TCC - Engenharia Elétrica

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NOME DA FACULDADE (arial 12, caixa alta, negrito)
NOME
MICROGERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA PARA RESIDÊNCIA UNIFAMILIAR USANDO PAINÉIS FOTOVOLTAICOS CONECTADOS À REDE DE ENERGIA ELÉTRICA
Cidade
Ano 
NOME
MICROGERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA PARA RESIDÊNCIA UNIFAMILIAR USANDO PAINÉIS FOTOVOLTAICOS CONECTADOS À REDE DE ENERGIA ELÉTRICA
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de (nome do curso) do (nome da faculdade) como requisito parcial para obtenção do título de (titulo do curso).
Orientador: ......
Cidade
Ano
Nome
MICROGERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA PARA RESIDÊNCIA UNIFAMILIAR USANDO PAINÉIS FOTOVOLTAICOS CONECTADOS À REDE DE ENERGIA ELÉTRICA
Aprovada em: ___/____/____. Por:
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AGRADECIMENTOS
EPÍGRAFE 
RESUMO
O presente estudo tem o intuito de demonstrar a microgeração de energia elétrica para residência unifamiliar usando painéis fotovoltaicos conectados à rede de energia elétrica tratando conjuntamente com os principais impactos ambientais causados e apresentar possíveis soluções para minimizá-los através de ideias que servirão como instrumento para a sustentabilidade ambiental. Evidenciar a importância de obter-se um estudo de sustentabilidade na execução de um projeto, a partir da identificação dos principais impactos ambientais causados, evidenciando o raciocínio que conduz as decisões tomadas durante o estudo para a execução de um projeto residencial uni familiar, e em seguida, apresentar algumas soluções em relação à sustentabilidade, visando, principalmente, o melhor desempenho energético. 
Palavras-chave: microgeração, energia elétrica, residência unifamiliar, painéis fotovaltaicos.
ABSTRACT
The present study aims to demonstrate the microgeneration of electric energy for single family dwelling using photovoltaic panels connected to the electric power network, dealing with the main environmental impacts caused and presenting possible solutions to minimize them through ideas that will serve as an instrument for the Environmental sustainability. To demonstrate the importance of obtaining a sustainability study in the execution of a project, based on the identification of the main environmental impacts caused, evidencing the reasoning that leads the decisions taken during the study to the execution of a residential family project, and in And then to present some solutions in relation to sustainability, aiming mainly at the best energy performance.
Key words: microgeneration, electric power, single-family residence, photovaltaic panels.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - relação entre as partes envolvidas no sistema elétrico
Figura 2 - sistema de fornecimento de energia
Figura 3 – Usina Hidrelétrica
Figura 3 – Usina Hidrelétrica
Figura 5 – Imagem ilustrativa de água para transformar em energia
Figura 6 – Imagem ilustrativa da crise de recurso hídrico
Figura 7 – Evolução do mercado
Figura 8 - Vendas por segmento em 2014
Figura 9 - Vendas por região em 2014
Figura 10 . Exemplo de movimentação de ventilação cruzada
Figura 11. Exemplo de troca de calor no ambiente de uma residência
Figura 12. Exemplo de carta solar e as coordenadas 
Figura 13. Trajetória do Sol e desvio do Norte geográfico
Figura 14 Kit de Energia Solar Prátil instalado em residência em Niterói – RJ
Figura 15 custo da manutenção. 
Figura 16 sistemas fotovoltaicos
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO
O caminho da sustentabilidade é um trecho inevitável nas próprias décadas, e a construção civil tem enorme responsabilidade sobre esse tema pois cuida da construção de lares, que devem ser pensados e planejados de forma sustentável para garantir um eficiente uso e reuso de recursos naturais, matriz energética e outros aspectos que afetam o dia-a-dia dos habitantes.
O melhor manejo dos resíduos de uma residência implicará em economia não só financeira, mas de recursos naturais como água, e melhor aproveitamento de matrizes energéticas, e menos impacto ambiental. Desta forma, os principais impactos ambientais causados na construção civil dizem respeito à utilização de materiais que são de grande impacto ambiental na sua obtenção, e assim não garantem sustentabilidade ao projeto.
Em face às tendências do futuro mundial, expõe-se neste trabalho um projeto residencial autossustentável, por meio do qual, pretende-se, expor ideias que servirão de instrumento para a sustentabilidade ambiental através de um projeto de uma residência unifamiliar.
Dessa forma tem-se como objetivo geral, demonstrar o quanto é vantajosa para a família que a habita uma casa com micro geração de energia elétrica, no intuito de trazer uma economia nos recursos utilizados por ela.
E ainda, como objetivo específico, evidenciar o mercado de micro geração de energia elétrica, apresentar algumas soluções para tornar os painéis fotovoltaicos mais acessíveis para a residência unifamiliar e mostrar como é feito a micro geração de energia elétrica.
Metodologia de pesquisa
A Metodologia cientifica conforme Lakatos e Marconi (2007) são uns métodos teóricos simples, no processo de ensino, por meio de pesquisa, extensão e pratica. Sendo necessário embasamento teórico na elaboração de um artigo cientifico, para veracidade da pesquisa no âmbito acadêmico, por esse motivo é importante seguir uma sistemática.
