PLACAS SOLARES UM ESTUDO SOBRE A VIABILIDADE

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ESCOLA PINHEIRO
MARINA CARVALHO DER BOGHOSSIAN
FLÁVIA RODRIGUES DE ARRUDA
PLACAS SOLARES: UM ESTUDO SOBRE A VIABILIDADE DA APLICAÇÃO EM RESIDÊNCIAS
SÃO PAULO
 2016
MARINA CARVALHO DER BOGHOSSIAN
FLÁVIA RODRIGUES DE ARRUDA
	
PLACAS SOLARES: UM ESTUDO SOBRE A VIABILIDADE DA APLICAÇÃO EM RESIDÊNCIAS
Trabalho de C
onclusão de Curso apresentado à 
Escola Pinhei
ro, na disciplina de Orientação 
Profissional e Étic
a (OPE), como requisito parcial para obtenção do Ensino Médio.
Professora
 Orientadora: 
Jóia Campos Miron
SÃO PAULO
2016
MARINA CARVALHO DER BOGHOSSIAN
FLÁVIA RODRIGUES DE ARRUDA	
PLACAS SOLARES: UM ESTUDO SOBRE A VIABILIDADE DA APLICAÇÃO EM RESIDÊNCIAS
Esta monografia foi julgada adequada para aprovação na disciplina de
OPE da Escola Pinheiro
São Paulo, 04 de outubro de 2016
Banca Examinadora:
________________________________
Prof.a Jóia Campos Miron
Orientadora
________________________________
Prof. Sergei Giannazi Alvarez
________________________________
 Coordenador Guilherme Pinheiro
AGRADECIMENTOS
Primeiramente gostaríamos de agradecer a Deus por nos proporcionar a oportunidade de realizar esse trabalho, onde concluímos um ciclo importante de nossas vidas, pois sem ele não teríamos forças para enfrentar essa caminhada.
Agradecemos também ao nosso apoio familiar, de onde tiramos todos os nossos princípios básicos. Eles que não mediram esforços para nos direcionar e principalmente nos apoiar em toda nossa trajetória até aqui. Agradecemos em especial aos nossos pais, por terem paciência e por acreditarem no nosso potencial, depositando em nós todo o incentivo que necessitávamos para seguir firme durante essa jornada.
Agradecemos aos nossos amigos, por momentos de alegrias, tristezas, e dificuldades, por sempre nos apoiarem e incentivarem, e por fazerem das nossas manhãs melhores, o nosso sincero obrigado, por aqueles que esperamos levar para o resto de nossas vidas.
Um agradecimento também à nossa amiga arquiteta Priscila, que nos ajudou a concretizar o projeto, tendo toda a atenção, paciência, dedicação e doando um pouco do seu corrido tempo para nos ajudar.
Ao profissional Vicente, que foi peça fundamental nesse trabalho, por ter compartilhado conosco todo o seu conhecimento sobre seu trabalho com Placas Solares, ter dado o apoio que nós precisávamos, todos os princípios básicos do assunto e principalmente pela paciência e pelo tempo disposto a nos explicar.
Agradecemos também a nossa orientadora Jóia, que mesmo não tendo experiência se dispôs a buscar conhecimento para nos passar, e nos orientar corretamente. Também o nosso sincero obrigado a coordenadora Viviane, por dispor do seu tempo para também nos orientar e ajudar na construção deste trabalho, sempre acompanhando a professora Jóia.
Agradecemos a professora Priscila por todo apoio e paciência, nos auxiliando na parte técnica da formatação do trabalho.
Agradecemos, em especial, ao arquiteto e coordenador Guilherme, que nos acompanhou do começo ao fim do nosso trabalho, se dedicando junto conosco, nos passando toda a informação e bagagem que possui sobre o tema. Sem dúvidas, sem o apoio dele não faríamos um trabalho como este.
Agradecemos em geral aos professores e coordenadores da Escola Pinheiro, que foram importantes em nossas vidas, essenciais não só para o nosso conhecimento racional, mas também para que crescêssemos e tornássemos quem somos hoje. Sendo assim, agradecemos não somente por terem nos ensinado, mas por terem nos feito aprender, nos preparando para o mundo afora e para novas responsabilidades que vêm pela frente.
Por fim, agradecemos a todos aqueles qυе, dе alguma maneira, estiveram е estão sempre próximos a nós, fazendo nossa vida valer a pena cada vez mais.
“Se a reta é o caminho mais curto entre dois pontos, a curva é o que faz o concreto buscar o infinito”
 (Oscar Niemeyer)
RESUMO
A fonte de energia mais utilizada no Brasil é a Hidrelétrica, porém pelo alto consumo de energia em residências essa fonte está sobrecarregada. Como uma forma de alternativa para não sobrecarregar tanto essa fonte, apresentaremos a partir desse trabalho uma fonte de energia alternativa para aquecimento da água: a energia solar. Dessa forma, os custos com a energia também irão diminuir além de ser uma forma de energia limpa, que não degrada o ambiente. Além disso, após ter sido detectado um problema apresentado por pessoas que não possuem placas solares em sua residência, houve a opção de discorrer sobre o problema e trazer uma solução prática para o mesmo. 
Palavras-chave: Placas solares; Fontes de energia; Energia solar.
ABSTRACT
The source of most used energy in Brazil is hydroelectric power, but the high energy consumption in homes that source is overloaded. As an alternative to not overload both this source, we present this work from an alternative source of energy to heat water: solar energy. Thus, the energy costs will also decrease as well as being a form of clean energy that does not degrade the environment. Moreover, after being detected problem presented by people who do not have solar panels on their homes, there was the option to discuss the problem and bring a practical solution for the same.
