Embed Size (px)
DESCRIPTION
Energia solar - conforto ambiental.
Citation preview
Energia solar:
Uma alternativa para as cidades?
Para a arquitetura?
SEU DIÂMETRO É 109 VEZES MAIOR
QUE O DA TERRA
SÓ ELE CONCENTRA 98%DA MASSA TOTAL DO SISTEMA SOLAR
SUA TEMPERATURA SUPERFICIAL É DE
~ 6.000 oC
A distância média da Terra ao Sol é de
150 milhões de km
A radiação solar fornece anualmente para a atmosfera terrestre
1,5 x 1018 kWh de energia
A quantidade de energia solar (CALOR)que chega, por unidade de tempo e por unidade de área, a uma superfície
perpendicular aos raios solares, à distância média Terra-Sol, se chama constante solar, e vale :
1367 w / m2
Esse valor da constante solar é medido por satélites logo acima
da atmosfera terrestre.
Hoje, poluição planetária, aquecimento global, escassez dos combustíveis fósseis, crises econômicas nos orientam para a busca de alternativas energéticas menos agressivas e mais duradouras.
Comercial de energia solar EUA
Há muito tempo aprendemos a utilizar a energia recebida do sol.
ALGUNS USOS MAIS COMUNS:
Arquimedes (287 a.C. - 212 a.C.)
Secador de cabelo solar
Carelman – Catalogue d´objets introuvables
HOMEMSOL
E ARQUITETURA
Aristarco de Samos (310-230 a.c.)
A primeira hipótese da rotação da Terra em torno do Sol.
Ruinas de Chankillo, Perú
Assentamento Anasazi
Colorado, EUA
Bar-sur-Loup Fr
Bonifacio Córsega
Bonifacio Córsega
Auribeau-sur-Siagne Fr
Auribeau-sur-Siagne - Fr
Positano It
Energia e consumo
Em 2003 o planeta teve um consumo de energia de 10.579 Mtep
Com instalações fotovoltaicas instaladas em cada um dos pontos indicados no mapa,
poderiam ser produzidos
13.567 Mtep ao ano.
Em 2003 o planeta teve um consumo de energia de 10.579 Mtep
Com centrais elétricas solares instaladas em cada um dos pontos indicados no
mapa a seguir, poderiam ser produzidos 3.567 Mtep ao ano.
AQUECEDORES DE ÁGUA SOLARESDe acordo com um levantamento da DASOL
(Departamento Nacional de Aquecimento Solar da Associação Brasileira de Refrigeração, Ar
condicionado, Ventilação e Aquecimento – ABRAVA), cada 1 m2 de coletor instalado permite os seguintes
benefícios para o meio ambiente:
• Evitar a inundação de 56 m2 para geração de energia elétrica;
• Economizar 66 litros de diesel por ano;
• Economizar 55 kg de gás de cozinha por ano;
• Evitar o uso de usinas termo elétricas e de energia nuclear;
• Economizar 73 litros de gasolina por ano;
• Eliminar a queima de 220 kg de lenha por ano;
• Proporcionar a economia com gasto de energia elétrica.
CENTRAIS SOLARES
Central Solar de Odeillo – Font Romeu, França
Em funcionamento desde 1970
Solar Tower, Austrália. Projeto de estação térmica de 1Km de altura.
Geração de 200 Megawatts
Na terra do Sol
“ O sol batendo no solo do Brasil equivale por dia à energia gerada em 24 horas por 320.000 usinas hidrelétricas de
Itaipu.”
J.W.Bautista Vidal –O Poder dos Trópicos
Matriz energética brasileira.
Fonte: Pereira, Ennio B. p.9
Cidade consomem
40%De toda a energia elétrica
produzida
O aproveitamento da energia solar nas
cidades surge com a perspectiva de
economia no consumo de energia elétrica.
LEIS DE ENERGIA SOLAR em
municípios brasileiros contemplam
principalmente o aquecimento de água para
uso doméstico.
2007 / 2008
Sócrates explicou que, nas casas orientadas para o sul, os raios do sol penetravam durante o inverno enquanto que, nos meses de
verão eram barrados pelos pórticos. Citado por Xenofonte (431 – 355 a.C.) em Memorabilia, Livro III,
cap. VIII,
Reconstituição de uma casa grega da cidade de Priene
Propaganda para o CLIMAX, primeiro aquecedor solar comercial, patenteado em 1891, EUA.
Quanto ao aproveitamento da energia solar, para aquecimento de água ou dos ambientes construídos, nada de novo no front...
Propaganda dos aquecedores solares climax – Anos 1890, EUA
Residência com aquecedor solar em Pasadena, Califórnia, 1911
Nada mesmo...
Horace Bénédicte de Saussure,
naturalista e geólogo suíço (1740-1799)
inventou, em 1767,
o primeiro coletor solar plano
para aquecimento de água,
que ele apelida de “caixa quente”
FOTOVOLTAICOS
Já, o efeito fotovoltaico foi descoberto pela primeira vez em 1839
por Edmond Becquerel e as primeiras células fotoelétricas foram
construídas a partir de 1883, por Charles Fritts.