De acordo com Molta (2005) a associação brasileira de normas técnicas (ABNT) é um órgão sem fins lucrativos, reconhecida nacionalmente e tem como seu objetivo determinar regras, para as ideias ou documentos elaborados pelos acadêmicos esteja protegido e fornece direta autoria, para não serem de âmbito publico. Uma das ferramentas fundamentais para as pessoas que iniciam o ensino superior é a metodologia cientifica. Perdendo ser definidas como regras técnicas ou um modo acadêmico de fazer o trabalho dentro das normas.
No trecho abaixo MARCONI e LAKATOS (2010), definem o que é o método, da seguinte maneira, o método é o conjunto das atividades sistemáticas e racionais que, com maior segurança e economia, permite alcançar o objetivo, conhecimentos válidos e verdadeiros, traçando o caminho a ser seguido, detectando erros e auxiliando as decisões do cientista. 
DA FORMA DE DISTRIBUIÇÃO DA ENERGIA ELÉTRICA
Conceito e das fontes de geração da energia
O setor de energia elétrica brasileira caracteriza-se por um modelo de concessão regulamentado por legislação criada pelo Governo Brasileiro, com fiscalização outorgada pela ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica, por meio das Leis nº 10.847 e 10.848 de 30 de julho de 2004, através do qual o serviço público ficou estruturado da seguinte forma.[1: file:///C:/Users/Note/Desktop/Lima_Rodolfo_Moraes_Fontes.pdf]
Vários são os estudiosos capazes de conceituar a energia elétrica, de acordo com Reis (2011), seria a energia elétrica considerada resultado de um processo de adequação as propriedades físico-químicas e eletromagnéticas da matéria utilizadas, de modo que permitem o funcionamento dos equipamentos desejados pela sociedade. 
Processo de geração 
Na geração de energia têm-se a distinção dos recursos em duas fontes, sendo a primária aquela que deriva da utilização de insumos renováveis e não renováveis. 
Figura 2: sistema de fornecimento de energia[2: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAotcAF/sistema-fornecimento-energia]
De acordo com Barbosa et al. (2013), as fontes renováveis são aquelas cuja reposição natural se dá de forma cíclica, ou seja, em velocidadeigual ou mais rápida do que sua utilização energética, já com relação às fontes não renováveis, como seu próprio nome já diz, são aquelas passíveis de esgotamento ao longo do tempo, por serem utilizadas a uma velocidade muito maior que as centenas de anos necessários para sua formação. São exemplos de fontes não renováveis os combustíveis radioativos, os derivados de petróleo e o gás natural.
Vale ressaltar que a eletricidade, implica na transformação de diversas fontes de energia, as quais são obtidas através da utilização de recursos naturais e são reconhecidas como forma secundária de energia.
Hidrelétricas [3: http://repositorio.uniceub.br/bitstream/235/5463/1/MONOGRAFIA%20Rafael%20Bordallo%20Vers%C3%A3o%20Final.pdf]
As hidrelétricas são centrais de distribuição de energia que de acordo com Balarim et al. (2004), realizam o processo de transformação utilizado a água como fonte do movimento das turbinas, ou seja, capaz de produzir fonte de energia mecânica. Com o acionamento da turbina hidráulica, ocorre a transformação de energia hidráulica em mecânica, tal turbina tem como obrigação movimentar o rotor de um gerador elétrico e em função das interações eletromagnéticas ocorrerá em seu sistema, há a transformação da energia mecânica em elétrica. 
Figura 3 – Usina Hidrelétrica[4: https://biofisicaufu.wordpress.com/]
Para Reis (2011), os impactos negativos causados pela instalação de usinas hidrelétricas são geralmente associados ao tamanho dos reservatórios de água. Para se construir estes reservatórios, podem ser necessários o desvio de rota de rios e córregos e inundação de grandes áreas. Estes fatores podem causar instabilidade nas encostas dos rios ou do próprio reservatório e, também, podem afetar comunidades nas quais os rios são o único meio de obtenção de recursos como água e comida. 
	
Termelétricas [5: http://repositorio.uniceub.br/bitstream/235/5463/1/MONOGRAFIA%20Rafael%20Bordallo%20Vers%C3%A3o%20Final.pdf]
As termelétricas são outra possibilidade de geração de energia, a qual tem o processo dado pelo funcionamento de centrais semelhantes ao das hidrelétricas. 
De acordo com o autor Pecora (2006), o processo fundamental basea-se em converter a energia térmica em mecânica, e a mecânica em elétrica, através da produção de energia térmica ou transformação da energia nuclear dos combustíveis radioativos, denominado como fissão nuclear, ou ainda pela transformação da energia química dos combustíveis decorrente da combustão. 
Figura 4 – Usina Termelétrica [6: http://mistermdafisica.blogspot.com.br/2012/10/questoes-estilo-enem-2.html]
Visto todo esse processo, o calor será gerado em função das transformações químicas, fazendo com que a água seja capaz de virar vapor, e que este vapor seja capaz de mover as turbinas térmicas para que essas movimentem o rotor de um gerador elétrico e a energia elétrica é gerada. 
