Comparativo de custos entre sistema de aquecimento solar e ... de estar, cozinha, área de serviço, dois quartos, uma suíte e um banheiro. O reservatório ficará localizado acima

Comparativo de custos entre sistema de aquecimento solar e chuveiro elétrico para uso em residências Dezembro/2016

1

ISSN 2179-5568 - Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 12ª Edição nº 012 Vol.01/2016 Dezembro/2016

Comparativo de custos entre sistema de aquecimento solar e chuveiro elétrico para uso em residências

Anderson Guilherme de Menezes – [email protected]

MBA Gestão de Projetos para Engenharias e Arquitetura Instituto de Pós-Graduação - IPOG

João Pessoa(PB), 17 de Junho de 2016 Resumo Com a atual difusão do chuveiro elétrico nas residências brasileiras, faz-se necessário procurar por alternativas a este aparelho que cumpram a mesma função com um gasto e/ou um impacto menor. As altas potências deste equipamento e seu uso concentrado em certos períodos do dia acabam elevando o pico da demanda de potência no horário de ponta. Por isso, este trabalho pretende analisar os custos envolvidos na utilização de dois sistemas diferentes para aquecimento de água para banho em residências: o chuveiro elétrico e o sistema de aquecimento solar. Esta alternativa foi escolhida levando-se em consideração o fato de ser uma energia limpa, gratuita e de forte incidência no estado da Paraíba e no Brasil em geral. Será utilizado umprojeto padrão para as duas configurações. Todos os custos envolvendo as duas configurações foram analisados e foi avaliado o valor presente líquido para os dois sistemas. Ao fim do trabalho, pôde-se afirmar que o sistema de aquecimento solar é viável quando comparado ao chuveiro elétrico. Considerando o alto investimento inicial do primeiro sistema e os benefícios que ele traria à sociedade em geral e às próprias concessionárias, aconselha-se a criação de um programa de financiamento que facilite a difusão deste sistema. Palavras-chave:Aquecimento de água.Chuveiro elétrico.Energia solar. Aquecimento solar. 1. Introdução Ao longo da história da humanidade aenergia tem sido a base do desenvolvimento das civilizações.Após a descoberta e controle do fogo, o ser humano passou a dedicar-se a outros trabalhos com o intuito de elevar seu nível de conforto e aprimorar o uso de novas energias. Ele tem buscado cada vez mais no meio ambiente as alternativas energéticas capazes de lhe proporcionar a energia elétrica de que necessita para desenvolvimento de suas atividades. São diversas as fontes energéticas disponíveis na natureza, podendo serrenováveis e não renováveis. As fontes renováveis são recursos ilimitados, ou seja, estarão sempre disponíveis na natureza, independente do seu uso. Como exemplos citam-se os biocombustíveis, a energia solar e a eólica. Já as fontes não renováveis, como o próprio nome já diz, são recursosesgotáveis em pequeno ou em longo prazo. Como exemplo disso temos o petróleo, gás natural, energia nuclear e outros mais. A principal forma de geração de energia elétrica utilizada atualmente no Brasil é proveniente das hidrelétricas. Segundo dados do Governo Federal (2015), no Brasil a energia proveniente das hidrelétricas é responsável por 77,1 %da energia elétrica gerada no país. Estima-se que em 2015foi utilizado cerca de 1/3 de todo o potencial hidráulico do país (considerando as


2


usinas em operação e em construção). Segundo o “Atlas da Energia Elétrica do Brasil”, da ANEEL, o potencial hidrelétrico do Brasil consiste em cerca de 260GW. Apesar de ser uma energia renovável e do seu vasto emprego e grande potencial que o nosso território nos proporciona, alguns pontos devem ser levados em consideração: • Demanda de grandes recursos de investimentos para criação de novas hidrelétricas; • Impactos ambientais como consequências dasconstruções deusinas, ocasionando

alagamentos em grandes áreas. Com o crescimento populacional e a perspectiva de aumento no consumo de eletricidade, necessita-se de pesados investimentos em geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. As grandes hidrelétricas geram polêmica e afetam o meio ambiente, além de terem seus custos cada vez mais elevados, levando o governo a se preocupar com o esgotamento dos potenciais hídricos à preços competitivos. Como agravante, a utilização da energia elétrica é feita em períodos concentrados do dia, elevando a potência instalada necessária para as concessionárias. O aquecimento de água para fins pessoais é um dos grandes problemas de energia que o Brasil enfrenta atualmente e o uso do chuveiro elétrico é considerado o maior responsável pelo consumo da energia das residências do país. De acordo com a ELETROBRÁS e PROCEL (2007), o chuveiro elétrico é responsável por 24% do consumo elétrico do setor residencial brasileiro, sendo este setor responsável por 22,2% do consumo elétrico total do país, como pode ser visto na Figura 01 abaixo:

Figura 01. Consumo elétrico do setor residencial brasileiro

Fonte: ELETROBRÁS e PROCEL (2007).

Essa porcentagem pode variar de acordo com a classe econômica da residência, com a estação do ano, com o horário do dia e diversos outros fatores, mas o fato de sua utilização ser em períodos concentrados do dia contribui com significativos picos na curva de carga, com uma participação bastante intensa no horário de ponta.