Keywords:Solar boards; Energy sources; Solar energy.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Coletor aberto.........................................................................................	21
Figura 2: Componentes do coletor aberto.............................................................	22
Figura 3: Materiais do coletor aberto.....................................................................	22
Figura 4: Aplicação de coletores planos em uma residência................................	23
Figura 5: Sistema de aquecimento solar para piscinas.........................................	24
Figura 6: Coletor a vácuo......................................................................................	25
Figura 7: Componentes do coletor a vácuo. .........................................................	25
Figura 8: Aplicação de coletores a vácuo em uma residência..............................	26
Figura 9: Reservatório térmico..............................................................................	27
Figura 10: Componentes do reservatório..............................................................	28
Figura 11: Componentes do sistema.....................................................................	29
Figura12: Desenho do esquema de aquecimento solar residencial......................	30
Figura 13: Circulação de água por termossifão ....................................................	32
Figura 14: Circulação de água forçada..................................................................	33
Figura 15: Aquecedor solar de baixo custo...........................................................	35
Figura 16: Aquecedores solar no programa Minha Casa, Minha Vida..................	37
Figura 17: Sistema convencional de aquecimento em uma residência................	50
Figura 18: Chuveiro da casa estudada que possui o sistema de placas...............	51
Figura 19: Processo de análise da quantia de água desperdiçada.......................	52
Figura 20: Medição de água desperdiçada no sistema.........................................	52
Figura 21: Medição do primeiro balde de água desperdiçado...............................	53
Figura 22: Processo de medição de água desperdiçada......................................	53
Figura 23: Copo medidor utilizado para medir a água desperdiçada....................	54
Figura 24: Quantidade final da água desperdiçada...............................................	54
Figura 25: Total de água desperdiçada.................................................................	55
Figura 26: Foto frontal do vaso sanitário do banheiro...........................................56
Figura 27: Foto frontal do chuveiro do banheiro (OE)...........................................	57
Figura 28: Foto lateral do banheiro (OE)...............................................................	57
Figura 29: Foto aérea do banheiro (OE)................................................................	58
Figura 30: Foto do teto solar do banheiro (OE).....................................................	58
Figura 31: Foto aérea do Box do banheiro (OE)...................................................	59
Figura 32: Planta 3D do objeto de estudo.............................................................	60
Figura 33: Planta do banheiro (OE).......................................................................	61
Figura 34: Planta da casa onde foi realizado o estudo..........................................	62
Figura 35: Mapa da rua onde fica situado o objeto de estudo...............................	63
Figura 36: Mapa do bairro onde fica situado o objeto de estudo...........................	64
LISTA DE GRÁFICOS E TABELAS
Tabela 1: Porte......................................................................................................	31
Gráfico 1 - Gasto médio de energia mensalmente em residência.........................	44
Gráfico 2 - Placas solares......................................................................................	45
Gráfico 3 - Implantação de placas solares em uma residência.............................	46
Gráfico 4 - Gasto esperado....................................................................................	47
LISTA DE SIGLAS
Associação brasileira de refrigeração, ar condicionado, ventilação e aquecimento (ABRAVA)
Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL)
Grupo de Estudos de Energia da PUC de Minas Gerais (GREEN)
Organização das Nações Unidas (ONU)
Agence de l’Enviroment ET de La Multrise de l’Energic (ADEME)
SUMÁRIO
Introdução............................................................................................	14
Tipos de energia..................................................................................	16
Aquecedor a gás.........................................................................	16
Aquecedor elétrico.....................................................................	17
Aquecedor solar.........................................................................	17
História da energia solar.....................................................................	19
História do Aquecimento solar no Mundo................................	19
História do Aquecimento Solar no Brasil.................................	19
Coletores..............................................................................................	21
4.1 Coletor plano............................................................................	21
4.2 Coletor a vácuo........................................................................	24
Reservatório Térmico..........................................................................	27
Sistema de aquecimento solar...........................................................	29
Princípio de funcionamento.......................................................	29
Circulação....................................................................................	31
Tipos de sistemas.......................................................................	33
Sistema no inverno ou com baixa incidência de sol...............	34
Sistema alternativo de aquecimento solar........................................	35
 Sistema de aquecimento solar para moradias populares..............	36
Metodologia de pesquisa....................................................................	38
Participantes...............................................................................	38
Instrumento de pesquisa...........................................................	39
Procedimento de coleta e análise dos dados..........................	39
Apresentação e análise dos resultados............................................	44	10.1 Questionário 1........................................................................	44
Gasto médio mensal de energia elétrica em			sua residência.................................................	44
Placas solares...........................................................	45
Implantação de placas solares................................	46
Gasto esperado.........................................................	47
Questionário 2......................................................................	48
Tempo que possui as placas em sua casa.............	48
Motivo da implantação.............................................	48
Desvantagem.............................................................	48
Economia compensável para implantação.............	49
Tempo levado para recompensa.............................	49
Tempo esperado para recompensa.........................	49
Projeto..................................................................................................	50
Problematização..................................................................	50
Objeto de estudo..................................................................	55
Solução do problema..........................................................	56
Considerações finais...........................................................................	65
REFERÊNCIAS.....................................................................................	69
INTRODUÇÃO
O objetivo geral do presente trabalho é avaliar a viabilidade do sistema de placas solares para aquecimento de água em residências, tendo como base o sistema usado convencionalmente. 
Com a falta d’água vivida recentemente no Brasil, verificamos que a base de energia elétrica no Brasil usada para aquecer água é a hidrelétrica. A partir desse fato, descobrimos a importância de outras fontes de energia. Nesse trabalho iremos destacar outras formas de se aquecer a água usando fontes limpas e renováveis, com destaque para o aquecimento através de energia solar.
No segundo capítulo será mostrada a importância das energias renováveis, quais são os tipos de energias renováveis, as fontes onde podem ser obtidas essas energias. Também serão apresentadas as fontes que podem ser usadas para aquecer água e como elas funcionam.
O terceiro capítulo contém a história da energia solar no mundo, quem começou a manuseá-la e aperfeiçoá-la. Também contém a história da energia solar no Brasil como surgiu e como se difundiu.
No quarto capítulo será apresentado um dos principais objetos do sistema, que é utilizado para captar a energia do sol e aquecera água que passa por ela: os Coletores. Estes podem ser divididos em coletor fechado (tubos a vácuo) e coletor fechado (placas). Será apresentado também como cada um funciona, bem como os materiais utilizados para a fabricação dos mesmos.
O quinto capítulo mostrará como funciona o reservatório térmico, local de armazenamento da água depois que passa pelas placas solares para que a água quente se conserve aquecida. O boiler possui um material específico para manter a temperatura, que também será explicado neste capítulo.
O capítulo seguinte esclarece como funciona o sistema, explicando todas as etapas e processos pelos quais a água passará, desde a saída da caixa d’água até a chegada ao chuveiro. O sistema ao todo pode ser dividido em subsistemas que serão apresentados neste capítulo. Também existem diversos tipos de circulação que serão explicados no mesmo capítulo. Há uma dúvida muito comum em relação ao aquecimento nos dias de baixa insolação, está dúvida será explicada também nesse capítulo.
Os dois seguintes capítulos apresentam um método alternativo do sistema, utilizando materiais mais baratos, trazendo acesso do sistema a todas as populações						
No nono capítulo seráapresentada a metodologia de pesquisa. A opção por dividir em dois questionários será explicada nesse capítulo. Como foram aplicados os questionários, onde, quais e quantas pessoas participaram. As dificuldades encontradas para aplicação do mesmo também serão temas deste capítulo. Além disso, nele contém os questionários completos.
No décimo capítulo serão mostrados os questionários respondidos, quantas pessoas optaram por tais respostas. Será analisada uma hipótese do por quê elas optaram pela mesma.
No décimo primeiro capítulo será apresentado o projeto, foco principal do presente trabalho. Nele será mostrado como surgiu a ideia de fazer o presente projeto, assim como o método utilizado para a elaboração do mesmo. Será apresentado o objeto de estudo onde foi analisado para a implantação do novo sistema proposto. Por fim, neste capítulo irá conter o novo projeto, que poderá ser conferido a partir da leitura abaixo deste trabalho.
Tipos de Energia
Segundo a ABRAVA (2013) 90% da energia gerada no Brasil tem como base a energia elétrica, sobrecarregando esse setor e deixando de lado outras fontes que podem ser importantes para a geração de energia.
Cerca de 22% da energia elétrica gerada no país é utilizada em residências e cerca de 67% dessa energia é voltada para o aquecimento de água.[2: BEM, 2016, Ministério de Minas e Energia, (base 2005)]
De todas as fontes alternativas de energia estudadas, quais sejam a eólica, a solar, a de biomassa, a geotérmica, a maremotriz e a hidráulica, a que mais tem merecido destaque é a energia solar, por ser uma fonte renovável, limpa e não poluente, disponível em qualquer localidade da Terra.
O tipo de aquecimento mais conhecido e usado no Brasil é o elétrico. Isso se deve ao seu baixo custo e facilidade de instalação. E também por conta da falta de informação em relação a outros meios de aquecimento que chegaram há pouco tempo no Brasil. O aquecimento solar, por exemplo, apresenta vantagem em relação ao elétrico por conta de sei custo-benefício. Outro sistema que tem se difundido no Brasil é o de aquecimento a gás.
2.1. Aquecedor a gás
Segundo o que diz Voitille (2012): Aquecedores a gás, atualmente, existem dois tipos de modelos domésticos de Aquecedores a Gás: aquecedor de passagem e aquecedor por acumulação.
Aquecedor de passagem: consiste em a água fria passar por um local onde a chama fica acesa, fazendo com que a água aumente de temperatura gradualmente, à medida que passa pelo aparelho.