De acordo com Reis (2011), para o uso desse tipo de geração de energia elétrica, existem pontos negativos, em função do insumo utilizado para que a energia seja gerada, uma vez que tanto a queima de combustíveis fósseis como o manuseio de materiais radioativos apresentam grandes riscos para as regiões nas quais estão instaladas as usinas. 
Centrais Eólicas [7: http://repositorio.uniceub.br/bitstream/235/5463/1/MONOGRAFIA%20Rafael%20Bordallo%20Vers%C3%A3o%20Final.pdf]
Existem também os sistemas de geração eólicos, os quais atualmente são reconhecidos como uma alternativa mais sustentável pata o meio ambiente, haja vista ter menor potencial ofensivo muito com perspectivas de produzir quantidades consideráveis de energia. 
Figura 4 – Energia Eólica[8: http://energiaeolicaonline.blogspot.com.br/2011/07/essa-imagem-retirada-aqui-mostra-de-uma.html]
De acordo com Campos (2004), a energia elétrica é um resultado da conversão da energia eólica em mecânica, por meio de um rotor com hélices, e esta energia mecânica faz girar o eixo de um gerador de eletricidade. O referido autor, afirma ainda que o conhecimento da velocidade média do vento é fundamental para o cálculo da energia gerada, e também para estimar o dimensionamento do sistema de armazenamento. 
Em função disto, existe um sistema para controle, o qual tem como formação diversos sensores, os quais tem como finalidade a obtenção de dados necessários para garantia do funcionamento seguro e o melhor desempenho do sistema. 
Não obstante as demais formas de geração de energia elétrica, as centrais eólicas tem pontos negativos, porém são praticamente nulos quando comparados aos impactos das centrais hidrelétricas ou termelétricas. Reis (2011) cita os ruídos causados pela alta rotação das pás do rotor 24 de energia mecânica e possíveis colisões de pássaros, como exemplos destes pontos.
Processo de disponibilização
A energia elétrica tem como fonte primária a água, a qual passa por processos até que se torne fonte de energia e alcance aos utilitários da mesma. Desta forma o fator água está diretamente ligado a energia elétrica tratada e disponibilizada aos lares.
Neste interim, é importante tratar dos recursos hídricos, haja vista que considerada como o recurso natural mais utilizado mundialmente, a água faz parte das fontes essenciais de manutenção e garantia de condições de vida, sendo fonte de consumo de todos os seres vivos, sejam pessoas ou animais, nos casos onde ocorra a crise de recursos hídricos, será a distribuição de energia afetada.
DISPONIBILIDADE DOS RECURSOS HÍDRICOS E PROCESSO DE UTILIZAÇÃO
Tem-se como recurso hídrico toda e qualquer água, seja ela originária na superfície ou de fonte subterrânea. A utilização dos recursos hídricos na esfera mundial vem ganhando a cada dia mais espaço nos encontros internacionais, de modo que políticas integradoras em prol do consumo consciente têm sido alvo de encontros, seminários e tratados.
Figura5 – Imagem ilustrativa de água para transformar em energia[9: http://www2.aneel.gov.br/aplicacoes/noticias/Output_Noticias.cfm?Identidade=3933&id_area=]
As águas da qual podem ser fonte de consumo dos humanos, são as advindas de reservatórios subterrâneos. Sendo denominada água doce, proveniente das fontes de recurso renovável e desta forma considerada como água potável.
Entende-se como água potável, a parcela de água que não precisa de tratamento para se tornar livre para consumo, não apresentando nenhum tipo de possibilidade de contaminação, tornando-se dessa forma um dos recursos naturais mais importantes e de imprescindível necessidade para garantia e manutenção da vida.
O campo geográfico mundial aponta que cerca de 70% do total da superfície é composta por água, no entanto apenas 3% do total essa quantidade é disponível para uso, dispensando qualquer tipo de tratamento para que ocorra seu consumo, sem haver risco de comprometimento do organismo dos utilitários.
Vale destacar que está camada de apenas 3%, em sua maior parte está concentrada em geleiras ou está inutilizada como consequência da poluição ou inacessível por ter seus reservatórios subterrâneos, cujo acesso está indisponível.
A Organização Mundial da Saúde (OMS) estima que cerca de 748 milhões de pessoas não têm acesso à água potável, o que por consequência faz com que sejam utilizados recursos hídricos contaminados.
Já pensando em previsões futuras, com base na análise do cenário atual, a Organização das Nações Unidas (ONU), apresentou uma perspectiva de que até meados do ano de 2050, a indisponibilidade de água para consumo atingirá cerca de 45% da população mundial.
As crises de recurso hídrico, tem sido uma situação vivida por vários países, normalmente como consequência de elevado consumo, não atentando-se para o consumo em nível superior à capacidade de renovação da água por meios naturais.
Figura 6 – Imagem ilustrativa da crise de recurso hídrico [10: http://www.gazetadopovo.com.br/economia/energia-e-sustentabilidade/estresse-hidrico-pode-virar-rotina-e-causar-problemas-no-abastecimento-de-agua-e-energia-0ca30ntder01zz55a2gaic2xi]Em função da crise de recursos hídricos, alguns países têm buscado outros meios para o aumento da disponibilidade de água potável, realizando procedimentos que sejam capazes de transformar as águas inapropriadas para o consumo em potáveis. 
