Livro Eficiência Energética

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Série energia – geração, TranSmiSSão e DiSTribuição
EFICIÊNCIA 
ENERGÉTICA
Série energia – geração, TranSmiSSão e DiSTribuição
EFICIÊNCIA 
ENERGÉTICA
CONFEDERAÇÃO NACIONAL DA INDÚSTRIA – CNI
Robson Braga de Andrade
Presidente
DIRETORIA DE EDUCAÇÃO E TECNOLOGIA – DIRET
Rafael Esmeraldo Lucchesi Ramacciotti
Diretor de Educação e Tecnologia
SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL – SENAI
Conselho Nacional
Robson Braga de Andrade
Presidente 
SENAI – Departamento Nacional
Rafael Esmeraldo Lucchesi Ramacciotti
Diretor Geral
Gustavo Leal Sales Filho
Diretor de Operações
Série energia – geração, TranSmiSSão e DiSTribuição
EFICIÊNCIA 
ENERGÉTICA
SENAI 
Serviço Nacional de 
Aprendizagem Industrial 
Departamento Nacional
Sede 
Setor Bancário Norte • Quadra 1 • Bloco C • Edifício Roberto 
Simonsen • 70040-903 • Brasília – DF • Tel.: (0xx61) 3317-9001 
Fax: (0xx61) 3317-9190 • http://www.senai.br
© 2017. SENAI – Departamento Nacional
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escrito, do SENAI.
Esta publicação foi elaborada pela Equipe de Inovação e Tecnologias Educacionais do 
SENAI da Bahia, com a coordenação do SENAI Departamento Nacional, para ser utilizada por 
todos os Departamentos Regionais do SENAI nos cursos presenciais e a distância. 
SENAI Departamento Nacional 
Unidade de Educação Profissional e Tecnológica – UNIEP
SENAI Departamento Regional da Bahia 
Inovação e Tecnologias Educacionais – ITED
FICHA CATALOGRÁFICA
S491c
 Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Nacional.
 Eficiência energética / Serviço Nacional de Aprendizagem 
 Industrial, Departamento Nacional, Departamento Regional da Bahia. - 
 Brasília: SENAI/DN, 2017.
 74 p.: il. - (Série Energia - Geração, Trasmissão e Distribuição).
 ISBN 978-855050294-6
 1. Conservação energética. 2. Eficiência energética. 3. Energia renovável. 
4. Energia elétrica. I. Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. II. Departamento Nacional. 
III. Departamento Regional da Bahia. IV. Eficiência energética. V. Série Energia – Geração, 
Transmissão e Distribuição.
 CDU: 620.9
Lista de ilustrações
Figura 1 - Mundo sustentável ......................................................................................................................................14
Figura 2 - Sistema de cogeração de energia .........................................................................................................15
Figura 3 - Sistema de distribuição ..............................................................................................................................17
Figura 4 - Analisador de energia .................................................................................................................................26
Figura 5 - Lâmpada Fluorescente e LED ..................................................................................................................34
Figura 6 - Mundo sustentável ......................................................................................................................................40
Figura 7 - Desenho de uma turbina de geração eólica moderna ...................................................................41
Figura 8 - Princípio de funcionamento de um aerogerador moderno .........................................................42
Figura 9 - Sistemas eólicos ............................................................................................................................................43
Figura 10 - Configuração de um sistema eólico isolado ....................................................................................44
Figura 11 - Configuração de um sistema híbrido solar-eólico-diesel ...........................................................45
Figura 12 - Parque eólico conectado à rede – Parque eólico da Prainha – CE ...........................................46
Figura 13 - Irradiação solar ...........................................................................................................................................47
Figura 14 - Efeito fotovoltaico .....................................................................................................................................48
Figura 15 - Corte transversal de uma célula fotovoltaica ..................................................................................49
Figura 16 - Configuração básica de um sistema fotovoltaico ..........................................................................49
Figura 17 - Diagrama de sistemas fotovoltaicos de pequeno porte .............................................................50
Figura 18 - Configuração básica de um sistema híbrido ...................................................................................51
Figura 19 - Configuração básica de um sistema conectado à rede ...............................................................52
Figura 20 - Usina de biomassa .....................................................................................................................................53
Figura 21 - Processos de conversão biomassa .......................................................................................................54
Figura 22 - Sistema de geração de energia a partir das ondas ........................................................................55
Figura 23 - Sistema de uma central geotérmica ...................................................................................................57
Figura 24 - Dados e informações ................................................................................................................................61
Figura 25 - Medidor ciclométrico ...............................................................................................................................63
Figura 26 - Medidor de relógio ponteiro .................................................................................................................64
Figura 27 - Rede inteligente – Smart Grid ............................................................................................................. 66
Quadro 1 - Conceitos de parametros elétricos .......................................................................................................20
Quadro 2 - Conceitos sobre demanda ......................................................................................................................21
Quadro 3 - Conceitos de tarifas ....................................................................................................................................21
Quadro 4 - Tarifas para faturamento de energia ....................................................................................................29
Tabela 1 - Tabela de consumos por intervalo de horas .......................................................................................30
Tabela 2 - Comparativos de gastos entre as lâmpadas ........................................................................................35
Sumário
1 Introdução ..........................................................................................................................................................................9
2 Conservação de energia ..............................................................................................................................................13
2.1 Cogeração .....................................................................................................................................................14
2.2 Normas técnicas para continuidadede fornecimento .................................................................15
2.3 Sistema tarifário ..........................................................................................................................................19
2.3.1 Composição da estrutura tarifária ......................................................................................24
2.4 Monitoramento de grandezas elétricas .............................................................................................26
2.5 Diagnóstico de eficiência energética ..................................................................................................31
2.6 Análise econômica .....................................................................................................................................33
3 Energias renováveis ......................................................................................................................................................39
3.1 Energia eólica ...............................................................................................................................................40
3.1.1 Sistema de pequeno porte – isolado .................................................................................43
3.1.2 Sistema de médio porte – híbrido ......................................................................................44
3.1.3 Sistema de grande porte – interligado à rede ................................................................45
3.2 Energia solar fotovoltaica ........................................................................................................................47
3.2.1 Sistema de pequeno porte – isolado .................................................................................50
3.2.2 Sistema de médio porte – híbrido ......................................................................................51
3.2.3 Sistema de grande porte – interligado à rede ................................................................52
3.3 Energia biomassa .......................................................................................................................................52
3.4 Outras energias renováveis ....................................................................................................................55
3.4.1 Energia ondas e marés ............................................................................................................55
3.4.2 Energia geotérmica ..................................................................................................................57
4 Organização dos dados e informações ..................................................................................................................61
4.1 Levantamento de dados e pesquisa aplicada para eficiência energética .............................62
4.1.1 Como ler o medidor de consumo de energia .................................................................62
4.2 Inovação em eficiência energética e tecnologias aplicadas .......................................................66
Referências ...........................................................................................................................................................................71
Minicurrículo do autor .....................................................................................................................................................72
introdução
1
Caro aluno, é com grande satisfação que o Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial 
(SENAI) traz para você o livro didático de Eficiência Energética.
Este livro tem como objetivo levar o aluno a desenvolver capacidades técnicas relativas à 
eficiência energética, bem como desenvolver capacidades sociais, organizativas e metodoló-
gicas, de acordo com a atuação do técnico no mundo do trabalho.
Nos capítulos seguintes, veremos os conceitos sobre diagnóstico de eficiência energética, 
entendendo passo a passo como funciona e os seus critérios para aplicação; e os sistemas de 
energia renováveis de pequeno e grande porte. Esses conceitos sobre eficiência energética são 
necessários para o desenvolvimento das competências específicas na formação do técnico em 
eletrotécnica, uma vez que um profissional bem qualificado poderá gerar impactos positivos 
propondo soluções de melhoria e alternativas econômicas.
Por fim, esta unidade curricular servirá para você desenvolver as habilidades necessárias 
para se tornar apto a enfrentar os desafios que são encontrados no dia a dia de quem precisa 
elaborar projetos de eficiência energética. Queremos que você se preocupe com sua qualidade 
de vida e com os resultados que uma boa utilização dos recursos energéticos trará para sua 
vida profissional.
PROJETOS ELÉTRICOS PREDIAIS10
Os estudos desta unidade curricular lhe permitirão desenvolver:
CAPACIDADES SOCIAIS, ORGANIZATIVAS E METODOLÓGICAS
a) Comunicar-se com clareza;
b) Demonstrar atitudes;
c) Aplicar procedimentos técnicos;
d) Demonstrar organização;
e) Estabelecer prioridades;
f) Ter responsabilidade socioambiental;
g) Cumprir normas e procedimentos;
h) Identificar diferentes alternativas de solução nas situações propostas;
i) Manter-se atualizado tecnicamente;
j) Ter capacidade de análise;
k) Ter senso crítico;
l) Ter senso investigativo;
m) Ter visão sistêmica.
CAPACIDADES TÉCNICAS
a) Aplicar normas técnicas, de qualidade, de saúde e segurança no trabalho e de preservação ambiental;
b) Aplicar soluções tecnológicas tendo em vista a eficiência, a qualidade energética, a segurança do 
usuário e das instalações e a preservação do meio ambiente;
c) Identificar infraestrutura de instalações de sistemas elétricos de potência;
d) Identificar infraestrutura de instalações de sistemas elétricos prediais e industriais;
e) Identificar sistemas de manutenção de sistemas elétricos;
f) Propor fontes alternativas de energia;
g) Utilizar novas tecnologias.
 1 inTroDução 11
Lembre-se de que você é o principal responsável por sua formação e isso inclui ações proativas, como:
a) Consultar seu professor-tutor sempre que tiver dúvida;
b) Estabelecer um cronograma de estudo que você realmente cumpra;
c) Reservar um intervalo para quando o estudo se prolongar um pouco mais.
Bons estudos!