3


As concessionárias que possuem uma potência instalada em sua área de concessão inferior a demanda requerida devem importar energia de outras empresas, encarecendo a taxa de cobrança.Portanto, se houver uma forma de diminuir a potência requerida nos horários de ponta, isso trará benefícios não só ao consumidor, mas também à concessionária e ao governo, que terão seus gastos futuros com geração, transmissão e distribuição de energia elétrica amenizados. Observa-se, assim, que há necessidade de um gerenciamento da demanda de energia elétrica aplicável ao aquecimento de água. Com esse gerenciamento, os sistemas de aquecimento solar podem influenciar tanto no corte da ponta, reduzindo a demanda de energia elétrica para aquecimento de água nos horários de pico, quanto na conservação estratégica, ao utilizar energia elétrica somente nos dias de pouca insolação. Diante do exposto, surge a presente questão: qual a importância de analisar a viabilidade econômica na implantação de um sistema de aquecimento solar em uma residência unifamiliar? Neste contexto, Neto (2008, p. 18) afirma que “algumas concessionárias de energia elétrica do país, como a COMPANHIA ENERGÉTICA DE MINAS GERAIS - CEMIG, já possuem programas com incentivo de aquecimento solar de água para edificações residenciais multifamiliares”. Segundo o mesmo autor, duas capitais já aprovaram leis para o uso da energia solar, com o objetivo de superar as dificuldades, de vencer as resistências e incentivar a adoção do sistema solar para aquecimento de água. A cidade de Belo Horizonte, conhecida pela larga utilização do aquecimento solar, aprovou na Câmara Municipal a Lei nº 9.415/07 que estabelece a Política Municipal de Incentivo ao Uso de Energias Alternativas. Em São Paulo, a Câmara Municipal aprovou a Lei nº 14.459/07 que incorpora ao Código de Obras do Município a obrigação da instalação de aquecimento solar em vários tipos de edificações. Em 12 de janeiro de 2009, foi sancionada a Lei nº 11.646 no município de João Pessoa, que dispõe sobre a instalação de sistemas de aquecimento de água por energia solar nas edificações da cidade. Nesta Lei ficou estabelecido a obrigatoriedade da instalação destes sistemas nas novas edificações do município, sendo aplicado aos prédios de uso não residencial, públicos e privados. Portanto, para evitar gastos excessivos em ampliação da oferta de energia, deve-se se preocupar com pesquisas e investimentos em outras fontes de energia, tais como a eólica, biomassa, das marés ou energia solar, esta última sendo tema do presente trabalho. Essas alternativas energéticas vêm ganhando cada vez mais importância no cenário nacional, uma vez que se mostram mais baratas e limpas quando comparadas às formas de energia utilizadas usualmente. A energia solar é a fonte energética mais abundante que existe na Terra, no entanto, este imenso potencial é pouco explorado. Em razão da grande incidência de radiação solar a que países tropicais estão expostos, eles se destacam como locais propícios à implantação de sistemas de aproveitamento desta energia. Apesar disto, o que se observa nestas regiões é que suas necessidades energéticas são supridas por outras fontes que não a solar, no caso do Brasil a energia hidroelétrica (NETO, 2008). A utilização desta energia esbarra em algumas dificuldades que impedem a difusão do seu aproveitamento.Por ser uma tecnologia relativamente recente, o investimento inicial em


4


equipamentos e instalações ainda é alto se comparado com os sistemas convencionais de aquecimento de água, no caso o chuveiro elétrico. Em contrapartida, o custo de operação e manutenção é mínimoe, segundo a AES BRASIL (2011), a sua utilização pode reduzir o consumo de energia de uma residência em até 30%. Nesse contexto, a utilização de energia solar para aquecimento de água é fundamental não apenas para a melhoria gradual da tecnologia, mas também para uma mudança de cultura com relação à utilização de fontes de energia mais limpas e ambientalmente sustentáveis. Dessa forma, este trabalho se propõe a analisar a viabilidade econômica de um sistema de aquecimento solar com o chuveiro elétrico para uso em uma residência unifamiliar,verificando qual o sistema de aquecimento economicamente mais viável. Este poderá oferecer contribuições no sentido de apoiar uma gestão mais eficiente da energia, que por sua vez, pode implicar em benefícios econômicos e ambientais, tanto para a sociedade quanto para o meio ambiente. 2. Metodologia

A metodologia aqui utilizada pretende estabelecer qual configuração será mais econômica para o consumidor final, se é o chuveiro elétrico ou o sistema de aquecimento solar. Para isso, todos os custos envolvidos serão considerados, desde a compra dos aparelhos até os gastos com a manutenção dos mesmos. O mesmo projeto será utilizado para as duas configurações para que não haja acréscimos nos orçamentos devido a um maior ou menor comprimento das tubulações ou uma maior ou menor quantidade de conexões utilizadas. A figura 02indica o Projeto Padrão utilizado no presente trabalho:


5


Figura 02. Projeto Padrão utilizado no estudo.

Fonte: Autor O projeto caracteriza uma residência unifamiliar com uma área de 62,25 m². Possui uma sala de estar, cozinha, área de serviço, dois quartos, uma suíte e um banheiro. O reservatório ficará localizado acima dos banheiros e a residência terá a instalação hidráulica apresentada nas Figuras 03 e 04:


6


Figura 03. Planta baixa da instalação hidráulica do Projeto Padrão.

Fonte: Autor


7


Figura 04. Isométrico da instalação hidráulica do Projeto Padrão.