De acordo com Rodolfo F. Alves Pena, países do Oriente Médio, realizam o processo de dessalinização da água do mar, outros lugares apostam nos sistemas de tratamento da água e as saídas tem sido a despoluição de rios ou até a transposição de cursos d'água para melhor abastecer áreas demograficamente inchadas, sendo formas essas de busca por captação de água.[11: Rodolfo F. Alves Pena - Água potável no mundo Disponível em <http://alunosonline.uol.com.br/geografia/agua-potavel-no-mundo.html> acesso em 25/02/17]
Dentre os 3% de recursos hídricos disponíveis mundialmente, a região brasileira é considerada a detentora da maior reserva de água potável, a qual totaliza em torno de 12% da disponibilidade de todo o planeta, o que permite que o país seja visto mundialmente como uma potência.
Porém, mesmo com tamanha proporção de água disponível para o país, o mesmo não deixa de ser alvo da crise de recursos hídricos, a qual é dada por funções geográficas.
Tal distribuição por sua própria natureza ocorre de maneira desigual, tendo vista que forma pela qual o Brasil é povoado é desigual por natureza, e justamente as áreas com menor população são as detentoras de maiores recursos hídricas. 
Mesmo em tempos com tantas mudanças climáticas, a água da chuva continua sendo um recurso natura, no qual toda a população pode ter alcance. Em função de sua principal característica da fonte natural, sem qualquer tratamento químico, o que torna possível reservar água de excelente qualidade, na qual seja destinada para usos que não sejam ingestão.
O aproveitamento dessa água permite a contribuição em prol da redução na crise hídrica, que já realidade de várias regiões do Brasil, até que se planeje uma nova forma de consumo, mais racional, mais inteligente e mais solidário, o reaproveitamento da água da chuva, mesmo que está não seja considerada potável, será esta uma das formas de evitar o desperdício.
Gestão e tecnologia de insumos
Quando se trata de gestão tecnológica, seja ambiental ou de outra natureza, infelizmente o Brasil ainda não está na vanguarda por aspectos que não cabem ser discutidos neste trabalho. Na grande maioria dos casos, as tomadas de decisões sobre aspectos como aplicações tecnológicas e demais assuntos relacionados partem da União Europeia (UE), que usa dos acordos comerciais para pressionar outros países a aceitar suas imposições (ANSANELLI, 2011).
Preocupada com a geração de resíduos não só na indústria eletrônica, automotiva, mas também na matriz energética desde os anos 1970, a UE foi quem introduziu essa discussão e iniciou sugestões para questões ligadas à sustentabilidade na produção de alimentos com a agroecologia, na construção civil com a utilização de tecnologias como energia solar, eólica, dentre outras (ANSANELLI, 2011). 
Já no ano de 2003 a Comunidade Europeia tratou de promulgar regulamentos para a disposição de lixos tecnológicos, bem como sua coleta, reciclagem e recuperação. De forma a regulamentar e incentivar o cuidado com os impactos ambientais e mudar o cenário que ainda é visto para com o desrespeito ao meio ambiente e seus recursos promulgou dois regulamentos rigorosos e complementares que visam responsabilizar (EUROPEAN COMISSION, 2007). 
Esse tipo de exigência para os parâmetros ambientais pode uma função de assegurar que haja o respeito para com os recursos naturais e os impactos que podem ser causados devido à sua inapropriada utilização. Ou então, como afirma De Jorge (2001), pode assumir o papel de barreiras não tarifárias ao comércio variando aí entre as relações comerciais que certos membros estabelecem com a Comunidade Europeia.
Existe uma contribuição advinda de conceitos contemporâneos modernistas e que se referem à racionalização de processos construtivos, desenvolvimento e aperfeiçoamento de métodos e técnicas (ARSANELLI, 2011).
Esta contribuição trouxe e ainda traz avanços à produção habitacional o que vem a promover a melhoria na qualidade técnica das construções. Outro ponto que é aprimorado é o maior domínio do projeto arquitetônico. 
No entanto, o que ainda ocorre muitas vezes e é um dos principais pontos negativos é a preconcepção de um padrão específico das necessidades do indivíduo, ou seja, coloca todos em um mesmo pacote de necessidades básicas sob uma mesma arquitetura ou projeção técnica (OLIVEIRA, 2014).
Mesmo sabendo da necessidade em se ter um escopo de um projeto residencial autossustentável, isso não significa “engessar” um projeto para que ele seja replicado. O que existe é ter um norte para que as tecnologias ambientais sejam empregadas e para que haja essa garantia de que será empregada. 
Todavia, tem que se adaptando a cada realidade geográfica onde se deseja construir, à vontade do cliente, e, acima de tudo, que caiba no bolso de quem pretende construir (DUMONT, SURDO e GUIMARÃES, 2014).
Por isso, o emprego das tecnologias ambientais nesse tipo de construções deve passar por uma compreensão mais razoável e real das necessidades essenciais de cada indivíduo em relação ao espaço habitacional que se deseja para que assim sejam mais bem atendidas. 
Realidade atual
Em média grande parte da energia envia pelo sol chega à superfície da terra segundo especialista. A preocupação com o aquecimento e a emissão de gases causando o efeito estufa. Um mercado que tenha sol como fonte inesgotável seria uma fonte de oportunidade de negocio, principalmente no Brasil. 