Conservação de energia
2
Caro aluno, parabéns! Você chegou ao capítulo sobre conservação de energia. Aqui tra-
balharemos os conceitos fundamentais deste tema que é abordado diariamente em nosso 
cotidiano. Neste capítulo, você será capaz de aplicar soluções tecnológicas tendo em vista a 
eficiência e a qualidade energética, a segurança do usuário e das instalações e a preservação 
dos recursos naturais. Você também vai conhecer as normas técnicas para continuidade de 
fornecimento, entender como funciona o sistema tarifário de energia elétrica, compreender 
como realizar um monitoramento de grandezas elétricas e vai ser capaz de realizar um diag-
nóstico de eficiência energética.
Em termos conceituais, a eficiência energética (EE) pode ser definida pela relação entre a 
energia empregada em uma determinada atividade e aquela que é disponibilizada para sua 
realização, ou seja, a eficiência energética é uma tarefa que procura otimizar a utilização das 
fontes de energia através do racionamento, evitando desperdícios do recurso energético.
Existem dois tipos de desperdício: o físico e o mau aproveitamento da energia, consideran-
do que a energia que é entregue ao consumidor final raramente é devidamente aproveitada. 
Com algumas estratégias e medidas corretas, é possível combater boa parte do desperdício de 
energia gerado na produção, distribuição e utilização.
O termo eficiência energética se torna mais importante a cada dia que passa, pois os pro-
cessos de evolução tecnológica necessitam de grandes quantidades de energia, sendo crucial 
a economia para a gestão competente das empresas, dando a elas um diferencial competitivo.Logo, a eficiência energética é uma alternativa para reduzir a utilização dos recursos natu-
rais do planeta, apresentando uma redução significativa da emissão de dióxido de carbono na 
atmosfera, já que seu lema é o uso racional de energia. A imagem a seguir mostra de forma 
ilustrativa como pode ser o mundo sustentável, com menos desperdícios energéticos e melhor 
aproveitamento dos recursos naturais.
PROJETOS ELÉTRICOS PREDIAIS14
Figura 1 - Mundo sustentável
Fonte: SENAI DR BA, 2017.
Percebemos que a eficiência energética, de modo geral, pode ser trabalhada em todo e qualquer pro-
cesso ou atividade que utilize algum tipo de energia para realizar alguma tarefa. Iremos abordar a seguir 
conceitos sobre áreas bem específicas, como a conservação da energia e as fontes de energia renováveis.
2.1 Cogeração
A energia de modo geral não se perde, sendo apenas transformada ou convertida de um tipo para outro 
e, em alguns tipos, podendo ser armazenada. De acordo com o Conselho Mundial de Energia (2001), o con-
ceito de cogeração significa a produção simultânea e sequencial de duas ou mais utilidades – calor de pro-
cesso e potência mecânica e/ou elétrica, a partir da energia disponibilizada por um ou mais combustíveis.
A cogeração é o processo que permite a produção simultânea e contínua de duas ou mais formas de 
energia a partir de um combustível. Ou seja, a cogeração permite a produção de outras formas de energia 
que seriam desperdiçadas em um processo comum, sendo possível conseguir um aproveitamento quase 
total da queima do combustível para cogeração de energia elétrica.
A cogeração gera confiabilidade nos projetos de ampliação e produção porque representa segurança e 
economia, mantendo o estabelecimento em pleno funcionamento em momentos de alto consumo, sem 
representar aumento na tarifa de energia.
 2 ConServação De energia 15
Chiller de
absorção
Gases quentes
de exaustãoGerador de
energia
Água de
resfriamento
do motor Trocadores de calor
Gás natural
Eletricidade
Água gelada
Central de
água quente
Chiller de
absorção
Figura 2 - Sistema de cogeração de energia 
Fonte: SENAI DR BA, 2017.
A figura anterior nos mostra um sistema de cogeração normalmente utilizado por redes de hotelaria, 
que permite a geração simultânea de energias elétrica, térmica e a vapor, além de possibilitar o ofereci-
mento de águas quente e gelada, a partir de uma única fonte de combustível: o gás natural; ou seja, nos 
mostra uma maneira de obter duas formas de energia a partir do uso de apenas um combustível. 
2.2 normaS TéCniCaS para ConTinuiDaDe De forneCimenTo
De acordo com a ABNT, (c2014), “norma é o documento estabelecido por consenso e aprovado por um 
órgão reconhecido, que disponibiliza regras, diretrizes ou características mínimas para atividades ou para 
resultados, visando obter um nível ótimo de ordenação em um certo contexto”.
Sendo assim, existem normas que regulamentam a continuidade e fornecimento de energia elétrica, 
sendo a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) o órgão responsável pelo processo de normatiza-
ção. Para que possamos entender todo esse processo, utilizaremos como base de estudo o módulo 8 dos 
Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional (PRODIST), que trata sobre 
a qualidade de energia. Esses procedimentos de distribuição são elaborados pela ANEEL e normatizam e 
padronizam as atividades técnicas pertinentes ao funcionamento e desempenho dos sistemas de distribui-
ção de energia elétrica.
 SAIBA 
 MAIS
Para ter mais informações sobre os procedimentos de distribuição, consulte o PRO-
DIST. Lá você terá toda informação que precisa sobre o planejamento da expansão 
do sistema de distribuição, acesso ao sistema de distribuição, procedimentos ope-
rativos do sistema de distribuição, sistemas de medição, informações requeridas e 
obrigações, cálculo de perdas na distribuição e qualidade da energia elétrica. Acesse 
o portal da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL).
PROJETOS ELÉTRICOS PREDIAIS16
Para analisar a qualidade no fornecimento de energia e continuidade do sistema, são utilizados os indi-
cadores de continuidade do serviço, que avaliam a qualidade e o desempenho do sistema elétrico. Esses 
indicadores podem ser calculados para apuração mensal, trimestral e anual da qualidade do serviço pres-
tado aos consumidores e são responsáveis por avaliar a qualidade dos serviços prestados no fornecimento 
de energia elétrica e continuidade do sistema, sendo subdivididos em individuais e coletivos. 
Veremos a seguir exemplos de modelo de indicadores de continuidade individual e indicadores de con-
tinuidade de conjunto de unidades consumidoras, ou seja, indicador de continuidade coletivo. 
INDICADORES DE CONTINUIDADE INDIVIDUAL
Os indicadores de continuidade individual são apurados para toda e qualquer unidade consumidora, 
conforme descriminado a seguir:
a) DIC: é a duração de interrupção individual de uma determinada unidade consumidora ou de um 
certo ponto de conexão e pode ser expressa em horas e centésimos de hora. Para calcular o DIC, 
utiliza-se a seguinte fórmula:
DIC = t(i)∑
n
i = 1
b) FIC: é a frequência de interrupção individual de uma determinada unidade consumidora ou de um 
certo ponto de conexão e pode ser expressa em número de interrupções. Para calcular o FIC, utiliza-
-se a seguinte fórmula:
FIC = n
c) DMIC: é a duração máxima de interrupção de uma determinada unidade consumidora ou de um 
certo ponto de conexão, expressa em horas e centésimos de hora. Para calcular o DMIC utiliza-se a 
seguinte fórmula:
DMIC = t (i) máx
d) DICRI: é a duração da falta ou interrupção individual que ocorre em um dia crítico em uma determi-
nada unidade consumidora ou em um certo ponto de conexão, expressa em horas e centésimos de 
hora. O dia crítico é aquele no qual as ocorrências de falta de energia ultrapassam o limite estabele-
cido. Para calcular o DICRI, utiliza-se a seguinte fórmula:
DICRI = tcrítico
 2 ConServação De energia 17
Onde:
i = índice de faltas ou interrupções de uma determinada unidade consumidora no período de apuração, 
variando de 1 a n;
n = é o número de falta ou interrupções, em determinado período de apuração;
t(i) = é o tempo que dura uma determinada interrupção (i);
t(i) máx = valor correspondente ao tempo da máxima duração de interrupção contínua (i);
tcrítico = duração da interrupção ocorrida em dia crítico.
Para melhor compreensão dos indicadores, faremos a seguir um exemplo de cálculo de DIC, FIC E DE-
MIC. Considerando o sistema de distribuição de energia elétrica mostrado a seguir, no qual está indicada 
em cor azul a quantidade de consumidores em cada bloco da rede, calcule os indicadores DIC e FIC para os 
consumidores W e Z, estando atento a todos os eventos de interrupção registrados (L1, L2 e L3).
SD A B
L1 L2
L3
1700 1200
Consumidor Z
Consumidor W
Duração das
interrupções
L1 = 3,00 horas;
L2 = 4,00 horas;
L3 = 40 min.
120
280
D
C
Figura 3 - Sistema de distribuição
Fonte: SENAI DR BA, 2017.
Calculando DIC para o consumidor W, temos:
DIC(W) = t(i) = 3 + 4 + 0 = 7 horas∑
n
i = 1
Calculando FIC para o consumidor W, temos: 
FIC(W) = n = 2 interrupções
Calculando DIC para o consumidor Z, temos: 
DIC(Z) = t(i) = 3 + 4 + (50 ÷ 60) = 7,83 horas∑
n
i = 1
Calculando FIC para o consumidor Z, temos:
FIC(Z) = n = 3 interrupções
PROJETOS ELÉTRICOS PREDIAIS18
Neste tópico, vimos os indicadores de continuidade do fornecimento, tratados individualmente para 
cada unidade consumidora e vimos também como calcular os indicadores de continuidade individual, 
de uma maneira bastante simples, utilizando as fórmulas para cada um deles. No próximo tópico, iremos 
analisar estes indicadores para um conjunto de consumidores. 
INDICADORES DE CONTINUIDADE DE CONJUNTO DE UNIDADES CONSUMIDORAS
Os indicadores de continuidade coletivos são apurados para todo e qualquer conjunto de unidades 
consumidoras. São eles:
a) Duração equivalente de falta ou interrupçãopor unidade consumidora (DEC), utilizando a seguinte 
fórmula:
DEC =
Cc
∑ DIC(i)Cci=1
b) Frequência equivalente de falta ou interrupção por unidade consumidora (FEC), utilizando a seguin-
te fórmula:
FEC =
Cc
∑ FIC(i)Cci=1
Onde:
DEC = duração equivalente de interrupção por unidade consumidora, expressa em horas e centésimos 
de hora;
FEC = frequência equivalente de interrupção por unidade consumidora, expressa em número de inter-
rupções e centésimos do número de interrupções;
i = índice de unidades consumidoras atendidas em BT ou MT faturadas do conjunto;
Cc = é o número de unidades totais faturadas do conjunto para o período a ser apurado, atendidas em 
BT ou MT.