Porém, segundo bombeiros do Paraná (2015), esse tipo de aquecedor vem causando acidentes por conta da intoxicação, que geralmente levam a pessoa à morte.
Aquecedor por acumulação: método que necessita de um reservatório de acumulação, onde a água fica armazenada e sendo aquecida pela chama do fogo, que é produzida em um tubo no centro do cilindro.
Os aparelhos de qualquer um desses modelos devem ser instalados em lugares onde há a troca de ar, muita circulação e que possa ter a ventilação superior e inferior do equipamento.
Aquecedor elétrico
Pacheco (2006) diz que assim como os aquecedores a gás, os aquecedores elétricos também podem ser divididos entre de passagem e acumulação, embora os de passagem sejam conhecidos por outros nomes.
Os aquecedores elétricos de passagem são os mais comuns. Exemplos deles são chuveiros, e aquecedores de torneiras. É fácil de ser instalado, pois não precisa da tubulação de água quente, e é instalado direto no ponto de uso, tem um baixo custo, porém é menos eficaz do que os de acumulação. No caso dos chuveiros e das torneiras elétricas há como desvantagem o alto consumo e, não é incomum, o baixo rendimento.
Os aquecedores elétricos de acumulação são chamados de boilers. Tem um formato parecido aos aquecedores a gás de acumulação: uma espécie de grande cilindro metálico. A água fica acumulada no boiler e permanece aquecida por resistências elétricas. As vantagens desse sistema é que é mais eficaz na produção de água quente. Sua desvantagem é o alto consumo de energia, pois ele trabalha incansavelmente para manter a água aquecida.
Aquecedor solar
A energia solar incidente sobre a superfície da terra é superior a cerca de 10.000 vezes a demanda bruta de energia atual da humanidade. Entretanto, sua baixa densidade (energia/área) e sua variação geográfica e temporal representam grandes desafios técnicos para o seu aproveitamento direto em larga escala. Na busca do aproveitamento direto da energia solar, diversas tecnologias vêm sendo estudadas, com especial destaque para a conversão fotovoltaica, a conversão térmica e a arquitetura bioclimática. (GALDINO et al, 2009)
O aquecimento de água por esse método funciona basicamente através de energia térmica, transmitida pelo calor do sol. 
	A energia do sol é captada por coletores solares geralmente instalados nos telhados. A água fria entra no reservatório térmico e alimenta o coletor solar, onde é aquecida. Após o aquecimento a água retorna para o reservatório térmico, onde sai uma tubulação para abastecer os pontos de consumo. O sistema de aquecimento solar é composto basicamente por coletor solar, reservatório térmico e tubulações. 
Os coletores mais utilizados no Brasil são: aberto (piscinas) e fechado (banho).
 História da energia solar
Neste capítulo discorreremos como se iniciou o uso de energia solar para aquecimento de água no mundo e como ele se difundiu para o Brasil.
Aquecimento de água através de energia solar no Mundo
Segundo Reis (2016) A energia solar foi descoberta ainda no século XIX pelo físico francês Edmund Bequerel, quando fazia experimentos com eletrodos. Porém os egípcios foram os primeiros que começaram a manipular a energia solar. Foram os egípcios que descobriram o efeito estufa e criaram o relógio do sol. 
 Já o aquecedor solar surgiu por volta de 1760, quando o cientista suíço Horace de Saussure fez as primeiras experiências com a energia solar. A partir de suas experiências, ele descobriu que a água poderia ser aquecida, através de uma caixa revestida com isolamento térmico. Ele constatou também, que um recipiente fechado com vidros ficava mais quente quando os raios do sol passavam por eles. Após uma série de análises e experiências, o cientista construiu uma estufa especial com caixas de vidro de tamanhos diferentes, e as colocou uma dentro da outra. Ele expôs a estufa ao sol, sobre uma mesa com a superfície preta. Após um tempo, Horace notou que a caixa de fora tinha a temperatura mais baixa que as de dentro.
A utilização da energia solar, que é uma energia renovável, faz com que os aquecedores solares se tornem bastante utilizados no mundo, por ser econômico.
“Nos países em desenvolvimento, a energia solar tem tido como agente impulsionador a sua aplicação para suprir pequenas demandas em áreas isoladas” (GALDINO et al, 2009).
Aquecimento de água através de energia solar no Brasil
Segundo a ANEEL (2008), a partir dos anos 60 surgiram as primeiras pesquisas sobre aquecedor solar, e desde então essa tecnologia vem sendo utilizada em diversos lugares. Em 1973 os coletores passaram a ser comercializados por empresas. Em 2002, foram produzidos no país 310.000 m² de coletores solares. 
Segundo que diz a ABRAVA (2013), o Brasil, tem hoje, seis milhões de metros quadrados de área acumulada de aquecedores solares instalados, o equivalente a 750 campos de futebol, gerando 4.000 MWth de energia térmica. Ou, ainda, equivalente ao dobro da capacidade das Usinas Nucleares Angra I e II somadas.
Apenas para aquecer água usada para banho no Brasil, gastam-se bilhões de kWh de energia elétrica que poderiam ser substituídos por energia solar. Em algumas cidades do Brasil, já existem grandes construções que aderiram ao uso de aquecimento solar. Em Belo Horizonte, por exemplo, já são mais de 950 edifícios que contam com este benefício e, em Porto Seguro, 130 hotéis e pousadas.
Coletores
Segundo Bezerra e De Souza (2000) o principal usodesse tipo de placa é para o aquecimento tanto da água de piscinas como também em chuveiros e torneiras. A tecnologia usada no sistema de aquecimento solar é simples e basicamente utiliza tubulações de cobre, instaladas sobre uma lâmina também do mesmo material, protegidos por um painel de vidro.
Coletor plano
De acordo com Baptista (2006) os coletores solares planos são utilizados para aquecer a água até uma temperatura de 60ºC e proporcionar o condicionamento ambiental a partir da energia solar.
Segundo Teixeira, Carvalho e Leite (2012), quando os raios do sol atravessam o vidro da tampa do coletor solar, as aletas, que são feitas de cobre ou alumínio e pintadas com uma tinta especial e escura que ajuda na absorção máxima da radiação solar, esquentam. O calor passa das aletas para a serpentina, que geralmente são de cobre. Então, a água que está dentro da serpentina esquentará e irá direto para o reservatório do aquecedor solar.
Figura 1: Coletor aberto
Fonte: http://paraisosolar.com, 2016.
Figura 2: Componentes do coletor aberto
 
Fonte: http://www.newhome.com.br/, 2015. 
Figura 3: Materiais do coletor aberto
Fonte: http://www.newhome.com.br, 2016. 
Legenda:
1. Placa de absorção: chapa de cobre texturizada (aumento da superfície de contato) soldada por sobre a tubulação de cobre 
2. Revestimento: fluoropolímeros (PTFE) para maximizar a absorção da energia. 
3. Isolamento:  espuma rígida de Poliuretano e Poliisocianurato para a máxima retenção de calor. 
4. Vidro: Vidro temperado de alta performance é indispensável para reduzir reflexos, permitindo alta transmissão da luz solar. 
5. Moldura: Alumínio para a durabilidade, resistência à corrosão e boa aparência. 
6. Tubulação: de cobre para obter fluxo otimizado da condução de calor e durabilidade. 
7. Conexão de saída para o cabeçote ou tanque de armazenamento. 
8. Fundo: Chapa de alumínio  
9. Chapa intermediária: Folha de alumínio atua como barreira contra fluxo de ar quente para o segundo isolante.
Figura 4: Aplicação de coletores planos em uma residência
Fonte: http://www.conexaosorriso.com.br/, 2016.
Figura 5: Sistema de aquecimento solar para piscinas
Fonte: http://www.aquesul.com.br/, 2016.