Segundo pesquisa do Departamento de Energia Solar Térmica (DASOL) o mercado energia solar no Brasil fechou o ano com 1.1 milhões de m² comercializados, crescimento de 14, 2% em relação a 2010.
Em 2012, cresceu 11.82% a população nacional que usa sistema de aquecimento solar, com mais de 1,15 milhões de metros quadrados.O aumento de 31,09% da fabricação de reservatórios térmicos em relação a 2011, com a produção de 168.825 unidades, com capacidade média de 107 litros por metro quadrado (DASOL, 2014).
Em 2013, cresceu 19,8% a população nacional que usa sistema de aquecimento solar, 1,38 milhão m², a área acumulada de coletores instalados no país chegou a 9,793 milhões m².O aumento de 31,09% da fabricação de reservatórios térmicos em relação a 2011, com a produção de 168.825 unidades, com capacidade média de 107 litros por metro quadrado. 
A produção de coletores solares abertos para uso em piscina cresceu 18,3%, enquanto a de coletores fechados para aquecimento da água de banho aumentou 19,4%. Já a fabricação de reservatórios térmicos registrou a produção de 171.223 unidades e capacidade média de 74 litros por metro quadrado (DASOL, 2014).
A produção de coletores para aquecimento solar de água cresceu 4,5%, em 2014 com a instalação de 1,44 milhão m2 de placas coletoras no período de 12 meses. A produção de coletores fechados, usados para fins sanitários, cresceu 4,5% em relação a 2013. Os coletores abertos, normalmente utilizados para aquecimento de piscinas, tiveram crescimento de 3,6%. 
Já a produção de reservatórios térmicos teve acréscimo de 57,2%. Foram produzidas 269.207 unidades, com média de 105 litros por metro quadrado. Chamou a atenção o expressivo crescimento da produção de coletores a vácuo, também usados para fins sanitários: o aumento foi de 60,1% (DASOL, 2014).
Crescimento: 4,5%; Produção de coletores solares: 1,44 milhão m2; Área acumulada de coletores solares instalados: 11,24 milhões m².
Figura 7
Fonte: Departamento de Energia Solar Térmica (DASOL)
Figura 8 Vendas por segmento em 2014
Fonte: Departamento de Energia Solar Térmica (DASOL)
Figura 9 Vendas por região em 2014
Fonte: Departamento de Energia Solar Térmica (DASOL)
Segundo Martins, Pereira e Echer (2004), o Brasil é um país onde sua localização tem um potencial muito grande de energia solar o ano todo. A utilização destaenergia pode trazer benéfico ao longo prazo, pois o custo de energia pelas redes convencional é cara de acordo com o retorno do investimento. 
Com o uso da energia solar, diminuiria a dependência do petróleo, consequentemente a emissões dos gases poluentes para atmosfera. Também, a energia hidráulicas sendo umas das principais geradora de energia, mesmo não sendo poluente, produz impacto ambiental, não muito bem avaliado, devido ao alagamento de áreas cultiváveis e tendem se esgotar nas próximas décadas. Outra fonte de energia preocupante é a energia nuclear, devido o armazenamento dos rejeitos radioativos.	
Continuando com Martins, Pereira e Echer a radiação solar tem papel importante em varias atividades humana e que a energia solar poderia ser utilizada em refrigeração de alimentos, irrigação de plantação, iluminação artificial entre outros. 
Da Economia de Energia domiciliar
Quando se planeja os ambientes para permitir ventilações naturais, isso conferirá economia para a residência. Auxiliará na sustentabilidade por permitir também o conforto ambiental favorecendo a bioclimatologia do ambiente.
No caso da ventilação cruzada, que é um dos exemplos de ventilação de ambientes, e faz com que o ar quente suba e o ar frio desça (devido a sua densidade) e assim o ambiente é refrescado naturalmente. 
Para que exista esse tipo de ventilação deve haver o planejamento de aberturas programadas no teto de forma a direcionar o ar quente para fora, e este é um princípio físico conhecido como convecção (ANSANELLI, 2011). A figura 4 ilustra esse processo de ventilação cruzada.
Figura 10 . Exemplo de movimentação de ventilação cruzada[12: Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Resfriamento_passivo]
A figura mostra também um processo de troca de ambiente residencial através da convecção.
Figura 11. Exemplo de troca de calor no ambiente de uma residência[13: Fonte: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Resfriamento_passivo>]
Todo o sistema de troca de ar em uma residência deve ser pensado de forma que propicie conforto térmico ao ambiente que assim, traz economia de energia elétrica ou outras fontes energéticas. 
Insolação
A insolação é um fator que interfere no planejamento do projeto de uma residência sustentável. Em geral, a noção básica é evitar a insolação direta nos principais ambientes da casa nos horários de maior intensidade como por exemplo no período da tarde (ANSANELLI, 2011). 
Na figura a seguir, tem-se um exemplo de carta solar e as coordenadas para a sua leitura. Esta ferramenta possibilita fazer uma leitura e entendimento do raio de atuação da insolação e assim elaborar projetos que se adequem a isso.