Neste tópico, nós conhecemos os indicadores de continuidade individuais e coletivos e aprendemos a 
calculá-los. Nos próximos tópicos, iremos conhecer o sistema tarifário e sua estrutura.
 2 ConServação De energia 19
2.3 SiSTema Tarifário
A estrutura tarifária é um conjunto de tarifas e regras aplicadas ao faturamento do mercado de distri-
buição de energia e aos componentes de consumo de energia elétrica, de acordo com a modalidade de 
fornecimento, sendo composto por dois grandes processos dentro de um ciclo tarifário: o reajuste (IRT) e 
a revisão tarifária periódica (RTP).
Resumidamente, a tarifa de energia é obtida da relação entre dois grandes fatores: a receita de distribui-
ção e o mercado faturado na distribuição. Neste tipo de mercado, a composição é feita pela energia (MWh) 
e demanda (KW) faturada. 
Alguns outros regulamentos, tais como as Condições Gerais de Fornecimento ou as Regras de Acesso, 
estabelecem as condições para aplicação das tarifas às diversas condições e usuários dos sistemas de dis-
tribuição. Por Lei, foi dada à ANEEL a atribuição de realizar tais processos.
CURIOSIDADES
Você sabia que o Brasil possui o maior sistema elétrico interligado do 
mundo? O sistema de produção e transmissão de energia elétrica do Brasil 
é um sistema hidro-termo-eólico de grande porte, com predominância de 
usinas hidrelétricas e com múltiplos proprietários. O Sistema Interligado 
Nacional é constituído por quatro subsistemas: Sul, Sudeste/Centro-Oeste, 
Nordeste e a maior parte da região Norte.
(Fonte: ONS, c2017). 
No Brasil, as tarifas do Grupo B são estabelecidas pela concessionária junto com a agência reguladora, 
enquanto que as tarifas do Grupo A (alta tensão) são constituídas de três modalidades de fornecimento, 
relacionadas a seguir:
a) Estrutura tarifária convencional;
b) Estrutura tarifária horo-sazonal verde; 
c) Estrutura tarifária horo-sazonal azul.
Para a compreensão das estruturas tarifarias descritas anteriormente, é necessário conhecer alguns 
conceitos e definições que veremos no quadro a seguir:
PROJETOS ELÉTRICOS PREDIAIS20
Energia elétrica
É o resultado da relação entre a potência 
elétrica, medido em Watts, pelo intervalo de 
tempo, medido em horas, no qual um 
determinado equipamento funciona dentro de 
uma instalação, que pode ser industrial, 
comercial ou residencial. 
Potência
Quantidade de energia elétrica solicitada na 
unidade de tempo. A potência vem escrita nos 
manuais dos aparelhos, sendo expressa em 
watts (W) ou quilowatts (kW), que corresponde 
a 1000 watts.
Fatura de energia elétrica
Nota �scal que apresenta a quantia total que 
deve ser paga pela prestação do serviço 
público de energia elétrica, referente a um 
período especi�cado, discriminando as parcelas 
correspondentes.
Tarifa monômia
Tarifa de fornecimento de energia elétrica, 
constituída por preços aplicáveis unicamente 
ao consumo de energia elétrica ativa (kWh). 
Esta tarifa é aplicada aos consumidores do 
Grupo B (baixa tensão).
Tarifa binômia
Conjunto de tarifas de fornecimento, constituí-
do por preços aplicáveis ao consumo de 
energia elétrica ativa (kWh) e à demanda 
faturável (kW). Esta modalidade é aplicada aos 
consumidores do Grupo A (alta tensão).
Consumo de energia elétrica
Quantidade de potência elétrica (kW) 
consumida em um intervalo de tempo, 
expressa em quilowatt-hora (kWh) ou em 
pacotes de 1000 unidades (MWh). 
CONCEITO DEFINIÇÃO
Quadro 1 - Conceitos de parametros elétricos
Fonte: SENAI DR BA, 2017. 
 2 ConServação De energia 21
Agora que já entendemos bem as definições acerca da energia elétrica, potência, consumo e sua fatura, 
precisamos entender sobre as demandas das potências elétricas para uma melhor compreensão sobre as 
estruturas tarifárias. Vamos lá?
Demanda
É a relação média das potências elétricas, que 
são requisitadas ao sistema elétrico pela parcela 
da carga instalada na instalação consumidora, 
em um determinado período de tempo.
Demanda de ultrapassagem
Parcela da demanda medida que excede o valor 
da demanda contratada, expressa em 
quilowatts (kW).
Demanda contratada
Demanda de potência ativa, expressa em 
quilowatts (kW), a ser obrigatoriamente e 
continuamente disponibilizada pela conces-
sionária, conforme valor e período de vigência 
no contrato de fornecimento, e que deverá ser 
integralmente paga, seja ou não utilizada 
durante o período de faturamento.
Demanda faturável
Valor da demanda de potência ativa, identi�ca-
da de acordo com os critérios estabelecidos e 
considerada para �ns de faturamento com 
aplicação da respectiva tarifa, expressa em 
quilowatts (kW).
Demanda medida
Maior demanda de potência ativa, veri�cada 
por medição, integralizada no intervalo de 15 
(quinze) minutos durante o período de 
faturamento, expressa em quilowatts (kW).
CONCEITO DEFINIÇÃO
Quadro 2 - Conceitos sobre demanda
Fonte: SENAI DR BA, 2017.
Por fim, vamos estudar as definições de horários de ponta, horários fora de ponta, período seco e perío-
do úmido, para compreender todos os conceitos necessários para o entendimento das estruturas tarifárias:
Horário de ponta
É o período de 3 (três) horas consecutivas 
exceto sábados, domingos e feriados nacionais, 
de�nido pela concessionária, em função das 
características de seu sistema elétrico. Em 
algumas modalidades tarifárias, nesse horário a 
demanda e o consumo de energia elétrica têm 
preços mais elevados.
Período seco
Período compreendido pelos meses de maio a 
novembro (7 meses). É, geralmente, um 
período com poucas chuvas. Em algumas 
modalidades, as tarifas deste período 
apresentam valores mais elevados.
Período úmido
Período compreendido pelos meses de 
dezembro a abril (5 meses). É, geralmente, o 
período com mais chuvas.
Horário fora de ponta
Corresponde às demais 21 horas do dia, que 
não sejam às referentes ao horário de ponta.
CONCEITO DEFINIÇÃO
Quadro 3 - Conceitos de tarifas
Fonte: SENAI DR BA, 2017.
PROJETOS ELÉTRICOS PREDIAIS22
Agora que já conhecemos todos os conceitos necessários, vamos conhecer os três tipos de estruturas 
tarifárias do Grupo A (alta tensão) existentes no Brasil.
ESTRUTURA TARIFÁRIA CONVENCIONAL
O enquadramento na estrutura tarifária convencional pode ser aplicado para consumidores que têm o 
fornecimento de tensão menor que 69 kV e uma demanda menor que 300 kW. Esse modelo de estrutura 
possui uma característica em especial: independente das horas de utilização do dia e dos períodos do ano, 
as parcelas de energia elétrica (kWh) e demanda de potência (kW) são únicas, sendo atrativas para empre-
sas que funcionam em horário comercial.
Logo, o valor da conta de energia pode ser calculado por:
R$ = Dmax * Td + C * Tc
Onde:
R$ = é o valor da conta de energia sem os encargos setoriais;
Dmax = é a demanda máxima registrada no período selecionado;
Td = é a tarifa de demanda conforma a sua concessionária;
C = é o consumo total da unidade;
Tc = é a tarifa de consumo.
ESTRUTURA TARIFÁRIA HORO-SAZONAL VERDE
Para que o consumidor solicite o enquadramento na estrutura tarifária Verde, é necessário que ele es-
teja classificado no grupo A, que são os consumidores de alta tensão. Essa tarifa é composta de valores 
diferenciados para o consumo de acordo com o horário do dia (na ponta e fora de ponta) e da época do 
ano (períodoseco e período úmido), e possui um valor fixo para demanda contratada para aqueles con-
sumidores atendidos em tensão menor que 69 kW. Resumidamente, podemos dizer que temos uma tarifa 
única para demanda contratada, e tarifas de consumo de acordo com a hora do dia e a época do ano.
Logo, o valor da conta de energia pode ser calculado por: 
R$ = Dmax * Td + Cps * TCps + Cpu * TCpu + CPps * TCPps + CFPps * TCFPps
Onde:
R$ = é o valor da conta de energia sem os encargos setoriais;
Dmax = é a demanda máxima registrada no período selecionado;
Td = é a tarifa de demanda conforme a sua concessionária;
Cps = é consumo total da unidade no período seco;
 2 ConServação De energia 23
TCps = é a taxa de consumo no período seco;
Cpu = é o consumo no período úmido;
TCpu = é a taxa de consumo no período úmido;
CPps = é o consumo de ponta no período seco;
TCPps = é a taxa de consumo de ponta no período seco;
CFPps = é o consumo fora de ponta no período seco;
TCFPps = é a taxa de consumo fora de ponta no período seco.
ESTRUTURA TARIFÁRIA HORO-SAZONAL AZUL
Os consumidores podem ser divididos em subgrupos de alta tensão A1, A2 ou A3, que podem variar 
de acordo com seus níveis de tensão de fornecimento, tendo cada um deles seu próprio valor definido de 
tarifa. Para estes subgrupos, é obrigatório o enquadramento na estrutura tarifária horo-sazonal azul. 
