio. É possível analisar que quanto maior o número de produtos, maior é a quantidade de kW/h consumidos. O gráfico 1 demonstra essa relação com o número de lâmpadas (em intervalos de três unidades): 
Gráfico 1 – Consumo médio de energia relacionado ao número de lâmpadas
 	
	As residências que possuem entre 10 e 12 lâmpadas, são as que apresentam o menor percentual e menor taxa consumida, já residências com acima de 20 lâmpadas, lideram em larga escala essa relação, que não demonstra adversidade na situação envolvendo eletrodomésticos. No gráfico 2, residências com menos produtos consumidores também revelam menores índice de energia consumida, e as que possuem acima disso, mostram uma taxa em padrões mais altos.
Gráfico 2 - Consumo médio de energia relacionado ao número de eletrodomésticos
	Os hábitos relacionados a economia de energia também possuem influência nos números finais, em situações onde os moradores exercem essas práticas, que podem ser simples, como evitar lâmpadas acesas sem necessidade, diminuir o tempo de banho, reduzir o tempo em que a geladeira fica com a porta aberta, por exemplo, a taxa de consumo médio diminui significativamente, e em situações atuais, reduzir custos na maioria dos casos, é imprescindível. Mas observa-se que outras variáveis possam ter influenciado o fator 5, pois o mesmo não seguiu o mesmo padrão dos demais. No gráfico 3, estão relacionadas as notas dadas pelos entrevistados em relação aos seus hábitos com o valor médio do consumo referente a cada nota:
Gráfico 3 - Consumo médio de energia relacionado a nota atribuída pelos entrevistados
4.1.2 Dados Quantitativos 
	O gráfico 4 ilustra a situação em que o consumo foi exposto como variável dependente e o número de lâmpadas como independente, e a função que melhor ajusta a disposição dos dados é a cúbica, com R maior que 70%, nestecaso foi utilizado apenas lâmpadas brancas, mas caso fosse pesquisar mais a fundo deveria considerar todas as variedades, amarelas, led, etc.
Gráfico 4 - Diagrama de dispersão do consumo pelo número de lâmpadas
	
Do mesmo modo, em relação ao número de eletrodomésticos (variável independente), o consumo representa a variável dependente, sendo que a função ajustada é cúbica, o R² encontrado não foi muito adequado, devido a existência de um ponto discrepante, um dos motivos disso pode ser a existência de eletrodomésticos que são utilizados apenas quando necessários, por exemplo, o ar condicionado, utilizado na maioria das vezes apenas na estação do verão.
Gráfico 5 - Diagrama de dispersão do consumo pelo número de eletrodomésticos
	Se tratando da relação entre as variáveis, os histogramas foram utilizados como ferramenta de análise para os dados, que foram agrupados em classes de frequência que permitiram distinguir a variação da distribuição, a forma e se houve simetria. O gráfico 6 apresentou uma curva característica, pois em dois momentos a frequência foi zero, causando oscilações.
Gráfico 6 – Histograma referente ao 
Consumo(kW/h) x Número de Lâmpadas
	Já o gráfico 7, apresentou apenas uma oscilação, e nos outros demais casos demonstrou uma mesma frequência.
Gráfico 7 – Histograma referente ao 
Consumo(kW/h) x Número de Eletrodomésticos
Os boxplot’s foram utilizados para avaliar a distribuição empírica do dados, sendo possível visualizar mais facilmente a localização desses dentro de um espaço delimitado. Nos dois casos, a média foi inferior a mediana e não houve nenhum ponto discrepante. 
Gráfico 8 – Boxplot entre o consumo(kW/h) x número de lâmpadas
Gráfico 9 – Boxplot entre consumo(kW/h) x número de eletrodomésticos
 Tabela 1 demonstra que as médias, referentes a estatística descritiva, se deram distintas para o número de lâmpadas e número de eletrodomésticos. A curtose para Nº de lâmpadas foi platicúrtica, já para Nº de Eletrodomésticos leptocúrtica. A assimetria foi positiva.
Tabela 1 – Estatística Descritiva
	
	Nº de lâmpadas
	Nº de eletros
	Consumo médio
	
	
	
	
	Média
	15,62
	13,9
	239,33
	Erro padrão
	0,57
	0,74846782
	15,52
	Mediana
	15
	13
	212,33
	Modo
	11
	16
	#N/D
	Desvio padrão
	4,03
	5,29246673
	109,76
	Variância da amostra
	16,24
	28,0102041
	12046,61
	Curtose
	-0,3
	1,5731897
	2,93
	Assimetria
	0,63
	1,15192773
	1,33
	Intervalo
	17
	25
	536,33
	Mínimo
	10
	5
	81
	Máximo
	27
	30
	617,33
	Soma
	781
	695
	11966,33
	Contagem
	50
	50
	50
4.2 ANÁLISE DE VARIÂNCIA 
Nº de Lâmpadas x Consumo
Tukey Pairwise Comparisons 
Grouping Information Using the Tukey Method and 95% Confidence
Tratamento N Mean Grouping
de 22 a 27 5 23,00 A
de 16 a 21 17 18,471 B
de 10 a 15 28 12,571 C
Fisher Pairwise Comparisons 
Grouping Information Using the Fisher LSD Method and 95% Confidence
Tratamento N Mean Grouping
de 22 a 27 5 23,00 A
de 16 a 21 17 18,471 B
de 10 a 15 28 12,571 C
Nº de Eletrodomésticos x Consumo
Tukey Pairwise Comparisons 
Grouping Information Using the Tukey Method and 95% Confidence
Tratamento N Mean Grouping
de 21 a 30 6 24,83 A
de 11 a 20 30 14,167 B
de 5 a 10 14 8,643 C
Fisher Pairwise Comparisons 
Grouping Information Using the Fisher LSD Method and 95% Confidence
Tratamento N Mean Grouping
de 21 a 30 6 24,83 A
de 11 a 20 30 14,167 B
de 5 a 10 14 8,643 C
4.3 ANÀLISE DE REGRESSÃO
Em relação a independência dos resíduos, é possível observar nos gráficos de dispersão das variáveis Nº de Lâmpadas x Consumo e Nº de eletrodomésticos x Consumo que os pontos ficaram dispersos, ou seja, independentes uns dos outros.
Resíduos 1 – Número de Lâmpadas;
Resíduos 2 – Número de Eletrodomésticos.
Gráfico 10 – Ordem x Resíduos 1
Gráfico 11 – Número de Lâmpadas x Resíduos 1
Gráfico 12 – Y previsto x Resíduos 1
Gráfico 13 – Ordem x Resíduos 2
Gráfico 14 – Número de Eletrodomésticos x Resíduos 2
Gráfico 15 – Y previsto x Resíduos 2
	TESTES DE NORMALIDADE 1
	