Figura 12. Exemplo de carta solar e as coordenadas [14: Fonte: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Resfriamento_passivo>]
Na figura a seguir, tem-se o exemplo da insolação ao longo do dia em diferentes estações a partir de informações geradas por um coletor instalado em São Paulo nas coordenadas indicadas também na figura. 
Isto permite concluir quais são os principais pontos onde haverá maior insolação no ambiente da casa e assim planejar os espaços baseados nessas informações para obter um ambiente mais agradável do ponto de vista da temperatura, o que resultará certamente em maior conforto térmico e maior sustentabilidade da casa, com menor consumo de água para equilibrar temperatura ou mesmo energia elétrica com uso de eletrodomésticos como ar condicionados ou ventiladores.
Figura 13. Trajetória do Sol e desvio do Norte geográfico[15: Fonte: (ABRINSTAL, 2011, p. 17)]
Aquecimento solar
O aquecimento solar é uma das parcelas dentre as tecnologias que possuem grande importância pois se trata de uma alternativa à matriz energética sob a qual o Brasil, principalmente, é dependente. 
No caso do aquecimento de água, gás, alguns sistemas podem ser instalados para que se aproveite a energia advinda do sol e seja então transformado em energia térmica ou elétrica. No exemplo a seguir, mostra-se uma boa maneira de assumir um estilo mais sustentável, que é a geração de energia solar. 
Figura 14 Kit de Energia Solar Prátil instalado em residência em Niterói – RJ[16: Fonte: <http://www.pratil.com.br/blog/2014/10/bioconstrucao-x-construcao-sustentavel-2/>]
Assim, a figura exemplifica uma instalação de um sistema de microgeração de energia na cidade de Niterói, estado do Rio de Janeiro. Este é um projeto idealizado pelo governo do Rio de Janeiro como solução para economizar com gastos elétricos e cuidar do meio ambiente. Foi projetado para um programa de residências populares autossustentáveis e bastante promissor (Bioconstrução X Construção Sustentável).
Branco Filho (2006) define o termo manutenção como “a combinação de todas as ações técnicas e administrativas, incluindo as de supervisão, destinadas a manter ou recolocar um item num estado no qual possa desempenhar uma função requerida. Sendo que item é qualquer parte, componente, dispositivo, subsistema, unidade funcional, equipamento ou sistema que possa ser analisado individualmente”.
Segundo Tavares (1999), manutenção é o conjunto de ações e recursos aplicados aos ativos para mantê-los nas condições de fabricação e de projeto, visando garantir o alcance de suas funções dentro dos parâmetros de disponibilidade, de qualidade, de prazo de custos e de vida útil adequada. 
Aplicabilidade da manutenção
 	Em uma residência, é muito importante garantir a operacionalidade dos equipamentos comuns aos moradores , pelas implicações que estes têm na rotina de todos, garantindo a qualidade de vida e diminuicao do estresse causado por pequenos problemas. Por isso, a manutenção deve zelar pela boa conservação e manutenção, ter um bom nível de organização e operacionalidade. 
Segundo (Ferreira 1998), a importância da função manutenção numa empresa é normalmente associada à disponibilidade de equipamentos produtivos, isto é, à capacidade destes para estarem operacionais nos períodos de trabalho pretendidos. É a manutenção que pode garantir a disponibilidade dos equipamentos, fator essencial para cumprir os compromissos assumidos e garantir o nível de produtividade.Analogamente em um condominio, os equipamentos de função essencial a este devem estar disponiveis 24 horas por dia.
Formas de manutenção
 Segundo (V. M. Pinto 2004), a forma mais remota de manutenção conhecida consiste em deixar funcionar o equipamento até à ocorrência de uma avaria para posteriormente se proceder à reparação, sendo este tipo de manutenção denominado por manutenção resolutiva, curativa ou corretiva. Por reagir ao acontecimento depois da sua ocorrência designa-se por manutenção do tipo reativo. Este tipo de manutenção é uma técnica que será sempre usada, pelo menos enquanto não houver meios para prevenir a ocorrência da avaria, como acontece na maioria dos equipamentos eletrónicos.
Com o passar do tempo outras técnicas de manutenção surgiram, as chamadas proativas, por agirem antes da ocorrência da avaria. Fazem parte deste grupo a manutenção preventiva, preditiva o e a manutenção melhorada.
Manutencão preventiva
Segundo Moura (2009), a manutenção preventiva é o conjunto de ações que visa evitar falhas, obedecendo a um plano preventivo elaborado baseando-se em intervalos de tempo. Esse plano deve ser elaborado previamente com base na interação das fases de implantação de um sistema (projeto, fabricação, instalação e manutenção), desta forma um fabricante deve elaborar seu plano de manutenção e o seu responsável deve segui-lo de forma rigorosa, executando cada ação definida. 
Moura (2009) ainda enumera a importância e a necessidade de manutenção preventiva: quanto maior a simplicidade de reposição; quanto mais altos os custos das falhas; 
quanto mais as falhas prejudicarem a produção; 
quanto maior forem às implicações das falhas na segurança e no meio ambiente. 
Embora esteja-se tratando de uma manutenção planejada, a problematica surge na areafinanceira, pois o equipamento deixará de executar o seu trabalho para realizá-la, mesmo estando funcionando normalmente. Não somente isso, mas diversos problemas podem aparecer quando se trata de manutenção preventiva. Segundo Kardec e Nascif (1999), estes problemas podem ser: 
falha humana; 
danos durante partidas e paradas; 
falhas durante o procedimento da manutenção. 