Para que o consumidor utilize essa tarifa, é necessário que exista um contrato bastante específico junto 
à concessionária para estimar os valores da demanda que o consumidor irá necessitar no horário de ponta 
(demanda contratada na ponta) e nas horas fora de ponta (demanda contratada fora de ponta). 
Para realizar a fatura de energia elétrica, é necessário compor as parcelas de acordo com o consumo e 
a demanda de acordo com cada consumidor. O consumidor estará sujeito a multa quando o consumo ex-
ceder o valor contratado. O importante é perceber que sempre vai existir uma diferença nas parcelas entre 
as horas de ponta e horas fora de ponta.
Logo, o valor da conta de energia pode ser calculado por:
R$ = Dp * Tdp + Dfp * TDfp + Cps * TCps + Cpu * TCpu + CPps * TCPps + CFPpu * TCFPpu
Onde:
R$ = é o valor da conta de energia sem os encargos setoriais;
Dp = é a demanda máxima de ponta;
Tdp = é a tarifa de demanda de ponta;
Dfp = é a demanda máxima fora de ponta;
TDfp = é a tarifa de demanda fora de ponta;
Cps = é consumo no período seco;
TCps = é a taxa de consumo no período seco;
Cpu = é o consumo no período úmido;
TCpu = é a taxa de consumo no período úmido;
CPps = é o consumo de ponta no período seco;
PROJETOS ELÉTRICOS PREDIAIS24
TCPps = é a taxa de consumo de ponta no período seco;
CFPpu = é o consumo fora de ponta no período úmido;
TCFPpu = é a taxa de consumo fora de ponta no período úmido.
Como vimos nesse tópico, a estrutura tarifária para consumidores que são atendidos em alta tensão 
pode variar de acordo com os períodos seco e úmido e também de acordo com os horários de ponta e 
horários fora da ponta.
 FIQUE 
 ALERTA
O horário de ponta varia de acordo com a concessionária, porém tem que aten-
der aos requisitos propostos pela ANEEL de que o horário de ponta deve ser de 3 
horas consecutivas diárias, no intervalo das 18:00 h às 22:00 h.
A seguir, veremos um exemplo para maior compreensão do conteúdo abordado:
Uma indústria utiliza a modalidade tarifária convencional. Deve-se calcular o valor da conta de energia, 
considerando os seguintes valores:
Dmax = 120 kW Td = R$ 56,60
C = 32340 kWh TC = R$ 0,25
Aplicando a expressão para tarifa convencional, temos:
R$ = Dmax * Td + C * Tc
R$ = 120 * 56,60 + 32340 * 0,25
R$ = 14.877,00
É importante ressaltar que os valores das taxas são estabelecidos pela agência reguladora ANEEL, po-
rém variam para cada concessionária.
2.3.1 COMPOSIçãO DA ESTRUTURA TARIFÁRIA
A composição da estrutura tarifária se baseia no conceito expresso anteriormente. Contudo, as tarifas 
também podem se diferenciar segundo aspectos que envolvem, basicamente:
a) A forma como cada elemento da receita da distribuidora deve ser recuperado;
b) A forma como cada usuário impõe custos ao sistema (carregamento do sistema e necessidade de 
investimentos);
 2 ConServação De energia 25
c) A forma como são apuradas as receitas nos processos de revisão e reajuste tarifário;
d) Algumas limitações legais.
Podemos perceber, estudando a composição da estrutura tarifária, que elas podem ser diferenciadas de 
acordo com seus elementos, além dos aspectos citados acima como período do ano, horário do dia, tipo 
de demanda e potência.
A TARIFA DE USO, A TARIFA DE ENERGIA E OS ENCARGOS SETORIAIS
As empresas que prestam serviços de distribuição possuem atividades fundamentais para o funciona-
mento do sistema e para cada atividade ou serviço existe uma tarifa correspondente:
a) TUSD: Tarifa de Uso dos Sistemas de Distribuição; é cobrada pelo uso do meio físico do da rede. 
Também inclui alguns serviços associados a essa utilização;
b) TE: Tarifa de Energia; é cobrada para consumidores que compram energia no mercado livre de ener-
gia e não pagam a taxa para usar o sistema de distribuição;
c) TUSDg: Tarifa de Uso dos Sistemas de Distribuição para centrais geradoras; é cobrada das unidades 
geradoras por utilizarem o sistema de distribuição.
Para alguns dos serviços citados acima, tanto a TUSD quanto a TE possuem encargos em sua composi-
ção conhecidos como encargos setoriais, que são elementos das tarifas que remuneram a composição de 
custos da energia elétrica. Essas políticas de encargos setoriais aplicadas são definidas por lei.
Enquanto a TUSD possui parcelas em R$/kW e em R$/MWh, a TE é cobrada apenas em R$/MWh. Ou seja, 
a depender da modalidade tarifária utilizada, teremos preços diferentes ao longo do dia, de forma que os 
diferentes tipos de tarifas de energia e os encargos na distribuição também fazem diferença no valor de 
tarifa a ser cobrada para cada instalação (residencial, comercial ou industrial).
Como podemos perceber, o faturamento de energia dos consumidores pode acontecer de diferentes 
formas de acordo com a categoria em que esse consumidor se encontre. A realização do faturamento de 
energia dos consumidores cativos, por exemplo, acontece em duas parcelas diferentes: a TUSD e a TE, en-
quanto que o faturamento de energia dos consumidores livres será realizado apenas pela tarifa TUSD. Os 
consumidores livres podem comprar energia diretamente da unidade geradora ou de qualquer concessio-
nária, já os cativos devem obrigatoriamente comprar a energia de sua concessionária local.
PROJETOS ELÉTRICOS PREDIAIS26
2.4 moniToramenTo De granDezaS eLéTriCaS
Para cada ação de eficiência energética, você deve definir as variáveis ou grandezas que influenciam o 
uso da energia, medindo as variáveis e o uso da energia e estabelecendo entre elas uma relação matemá-
tica, ou seja, para um conjunto de variáveis devemos calcular a energia que pode ser consumida.
Para realizar o monitoramento de grandezas elétricas, devemos utilizar um equipamento que seja ca-
paz de realizar a medição de parâmetros elétricos. Existem vários equipamentos que podem ser utilizados, 
como o analisador de energia, que é um equipamento bastante complexo capaz de realizar a medição de 
vários parâmentos ao mesmo tempo.
O equipamento que analisa as grandezas elétricas é uma ferramenta de extrema importância para ve-
rificar se existe desperdício de energia em edificações ou indústrias. Esse analisador pode ser utilizado por 
técnicos ou engenheiros, que trabalham realizando estudos sobre os parâmetros elétricos e análises da 
qualidade da energia.
O analisador possui funções para análise de sistemas trifásicos que medem praticamente cada um dos 
parâmetros do sistema de energia: tensão; corrente; frequência, energia; consumo de energia; cos f ou 
fator de energia; desequilíbrio e oscilações harmônicos e inter-harmônicos; e consegue realizar também, 
além dos estudosde carga e levantamento do consumo de energia, a monitoração da demanda máxima 
de energia durante períodos de integração definidos pelo usuário.
Figura 4 - Analisador de energia
Fonte: SENAI DR BA, 2017.
Como observado, para monitorar grandezas elétricas, deve-se utilizar um ou mais equipamentos que 
sejam adequados para realizar tal tarefa com precisão e confiabilidade, para assim chegar a uma conclusão 
com mais exatidão.
 2 ConServação De energia 27
AVALIAçãO HORÁRIA DO FATOR E POTÊNCIA
O fator de potência é a razão da potência ativa pela potência aparente, ou seja, indica a eficiência do uso 
da energia elétrica para os consumidores como, por exemplo, comércio e indústria. Para fazer a avaliação 
horária do fator de potência, devemos utilizar o faturamento de demanda e o consumo de energia reativa 
excedente.
Para isso, iremos utilizar, respectivamente, as expressões abaixo:
a) A fórmula a seguir é utilizada para calcular o faturamento da demanda de potência reativa exceden-
te por posto tarifário e aplicada a partir de dados obtidos de equipamentos, como o analisador de 
energia.
Fdrp = máx Dfp * TdapDat *nt=1
0,92
Fpp
b) Esta, utilizamos para calcular o faturamento de consumo de energia reativa excedente por posto 
tarifário, também aplicado a partir de dados obtidos de um equipamento medidor de parâmetros 
elétricos.
Ferp = Cat * 1 * Teap
n
t=1
0,92
Fpp
c) E essa, para calcular a demanda de potência ativa excedente por posto tarifário expressa em Kw. Ela 
é aplicada para sabermos quanto de potência ativa excedente estamos utilizando acima do valor 
contratado.
Drph = Dat *
0,92
Fpp
Onde:
Fdrp = faturamento da demanda de potência reativa excedente por posto tarifário, em R$ ou US$;
Ferp = faturamento de consumo de energia reativa excedente por posto tarifário, em R$ ou US$;
Drph = demanda de potência ativa excedente por posto tarifário, em kW;
Dat = demanda de potência ativa medida em cada intervalo de 1 hora, em kW;
Dfp = demanda de potência ativa faturada em cada posto horário, em kW;
Tdap = tarifa de demanda de potência ativa, por posto tarifário em R$/kW ou US$/kW;
Cat = consumo de energia ativa medido em cada intervalo de 1 hora, em kWh;
Teap = tarifa de energia ativa, por posto tarifário em R$/kWh ou US$/kWh;
Máx = função que indica o maior valor da expressão entre parênteses, calculada a cada intervalo de 1 
hora;
PROJETOS ELÉTRICOS PREDIAIS28
t = cada intervalo de 1 hora;
n = número de intervalos de 1 hora por posto horário no período de faturamento;
p = posto tarifário, isto é, ponta e fora de ponta para as tarifas horo sazonais e único para a tarifa con-
vencional.
d) Por fim, a expressão abaixo é utilizada para calcular o valor do fator de potência:
Fpp = cos arctg
Erh
Eah
Onde:
Erh = energia reativa indutiva ou capacitiva medida a cada intervalo de uma hora;
Eah = energia ativa medida a cada intervalo de uma hora.