Coletor a vácuo
São coletores compostos basicamente por dois tubos concêntricos, um interno ao outro, unidos em suas extremidades e retirado entre suas paredes todos os gases existentes, formando desta forma um vácuo, que é o melhor isolante térmico existente.
Além do vácuo, que é um fator térmico muito importante, os coletores são confeccionados em vidro borossilicato, que possuem capacidade de absorção da energia solar de até 96%, são cilíndricos e convergentes fazendo com que os raios solares se ampliem para o interior recebendo ainda mais radiação solar em quase todo o dia, mesmo sem fazer calor. Existem coletores Solares a Vácuo que atingem temperaturas de até 350ºC e aquecem a água à temperatura de 100ºC.
Figura 6: Coletor a vácuo
Fonte: http://eletrovara.com.br/, 2016. 
Figura 7: Componentes do coletor a vácuo
Fonte: http://wgsol.com.br, 2016,
Figura 8: Aplicação de coletores a vácuo em uma residência
Fonte: http://www.thermoaquecimento.com.br/, 2016.
Reservatório Térmico
Segundo Neves (2013) o reservatório térmico é o equipamento responsável pelo armazenamento da água aquecida pelos coletores solares. Para suportar elevadas temperaturas, o corpo interno do reservatório deve ser fabricado com materiais resistentes à corrosão. A necessidade do uso de um reservatório térmico acontece devido à defasagem de calor entre o período de aquecimento da água nos coletores solares e seu efetivo consumo. Na figura abaixo pode ser observada uma imagem de um reservatório com as partes que o constituem.
Figura 9: Reservatório térmico
Fonte: http://catalogodearquitetura.com.br/, 2013.
 Ele é constituído de:
·         Corpo interno: fica em contato direto com a água, por isso deve ser feito de materiais resistentes à corrosão, como cobre e aço inoxidável.
·         Isolamento térmico: minimiza a perda de calor para o meio, fica instalado entre o corpo externo e interno. Normalmente é feito de lã de vidro ou espuma de poliuretano.
·         Corpo externo: protege o isolamento térmico de intempéries. Normalmente é feito de alumínio, aço galvanizado ou aço carbono pintado.
·         Termostato: verifica a temperatura da água dentro do reservatório térmico, se necessário aciona a resistência elétrica.
·         Resistência elétrica: responsável pelo aquecimento auxiliar nos dia de baixa insolação.
·         Suportes: apoio para fixação e instalação do reservatório.
·         Tampa lateral: veda o reservatório.
Figura 10: Componentes do reservatório
Fonte: http://dasolabrava.org.br, 2013.
A ABRAVA (2013) diz que em outros casos pode ser utilizado dióxido de cobre (II), silício, dióxido de silício, aço banhado a ouro ou ainda cobre banhado a níquel. 
Sistema de aquecimento solar
Neste capítulo será apresentada a junção dos dois capítulos anteriores, como forma de funcionamento. Serão explicados todos os detalhes para a instalação do sistema.
Princípio de funcionamento
Segundo o GREEN, o sistema de aquecimento solar é divido em três subsistemas básicos. São eles:
• Captação: composto pelos coletores solares por onde circula a água e pelas tubulações de ligação entre os coletores e entre a bateria de coletores e o reservatório térmico. Em instalações maiores há ainda a bomba hidráulica. • Armazenamento: composto pelo reservatório térmico e pelo sistema complementar de	energia;
• Consumo: composto por toda a distribuição hidráulica entre o reservatório térmico e os pontos de consumo.
Figura 11: Componentes do sistema.
Fonte: https://ecodhome.files.wordpress.com/, 2011.
 
De acordo com Rodrigues (2016), o processo se inicia com a passagem da água da caixa d água para o reservatório térmico. Do reservatório ela passa para os coletores solares, onde a radiação solar será captada e transferida para a água que nele circula em circuito fechado através da serpentina. Depois de aquecido, a água retorna para o reservatório térmico através das tubulações. No reservatório, a água conserva a energia absorvida, pois esse equipamento é termicamente isolado, sendo capaz de mantê-la aquecida por um longo período. Depois, a água aquecida é direcionada para os pontos de consumo da residência.
Figura 12: Desenho do esquema de aquecimento solar residencial
Fonte: Adaptado de ADEME [2000] http://www.ademe.fr/
Associado ao volume diário de água a ser aquecida e às características da edificação onde o sistema será instalado:
Tabela 1: Porte
	Instalação
	Volume Diário de Armazenamento
	Tipo
	Pequeno porte
	V < 1500 litros
	Termossifão
	Médio porte
	1500 litros < V < 5000 litros
	Circulação Forçada
	Grande porte
	V > 5000 litros
	Circulação Forçada
 Fonte: ABRAVA, 2013.
Circulação: 
• Circulação natural ou efeito termossifão: a circulação da água nos tubos de distribuição dos coletores é promovida apenas pela diminuição de sua densidade devido ao aquecimento da água nos coletores solares, o chamado efeito termossifão: a água quente desce, enquanto a água fria sobe. Este tipo de circulação é geralmente utilizado em instalações de pequeno porte, como as residenciais.
• Circulação forçada ou bombeada: a circulação da água acontece através da força transferida para a água por meio de uma bomba hidráulica. É usada em instalações de médio ou grande porte, além de ser a solução para obras em que os parâmetros exigidos para a instalação do termossifão não podem ser atendidos.
Figura 13: Circulação de água por termossifão.
 Fonte: http://www.confortec.com.br/, 2015.
Figura 14: Circulação de água forçada
Fonte: http://www.ebah.com.br/, 2014.
Tipos de sistemas:
De acordo com o PROCOBRE (2016), existem três tipos de sistemas:
Convencional: classifica-secomo convencional um sistema de aquecimento solar em que é possível apontar coletores solares e reservatório térmico como equipamentos distintos, separados fisicamente.
 Acoplado ou Compacto: o coletor solar e o reservatório térmico se fundem em uma única peça. O sistema acoplado opera em circulação natural e tem como vantagem a redução de eventuais erros e dos custos de instalação. Entretanto, devido à grande área de exposição de seus componentes e do pequeno desnível entre o ponto de saída da água quente do coletor solar (retorno ao reservatório) e a base do reservatório, há uma redução da eficiência térmica diária da instalação solar. Este sistema é adequado para conjuntos habitacionais, onde o volume de água quente a ser armazenado não excede 200 litros por dia e também para consumidores individuais.
 Integrados: sistema em que o reservatório e o coletor constituem o mesmo equipamento. São formados por tubos pintados de preto e colocados em uma caixa com isolamento térmico e uma cobertura transparente. Porém esse sistema apresenta um problema, no qual boa parte da energia captada durante o dia é perdida à noite.
Sistema no inverno ou dias com baixa insolação
Nos dias com baixa insolação, os sistemas solares não conseguem funcionar em sua total capacidade, por isso, existem sistemas auxiliares como elétrico e a gás que darão apoio caso a energia solar gerada no dia não seja suficiente para aquecer a água.
Segundo Aita (2006) o elétrico é o tipo mais utilizado, pois apresenta um menor investimento inicial, porém em longo prazo o custo se torna maior. Já o segundo, em curto prazo, representa um investimento maior, mas em longo prazo o investimento é menor, pois a tarifa cobrada pela energia elétrica é maior do que a cobrada pela energia a gás.
Em alguns países, o fluido utilizado para aquecer a água da rede é normalmente água ou glicol misturada com anticongelante, para que nos dias de Inverno esta água não congele, podendo danificar os sistemas caso isso acontecesse. Tanto a água como o glicol têm elevada capacidade térmica, sendo por isso as substâncias escolhidas nestes sistemas.