Manutenção Corretiva
Segundo Faria (2013) este tipo de manutenção é realizado quando determinado equipamento já demonstrou algum tipo de falha e precisa de ser reparado. É um processo dispendioso, pois, por norma, obriga à paragem da produção para reparação do mesmo. 	
A manutenção corretiva pode ser compreendida como uma correção da falha, ou do desempenho menor que o esperado, podendo ser dividida em duas fases: manutenção corretiva não planejada e manutenção corretiva planejada. 
A primeira, manutenção corretiva não planejada, refere-se à correção da falha de forma aleatória, ou seja, após a sua ocorrência espera-se que seja corrigida. Esta manutenção implica custos elevados, pois acarreta perdas de produção significativas e como consequência, os equipamentos podem apresentar danos considerados graves. 
A manutenção corretiva planeada é um tipo de manutenção em que a correção é feita, como o próprio nome indica, de uma forma mais planeada, ou seja, antes de ocorrer a falha. Este método apresenta um menor custo, sendo igualmente mais seguro e mais rápido. Basicamente, o primeiro destes tipos de manutenção, refere-se a trabalhos de reparação de avarias que tenham surgido sem qualquer aviso prévio e cuja oportunidade de intervenção não pode ter sido decidida anteriormente. (Ferreira 1998)
Por outro lado, na manutenção corretiva planeada, se as avarias tivessem sido precedidas de um aviso prévio, a programação da reparação antes da ocorrência dessas avarias, era de facto possível. (Cabral 2004)
Disponibilidade 
A disponibilidade é um indicador do tempo que o equipamento se encontra disponivel para operar e executar sua função.Como (Faria 2013) define, a disponibilide depende dos fatores : do número de avarias, da rapidez com que elas são reparadas, do tipo de manutenção, da quantidade dos meios à disposição e da sua inter-dependência. 
Custos da Manutenção 
A falta de manutencao adequada acaba gerando custos. Ainda assim, os custos gerados pela falta manutenção são apenas a ponta de um iceberg. A parte visível corresponde aos custos com a mão-de-obra, das ferramentas e instrumentos, do material aplicado como consequência dos reparos e da subcontratação e outros referentes à instalação. Na parte inferior do iceberg, parte invisível, encontram-se os maiores custos, que são os decorrentes da indisponibilidade do equipamento. (Faria 2013)
Este custo foca-se na perda de produção, da não qualidade dos produtos, da recomposição da produção e por último, das penalidades comerciais, com possíveis consequências sobre a imagem da empresa. Os custos ligados à indisponibilidade e deterioração dos equipamentos são uma consequência da falta de manutenção. Esta relação presente entre o custo da manutenção e o custo da indisponibilidade e produtividade foi estudada através do modelo matemático, cuja conclusão visa uma melhor relação custo-benefício quando a manutenção é tratada de forma preventiva, em vez de situações de descontrolo do processo produtivo pela falta de manutenção. (Marcorin e Lima 2003) 
Aplicado ao um conjunto habitacional, onde o objetivo não é lucro mas apenas o simples funcionamento e disponibilidade dos equipamentos, estes custos indiretos e invisíveis são inclusive mais atenuados, pois envolvem a vida humana, problemas de saúde, estresse, o desconforto e diminuição da qualidade de vida.
A figura mostra a relação entre o custo da manutenção preventiva e o custo da falha. Entre os custos decorrentes da falha estão, basicamente, as peças e a mão-de-obra necessárias à reparação e, principalmente, o custo da indisponibilidade do equipamento. 
Esta figura mostra igualmente que investimentos crescentes em manutenção preventiva atenuam os custos que advêm das falhas, tendo como consequência, a diminuição do custo total da manutenção, em que se somam os custos da manutenção preventiva com os custos das falhas (Marcorin e Lima 2003). 
Figura 15 custo da manutenção. [17: Fonte : (Marcorin e Lima 2003)]
Analisando a figura é possivel concluir que não é com maior investimento que se encontra o ponto otimo de manutencao, pelo contrario, investimento demasiado apenas aumenta o custo total.
A natureza dos custos de manutenção 
Segundo (Cabral 2004), os custos da atividade de manutenção numa empresa podem ser divididos fundamentalmente em três naturezas: 
Custos diretos 
São custos afetos ao funcionamento dos serviços de manutenção (mão de obra, materiais e serviços), incluindo os custos de subcontratação, caso se verifiquem. 
Custos indiretos 
Trata-se de custos originados por perdas de produção imputáveis à manutenção (paragens provocadas por avarias ou para intervenções de manutenção). 
Custos de posse 
Estes são associados à posse de stocks que correspondem aos custos dos materiais existentes em armazém, sejam materiais de consumo corrente, sejam peças ou equipamentos de reserva específicos. 
MICROGERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA PARA RESIDÊNCIA UNIFAMILIAR USANDO PAINÉIS FOTOVOLTAICOS CONECTADOS À REDE DE ENERGIA ELÉTRICA
O processo de microgeração de energia elétrica para residência unifamiliar usando painéis fotovoltaicos conectados à rede de energia elétrica está atrelado a questão da sustentabilidade na construção civil, este tema tem sido cada vez mais abordada, haja vista a necessidade em atender os anseios do homem sem sacrificar recursos naturais e incorporando aspectos sociais, econômicos e ecológicos.[18: http://monografias.poli.ufrj.br/monografias/monopoli10008110.pdf]
Dessa forma, passaremos a análise de viabilidade da implantação de um sistema com painéis fotovoltaicos para microgeração de energia elétrica em residências, considerando a Resolução normativa no 482/2012 da Aneel e levando em conta todos esses aspectos a ser demonstrados. 
Sabemos que todo a matéria natural é considerada como fonte abundante, o que permite utilizar desse serviço de diversas maneiras, desde que respeitados os fatores naturais originários de cada recurso.
Não obstante a esses fatores temos a energia solar, a qual é disponibilizada abundantemente e pode ser reaproveitada de diversas formas, da mais simples, que não precise passar por nenhum processo de transformação, até mais complexa eu necessita da compreensão de estudiosos sobre o assunto.
Ultimamente a energia solar tem sido utilizada na construção de casas, prédios e edifícios, objetivando sempre aproveitar essa energia, na busca por soluções de arquitetura que permitam uma iluminação solar ou o controle natural da temperatura privilegiado.
Energia solar fotovoltaica e seus sistemas[19: http://monografias.poli.ufrj.br/monografias/monopoli10008110.pdf]
O sistema de energia solar fotovoltaica, caracteriza-se por sua capacidade em gerar energia elétrica, por intermédio das células fotovoltaicas, as quais são montadas em 22 painéis solares fotovoltaicos e são capazes de transformar a radiação solar diretamente em energia elétrica através do chamado “efeito fotovoltaico”. Desta forma esse sistema de energia solar tem a capacidade geradora energia elétrica, por intermédio da radiação solar. 
Os sistemas fotovoltaicos são classificados em dois tipos, sendo estes: sistemas isolados (Off-grid), os quais não tem conexão com a rede elétrica e são utilizados em locais remotos onde não há chegada de energia elétrica ou onde o custo de se conectar a rede elétrica é elevado e abastecem diretamente os aparelhos que utilizarão a energia e a energia produzida é armazenada em baterias que garantem o abastecimento em períodos sem sol, já os sistemas conectados à rede (Grid-tie), são caracterizados por estarem integradosà rede elétrica que abastece a população, com a conexão de seus sistemas obtêm-se uma grande vantagem com relação aos sistemas isolados, uma vez que estes não utilizam baterias e controladores de carga, o que os torna cerca de 30% mais eficientes e também garante que toda a energia seja utilizada.[20: http://monografias.poli.ufrj.br/monografias/monopoli10008110.pdf]
Figura 16 sistemas fotovoltaicos 
Do processo fotovoltaico conectado a rede de energia elétrica[21: http://www.solenerg.com.br/files/monografia-Carlos-Fernando-Camara.pdf]
De maneira mais especifica passando para a demonstração do sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica (SFCR), este é considerado como de elevado porte, baseando-se nas centrais fotovoltaicas ou de pequeno porte, observada a instalação descentralizada em edificações urbanas. 
As grandes centrais, são caracterizadas como uma grande central fotovoltaica fornecedora de potência è rede elétrica instantaneamente por meio de um ou mais inversores e transformadores, que utilizam inversores comutados pela rede para evitar a operação isolada, e em geral, são equipamentos com seguidor de ponto de máxima potência.
Na produção distribuída haverá constituição módulos montados diretamente nas edificações ou em outros locais, sendo que essas edificações serão alimentadas pela energia elétrica produzida por esses por esses módulos, através de um inversor e concomitantemente com a rede elétrica de distribuição em baixa tensão na qual estão interligadas. Esse sistema de produção de energia elétrica geralmente está presente em residências e em pequenos comércios.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Considerada como o recurso natural mais utilizado mundialmente, a água faz parte das fontes essenciais de manutenção e garantia de condições de vida, sendo fonte de consumo de todos os seres vivos, sejam pessoas ou animais, não obstante a essa realidade temos a energia elétrica, a qual é distribuída em moradias, indústrias, comércio e outros.
Porém, mesmo com tamanha proporção de água disponível para o país, o mesmo não deixa de ser alvo da crise de recursos hídricos, a qual é dada por funções geográficas.
Dessa forma, o presente estudo verso sobre a análise de viabilidade da implantação de um sistema com painéis fotovoltaicos para micro geração de energia elétrica em residências, considerando a Resolução normativa no 482/2012 da Aneel e levando em conta todos esses aspectos naturais e sustentáveis.
No decorrer do estudo foi possível compreender que ultimamente a energia solar tem sido utilizada na construção de casas, prédios e edifícios, objetivando sempre aproveitar essa energia, na busca por soluções de arquitetura que permitam uma iluminação solar ou o controle natural da temperatura privilegiado.
De maneira mais específica passando para a demonstração do sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica (SFCR), este é considerado como de elevado porte, baseando-se nas centrais fotovoltaicas ou de pequeno porte, observada a instalação descentralizada em edificações urbanas e tem se mostrado eficaz quanto a redução no consumo de energia elétrica fornecida por concessionárias.
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