Agora que já sabemos quais expressões são utilizadas para calcular o fator de potência, a demanda de 
potência ativa excedente, o faturamento de energia reativa e o faturamento de demanda, iremos analisar 
os conceitos práticos aplicando eficiência energética.
Para melhor compreensão do assunto, vamos fazer um exemplo de aplicação de forma que precisare-
mos tomar uma medida adequada para conseguir uma redução na conta de energia. Para isso, utilizare-
mos além dos dados expostos no quadro a seguir, os dados expressos na tabela de consumo por intervalos 
de horas obtidos pelo analisador de energia, que também está demonstrada a seguir.
Exemplo: uma indústria mineradora com potência de transformação instalada de 3.200 kVA em 13,80 
kV, tem avaliação de sua carga, num período de 24 horas, expressa como na Tabela 1 a seguir. Devemos 
determinar o faturamento de sua energia reativa excedente mensal, com base nas seguintes tarifas para 
uma determinada concessionária:
 2 ConServação De energia 29
TARIFA DE
CONSUMO
Fora de Ponta: 
US$ 0,5185/kWh
Na Ponta: US$ 
0,06531/kWh
TARIFA DE
DEMANDA
Fora de Ponta: 
US$ 3,23/kWh
Na Ponta: US$ 
9,81/kWh
DEMANDA
CONTRATADA
Fora de Ponta: 
2.300 kW
Na Ponta:
210 kW
DEMANDA
REGISTRADA
Fora de Ponta: 
2.260 kW
(Intervalo de 
integração de 15 
min)
Fora de Ponta: 
205 kW
(Intervalo de 
integração de 15 
min)
Quadro 4 - Tarifas para faturamento de energia
Fonte: SENAI DR BA, 2017.
PROJETOS ELÉTRICOS PREDIAIS30
Devemos considerar que os dados descritos na tabela a seguir, foram obtidos pelo equipamento ana-
lisador de energia. Deve-se considerar que esses dados são constantes para os 22 dias do mês durante 
os quais essa indústria trabalha e que o período de ponta de carga é das 18 às 21 horas, para realizar os 
cálculos necessários. 
Período
0 - 1
Demanda
Valores Ativos
Consumo
Demanda
Consumo
kW kWh
Indutiva Capacitiva Fator de
Potência
(Fpp)
Tipo
(Fp)
Energia Reativa
Kvarh
Faturamento Excedente
kW R$
Dat x
0,92
Fpp( )
140 140 130 - 0,73 l 176 18,54
1 - 2 120 120 110 - 0,74 l 150 15,43
2 - 3 120 120 130 - 0,68 l 163 22,17
3 - 4 130 130 40 - 0,96 l 125 0,00
4 - 5 120 120 45 0,5185- 0,94 l 118 0,00
5 - 6 140 140 50 - 0,94 l 137 0,00
6 - 7 1200 1200 1000 - 0,77 l 1434 122,21
7 - 8 1600 1600 1400 - 0,75 l 1956 184,56
8 - 9 1300 1300 905 - 0,82 l 1457 81,55
9 - 10 2300 2300 1300 - 0,87 l 2431 67,72
10 - 11 2400 2400 840 - 0,94 l 2339 0,00
11 - 12 2400 2400 1330 - 0,87 l 2524 64,49
12 - 13 700 700 600 - 0,76 l 848 76,84
13 - 14 600 600 500 - 0,77 l 719 61,46
14 - 15 3100 3100 1400 - 0,91 l 3129 15,22
15 - 16 3150 3150 1000 - 0,95 l 3041 0,00
16 - 17 3200 3200 1200 - 0,94 l 3144 0,00
17 - 18 190 190 70 - 0,94 l 186 0,00
18 - 19 190 190 60 - 0,95 l 183 0,00
19 - 20 190 190 80 - 0,92 l 190 0,00
20 - 21 2400 2400 1150 - 0,90 l 2448 25,09
21 - 22 2400 2400 1060 - 0,91 l 2414 7,14
22 - 23 2100 2100 500 - 0,97 l 1986 0,00
23 - 24
Acréscimo na Fatura de Consumo (R$)
2000 2000 500 - 0,97 l 1987 0,00
763,15
TABELA DE CONSUMOS POR INTERVALOS DE HORAS
Valores Medidos Valores calculados
Tabela 1 - Tabela de consumos por intervalo de horas
Fonte: SENAI DR BA, 2017.
 2 ConServação De energia 31
A seguir, demonstraremos os cálculos de faturamento horário apenas em alguns pontos específicos do 
ciclo de carga:
a) Período: 0 a 1 hora
Drph = 140 * = 176 kW
0,92
0,73
Ferp = 140 * 1 * 0,5185 = R$ 18,89
0,92
0,73
b) Período: 6 a 7 horas
Drph = 1200 * = 1434 kW
0,92
0,77
Ferp = 1200 * 1 * 0,5185 = R$ 121,21
0,92
0,77
De acordo com a tabela anterior, verificamos que a indústria está pagando um valor excedente de R$ 
763,15, portanto a medida a ser tomada para extinguir esse valor adicional será realizar a correção de fator 
de potência nos pontos críticos. É importante saber que os valores negativos não são considerados na 
soma final do faturamento de consumo de energia reativa excedente, portanto são nulos.
2.5 DiagnóSTiCo De efiCiênCia energéTiCa
Um diagnóstico de eficiência energética envolve um conjunto de atividades. Para isso, é primordial o 
conhecimento das variáveis conforme a finalidade e o tipo de ocupação da instalação, o que implica na 
existência de diversas metodologias de análise energética, cada qual com suas peculiaridades necessárias 
à determinação correta dos potenciais de conservação daquela instalação.
O objetivo do diagnóstico é determinar as condições atuais da instalação elétrica, identificando supos-
tos problemas e indicando soluções eficientes, tendo como base o consumo de energia.
Existem três tipos de medidas a serem tomadas para economizar energia:
a) Economia de custo zero, onde não há necessidade de investimentos;
b) Economia de baixo custo, onde necessita de um pequeno investimento, pois é de fácil implemen-
tação;
c) Economia de médio e alto custo, onde são executadas medidas mais complexas, que exigem com-
pra e substituição de equipamentos.
PROJETOS ELÉTRICOS PREDIAIS32
Agora que já conhecemos as medidas a serem tomadas para economizar energia, veremos quais são as 
etapas para se realizar um diagnósticoenergético:
a) Visitar a instalação: visão macroscópica da instalação onde devemos planejar as estratégias para 
coleta de dados;
b) Coleta de dados: obtenção de todos os dados necessários à determinação do potencial de conser-
vação de energia por meio das contas de energia, memória de massa e levantamento de dados por 
inspeção;
c) Análise e tratamento de dados: conhecimento do perfil de consumo através do consumo global e 
consumo desagrupado em usos finais.
CaSoS e reLaToS
Flicker de tensão
A empresa W-Conservation Energ é responsável por realizar projetos e consultoria em eficiência 
energética e tem como foco utilizar a energia de forma mais eficiente e econômica. Ela foi contrata-
da para realizar um projeto de Eficiência Energética (EE) na empresa Y-Energia, porém, no decorrer 
das análises, observou que algumas lâmpadas fluorescentes da unidade fabril onde estava sendo 
executado o projeto estavam queimando. 
Elas começavam a piscar e depois queimavam. Após várias análises e testes nas instalações elétricas 
da fábrica Y-Energia, Sr. Ariel, gerente técnico e consultor da W-Conservation Energ percebeu que as 
lâmpadas piscavam em horários específicos. 
A partir desta confirmação, ele instalou o equipamento analisador de energia e, após alguns dias de 
análise dos dados obtidos pelo equipamento, verificou que as formas de onda das fases apresenta-
vam o efeito flicker. Esse efeito é causado por oscilações periódicas da tensão e, acima de um certo 
limite, pode se tornar perturbador para os seres humanos. 
Normalmente, os equipamentos que geram flicker de tensão são: fornos a arco, sistemas de solda a 
arco, grandes conjuntos de injetoras/extrusoras, moedores de rochas e outras cargas eletro intensi-
vas. 
Como o Sr. Ariel sabia que as lâmpadas piscavam em horários específicos, passou a observar qual 
equipamento estava causando o efeito nas lâmpadas quando era ligado. Logo após serem tomadas 
as medidas cabíveis, o problema foi sanado e não houve mais queima das lâmpadas.
 2 ConServação De energia 33
Percebemos que podemos tomar diversas atitudes visando a economia de energia, sendo necessário 
primeiramente realizar um diagnóstico de eficiência energética e verificar os diversos fatores que envol-
vem esta análise. Veremos a seguir como realizar uma análise econômica. 
2.6 anáLiSe eConômiCa
A diminuição do consumo de energia elétrica é um assunto que vem sendo muito discutido nos últi-
mos tempos. O ideal para quem quer economizar é sempre utilizar sistemas mais eficientes para reduzir o 
consumo de energia de forma significativa. Uma das alternativas é avaliar os sistemas existentes em uma 
determinada unidade, verificando se o mesmo está com uma tecnologia já depreciada e substitui-lo por 
uma nova e mais eficiente, tomando como base os critérios técnicos econômicos e ambientais; diminuindo 
custos e, principalmente, reduzindo o impacto ambiental e social causado pela construção de novas usinas 
hidrelétricas e termoelétricas.
Iremos observar um sistema de iluminação, verificando qual a tecnologia utilizada e se ela atende aos 
critérios de eficiência energética, verificando se a tecnologia de iluminação LED substitui a tecnologia de 
lâmpadas fluorescentes, diminuindo o desperdiço energético sem que haja impactos no desempenho da 
empresa. 
Na indústria, existem diversas formas de aplicar eficiência energética. No nosso exemplo, trataremos 
de aplicar a eficiência energética no sistema de iluminação substituindo as lâmpadas existentes por um 
modelo mais eficiente e com uma nova tecnologia.