Sistema alternativo de aquecimento solar
Santos (2008) apresenta um sistema de aquecimento solar que é composto por uma ou duas placas solares alternativas e um reservatório (boiler) também alternativo. O objetivo é tornar a utilização desse método social, principalmente para serem utilizados por populações de baixa renda.
Os coletores alternativos são feitos por garrafas pet, latas de alumínio e tubos de PVC, os reservatórios térmicos são feitos a partir de um tambor de polietileno usado para armazenar água e lixo colocado no interior de cilindro em fibra de vidro, com isopor triturado nas duas superfícies, segundo Santos.
Os resultados térmicos que são obtidos com o uso desse sistema alternativo mostram a viabilidade desses coletores. Porém, é bom ressaltar que apesar do sistema ser eficiente, sofre degradação facilmente, principalmente os tubos de PVC quando expostos a radiação solar. Com isso, apesar do seu baixo custo, há necessidade de sempre manter as manutenções frequentes.
Figura 15: Aquecedor solar de baixo custo.
Fonte: http://gilassessoriamusical.blogspot.com.br/, 2016.
 Sistema de aquecimento solar para moradias populares
Programas habitacionais do governo aderiram à instalação de aquecedores solares nas residências populares. Um exemplo é o programa federal Minha casa, Minha vida, que prevê a construção de mais 2 milhões de moradias no Brasil com aquecimento por energia solar para famílias de baixa renda.[3: Retirado de: http://wwwo.metalica.com.br/aquecedores-solar-utilizacao-e-vantagens]
Os equipamentos serão compatíveis com a medição individual de cada casa, uma providência para que o morador tenha consciência do quanto está gastando e a manutenção dos equipamentos ficará por conta do próprio condomínio.
De acordo com a Cohab (2016), a redução no consumo de energia elétrica e, consequentemente, economia para as famílias são os principais benefícios gerados pela instalação dos aquecedores. O uso do aquecimento solar aumenta a renda das famílias atendidas, pois é de 30% a 50%, em média, a queda do consumo mensal em KWh.  O sistema de aquecimento solar de água adotado para instalação funciona por gravidade uma vez que sua alimentação é feita diretamente na tubulação de entrada da água da casa, dispensando a elevação da caixa d’água. O sistema é composto por um reservatório térmico de 200 litros; coletor solar; misturador de água externo e tubos e conexões associados.
Figura 16: Aquecedores solar no programa Minha Casa, Minha Vida.
Fonte: http://www.cacequi.rs.gov.br/, 2016.
Metodologia de Pesquisa
Escolhemos o tema por conta da crise energética em que o Brasil estava passando, principalmente na hidrelétrica. Portanto, há necessidade de explorar novas fontes de energia, por isso resolvemos abordar a energia solar. 
Esse método usado para geração de energia no Brasil ainda tem um custo bastante elevado, mas pode ser utilizado como uma fonte auxiliar para aquecer água, não sobrecarregando o uso da energia elétrica. 
Através dos questionários respondidos pelas pessoas que possuem o sistema de placas solares em sua residência, pudemos observar que há uma desvantagem significativa na aplicação do sistema, por conta de uma falha encontrada no mesmo. A partir do problema encontrado, buscamos uma alternativa para solucionar, porém a alternativa encontrada no mercado não é viável. 
Então, para que se tornasse viável, resolvemos desenvolver um novo método, que se tornou o foco principal do trabalho.
Tivemos como objetivo geral concluir se é viável e eficaz a aplicação de placas solares para aquecimento de água em uma residência.
Com isso, buscamos como objetivos específicos os seguintes pontos: 
Analisar até que ponto a energia solar para aquecimento pode substituir a energia elétrica.
Analisar se a economia gerada pela placa solar é realmente compensadora em relação ao gasto gerado pela instalação da mesma.
Criar e apresentar um método eficaz para a economia e sustentabilidade, para que dessa forma o sistema seja viável em ambos os lados.
9.1. Participantes
Para o primeiro questionário buscamos 120 pessoas de 16 a 68 anos entre homens e mulheres. 
Para o segundo questionário buscamos 10 pessoas que possuem placas solares em sua residência, na faixa etária de 20 a 60 anos entre homens e mulheres.
Fomos em busca de um profissional da área, que vende o produto e possui o equipamento em sua residência. Entrevista realizada dia 12 de maio de 2016, às 10h30min.
9.2. Instrumento de Pesquisa 
Utilizamos como objeto de pesquisa, dois questionários semi-abertos designados especificamente para quem possui placas solares e para quem não possui.
Fizemos também uma entrevista com um profissional da área.
9.3. Procedimento de coletas e Análise de dados.
Os dados foram coletados da seguinte maneira: Aplicamos pessoalmente o questionário impresso para os participantes responderem, e também realizamos o mesmo questionário em plataforma online, com ajuda de divulgação em nossas redes sociais. 
Tivemos que aumentar o número de questionários aplicados para as pessoas que não possuem o sistema de placas solares em sua residência e descartar alguns dos questionários do mesmo seguimento, pois ao exibir os questionários em plataforma online, encontramos dificuldades em coletar dados corretos e confiáveis, pelo motivo de as pessoas não possuírem seriedade ao responder. 
Encontramos dificuldades também em encontrar pessoas que possuem o sistema de placas solares em suas residências, isso justifica o número reduzido de participantes no segundo questionário. 
Para a análise tabulamos os resultados e analisamos os gráficos.
Seguem abaixo os questionários utilizados para a coleta de dados:
Questionário 1: Aplicado para pessoas que não possuem o sistema de aquecimento de água por meio de energia solar.Este questionário foi aplicado com o intuito de verificar o que as pessoas leigas sabem sobre o assunto.
Somos alunas do 3º ano do ensino médio da Escola Pinheiro e iremos apresentar um TCC sobre a viabilidade da implantação de placas solares em uma residência. Buscamos, por meio deste questionário, adquirir maior conhecimento sobre o tema e como as pessoas destes grupos se relacionam ou pensam sobre isso.
Você gostaria de participar do questionário? ( ) sim ( ) não
Os dados serão utilizados apenas para esta pesquisa e não serão divulgados.
Nome:________________________________________________________
Idade:____
Sexo: ( ) feminino ( ) masculino
1 – Qual o gasto médio de energia elétrica mensal em sua casa?
_______________________________________________________________
2 – Você sabe o que são placas solares?
( ) SIM
( ) NÃO
3 – Se sim, o que você sabe a respeito delas?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4 – Sabendo que a implantação de placas solares traria economia a longo prazo em sua conta de luz, porém, o custo no Brasil ainda é elevado, ainda assim aplicaria em sua casa?
( ) SIM
( ) NÃO
( ) TALVEZ
5 – Quanto você esperaria gastar caso quisesse implantar placas solares em sua residência?
_______________________________________________________________
Questionário 2: Aplicado para pessoas que possuem o sistema de aquecimento de água por meio de energia solar. Este questionário foi aplicado com o objetivo de obter reais condições do sistema, não apenas o informado por empresas.
Somos alunas do 3º ano do ensino médio da Escola Pinheiro e iremos apresentar um TCC sobre a viabilidade da implantação de placas solares em uma residência. Buscamos, por meio deste questionário, adquirir maior conhecimento sobre o tema e como as pessoas destes grupos se relacionam ou pensam sobre isso.
Você gostaria de participar do questionário? ( ) sim ( ) não
Os dados serão utilizados apenas para esta pesquisa e não serão divulgados.
Nome:________________________________________________________
Idade:____
Sexo: ( ) feminino ( ) masculino
1 - Há quanto tempo você possui placar solar em sua residência?
__________________________________________________
2 – Por qual motivo você implantou a placa em sua casa?
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3 – Ela realmente trouxe economia em sua conta de luz?