	
	
	DADOS DO PROCESSO
	
	
	
	Estatística: Anderson-Darling
	0,568476
	
	P-valor
	0,133334
	
	TESTES DE NORMALIDADE 2
	
	
	
	DADOS DO PROCESSO
	
	
	
	Estatística: Anderson-Darling
	1,181659
	
	P-valor
	0,003946
	
Em relação ao teste de normalidade, foi elaborada a estatística “Anderson-Darling” e encontrado o P-valor, o qual relacionado ao número de lâmpadas (teste 1) foi maior que 0,05 constatando que os resíduos são normais, porém tendo em vista o número de eletrodomésticos (teste 2) o P-valor foi menor que 0,05, concluindo que os resíduos são anormais.
	TESTES DE VARIÂNCIA 1
	
	
	
	DADOS DO PROCESSO
	
	
	
	Informação
	Valor
	Levene (estatística do teste)
	0,583042
	Graus de Liberdade
	13
	P-valor
	0,85082
	TESTES DE VARIÂNCIA 2
	
	
	DADOS DO PROCESSO
	
	
	Informação
	Valor
	Levene (estatística do teste)
	0,581538
	Graus de Liberdade
	16
	P-valor
	0,874498
Em relação a homocedasticidade dos resíduos, foi elaborado a estatística “Levene”, encontrado o grau de liberdade e o P-valor, o qual em ambos os testes foi maior que 0,05, ou seja, os resíduos são homocedásticos. 
5. CONCLUSÕES
	Através das análises efetuadas, foi possível estabelecer um padrão para o consumo inteligente de energia elétrica nas residências, tendo em vista a otimização econômica e o uso da mesma. Os gráficos apresentaram um resultado técnico consistente, provando que existe uma relação entre economia e utilização consciente da eletricidade para fins domiciliares. 
7. REFERÊNCIAS
BAYER JOVENS. O consumo consciente de energia elétrica. Disponível em: <http://www.bayerjovens.com.br/pt/colunas/coluna/?materia=o-consumo-consciente-de-energia-eletrica-no-cotidiano>. Acesso em: 05 mai. 2016.
COPEL. Residencial. Disponível em: <http://www.copel.com/hpcopel/residencial/>. Acesso em: 25 mai. 2016.
CPFL ENERGIA. Dicas de consumo consciente. Disponível em: <http://www.cpfl.com.br/energias-sustentaveis/eficiencia-energetica/uso-consciente/dicas-de-consumo/paginas/default.aspx>. Acesso em: 20 jun. 2016.
ESQUADRÃO DO CONHECIMENTO. Probabilidade e estatística. Disponível em: <https://esquadraodoconhecimento.wordpress.com/matematica/probabilidade-e-estatistica/>. Acesso em: 10 mai. 2016.
LEFFA. Normas abnt. Disponível em: <http://www.leffa.pro.br/textos/abnt.htm>. Acesso em: 16 jun. 2016.
PORTAL ACTION. Introdução à probabilidade. Disponível em: <http://www.portalaction.com.br/probabilidades/introducao-probabilidade>. Acesso em: 19 mai. 2016.
PROFLUDFUZZI METODOLOGIA. O que é a pesquisa de campo?. Disponível em: <http://profludfuzzimetodologia.blogspot.com.br/2010/03/o-que-e-pesquisa-de-campo.html>. Acesso em: 14 abr. 2016.
RS, Pontifícia Universidade Católica. Manual de economia de energia. Uso sustentável de energia, Porto Alegre, v. 1, n. 33379, mar. 2010. Disponível em: <http://www.pucrs.br/biblioteca/manualuse.pdf>. Acesso em: 01 jun. 2016.
TERA AMBIENTAL. A importância de ter consciência ambiental. Disponível em: <http://www.teraambiental.com.br/blog-da-tera-ambiental/bid/188395/a-import-ncia-de-ter-consci-ncia-ambiental>. Acesso em: 04 mai. 2016.
UNIFEI, . Eficiência energética. Elektro, Itajaí, v. 1, n. 778, jan. 2012. Disponível em: <http://www.elektro.com.br/Media/Default/DocGalleries/Eficientiza%C3%A7%C3%A3o%20Energ%C3%A9tica/Livro_Eficiencia_Energetica.pdf>. Acesso em: 15 jun. 2016.