Em uma fábrica onde são dispostas 60 lâmpadas fluorescente de 40 W, devemos substituir as lâmpadas 
florescentes de 40 W por lâmpadas LED de 15 W e calcular a economia em consumo de energia e em reais, 
sabendo que as lâmpadas funcionam 10 horas por dia e 22 dias por mês. 
Características das lâmpadas:
PROJETOS ELÉTRICOS PREDIAIS34
Tipo: Fluorescente
Potência: 40 W
Fluxo Luminoso: 2600 
lúmens
Tipo: LED
Potência: 15 W
Fluxo Luminoso: 2600 
lúmens
Figura 5 - Lâmpada Fluorescente e LED 
Fonte: SENAI DR BA, 2017.
Observamos que as lâmpadas possuem potência dissipada diferente, porém com o mesmo fluxo lu-
minoso. Iremos fazer a análise de viabilidade econômica e, para isso, utilizaremos a fórmula a seguir para 
calcular o consumo mensal para os dois sistemas de iluminação.
C(kWh) =
P(w) x Q x h x d
1000
Onde:
C (kWh) = Consumo de energia mensal;
W = Potência nominal da lâmpada;
Q = Quantidade de lâmpadas no local;
h = Horas de funcionamento por dia;
d = Dias de funcionamento por mês.
Cálculo para sistema de lâmpadas fluorescentes:
C(kWh) =
40x 60 x 10 x 22
1000
C(kWh) = 528 kWh
 2 ConServação De energia 35
Cálculo para sistema de lâmpadas LED:
C(kWh) =
15x 60 x 10 x 22
1000
C(kWh) = 198 kWh
Ao obter os dados equivalentes ao consumo de energia elétrica, calcula-se então o custo mensal em 
reais. Para isso, deve-se utilizar a seguinte equação:
Ct (R$) = C * T
Onde: 
Ct (R$) = Custo de energia mensal;
C (kWh) = Consumo de energia mensal;
T (R$) = 0,723 - Tarifa já com os impostos, referente a 1 kWh.
Custo mensal em real para lâmpadas fluorescentes:
Ct (R$) = 528 * 0,723
Ct (R$) = 381,74 Reais
Custo mensal em real para lâmpadas LED:
Ct (R$) = 198 * 0,723
Ct (R$) = 143,15 Reais
Dessa forma, obtivemos um valor de consumo de energia de R$ 143,15 para lâmpada de LED e de R$ 
381,74 para uso de lâmpadas fluorescentes, caracterizando uma redução de custos ao se utilizar lâmpadas 
LED.
Na tabela a seguir, podemos observar um comparativo de gastos de energia com os dois sistemas de 
iluminação:
Modelo Nº de Lâmpadas
Potência
(Watts)
Tempo
(horas)
Consumo/
mês (kWh)
Custo mensal
(R$)Dias/mês
Fluorescente 60 40 10 22 528 381,74
Led 60 15 10 22 198 143,15
Tabela 2 - Comparativos de gastos entre as lâmpadas
Fonte: SENAI DR BA, 2017.
Para entendermos melhor quanto a indústria iria economizar ao trocar lâmpadas flourescentes por lâm-
padas LED, realizaremos o cálculo a seguir:
 - Economia (R$/Mês) = (Custo_Mensal_Fluorescente) – (Custo_Mensal_Led)
PROJETOS ELÉTRICOS PREDIAIS36
 - Economia (R$/Mês) = 381,74 – 143,15
 - Economia (R$/Mês) = 238,59 R$/Mês
De acordo com análise feita, conclui-se que a troca do sistema de iluminação é viável pois, com a subs-
tituição, a indústria teria uma economia mensal de R$ 238,59, demonstrando que uma análise de eficiência 
energética bem feita por ajudar a empresa em diversos fatores, inclusive na economia financeira.
 2 ConServação De energia 37
 reCapiTuLanDo
Neste capítulo vimos vários conceitos sobre conservação de energia. Falamos sobre o conceito fun-
damental da energia, entendemos o significado de cogeração, seu funcionamento e sua vantagem 
de utilização devido à grande demanda energética. Conhecemos as normas técnicas para continui-
dade de fornecimento de energia, compreendendo que a ANEEL é o órgão responsável pela regu-
lação de todo sistema elétrico nacional e entendemos quais são e como funcionam os indicadores 
de continuidade, Dec, Fec, Dic, Fic e Demic, e como calculamos esses indicadores analisando sua 
influência na qualidade do fornecimento do produto.
Falamos também sobre o sistema tarifário, como ele funciona, qual a forma de verificar a melhor mo-
dalidade tarifária para uma determinada unidade em uma certa região e estudamos monitoramento 
de grandezas elétricas.
Por fim, percebemos a importância da utilização do equipamento analisador de energia e aprende-
mos como realizar um diagnóstico de eficiência energética, entendendo quais requisitos devem ser 
observados e atendidos.
energias renováveis
3
As fontes de energia renováveis são obtidas através de recursos naturais como chuva, sol, 
vento, marés e energia geotérmica, que são reabastecidos pela natureza de forma natural. Te-
mos que ressaltar, no entanto, que nem todo recurso natural é renovável e que existem alguns 
combustíveis fósseis retirados da natureza que possuem uma quantidade limitada, como o 
urânio, o carvãoe o petróleo.
As fontes de energias renováveis são uma forma de se obter energia elétrica a partir de 
combustíveis ou elementos que se renovam ao longo do tempo, diferente do que acontece 
quando se utiliza combustíveis fósseis para geração de energia. A energia eólica, por exem-
plo, é obtida através da energia dos ventos (cinética); a energia solar fotovoltaica, através da 
conversão direta da luz em eletricidade (efeito fotovoltaico); a energia biomassa, através da 
decomposição de matérias orgânicas ou da queima de produtos agrícolas como plantas e ma-
deiras; a energia das marés ou maremotriz, através da alteração de nível das marés e a energia 
geotérmica ou geotermal, a partir do calor proveniente do interior da terra.
Com a crescente utilização de recursos renováveis como fonte de geração de energia, é de 
grande importância que os sistemas para geração de energia sejam interligados, promovendo 
uma maior confiabilidade no fornecimento do produto, pois essa interligação será uma matriz 
diversificada, conectando diversas fontes e fazendo com que os índices de oferta energética 
diminuam gradualmente.
Tanto a energia eólica quanto a solar, a biomassa e as demais fontes de energias renováveis 
se mostram como um grande referencial para auxiliar a matriz energética, pois, quando se trata 
dos sistemas de pequeno e médio porte, esses modelos de geração normalmente são instala-
dos próximos ao centro de carga e conectadas à rede da concessionária, que controla todo o 
sistema de medição utilizando um equipamento de aferição bidirecional que faz leituras entre 
a energia consumida e a gerada, de modo que muitas vezes o consumidor pode ficar com cré-
dito de energia, gerando economia.
PROJETOS ELÉTRICOS PREDIAIS40
Figura 6 - Mundo sustentável
Fonte: SENAI DR BA, 2017.
A figura anterior mostra um ambiente altamente sustentável que utiliza apenas recursos renováveis 
como fonte de energia. Conforme citado anteriormente, as fontes renováveis são crucias para o desenvol-
vimento econômico e sustentável do nosso planeta. Logo, é de extrema importância que as mesmas sejam 
utilizadas de forma correta, sendo essencial para o desenvolvimento do planeta.
3.1 energia eóLiCa
A energia eólica surge quando existe radiação do sol, de forma que o vento se manifesta quando existe 
um aquecimento na superfície da terra. O que nós observamos é apenas uma pequena quantia dessa ra-
diação que é transformada em energia cinética em forma de vento.
Com a revolução tecnológica e caminhando para quarta revolução industrial, percebemos que a de-
manda por energia cresce mais e mais. Com isso, as fontes tradicionais que utilizam combustíveis fósseis 
não estão tendo capacidade suficiente para suprir esta demanda, sendo necessária a implementação de 
novas tecnologias neste processo.
A geração de energia a partir dos ventos tem como foco principal complementar a matriz energética, 
que ainda é predominantemente hídrica, mas tem a necessidade de cada vez mais explorar as fontes reno-
váveis. A energia eólica, sendo uma tecnologia inesgotável, com baixo índice de emissão de poluentes e 
resíduos, é uma opção com baixo custo de investimento comparado às demais fontes de energia tradicio-
nais, sendo a fonte renovável mais explorada pela humanidade.
A seguir, iremos mostrar alguns elementos que compõem um mecanismo de geração eólica, através da 
visualização de um desenho esquemático de uma turbina eólica moderna.
 3 ConServação De energia 41
-Pás; 
-Rotor; 
-Torre; 
-Nacelle; 
-Multiplicador de velocidade; 
-Gerador elétrico; 
-Sensores de vento; 
-Biruta (sensor de direção); 
-Sistema de controle. 
 
Pás
Nacele
Rotor
Multiplicador de velocidade
Acoplamento elástico
Sensores de vento
Sistema de
freio a disco
Torre de sustentação
Controle de giro
Sistema de
controle
Sistema de freio
aerodinâmico
Figura 7 - Desenho de uma turbina de geração eólica moderna
Fonte: CBEE, 2000. (Adaptado).
Para melhor entendimento da forma de produção de energia através de uma turbina de geração de 
energia eólica, especificaremos detalhadamente qual a função de cada elemento dela: 
a) Pás: servem para captar o vento e converter essa potência no centro do rotor; 
b) Rotor: é o componente onde as pás são fixadas. Tem a função de transmitir o movimento de giro 
para o sistema de redução de velocidade; 
c) Torre: é o componente responsável pela sustentação de todo os demais componentes do gerador; 
d) Nacelle: é compartimento instalado no alto da torre composto por caixa multiplicadora, chassis;
e) Multiplicador de giro: é responsável por transformar a potência das rotações que as pás fornecem 
ao eixo de baixa rotação;
f) Gerador elétrico: transforma a energia mecânica em elétrica;
g) Sensores de vento: medem a direção, velocidade e a intensidade do vento; 
h) Biruta (sensor de direção): responsável pela aquisição de dados sobre a direção do vento;
i) Sistema de controle: responsável por controlar e monitorar todo o sistema.