Fonte: Autor

Este será o projeto da instalação hidráulica com a utilização exclusiva dos dois chuveiros elétricos para aquecimento de água. Já a configuração utilizando o sistema de aquecimento solar terá um acréscimo de alguns equipamentos. A figura 05ilustra com mais detalhes um exemplo de sistema de aquecimento solar:


8


Figura 05. Sistema de aquecimento solar.

Fonte: SOLARMUNDI ([s.d.]). Para o estudo em questão, o sistema de aquecimento solar será utilizado exclusivamente para os pontos de chuveiros, não se aplicando aos demais pontos de água fria da residência. O sistema auxiliar elétrico é opcional ao usuário.

2.1.Coleta de dados O banho padrão considerado na NBR 12089/1991 é de 8 minutos por dia. Porém, para dar uma maior proximidade do estudo com a realidade, foram realizadas cronometragens dos banhos de 16 pessoas ao longo de 60 dias. Cada participante recebeu uma planilha conforme ilustrado na página seguinte (Figura 06):


9


Figura 06. Planilha auxiliar de cronometragem dos banhos.

Fonte: Autor

Com esta planilha, cada participante ficava responsável por cronometrar seus banhos,tendo o cuidado de marcar todas as informações que foram pedidas. Nela havia espaço para marcar a data, o horário de início e término do banho e uma estimativa de tempo que o chuveiro possa ter ficado desligado durante o seu uso no banho. Sendo assim, encontrou-se a média de tempo que cada pessoa passa no banho (descontando o tempo que o chuveiro fica desligado) a cada dia.


10


Importante salientar que a potência dos chuveiros podem divergir entre cada banheiro e, por isso, cada integrante da pesquisa ficou responsável por anotar a potência de seu chuveiro. Isto será importante na etapa dos cálculos, já que uma maior potência ocasionará um maior consumo de energia elétrica. Após encontrar o consumo de energia elétrica de cada indivíduo, calcula-se a média do consumo geral. Esse valor será obtido somando todos os consumos individuais e dividindo pelo número de participantes da pesquisa. O valor encontrado será utilizado no cálculo do consumo da residência em estudo. 2.2. Custos envolvidos

Os custos considerados para esta pesquisa serão de: aquisição, mão deobra para instalação, infraestrutura necessária, operação e reposição. A seguir serão detalhados cada um deles para as duas configurações. 2.2.1 Aquisição 2.2.1.1.Chuveiro Elétrico

O custo de aquisição do chuveiro elétrico será baseado no Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil (SINAPI), que tem a gestão do seu sistema compartilhada entre a Caixa Econômica Federal (CEF) e o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). A seguir, têm-se aTabela 1 com o código do item no SINAPI, sua descrição, unidade e preço unitário:

Tabela 01. Custos de aquisição de chuveiros elétricos retirados do sistema SINAPI

Fonte: SINAPI

Logo, utilizaremos a 2ª opção, o chuveiro elétrico comum plástico tipo ducha, por se tratar da mais barata.

2.1.1.2.Sistema de Aquecimento Solar O custo de aquisição do conjunto para aquecimento solar não foi retirado do sistema SINAPI do mesmo modo que foi feito para o chuveiro elétrico, pois não haviam itens relacionados ao conjunto completo do sistema.Para tanto, foi realizado uma cotação no mercado. 2.2.2 Mão de obra de instalação 2.2.2.1 Chuveiro Elétrico Para a instalação do chuveiro elétrico faz-se necessário a mão de obra de um eletricista ou oficial eletricista e de um ajudante. Os valores utilizados serão retirados do sistema SINAPI.

Código Descrição Unidade Preço Unit. (R$)

00001367 Chuveiro elétrico termoplástico com acabamento cromado, 127/220V unid. 148,41

00001368 Chuveiro elétrico comum plástico tipo ducha 110/220V unid. 27,60

00001369 Chuveiro elétrico em metal cromado com articulação 110/220V unid. 170,94

00007607 Chuveiro elétrico plástico/PVC cromado tipo ducha 110/220V unid. 32,92


11


2.2.2.2 Sistema de Aquecimento Solar Como nas tabelas do SINAPI não existem itens de aquecimento solar, a solução encontrada para o orçamento da mão de obra de instalação para este sistema foi a seguinte: através do Orçamento de Obras de Sergipe (ORSE), encontrou-se a composição de fornecimento e instalação de um reservatório térmico de acumulação; em seguida, os custos unitários foram adequados ao índice SINAPI do estado da Paraíba. Como a instalação das placas coletoras é realizado pela empresa que as vende, o custo da mão de obra não será contabilizado aqui, pois considera-se já embutido no preço de aquisição.

2.2.3 Infraestrutura 2.2.3.1 Chuveiro Elétrico A infraestrutura adotada para as duas configurações serão praticamente idênticas, existindo apenas um acréscimo no sistema de aquecimento solar. Portanto, será contabilizado apenas este acréscimo para o presente estudo.

2.2.3.2 Sistema de Aquecimento Solar (S.A.S) A infraestrutura do S.A.S terá um acréscimo de uma tubulação própria para água quente. Seu orçamento também foi retirado do SINAPI da Paraíba.