( ) SIM
( ) NÃO
4 – Você notou alguma desvantagem por ter implantado a placa? Se sim, qual?
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5 – Ela já trouxe economia suficiente para que compensasse a sua implantação?
( ) SIM
( ) NÃO
( ) AINDA NÃO CONTABILIZEI
6 – Se a resposta anterior foi afirmativa, em quanto tempo conseguiu essa recompensa? Caso foi negativa, você espera que essa recompensa venha em quanto tempo?
______________________________________________________________________________________________________________________________
Apresentação e análise dos resultados
Nesse capítulo apresentaremos os resultados obtidos nos questionários um e dois. Os questionários foram divididos a fim de obter informações tanto dos indivíduos que possuem como também daqueles que não possuem placas solares em sua residência.
10.1. Questionário 1
Esse questionário foi aplicado para 120 pessoas, com idades de 16 a 65 anos, sendo elas homens ou mulheres. Questionário aplicado para pessoas que não possuem placas solares em sua residência.
10.1.1 Gasto médio mensal de energia elétrica em residência
Na primeira questão indagamos qual o gasto mensal de energia elétrica em sua residência, de acordo com a pesquisa os resultados obtidos constam abaixo: 
Gráfico 1 - Gasto médio de energia mensalmente em residência.
Fonte: Autoria própria, 2016.
De acordo com as respostas, 48% possuem um gasto médio de energia de até R$99,00 mensalmente, 19% gastam em média de R$100,00 À R$199,00 por mês, e numa porcentagem muito próxima com 18% indivíduos que não sabem ou não responderam a essa questão. Já em uma porcentagem mais reduzida, com 8% de pessoas que gastam em média de R$200,00 à R$299,00 mensalmente e 7% de pessoas que pagam mais de R$300,00 por mês em suas contas de energia elétrica. 
De acordo com os resultados obtidos, pudemos observar que boa parte dos nossos participantes paga um valor baixo em suas contas de energia elétrica.
10.1.2 Placas solares
Nessa questão questionamos os participantes sobre qual o conhecimento que eles têm sobre placas solares, e obtivemos os seguintes resultados:
Gráfico 2 - Placas solares
Fonte: Autoria própria, 2016.
De acordo com as respostas, de 120 participantes, 83% deles têm um conhecimento básico sobre o que são placas solares, e 17% não adquirem esse conhecimento. 
Com base nos resultados, analisamos que a maior parte dos participantes tem um conhecimento básico sobre o que são placas solares, talvez porque atualmente as placas sendo vêm sendo reconhecidas como uma nova tecnologia que talvez as pessoas possam buscar conhecimento para adquirir, entre outros fatores. 
10.1.3 Implantação de placas solares em residência
Nessa questão afirmamos que o custo de implantação de placas solares em uma residência ainda é elevado no Brasil, mas que as mesmas podem trazer uma economia a longo prazo na conta de luz, questionamos então aos participantes se mesmo assim aplicariam em sua residência, e adquirimos os resultados abaixo:
Gráfico 3 - Implantação de placas solares em uma residência. 
Fonte: Autoria própria, 2016.
De acordo com o gráfico acima, 64% dos nossos participantes implantariam placas solares em sua casa, 25% não implantariam e 11% talvez aplicariam.
Podemos analisar, com base nos resultados, que uma porcentagem razoável de participantes talvez aplicariam as placas em sua residência, a razão disso pode ser por conta da falta de conhecimento no assunto. Porém uma porcentagem considerável de pessoas disseram que não colocariam, isso pode ser causado por conta de condições financeiras, por não terem conhecimento sobre o assunto, entre outros. E em uma maior porcentagem de participantes, pessoas que adquiriam placas solares, talvez por conta da sustentabilidade e da economia na conta de luz.
10.1.4 Gasto esperado
Na última questão, questionamos os participantes de quanto esperariam gastar caso quisessem implantar as placas solares em sua casa. A seguir os resultados:
Gráfico 4 - Gasto esperado
Fonte: Autoria própria, 2016.
A maior parte dos participantes espera gastar em média de R$1000,00 à R$4999,99 na implantação, 24% dos indivíduos esperam gastar menos de R$1000,00, 19% não souberam responder ou não respondeu a questão, 11% esperam gastar acima de R$10000,00 e com 9% pessoas que esperam gastar entre R$50000,00 e R$10.000,00 na implantação de placas solares em sua casa. 
Surpreendentemente, a maior parte dos entrevistados acertou a estimativa do valor gasto em uma implantação do sistema de placas solares. Podemos analisar então, que os participantes têm um conhecimento básico sobre placas solares e também temos muitos participantes que não possuem noção básica do valor.
10.2. Questionário 2
Esse questionário foi especificamente respondido por poucos participantes, por apenas aqueles que possuem o sistema de placa solar aplicado em sua residência.
10.2.1. Tempo que possui as placas em sua casa
Na primeira questão, perguntamos aos entrevistados há quanto tempo eles possuem as placas solares implantadas em sua residência.Resultados apresentados a seguir:
De acordo com as respostas dos nossos participantes, 4 pessoas possuem as placas há mais de 5 anos, 2 dos participantes possuem há 5 anos, também 2 dos entrevistados possuem há 4 anos, 1 participante possui há 3 anos, e possui há 1 ano apenas um de nossos participantes.
Analisamos que a maior parte dos participantes que implantaram as placas solares a mais tempo que os outros, isso mostra que eles adquiriram conhecimento quanto a isso e se preocuparam com a sustentabilidade e economia.
10.2.2. Motivo da Implantação
Indagamos nessa questão, por qual motivo nossos participantes implantaram as placas solares em sua residência. A seguir os resultados:
De 10 participantes, 7 implantaram placas solares para economizar na conta de luz, e 3 pela sustentabilidade.
Percebemos que não há uma preocupação real com a sustentabilidade, mas sim com a preocupação no orçamento.
10.2.3. Desvantagem
Essa questão consistiu em saber se os indivíduos notaram alguma desvantagem na implantação de placas em sua residência. 
De 10 participantes, 5 notaram desvantagens e 5 não notaram.
Baseada na questão anterior, questionamos a aqueles que notaram desvantagem, qual seria a mesma. 
De 5 voluntários que notaram desvantagem:
3 responderam que a água demora a esquentar.
2 responderam que ocorreu um aumento na conta de água.
Podemos analisar que esse aumento ocorreu por conta do tempo que a água quente demora a chegar ao chuveiro. 
10.2.4. Economia compensável para Implantação
Questionamos nessa pergunta, se o sistema de placas solares trouxe economia suficiente para que compensasse a sua implantação. 
De acordo com os resultados, 7 participantes responderam que sim e 3 que não. 
Observamos que a menor parte dos participantes não obteve a economia que recompensasse os gastos da implantação, talvez pelo fato de terem implantado as placas solares há pouco tempo.
10.2.5. Tempo para recompensa 
Essa questão foi direcionada para as pessoas que responderam a questão anterior afirmando. Questionamos então, em quanto tempo obteve a recompensa da implantação. 
Com 7 participantes questionados, apenas 1 deles não contabilizou, e por coincidência 2 participantes disseram que adquiriram uma recompensa com 1 ano, 2 disseram que com 2 anos, e também 2 disseram que com 3 anos.
10.2.6. Tempo estimado 
Assim como a questão anterior, esta questão foi direcionada apenas aqueles que responderam negativamente à questão 5.2.5. Questionamos então, em quanto tempo o entrevistado espera obter a recompensa. 
De 3 participantes questionados, 1 respondeu que espera obter a recompensa em 2 anos, 1 espera em 5 anos, e 1 não respondeu a esta questão. 