PROJETOS ELÉTRICOS PREDIAIS42
A figura seguinte mostra o diagrama de blocos de um sistema de geração de energia eólica. Podemos 
observar que no primeiro estágio a energia cinética do vento é captada pelas pás e conduzida por um 
rotor até o sistema multiplicador de velocidade, no segundo estágio essa energia é convertida em energia 
mecânica e, por fim, no terceiro, estágio essa energia mecânica do giro é convertida em energia elétrica e 
conectada à rede.
Vento ConversorEletrônico
e
Proteção
Elétrica
Rede
Elétrica
Transformador
Elevador
Conversão
de Torque e
Velocidade Conversão da
Energia Mecânica
em Energia Elétrica
Sistema de Supervisão e Controle
Gerador
Elétrico
Multiplicador
Mecânico
Energia Eólica
(Cinética)
Energia
Mecânica
Energia
Elétrica
Conversão
Energia Eólica
Figura 8 - Princípio de funcionamento de um aerogerador moderno
Fonte: CEPEL, 2013. (Adaptado).
Os sistemas eólicos são divididos em três modalidades de aplicação: o isolado, o híbrido e o conectado 
à rede; e em três capacidades de fornecimento de potência elétrica: pequenas porte, com potência nomi-
nal menor que 500 kW; médio porte, com potência nominal entre 500 kW e 1000 kW; e grande porte, com 
potência nominal maior que 1 MW. 
Para utilização do recurso eólico, é necessário realizar vários estudos para verificar qual sistema terá 
melhor desempenho em cada ambiente específico. Em relação à aplicabilidade desses sistemas, eles po-
dem ser utilizados conectados diretamente à rede elétrica, para dar suprimento de eletricidade às comu-
nidades, e também como sistemas isolados. O local para instalação pode ser em terra firme ou off-shore 
(afastado da costa ou mar à dentro).
As empresas já estão utilizando há alguns anos a tecnologia de acionamento direto, na qual não é apli-
cado o sistema de multiplicação de velocidade, ou seja, nesta tecnologia, a rotação do rotor principal não 
é multiplicada, sendo necessário, no entanto, a utilização de uma gerador síncrono para isto.
 3 ConServação De energia 43
Figura 9 - Sistemas eólicos
Fonte: SENAI DR BA, 2017.
Na figura anterior, podemos observar algumas aplicações dos sistemas eólicos. Na primeira imagem, 
temos um exemplo do sistema de pequeno porte; na segunda, do sistema de grande porte e, na terceira, 
do sistema off-shore. Neste tópico, conhecemos alguns conceitos de geração eólica e como os sistemas são 
divididos. Nos tópicos seguintes, veremos algumas características de cada sistema separadamente.
3.1.1 SISTEMA DE PEqUENO PORTE - ISOLADO
Os sistemas de pequeno porte, como explicado anteriormente, possuem uma potência nominal me-
nor que 500 kW e são classificados como sistemas isolados. Para armazenar energia, estes sistemas nor-
malmente utilizam baterias, podendo, em alguns casos, ser armazenada na forma potencial gravitacional, 
como no caso de um bombeamento de água para um reservatório elevado, onde posteriormente essa 
água poderá ser utilizada para irrigação ou até mesmo para mover uma turbina.
 FIQUE 
 ALERTA
É necessárioconsultar sempre o manual de utilização dos sistemas eólicos antes 
da montagem, pois nem todos os sistemas são indicados para todos os tipos de 
corrente. Os sistemas eólicos de pequeno porte, por exemplo, não podem ser liga-
dos diretamente a cargas de corrente alternada. 
Alguns sistemas isolados não necessitam de armazenamento, como no caso dos sistemas para irrigação 
onde toda a água bombeada é diretamente consumida. Os sistemas que armazenam energia em baterias 
necessitam de um dispositivo para controlar a carga e a descarga da bateria. Este controlador tem como 
principal objetivo não deixar que haja danos ao sistema de bateria por sobrecargas ou descargas profun-
das.
PROJETOS ELÉTRICOS PREDIAIS44
Para alimentação de equipamentos que operam com corrente alternada (CA), é necessário a utilização 
de um inversor, que pode ser de estado sólido (eletrônico) ou rotativo (mecânico). A figura a seguir mostra 
um sistema isolado de pequeno porte.
Telefones
Geladeiras
Lâmpadas
Computadores
Aerogerador
Controlador 
de carga Eletrodomésticos
Baterias
Inversor
Figura 10 - Configuração de um sistema eólico isolado
Fonte: CRESESB, [20--]. (Adaptado).
Como podemos perceber, a figura anterior nos mostra de forma resumida como funciona o sistema 
eólico de pequeno porte: primeiro a energia captada do vento é transformada em energia elétrica e ar-
mazenada em um banco de baterias, passando posteriormente por um inversor que converte a corrente 
contínua em alternada para que essa energia seja utilizada nos equipamentos eletrodomésticos.
3.1.2 SISTEMA DE MÉDIO PORTE – HíbRIDO
Os sistemas de médio porte fornecem, em média, uma potência entre 500 kW e 1000 kW, e normalmen-
te trabalham em um sistema híbrido. Os sistemas híbridos são aqueles que em sua configuração utilizam 
mais de uma fonte de geração de energia como, por exemplo, as turbinas eólicas em conjunto com gera-
dores diesel e módulos fotovoltaicos.
Quando se utiliza um conjunto de fontes de geração de energia, a complexidade do sistema é aumen-
tada gradativamente, exigindo que cada fonte de geração seja otimizada para melhor desempenho do 
conjunto. Para se obter uma máxima eficiências nos sistemas híbridos, o correto é realizar um controle 
independente de cada fonte do grupo. A figura a seguir mostra uma configuração de um sistema híbrido.
 3 ConServação De energia 45
Armazenamento Carga
Unidade de controle 
e condicionamento 
de potência
Figura 11 - Configuração de um sistema híbrido solar-eólico-diesel
 Fonte: CRESESB, [20--]. (Adaptado).
Como podemos observar, a figura anterior mostra de forma resumida a configuração de um sistema 
híbrido que utiliza três fontes de geração de energia em conjunto. O grande diferencial desse sistema é 
que as fontes têm a função de suprir a necessidade do usuário final, de forma que quando um tipo de ener-
gia não estiver disponível, há outros que podem fornecer a energia necessária. Ou seja, na falta de vento, 
utiliza-se a geração solar; na falta de sol, utiliza-se a energia eólica; na falta de ambos, utiliza-se o gerador 
a diesel e assim por diante.
3.1.3 SISTEMA DE GRANDE PORTE - INTERLIGADO à REDE
Os sistemas de grande porte possuem uma potência nominal maior que 1 MW e compreendem sis-
temas de maior capacidade se comparados aos demais. A partir deste sistema, existem duas formas de 
conexão com a rede: diretamente ou indiretamente. Quando a conexão é feita de forma direta, utiliza-se 
um gerador síncrono, enquanto que na conexão indireta, é necessária a utilização de um inversor acoplado 
ao gerador.
Os sistemas de grande porte que são conectados à rede elétrica normalmente utilizam um conjunto de 
máquinas eólicas conhecido como parque ou usina eólica e toda energia gerada por eles é injetada na rede 
elétrica. A figura a seguir mostra um sistema eólico de grande porte.
PROJETOS ELÉTRICOS PREDIAIS46
Figura 12 - Parque eólico conectado à rede – Parque eólico da Prainha – CE
 Fonte: SENAI DR BA, 2017.
Como podemos perceber, a figura anterior mostra a aplicação de um sistema de grande porte instalado 
na região da Prainha no estado do Ceará. Esses sistemas, por ocuparem grandes áreas, normalmente são 
instalados um pouco distantes dos centros urbanos.
CaSoS e reLaToS
Local indevido para instalação de aerogerador
A empresa H-Energy é responsável por realizar projetos e consultoria em energia eólica com foco 
em estudos climatológicos e por verificar a viabilidade técnica e econômica de sistemas eólicos para 
serem implantados em determinadas regiões.
A H-Energy foi contratada pelo senhor Alfredo, dono de uma pequena fazenda de agricultura locali-
zada no estado da Bahia, para realizar um estudo técnico sobre o potencial eólico da região onde sua 
fazenda está instalada. O senhor Alfredo havia instalado um sistema eólico de pequeno porte em sua 
região sem realizar nenhum estudo técnico ou econômico e logo percebeu que o mesmo não estava 
gerando energia suficiente para suprir sua necessidade.
A H-Energy realizou os estudos necessários e verificou todos os parâmetros que poderiam com-
prometer o bom funcionamento do sistema. Após a análise dos dados coletados, foi concluído que 
aquela região não possuía uma capacidade de vento suficiente para gerar a energia que a fazenda 
necessitava.
A partir desta conclusão, a H-Energy emitiu um relatório de análise para o senhor Alfredo informan-
do o porquê de seu sistema não funcionar de forma correta e informou ao senhor Alfredo que ele 
deveria utilizar outra forma de geração de energia elétrica renovável.
 3 ConServação De energia 47
Neste tópico, estudamos como é obtida a energia eólica e verificamos como são formados os sistemas 
de geração de pequeno, médio e grande porte, com suas respectivas aplicações. No próximo capítulo, 
veremos outro tipo de energia renovável: a energia solar fotovoltaica.
3.2 energia SoLar foTovoLTaiCa
A energia solar é inesgotável. Se observarmos este tipo de energia como fonte de luz ou como de calor, 
percebemos que esta é uma das fontes renováveis mais promissoras. Vale a pena ressaltar que o sol dá 
origem também a outras fontes de energia, como o vento, que é o movimento das massas de ar e as ondas 
proporcionadas pela ação do vento, do sol e da atração da lua.
4% 20% 6%
Re�etida
Nuvens
Re�etida
Atmosfera
19% Absorvida
Atmosfera, Nuvens
Re�etida
Superfície 51% Absorvida Superfície
Energia Solar 100%
Figura 13 - Irradiação solar
 Fonte: SENAI DR BA, 2017.