2.2.4 Operação 2.2.4.1 Chuveiro Elétrico O procedimento adotado para o cálculo do consumo elétrico dos chuveiros inicia-se com a cronometragem da duração dos banhos de cada participante, que anotaram seus próprios tempos. As variações das potências dos chuveiros foram levados em conta, pois isto influenciará no consumo total de energia. O cálculo do consumo foi feito levando em conta a duração média dos banhos, o número de dias e a potência do chuveiro. O consumo médio será dado pelo somatório dos consumos individuais dividido pelo número de participantes da pesquisa. Para a residência do Projeto Padrão aqui utilizado, os cálculos serão realizados para 5 habitantes e a tarifa será igual à da ENERGISA. 2.2.4.2 Sistema de Aquecimento Solar Apesar de ser uma energia gratuita, o seu uso não é garantido por todo o ano e até mesmo por todo o dia. Nas ocasiões em que a energia solar não for capaz de aquecer a água para o banho (durante a madrugada ou em dias chuvosos, por exemplo), ela necessitará do apoio da energia elétrica. Alguns reservatórios térmicos possuem uma resistência acoplada a eles que não permitem que a água fique abaixo de certa temperatura. Essa resistência pode ser acionada manual ou automaticamente e deve ser ligado à rede elétrica.


12


Em outros casos, o próprio chuveiro elétrico pode servir como complemento ao sistema de aquecimento solar, sendo utilizado em dias que a energia solar não seja suficiente para aquecer a água destinada ao banho. Este gasto, por ser de difícil mensuração, será apenas estimado neste trabalho e considerado igual a 20% do gasto de operação da configuração usando apenas o chuveiro elétrico.

2.2.5 Reposição 2.2.5.1 Chuveiro Elétrico O tempo de vida útil considerada para o chuveiro elétrico será de 5 anos e para o sistema de aquecimento solar será de 20 anos. Portanto, os custos serão analisados para um horizonte de 20 anos e durante esse período o chuveiro elétrico será reposto 3 vezes. 2.2.5.2 Sistema de Aquecimento Solar Como foi explicado no item acima, o S.A.S. possui uma vida útil de 20 anos. Como o horizonte do estudo será igual a sua vida útil, não teremos custos com reposição deste sistema.

2.2.6 Custos Totais Os custos totais serão iguais às somas de todos os outros custos contabilizados anteriormente, divididos para cada tipo de sistema.

3. Resultados Todos os custos envolvidos serão analisados e quantificados para uma posterior comparação entre os dois sistemas aqui estudados. 3.1 Custos envolvidos 3.1.1 Aquisição Os custos de aquisição representam apenas a compra dos aparelhos utilizados em cada configuração.

3.1.1.1 Chuveiro Elétrico O chuveiro elétrico escolhido foi o chuveiro elétrico plástico tipo ducha, por ser o mais barato dentre as opções encontradas na tabela do SINAPI, como foi mencionado na metodologia. Como o nosso Projeto Padrão possui dois banheiros, o custo de aquisição fica:

Tabela 02. Custo de aquisição do chuveiro elétrico.

Fonte: Autor 3.1.1.2 Sistema de Aquecimento Solar Os preços de aquisição dos sistemas de aquecimento solar foram encontrados através de cotação no mercado. Na tabela 3 encontram-se os preços de três fabricantes:

Quantidade Preço Unit. (R$) Preço Total (R$)2 27,60 55,20

Custo de Aquisição


13


Tabela 03. Preços de mercado de fabricantes de sistemas de aquecimento solar.

Fonte: Autor

Analisando os preços, optou-se pelo fabricante mais barato, o Fabricante 1. 3.1.2 Mão de obra para instalação 3.1.2.1 Chuveiro Elétrico Os valores e a composição da mão de obra para instalação do chuveiro elétrico foram retirados do sistema SINAPI. Na Tabela4 temos os valores individuais e o valor total para executar a instalação:

Tabela 04. Custo da mão de obra para instalação de um chuveiro elétrico.

Fonte: SINAPI Portanto, teremos um valor de R$ 5,79 com mão de obra para instalação do chuveiro o elétrico.

3.1.2.2 Sistema de Aquecimento Solar A composição da mão de obra necessária para a instalação do S.A.S. foi retirada do ORSE, como mostrado na Figura 07:

Kit Aquecedor Solar 200 Litros Belosol com 2 placas de 1,0 m² e Baby Ducha - ThermoSystem

Descrição

Fabricante 1

Fabricante Valor (R$)

1.124,10R$

Fabricante 2Kit de Aquecedor Solar 200 Litros - 2 Coletores Fire 1m² - c/ Apoio 3kW - Baixa Pressão

1.590,00R$

Fabricante 3Kit de Aquecedor Solar 200 Litros - 2 Coletores Fire 1,5m²

1.899,00R$

Código Descrição Unidade QuantidadePreço Unit.

(R$)Preço Total

(R$)Instalação de chuveiro elétrico comum, corpo plástico tipo ducha

5,79

I 2436 Eletricista ou oficial eletricista h 0,45 8,60 3,87I 6115 Ajudante h 0,3 6,39 1,92


14


Figura 07. Composição de preço para um reservatório térmico de acumulação.

Fonte: ORSE Ressalta-se, entretanto, que estes custos referem-se apenas à instalação do reservatório térmico (boiler), já que a instalação das placas coletoras é realizada pela empresa que as vende. Os custos unitários foram adequados para índices do SINAPI da Paraíba, resultando em:

Tabela 05. Custo total de mão de obra necessária para instalação de um S.A.S. Fonte: Autor

Portanto, o valor total para instalação do sistema de aquecimento solar foi de R$ 148,05. 3.1.3 Infraestrutura 3.1.3.1 Chuveiro Elétrico Como explicitado anteriormente na metodologia, os custos de infraestrutura contabilizados serão apenas do sistema de aquecimento solar, considerando que existirá apenas um acréscimo deste em relação ao sistema que utiliza exclusivamente o chuveiro elétrico para aquecimento da água.