Projeto
	Como proposta de solução para o problema encontrado e analisado a partir da coleta dos questionários, segue abaixo o projeto do novo sistema.
Problematização
Figura 17: Sistema convencional de aquecimento em uma residência.
 
Fonte: http://www.soletrol.com.br/, 2014.
A partir da coleta de dados realizada com a aplicação dos questionários para pessoas que possuem o sistema em sua residência, na questão de desvantagem, a maioria disse que a desvantagem encontrada no sistema é o tempo que a água quente leva para chegar ao chuveiro. A principal causa desse problema é a distância do boiler onde a água quente fica armazenada até o chuveiro, como pode ser observado na figura 17. A partir de tal problema frequentemente encontrado, o projeto descrito a baixo baseia-se na solução do mesmo.
	Para comprovar que esse problema realmente existe, foi feito um estudo a partir de uma casa situada na sua Constelação, casa na qual possui o sistema. A partir de análise, constatamos que a água demora cerca de dois minutos e 19 segundos para chegar quente ao chuveiro. Para saber os impactos desse problema, foi medida a quantidade de água desperdiçada, que pode ser conferido abaixo: 
Figura 18: Chuveiro da casa estudada que possui o sistema de placas.
Fonte: Imagem de própria autoria, 2016.
Figura 19: Processo de análise da quantia de água desperdiçada.
Fonte: Imagem de própria autoria, 2016.
Figura 20: Medição da água desperdiçada no sistema.
Fonte: Imagem de própria autoria, 2016.
Figura 21: Medição do primeiro balde de água desperdiçada.
Fonte: Imagem de própria autoria, 2016.
Figura 22: Processo de medição da água desperdiçada.
Fonte: Imagem de própria autoria, 2016.
Figura 23: Copo medidor utilizado para medir a água desperdiçada.
Fonte: Imagem de própria autoria, 2016.
Figura 24: Quantidade final de água desperdiçada.
Fonte: Imagem de própria autoria, 2016.
Figura 25: Total de água desperdiçada.
Fonte: Imagem de própria autoria, 2016.
Objeto de estudo
O objeto de estudo proposto foi o banheiro de uma casa situada na Rua Amoipira (Casa M).
De acordo com a ONU, cada pessoa necessita de 3,3 m³/pessoa/mês (cerca de 110 litros de água por dia para atender as necessidades de consumo e higiene). No Brasil, um banho de 15 min. gasta em torno de 135 litros de água.[4: Retirado de: https://ecodhome.wordpress.com/tag/aquecimento-solar/]
O banheiro utilizado como objeto de estudo só é frequentado diariamente por uma pessoa, que demora 10 min. para tomar um banho, gastando 90 litros de água. Então, a solução para o problema encontrado anteriormente seria reduzir o tamanho do boiler aproximando-o do chuveiro, usando como base a casa analisada, o boiler de abastecimento da casa inteira, que a partir de orçamentos feito por uma empresa que visitou a casa, seria inicialmente de 300 litros. Neste caso, o boiler necessário para abastecimento do banheiro seria de 100litros. Assim, fazendo com que o boiler fique mais próximo do chuveiro, reduzindo o tempo que a água demora a chegar ao chuveiro e o custo efetivo na aplicação, já que reduziria o tamanho e cortaria o gasto com bomba. Portanto, ao ligar o chuveiro, a água sairá instantaneamente quente.
Solução do Problema
Com a aproximação do boiler, a água que percorrerá maior caminho será entre a caixa d’água e a placa solar e não mais entre o boiler e o chuveiro. Então o projeto de aproximação funcionará da seguinte forma: acima de cada banheiro ficará um boiler de 100l, que pode variar de tamanho de acordo com a quantidade de pessoas que usam esse banheiro e o tempo que tomam banho. A água sairá da caixa d’água, passará pelas placas que irão aquecer a água, assim como no projeto inicial e irá para o boiler, que manterá a temperatura da água aquecida pelas placas e já cairá no chuveiro, sem perder o calor e assim economizando a água que antes era perdida.
Figura 26: Foto frontal do vaso sanitário do banheiro.
Fonte: imagem de própria autoria, 2016.
Figura 27: Foto frontal do chuveiro do banheiro (OE).
Fonte: imagem de própria autoria, 2016.
Figura 28: Foto lateral do banheiro (OE).
Fonte: imagem de própria autoria, 2016.
Figura 29: Foto aérea do banheiro (OE).
Fonte: imagem de própria autoria, 2016.
Figura 30: Foto do teto solar do banheiro (OE).
Fonte: imagem de própria autoria, 2016.
Figura 31: Foto aérea do Box do banheiro (OE).
Fonte: imagem de própria autoria, 2016.
Figura 32: Planta 3D do objeto de estudo.
Fonte: imagem de própria autoria elaborada através do aplicativo Floorplaner, 2016.
Figura 33: Planta do banheiro (OE).
 Fonte: imagem de própria autoria elaborada através do aplicativo Floorplaner, 2016.
Figura 34: Planta da casa onde foi realizado o estudo.
 Fonte: imagem de própria autoria elaborada através do aplicativo Floorplaner, 2016.
Figura 35: Mapa da rua onde fica situado o objeto de estudo.
Fonte: Adaptado de https://www.google.com.br/maps/place, 2016.
Figura 36: Mapa do bairro onde fica situado o objeto de estudo. 
Fonte: Adaptado de https://www.google.com.br/maps/place, 2016.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Neste capítulo serãoretomados nossos objetivos específicos e gerais, bem como a metodologia de pesquisa. Através deles concluiremos se conseguimos alcançar nossas metas.
Inicialmente, o objetivo central deste trabalho era analisar quais eram as vantagens e desvantagens da placa solar para aquecimento de água. Porém, baseando-se na coleta de dados, o objetivo geral do trabalho passou a ser a análise, em relação ao custo-benefício, do sistema de aquecimento de água por placas concluindo ser viável ou não.
Como objetivos específicos, analisar até que ponto a energia solar pode substituir a energia elétrica sendo compensadora nos âmbitos econômico e sustentável, verificar se a economia na energia elétrica é realmente vantajosa em relação ao gasto gerado na aplicação do sistema e apresentar um método eficaz para que seja economicamente e sustentavelmente viável.
Ao longo do trabalho, principalmente na aplicação dos questionários, houve a necessidade de alterar os rumos do trabalho. Muitas pessoas não sabiam exatamente o que era o sistema, como funcionava e nem tinham ideia de quanto custava a aplicação do sistema, então houve a necessidade de explicar esses pontos.
Houve também a necessidade de explicar como funciona cada equipamento como coletor e reservatório, para que assim ficasse mais claro aos leigos no assunto.
No questionário aplicado para pessoas que possuem o sistema de placas para aquecimento de água em sua residência, surgiram algumas reclamações e descobrimos uma falha no sistema, no qual a água quente demora cerca de dois minutos para chegar ao chuveiro e com isso há desperdício e aumento na conta de água, o que torna o sistema falho e não tão vantajoso. Isso ocorria por conta da demora que a água levava para chegar até o chuveiro, sendo a raiz do problema a distância que o boiler estava em relação ao ponto de utilização, o chuveiro. 
	Frente a isso, resolvemos solucionar o problema. No mercado já existia um equipamento elétrico que bombeava a água para que ela chegasse mais rápido, porém se gastava energia elétrica continuamente. 
Procurando uma forma de apresentar a viabilidade da utilização de placas solares, decidimos inovar fazendo um novo projeto, onde cada ponto de utilização, ou seja,  cada chuveiro receberia um boiler que armazenaria a água quente. Este seria mais barato por conta da vazão que é menor, porém sendo necessário instalar boilers em todos os pontos de consumo.