Como podemos observar na imagem anterior, nem toda a energia disponibilizada pelo sol é absorvida 
pela superfície terrestre, de forma que uma quantidade é refletida pela atmosfera, outra parte é refletida 
pelas nuvens e outra pequena quantidade é refletida pela própria superfície.
Para se obter a energia solar fotovoltaica, é necessário que a luz emitida pelo sol seja convertida em 
eletricidade, sendo este processo conhecido como efeito fotovoltaico. Esse efeito se dá quando surge uma 
diferença de potencial nas extremidades de uma estrutura de material semicondutor, que é produzida 
com a absorção da luz solar, como podemos observar na imagem a seguir.
PROJETOS ELÉTRICOS PREDIAIS48
eletrodo negativo
silício dopado negativamente
silício dopado positivamente
região de carga espacial
eletrodo positivo
Figura 14 - Efeito fotovoltaico
 Fonte: SENAI DR BA, 2017.
Dessa maneira, célula fotovoltaica é um dispositivo elétrico que converte a energia da luz do sol dire-
tamente em energia elétrica através do efeito fotovoltaico, sendo a unidade fundamental do processo de 
conversão de energia.
 FIQUE 
 ALERTA
Cuidado na hora de instalar sistemas fotovoltaicos pois as células solares, antes de 
serem conectadas à rede elétrica, precisam passar por um processo de conversão 
de corrente contínua para alternada, caso contrário, elas serão danificadas.
Para que as células comecem a gerar energia, é necessário portanto que se tenha um processo cha-
mado de efeito fotovoltaico, que se dá quando um determinado material semicondutoré exposto à luz e 
consegue gerar tensão ou corrente elétrica em seus terminais ou polos.
Na figura a seguir, podemos observar um modelo de célula fotovoltaica e suas partes internas. Essa 
célula é composta de dois polos, um positivo e um negativo, que são formados por um elemento semicon-
dutor, neste caso o silício.
 3 ConServação De energia 49
Junção “PN”
Silício tipo “P”
Contato de Base
Contato Frontal
Silício tipo “N”
Figura 15 - Corte transversal de uma célula fotovoltaica
 Fonte: SENAI DR BA, 2017.
COMPONENTES DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO
O sistema fotovoltaico é composto por módulos ou células fotovoltaicas, unidade de armazenamento e 
unidade de controle. As células fotovoltaicas são responsáveis por gerar energia elétrica a partir da radia-
ção solar; a unidade de armazenamento é composta por baterias e a unidade de controle é composta por 
um inversor e um controlador de carga. O controlador é responsável por controlar a carga e descarga das 
baterias; e o inversor, por fornecer corrente alternada ao usuário final.
Unidade
de controle Usuário
Armazenamento
Figura 16 - Configuração básica de um sistema fotovoltaico
 Fonte: SENAI DR BA, 2017.
A figura anterior mostra o diagrama em blocos de um sistema fotovoltaico de pequeno porte, no qual a 
energia gerada pelas células é armazenada e controlada antes que seja utilizada pelo usuário. Na unidade 
de controle, existe o componente principal, conhecido como inversor, que é responsável por converter a 
corrente contínua em corrente alternada que será utilizada pelos equipamentos eletroeletrônicos.
Os painéis solares fotovoltaicos normalmente são instalados em grupos de 1 a 12 módulos em uma 
montagem que pode ser em um telhado de um edifício ou sobre um suporte metálico. Para que esses 
PROJETOS ELÉTRICOS PREDIAIS50
sistemas obtenham uma eficiência elevada, devem ser realizados os cálculos do projeto com bastante 
cautela e precisão.
3.2.1 SISTEMA DE PEqUENO PORTE - ISOLADO
Os sistemas isolados normalmente são utilizados por localidades remotas, onde se torna inviável cons-
truir uma rede de transmissão de energia elétrica. Esses sistemas geralmente utilizam uma forma de ar-
mazenar energia. Essa energia armazenada pode ficar em baterias ou em outra forma de armazenamento, 
como quando armazenamos a energia na forma gravitacional. Nos sistemas que usam o armazenamento 
de energia em baterias, é necessário utilizar um controlador de fluxo de energia nas baterias. A figura a 
seguir mostra um sistema fotovoltaico de pequeno porte.
CTL Carga CC
Carga CA
Bombas
CC
Bombas
CA
Banco de
Baterias
Inversor
Inversor
Controlador
de carga
Banco de
Baterias
Figura 17 - Diagrama de sistemas fotovoltaicos de pequeno porte
 Fonte: SENAI DR BA, 2017.
Como podemos perceber, a figura anterior mostra um diagrama simples de como funciona o sistema 
solar fotovoltaico de pequeno porte ou isolado, onde a luz solar é captada pelas células e transformada 
em energia elétrica, essa energia é armazenada em um banco de baterias. O fluxo de energia é controlado 
pelo equipamento controlador de carga. Para que essa energia gerada seja utilizada pelos equipamentos 
eletrodomésticos, é necessária a utilização de um inversor, este que tem a função de converter corrente 
contínua em alternada e disponibilizá-la para o usuário final.
 3 ConServação De energia 51
3.2.2 SISTEMA DE MÉDIO PORTE – HíbRIDO
Os sistemas híbridos são aqueles que em sua configuração utilizam mais de uma fonte de geração de 
energia como, por exemplo, módulos fotovoltaicos, geradores diesel, turbinas eólicas, entre outras. Quan-
do se utiliza um conjunto de fontes de geração de energia, aumenta-se gradativamente a complexidade 
do sistema. Isso exige que cada fonte de geração seja otimizada, para melhor desempenho do conjunto. 
Para se obter uma máxima eficiência no sistema híbrido, o correto é realizar um controle independente de 
cada fonte do grupo. A figura a seguir mostra uma configuração de um sistema híbrido.
UsuárioArmazenamento
Diesel
EólicoSolar
Unidade de Controle
e Condicionamento
de Potência
Figura 18 - Configuração básica de um sistema híbrido
Fonte: SENAI DR BA, 2017.
Como podemos perceber, a figura anterior mostra a configuração de um sistema solar fotovoltaico 
híbrido que utiliza três fontes de geração em conjunto. O grande diferencial desse sistema é que cada 
fonte deve suprir a necessidade do usuário final, quando as demais não estejam disponíveis para fornecer 
energia. Por exemplo, na falta de vento, utiliza-se a geração solar; na falta de sol, utiliza-se a energia eólica; 
na falta de ambos, utiliza-se o gerador à diesel.
Normalmente, os sistemas híbridos são utilizados para configurações de médio a grande porte para as-
sim suprir uma maior necessidade e atender a um número maior de usuários. Para otimizar esses sistemas, 
é necessário fazer um estudo particular em cada caso específico.
PROJETOS ELÉTRICOS PREDIAIS52
3.2.3 SISTEMA DE GRANDE PORTE - INTERLIGADO à REDE
Os sistemas de grande porte são conectados diretamente à rede elétrica e são compostos de uma enor-
me quantidade de painéis fotovoltaicos. Eles se tornam complementares ao SIN - Sistema Interligado Na-
cional, pois toda conexão dos painéis fotovoltaicos é diretamente ligada a um inversor, responsável por 
fazer a adequação da energia gerada de acordo com a energia da rede elétrica e, assim, realizar a conexão.
Inversor
Barramento
da rede
Figura 19 - Configuração básica de um sistema conectado à rede
Fonte: SENAI DR BA, 2017.
Como podemos perceber, a figura anterior mostra a aplicação de um sistema solar fotovoltaico de gran-
de porte. Neste sistema, não existe armazenamento de energia de forma que toda energia gerada é inje-
tada na rede elétrica.
Neste tópico, estudamos como é obtida a energia solar fotovoltaica e os sistemas de geração de pe-
queno, médio e grande porte, com suas respectivas aplicações. A seguir, veremos outro tipo de energia 
renovável, também muito importante para nossa sociedade, a energia biomassa.
3.3 energia biomaSSa
Quando falamos de biomassa, nos referimos a toda matéria orgânica, de origem animal ou vegetal, que 
é utilizada para produzir energia. A biomassa pode ser obtida através de uma variedade de recursos reno-
váveis como resíduos agrícolas, plantas, madeira, excrementos e até o lixo.
Podemos obter energia elétrica a partir da biomassa através de várias maneiras, isso vai depender da 
tecnologia utilizada no processo; de forma que todas as tecnologias utilizadas para conversão transfor-
mam a matéria-prima em outro produto ou substância que é utilizado em uma máquina motriz.
 SAIBA 
 MAIS
Para saber mais informações sobre as formas de obtenção de energia através da bio-
massa, acesse o site da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) ou do Ministé-
rio de Minas e Energia (MME).
 3 ConServação De energia 53
A máquina motriz tem a função de produzir energia mecânica, que será responsável por acionar o ge-
rador de energia elétrica. Podemos dizer que, de modo geral, toda tecnologia utilizada nesse processo é 
aplicada na co-geração, onde são produzidos dois ou mais tipos de energia utilizando apenas uma maté-
ria-prima.
A figura a seguir mostra um esquema básico de uma usina de biomassa, que utiliza como combustível 
uma matéria-prima orgânica. Esse material orgânico é queimado para aquecer uma caldeira e gerar vapor, 
que será responsável por movimentar uma turbina, gerando energia elétrica.
Forno
Bagaço 
de cana
Válvula
Vapor
Água em 
ebulição
Tubulação
Caldeira
Gerador
Turbina
Vapor
Eletroímã
O bagaço de cana abastece o forno responsável pelo 
aquecimento da caldeira;
A água em ebulição produz grande quantidade 
de vapor, que é conduzido por uma tubulação até a turbina;
A turbina é movimentada pelo vapor sob pressão, 
fazendo com que o gerador produza energia;
A eletricidade gerada deve abastecer diretamente a rede elétrica, 
pois não pode ser armazenada.
Figura 20 - Usina de biomassa
 Fonte: SENAI