3.1.3.2 Sistema de Aquecimento Solar

Código Descrição Unidade Quantidade Preço Unit. (R$) Preço Total (R$)00002436 Eletricista ou oficial de eletricista h 3,50 8,60 30,10

00002696 Encanador hidráulico h 5,00 8,60 43,00

00004750 Pedreiro h 5,00 8,60 43,00

00006111 Servente h 5,00 6,39 31,95

TOTAL 148,05


15


Será considerado uma tubulação de 10 m para circulação da água quente. A Tabela06 mostra o resultado com os valores encontrados:

Tabela 06. Acréscimo de infraestrutura do S.A.S. em relação ao chuveiro elétrico.

Fonte: Autor

Portanto, teremos um acréscimo de R$ 146,00 para a infraestrutura do S.A.S. 3.1.4 Operação 3.1.4.1 Chuveiro Elétrico O procedimento adotado para o cálculo do consumo elétrico dos chuveiro inicia-se com a cronometragem da duração dos banhos de cada participante. Os nomes dos mesmos não serão divulgados.Importante lembrar que as potências dos chuveiros variam de banheiro para banheiro e isto influenciará nos resultados. O cálculo será encontrado da seguinte maneira:

� = � × � × �

Onde: � = Consumo de energia do chuveiro elétrico em KWh; � = Potência do chuveiro elétrico (KW); � = Duração média do somatório diário de banhos do participante em hora; � = nº padrão de dias no mês (30 dias). Para uma melhor explicação, será desenvolvido um exemplo. Para o participante nº 1, temos: Duração (�) = 5,58 min = 0,093h Potência do chuveiro elétrico (�): 4500 W = 4,5 KW Número padrão de dias ao mês (�): 30 dias Seu consumo individual será dado por:

�� = � × � × � ↠ � = 4,5 × 0,093 × 30 = 12,56 ��ℎ

O mesmo cálculo é realizado para os demais participantes. Os resultados são mostrados na Tabela7:

Código Descrição Unidade Quantidade Preço Unit. (R$) Preço Total (R$)75031/002 Tubo CPVC 22mm - fornecimento e instalação m 10,00 14,60 146,00

TOTAL 146,00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

5,58 5,55 6,20 6,68 4,20 5,50 6,35 6,23 5,15 4,82 6,00 7,10 5,65 7,00 5,78 5,00

4500 4500 4500 4500 5500 3200 3200 5500 5500 4500 5200 4700 4000 4500 5200 4700

12,56 12,49 13,95 15,03 11,55 8,80 10,16 17,13 14,16 10,85 15,60 16,69 11,30 15,75 15,03 11,75

Consumo elétrico (KWh)Participante

Duração (min)Potência (W)

Consumo (KWh)


16


Tabela 07. Consumo elétrico mensal utilizando o chuveiro elétrico. Fonte: Autor

O consumo médio será dado pelo somatório dos consumos individuais dividido pelo número de participantes da pesquisa.

��é =∑ ��

�

Onde: ��é= Consumo médio de energia por habitante em KWh devido a utilização do chuveiro elétrico; ∑ �� = Somatório dos consumos individuais de cada participante em KWh; � = Número de participantes da pesquisa.

��é =212,79

16= 13,30 ��ℎ

Portanto, o consumo médio mensal utilizado no custo de energia do nosso Projeto Padrão será de 13,30 KWh. Considerando que teremos 6 habitantes na residência, o consumo mensal será de:

�� = ��é × ℎ ! = 13,30 × 6 = 79,79 ��ℎ

Onde: �� = Consumo mensal da residência com o chuveiro elétrico (KWh); ��é= Consumo médio de energia por habitante em KWh devido a utilização do chuveiro elétrico; hab= quantidade de habitantes na residência. Considerando que atualmente a tarifa da ENERGISA é de R$ 0,31782, temos o total no valor de:

�"#�$ = % &'( × �� = 0,31782 × 79,79 = *$ 25,36

Tabela 08. Custo médio de energia de residência com 05habitantes utilizando chuveiro elétrico.

Fonte: Autor

Portanto, para uma residência com 5 habitantes é gasto, em média, R$ 25,36 mensalmente com a energia do chuveiro elétrico. Pensando em minimizar esses gastos, que giram em torno de 25% a 30% da energia total consumida nas residências, é que se propõe a utilização do sistema de aquecimento solar de água para banho.

Cméd (KWh) C res (KWh) Tarifa Custo (R$)13,30 79,79 0,31782 25,36

Custo da energia elétrica


17


3.1.4.2 Sistema de Aquecimento Solar Este gasto, por ser de difícil mensuração, será apenas estimado neste trabalho e considerado igual a 20% do gasto de operação da configuração que utiliza apenas o chuveiro elétrico para aquecimento da água, conforme literatura atual. Portanto, teremos um custo mensal de 0,20,*$ 25,36 = *$ 5,07. 3.1.5 Reposição 3.1.5.1 Chuveiro Elétrico O tempo de vida útil considerada para o chuveiro elétrico será de 5 anos e para o sistema de aquecimento solar será de 20 anos. Portanto, os custos serão analisados para um horizonte de 20 anos e durante esse período o chuveiro elétrico será reposto 3 vezes. O seu custo total será:

Tabela 09. Custo total com reposição do chuveiro elétrico em 20 anos.