Provando que nosso sistema é realmente viável, fizemos a análise abaixo:
De acordo com a ARSESP (2016), o valor do metro cúbico para residências normais em São Paulo é de 3,50 por metro cúbico.
Com base em análise feita em uma casa que possui o sistema, situada na Rua Constelação, em Boituva-SP, a água quente gasta em média dois minutos e dezenove segundos para chegar ao chuveiro, que equivalem a aproximadamente 20 litros de água
Cada metro cúbico são 1000 litros de água, supondo que a pessoa que utiliza esse banheiro tome 2 banhos por dia, serão 40 litros de água desperdiçada, que equivalem a 1200 litros por mês, ou seja, $4,20 reais por mês. Em um ano seriam $50,40 reais de água desperdiçada.
Segundo a ANEEL (2011), A potência do chuveiro varia de acordo com a posição da chave. Pode variar de 4.500 a 6.000 watts no modo Inverno (quente) ou de 2.100 a 3.500 watts no modo Verão (morno). O consumo por hora (60 minutos) de uso é de 4,50 a 6,0 kWh (quilowatts-hora) na posição Inverno e de 2,10 a 3,50 kWh no Verão. 
De acordo com a AES Eletropaulo (2016), o valor do kWh em São Paulo é de aproximadamente R$ 0,40. 
	No inverno, o consumo para um banho de 10 minutos (equivalente a 1 kWh) é de R$0,40, contando que a pessoa toma dois banhos por dia, o gasto com energia para esquentar água é R$0,80. Por mês, são gastos R$24,00. No verão são gastos aproximadamente 0,6 kW por banho de 10 minutos, referente à R$0,24, que em um dia são R$0,48 e no mês R$14,40.
	Sabendo que no Brasil as estações possuem características bem acentuadas, contando que utilize chuveiro na função verão durante seis meses e na função inverno durante também seis meses, (24,00 x 6) + (14,40 x 6) em um ano serão gastos R$230,40 apenas com aquecimento de água. 
	O orçamento feito pela empresa IDEALTERM apontou que para a casa utilizada como objeto de estudo, seria necessário um boiler de 300 litros, no valor de R$2560; a bomba de circulação, com o valor de R$780; o termostato capilar, no valor de R$360,00; coletor a vácuo com 10 tubos (que garante aquecimento de água apenas com a luz do sol), no valor de R$650,00; e instalação (canos, peças da tubulação e mão de obra), no valor de R$800,00. O preço total do sistema seria de aproximadamente R$ 5.150,00.
De acordo com Costa, um boiler com capacidade para 100 litros custa R$876,06 e um boiler de 300 litros, que seria usado no modelo convencional, custa 2560,00. O que inicialmente já gera uma economia de 807,88, usando como base a casa onde fica situado o objeto de estudo, que possui dois banheiros. O valor da bomba de circulação, que garante que a água chegue instantaneamente quente ao chuveiro é de R$780,00.[5: Funcionária da empresa IDEALTERM, situada na A. Antonio Barbosa da Silva Sandoval, na qual foi feito o orçamento utilizado para objeto de estudo.]
	Então apenas na instalação, a economia seria de R$1587,88.
	Além disso, ainda o que diz Costa, a bomba tem uma potência de 305 W. Dois banhos de 10 minutos por dia equivalem a 10 horas por mês, ou seja, 3,05 kWh. Em reais, esse valor seria de R$1,22 por mês e 14,64 por ano.
	Fazendo um cálculo onde o valor gasto no sistema dividido pelo valor de energia recuperado ao ano é resultado do tempo estimado de retorno dos gastos, o resultado obtido seria:
5150/240,30 = 21,43
Espera-se que, com aproximadamente 21 anos, o retorno dos gastos seja obtido, nesse caso.
	Com o uso do sistema proposto, o valor real de aplicação do sistema completo seria de R$ 3412,12. Fazendo novamente o cálculo, teríamos:
3562,12/240,30 = 14,82
Portanto o prazo reduziria em aproximadamente 7 anos. 
Além disso, em 14 anos a quantidade de água economizada seria de 201.600 litros, o equivalente a R$705,60. Outro fator também é que o gasto de energia com a bomba em 14 anos seria de R$ 204,96.
Com todo o estudo feito, concluímos que, com a utilização do nosso projeto, a aplicação de placas solares em residência seria sim viável, porém apenas para casas que possuem até três pontos de uso, no qual o gasto total para aplicação do sistema ainda seria menor do que com apenas um boiler. Além de extinguir o gasto contínuo com a bomba, também traria economia suficiente para ser recompensado o gasto inicial em menos tempo, haveria um gasto reduzido na conta de água e o fim do desperdício. 
O projeto, na prática, seria vantajoso para ambos os lados, tanto na economia quanto na sustentabilidade.
REFERÊNCIAS
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Agência Nacional de Energia Elétrica. Energia Solar, 2008.
AITA, Fernando. Estudo do desempenho de um sistema de aquecimento de água por energia solar e gás. 2006.
ANDRADE, Alexandre et al.Qualidade em instalações de Aquecimento Solar. Universidade Federal de São Carlos, 2016.
ARSESP, Agência Reguladora de Saneamento e Energia do Estado de São Paulo. Tabela de tarifas de água e esgoto, 2016.
BAPTISTA, Alessandra Sleman Cardoso. Análise da viabilidade econômica da utilização de aquecedores solares de água em resorts no nordeste do Brasil. 2006. Tese de Doutorado. UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO.
COHAB – MG. Aquecedor solar. Companhia de Habitação do Estado de Minas Gerais, 2016.
CORPO DE BOMBEIROS DO PARANÁ. Aquecedores a gás, 2015. Disponível em: <http://www.bombeiros.pr.gov.br/modules/conteudo/conteudo.php?conteudo=153>. Acesso em 27 de maio de 2016.
	
DE SOUZA, Luiz Guilherme Meira; BEZERRA, João Maria. Sistema Alternativo de Aquecimento Solar. 2000.
DEPARTAMENTO NACIONAL DE ENERGIA SOLARTERMICA, Princípiode funcionamento. Disponível em:<http://www.dasolabrava.org.br/informacoes/principio-de-funcionamento/>. Acesso em 20 de maio de 2016
GALDINO, Marco AE et al. O contexto das energias renováveis no Brasil.Revista da DIRENG–Diretoria de Engenharia Aeronáutica, 2009.
GRUPO DE ESTUDOS EM ENERGIA DA PUC-MG. Como funciona o aquecimento solar. Disponível em:
<http://www.pucminas.br/green/index_padrao.php?pagina=3480 Acesso em: 12 de jun. 2016.
MESQUITA, Marcelo.  Redação AECweb. ABRAVA, 2013.
NEVES, João Carlos Munhoz Das. AVALIAÇÃO TÉCNICO-ECONÔMICA DE UM AQUECEDOR SOLAR DE ÁGUA COM COLETOR DE TUBOS A VÁCUO NA CIDADE DE CASCAVEL–PR. 2013. Tese de Doutorado. Dissertação (Mestrado em Energia na Agricultura) Universidade Estadual do Oeste do Paraná.
	
PACHECO, Fabiana. Energias Renováveis: breves conceitos. Conjuntura e Planejamento, v. 149, p. 4-11, 2006.
PEREIRA, Enicio Bueno et al. Atlas brasileiro de energia solar. INPE, 2006.
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REIS, Rogério. Energia solar, 2016. Greenpeace.
TEIXEIRA, Alexandre Almeida; CARVALHO, Matheus Costa; DE MELO LEITE, Leonardo Henrique. ANÁLISE DE VIABILIDADE PARA A IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA DE ENERGIA SOLAR RESIDENCIAL. e-xacta, v. 4, n. 3, 2012.
VOITILLE, Nadine. Conforto Térmico: Aquecedores a gás, 2012.