Fonte: Autor

Foi considerada uma quantidade de 6 chuveiros por termos dois banheiros no Projeto Padrão. O preço unitário considerado é a soma do custo de aquisição com o custo da mão de obra para instalação.

3.1.5.2 Sistema de Aquecimento Solar Por possuir uma vida útil igual ao horizonte de estudo, não haverá custos com a reposição do sistema de aquecimento solar. 3.1.6 Custos Totais 3.1.6.1 Chuveiro Elétrico Para o chuveiro elétrico, temos:

Quantidade Preço Unit. (R$) Preço Total (R$)6 33,39 200,32

Custo de Reposição do Chuveiro Elétrico

Custo Parcial Valor Aquisição 55,20R$

Instalação 5,79R$

Infraestrutura -

Operação 6.086,47R$

Reposição 200,32R$

TOTAL 6.347,78R$

Custo total - Chuveiro elétrico

Comparativo de custos entre sistema de aquecimento solar e chuveiro elétrico para uso em residências

ISSN 2179-5568 - Revista Especialize On

Tabela 10. Custo total com a utilização dochuveiro elétrico para aquecimento de água.

O custo de operação já é o valor total ao longo dos 20 anos.Se for adotado o chuveiro elétrico como único equipamento responsável para aquecimento da água para banho eProjeto Padrão com uma família de será de R$ 6.347,78.

3.1.6.2 Sistema de Aquecimento SolarPara o S.A.S., temos:

Tabela 11. Custo total com a utilização do sistema de aquecimento de

O custo com operação do S.A.S. é o equivalente a 20elétrico ao longo dos 20 anos e não houve custo com reposição por ter a vida útil do S.A.S. igual ao período considerado no estudo.3.1.7. Valor Presente Líquido (VPL)Outro aspecto levado em consideração para a comparação dos custos entre as duas configurações foi o valor presente líquido.pagamentos futuros descontados a uma taxa de juros apropriada, que neste trabalho será igual a 10%. Sua fórmula é dada por:

Onde: VPL = Valor Presente Líquido;FC = fluxo de caixa (custos totais);' =taxa de juros; � �tempo em anos. Foram analisados os dois sistemas e os resultados estão resumidos nas tabelas

Comparativo de custos entre sistema de aquecimento solar e chuveiro elétrico para uso em

Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 12ª Edição nº 012 Vol.01

Custo total com a utilização dochuveiro elétrico para aquecimento de água.Fonte: Autor

O custo de operação já é o valor total ao longo dos 20 anos.Se for adotado o chuveiro elétrico como único equipamento responsável para aquecimento da água para banho eProjeto Padrão com uma família de 6 habitantes, o custo total para um horizonte de 20 anos

Sistema de Aquecimento Solar

Tabela 11. Custo total com a utilização do sistema de aquecimento de

Fonte: Autor

om operação do S.A.S. é o equivalente a 20% do custo de operação do chuveiro elétrico ao longo dos 20 anos e não houve custo com reposição por ter a vida útil do S.A.S. igual ao período considerado no estudo.O valor total estimado foi de R$ 2.635,44

Valor Presente Líquido (VPL) Outro aspecto levado em consideração para a comparação dos custos entre as duas configurações foi o valor presente líquido. Este método determina o valor presente de pagamentos futuros descontados a uma taxa de juros apropriada, que neste trabalho será igual a 10%. Sua fórmula é dada por:

VPL = Valor Presente Líquido; = fluxo de caixa (custos totais);

os dois sistemas e os resultados estão resumidos nas tabelas

Custo Parcial Valor Aquisição 1.124,10R$

Instalação 148,05R$

Infraestrutura 146,00R$

Operação 1.217,29R$

Reposição -

TOTAL 2.635,44R$

Custo total - S.A.S.

Comparativo de custos entre sistema de aquecimento solar e chuveiro elétrico para uso em Dezembro/2016

18

1/2016 Dezembro/2016

Custo total com a utilização dochuveiro elétrico para aquecimento de água.

O custo de operação já é o valor total ao longo dos 20 anos.Se for adotado o chuveiro elétrico como único equipamento responsável para aquecimento da água para banho e considerando o

habitantes, o custo total para um horizonte de 20 anos

Tabela 11. Custo total com a utilização do sistema de aquecimento de água.

% do custo de operação do chuveiro elétrico ao longo dos 20 anos e não houve custo com reposição por ter a vida útil do S.A.S.

635,44.

Outro aspecto levado em consideração para a comparação dos custos entre as duas Este método determina o valor presente de

pagamentos futuros descontados a uma taxa de juros apropriada, que neste trabalho será igual

os dois sistemas e os resultados estão resumidos nas tabelas 12 e 13:


19


Tabela 12. Valor presente líquido para o chuveiro elétrico.

Fonte: Autor

Chuveiro elétrico + Instalação

Energia KWh (R$/ano)

Infraestrutura Custo total

2016 -R$ 66,78 -R$ 304,32 R$ 0,00 -R$ 371,10 -R$ 371,102017 R$ 0,00 -R$ 304,32 R$ 0,00 -R$ 304,32 -R$ 276,662018 R$ 0,00 -R$ 304,32 R$ 0,00 -R$ 304,32 -R$ 251,512019 R$ 0,00 -R$ 304,32 R$ 0,00 -R$ 304,32 -R$ 228,642020 R$ 0,00 -R$ 304,32 R$ 0,00 -R$ 304,32 -R$ 207,862021 -R$ 66,78 -R$ 304,32 R$ 0,00 -R$ 371,10 -R$ 230,432022 R$ 0,00 -R$ 304,32 R$ 0,00 -R$ 304,32 -R$ 171,782023 R$ 0,00 -R$ 304,32 R$ 0,00 -R$ 304,32 -R$ 156,172024 R$ 0,00 -R$ 304,32 R$ 0,00 -R$ 304,32 -R$ 141,972025 R$ 0,00 -R$ 304,32 R$ 0,00 -R$ 304,32 -R$ 129,062026 -R$ 66,78 -R$ 304,32 R$ 0,00 -R$ 371,10 -R$ 143,082027 R$ 0,00 -R$ 304,32 R$ 0,00 -R$ 304,32 -R$ 106,662028 R$ 0,00 -R$ 304,32 R$ 0,00 -R$ 304,32 -R$ 96,972029 R$ 0,00 -R$ 304,32 R$ 0,00 -R$ 304,32 -R$ 88,152030 R$ 0,00 -R$ 304,32 R$ 0,00 -R$ 304,32 -R$ 80,142031 -R$ 66,78 -R$ 304,32 R$ 0,00 -R$ 371,10 -R$ 88,842032 R$ 0,00 -R$ 304,32 R$ 0,00 -R$ 304,32 -R$ 66,232033 R$ 0,00 -R$ 304,32 R$ 0,00 -R$ 304,32 -R$ 60,212034 R$ 0,00 -R$ 304,32 R$ 0,00 -R$ 304,32 -R$ 54,742035 R$ 0,00 -R$ 304,32 R$ 0,00 -R$ 304,32 -R$ 49,76

-R$ 2.999,95TOTAL

Verificação do Período de Retorno

Ano de funcionamento

CUSTOSValor Presente

Líquido


20


Tabela 13. Valor presente líquido para o sistema de aquecimento solar.

Fonte: Autor

O custo de aquisição do chuveiro elétrico também foi contabilizado no custo do sistema de aquecimento solar porque se considera que ele vá servir como uma fonte auxiliar em dias com pouca insolação. Fazendo uma medição ano a ano para verificar quando o valor investido no S.A.S. será pago, temos o seguinte gráfico:

Aquisição do S.A.S.

Chuveiro elétrico + Instalação

Energia KWh

(R$/ano)

Infraestrutura

Custo total

2016 -R$ 1.124,10 -R$ 66,78 -R$ 60,86 -R$ 146,00 -R$ 1.397,74 -R$ 1.397,742017 R$ 0,00 R$ 0,00 -R$ 60,86 R$ 0,00 -R$ 60,86 -R$ 55,332018 R$ 0,00 R$ 0,00 -R$ 60,86 R$ 0,00 -R$ 60,86 -R$ 50,302019 R$ 0,00 R$ 0,00 -R$ 60,86 R$ 0,00 -R$ 60,86 -R$ 45,732020 R$ 0,00 R$ 0,00 -R$ 60,86 R$ 0,00 -R$ 60,86 -R$ 41,572021 R$ 0,00 -R$ 66,78 -R$ 60,86 R$ 0,00 -R$ 127,64 -R$ 79,262022 R$ 0,00 R$ 0,00 -R$ 60,86 R$ 0,00 -R$ 60,86 -R$ 34,362023 R$ 0,00 R$ 0,00 -R$ 60,86 R$ 0,00 -R$ 60,86 -R$ 31,232024 R$ 0,00 R$ 0,00 -R$ 60,86 R$ 0,00 -R$ 60,86 -R$ 28,392025 R$ 0,00 R$ 0,00 -R$ 60,86 R$ 0,00 -R$ 60,86 -R$ 25,812026 R$ 0,00 -R$ 66,78 -R$ 60,86 R$ 0,00 -R$ 127,64 -R$ 49,212027 R$ 0,00 R$ 0,00 -R$ 60,86 R$ 0,00 -R$ 60,86 -R$ 21,332028 R$ 0,00 R$ 0,00 -R$ 60,86 R$ 0,00 -R$ 60,86 -R$ 19,392029 R$ 0,00 R$ 0,00 -R$ 60,86 R$ 0,00 -R$ 60,86 -R$ 17,632030 R$ 0,00 R$ 0,00 -R$ 60,86 R$ 0,00 -R$ 60,86 -R$ 16,032031 R$ 0,00 -R$ 66,78 -R$ 60,86 R$ 0,00 -R$ 127,64 -R$ 30,562032 R$ 0,00 R$ 0,00 -R$ 60,86 R$ 0,00 -R$ 60,86 -R$ 13,252033 R$ 0,00 R$ 0,00 -R$ 60,86 R$ 0,00 -R$ 60,86 -R$ 12,042034 R$ 0,00 R$ 0,00 -R$ 60,86 R$ 0,00 -R$ 60,86 -R$ 10,952035 R$ 0,00 R$ 0,00 -R$ 60,86 R$ 0,00 -R$ 60,86 -R$ 9,95

-R$ 1.990,07TOTAL

Verificação do Período de Retorno

Ano de funcionamento

CUSTOSValor Presente

Líquido


21


Gráfico 01. Comparativo dos custos ano a ano. Fonte: Autor

Portanto, é possível concluir que no sétimo ano o custo que o usuário terá pela aquisição e utilização do aquecimento solar ao invés do chuveiro elétrico estará pago. Quando observados os impactos ambientais, o S.A.S. também se mostra superior. A energia solar é limpa, renovável e grátis, além de ter forte incidência em toda a região da Paraíba e do Brasil. O chuveiro elétrico tem seu uso em maior quantidade entre às 18:00h e 20:00h, ou seja, no horário de pico das concessionárias. É por conta dessa carga de pico de demanda que toda a rede elétrica fica superdimensionada nos outros horários. As concessionárias que não conseguem abastecer sua área de concessão, acabam tendo que importar energia de outras concessionárias, o que acaba encarecendo a tarifa. Se uma medida de implantação do S.A.S. for feita em larga escala, os investimentos com geração, transmissão e distribuição de energia elétrica serão amenizados. Com isso, a tarifa também poderá ser reduzida. É importante citar que no ano de 2014 a ENERGISA iniciou um programa de incentivo à redução do consumo elétrico, baixando a tarifa para as residências que se situarem entre as faixas pré-definidas. Com isso, uma residência que começar a utilizar o sistema de aquecimento solar terá, além das vantagens já citadas ao longo do texto, uma possibilidade de sair de uma faixa e imigrar para outra com maior desconto na tarifa, ocasionando uma redução nos custos maior que o previsto. 4. Conclusões Apesar do alto investimento inicial do sistema de aquecimento solar em relação ao chuveiro elétrico, a primeira configuração acabou se mostrando mais barata quando considerados os demais custos de instalação, infraestrutura, operação e reposição. Portanto, conclui-se que essa alternativa tecnológica para substituição do chuveiro elétrico no aquecimento da água mostra-se viável não só pelos seus benefícios econômicos, mas também pelos benefícios ambientais e pelo conforto que proporciona ao usuário.

-R$ 3.500,00

-R$ 3.000,00

-R$ 2.500,00

-R$ 2.000,00

-R$ 1.500,00

-R$ 1.000,00

-R$ 500,00

R$ 0,00

20

16

20

17

20

18

20

19

20

20

20

21

20

22

20

23

20

24

20

25

20

26

20

27

20

28

20

29

20

30

20

31

20

32

20

33

20

34

20

35

Cu

sto

s

Período

Comparativo dos Custos


22


Será importante um aprofundamento no assunto para analisar a viabilidade deste sistema para outros usos, como a sua aplicação em edifícios comerciais, industriais, escolas, hospitais e outros mais. Considerando que o investimento inicial acaba se tornando caro para boa parte da população, aconselha-se a criação de um programa de financiamento por parte do governo ou das concessionárias para uma maior difusão deste sistema de aquecimento. Isto traria benefícios não só à sociedade, mas também às concessionárias e ao meio ambiente. Referências AES BRASIL. Relatório de Sustentabilidade. 2011. BEZERRA, A. M. Aplicações térmicas da energia solar. 3ed. João Pessoa: Editora Universitária. 1998. BRASIL. ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12089 – Chuveiros elétricos – Determinação do consumo de energia elétrica. Rio de Janeiro, 1991. ________. ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12269 – Execução de instalações de sistemas de energia solar que utilizam coletores solares planos para aquecimento de água. Rio de Janeiro, 1992. ________. ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15569 – Sistema de aquecimento solar de água em circuito direto – Projeto e Instalação. Rio de Janeiro, 2008. CAIXA ECONÔMICA FEDERAL. Termo de referência da instalação de Sistemas de Aquecimento Solar de Água. Disponível em: <http://www.caixa.gov.br> Acesso em: 22 de agosto de 2013. ELETROBRÁS; PROCEL. 2007. Disponível em: <http://www.eletrobras.com/elb/procel/main.asp> Acesso em: 27 de agosto de 2013. NETO, P. B. de O. O impacto energético do uso de energia solar para aquecimento da água na cidade de Salvador. Salvador, 2008. Trabalho de Conclusão de Curso – Escola de Engenharia da Universidade Católica de Salvador. 51p. ORSE – SISTEMA DE ORÇAMENTO DE OBRAS EM SERGIPE. 2013. Disponível em: <http://www.cehop.se.gov.br/orse/> Acesso em: 30 de agosto de 2013.


23


PARAÍBA. Lei nº 11.646, de 12 de janeiro de 2009. Dispõe sobre a instalação de sistemas de aquecimento de água por energia solar nas edificações do município de João Pessoa. João Pessoa, 2009. 3p. PRADO, R. T. A. Gerenciamento de demanda e consumo de energia para aquecimento de água em habitações de interesse social. São Paulo, 1991. 261p. Dissertação (Mestrado) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo. SINAPI – ÍNDICES DA CONSTRUÇÃO CIVIL – Caixa Econômica Federal. Disponível em: <http://www1.caixa.gov.br/gov/gov_social/municipal/programa_des_urbano/SINAPI/index.asp> Acesso em: 14 de agosto de 2013. SOLAR MUNDI. [s.d.]. Disponível em: <http://www.solarmundi.com.br> Acesso em: 23 de agosto de 2013.

Documents

Comparativo de custos entre sistema de aquecimento solar e ... de estar, cozinha, área de serviço, dois quartos, uma suíte e um banheiro. O reservatório ficará localizado acima