Sua aplicação realmente se difundiu a partir da década de 1950.
A empresa japonesa KYOSEMI, em Kyoto, desenvolveu uma célula solar esférica com
uma eficiência de 20%.
Célula solar, feita de silício poli-cristalino
Célula solar fotovoltaicas desenvolvida pela AIST
A empresa japonesa Nihon Sistemas de Telecomunicações desenvolve
vidros com células fotovoltaicas integradas, por ora capazes de
alimentar um computador e carregar o seu telefone celular.
Sol, energia e leis
A Lei no 14.459, de 3 de julho de 2007, decorrente do projeto de Lei no
313/06, é um acréscimo a Lei no 11.228, de 25 de junho de 1992:
o Código de Obras e Edificações do Município de São Paulo atualmente
em vigor.
Trata do uso da energia solar (calor) e dispõe sobre as instalações de
sistemas de aquecimento de água por meio do aproveitamento da energia
solar, nas edificações novas no Município de São Paulo, destinadas às
categorias de uso residencial e não-residencial.
O Decreto nº 49.148,
de 21 de janeiro de 2008, completa, com algumas alterações, e regulamenta
a lei anterior.
O sol e a lei
Textos de autoria do jurisconsulto romano Domitius Ulpianus, durante
o império de Alexandre Severus (século III d.C.) tratam do direito à luz
do sol.
Tão notável foram as sentenças proferidas por Ulpianus ao proibir a
construção de edifícios que sombreassem heliocamini existentes que
leis garantindo o direito à luz do sol foram introduzidas,
quatro séculos depois, nos Códigos Justinianos.
Obs. A maior parte do Corpus Júris Civilis romano foi extraída dos
escritos de Ulpianus.
O Código Justiniano
(Nouus Iustinianus Codex, Bizâncio, 534 A.D.)
continha leis que protegiam o direito à luz do sol,
garantindo que os Heliocamini e
edifícios públicos, principalmente,
não fossem prejudicados
pela sombra de novas edificações vizinhas.
Heliocaminus
Gravuras de Giovani Batista Piranesi (1720 – 1778) representando ruínas
na Roma do século XVIII.
Relógio de Augustus
30 d.C. Roma
SÉCULO XXI
E hoje ?
O código de obras Arthur SaboyaLei no 3.427 de 19 de Novembro de 1929
Capítulo III, parágrafo 1 - Insolação
Art. 152 – Nenhuma edificação poderá ser executada
desde que as paredes erguidas na linha divisória
prejudiquem a insolação legal dessas áreas comuns
dos prédios vizinhos já edificados.
(NETTO, 1947, p.48)
A altura máxima dos prédios é condicionada à largura da rua
Width of street < 9 m a = 63, 43º
9 m < Width of street < 12 m a = 68,19º
12 m < Width of street a = 71, 56º
O código atualLei nº 11.228, de 25 de Junho de 1992
A altura dos edifícios decorre de cálculos da taxa de
ocupação e do coeficiente de aproveitamento do lote.
Os recuos são fixos.
1960’
2000’
Lei e Decreto determinam a obrigatoriedade de instalação de Sistema
de Aquecimento Solar (SAS) em todo projeto, residencial ou não, com
mais de 3 banheiros.
Piscinas aquecidas, novas ou existentes deverão instalar SAS.
A aplicação da lei poderá acarretar uma economia de até 40%
no consumo de energia elétrica doméstico.
A Lei da energia solar em São Paulo
X
O VILÃO A REDENÇÃO
Efeito imediato esperado
Aquecedor de água solar
Para água quente, a solução é simples:
Aquecedor de água solar
Ousada, arrojada, sofisticada ?
Painéis aquecedores de água
Ou painéis fotovoltaicos
A médio e longo prazo, no Brasil, pode-se prever a produção doméstica de eletricidade.
Adaptados às coberturas
O futuro ?
Transformando a paisagem...
Desenho de Luciano Dutra in Eficiência energética na arquitetura
de Roberto Lamberts e Fernando O.R. Pereira, 1997
Ceci n’est pas une pipe...
E quanto à arquitetura?
Na arquitetura, estamos interessados em
conhecer a quantidade de energia por unidade de
área e por unidade de tempo que chega em um
determinado lugar da superfície da Terra, que
chamamos insolação do lugar.
A insolação varia de acordo com o lugar, com a
hora do dia e com a época do ano.
LUZ E CALOR DO SOL PODEM SER APROVEITADOS
EM ARQUI9TETURADE MANEIRA:
* DIRETA (SISTEMAS PASSIVOS), OU
* INDIRETA (SISTEMAS ATIVOS) TRANSFORMANDO A
RADIAÇÃO
INCIDENTE EM FORMA DE ENERGIA UTILIZÁVEL .
A QUANTIDADE DE ENERGIA APROVEITÁVEL DEPENDE:
* DA EFICIÊNCIA DOS SISTEMAS,
* DA ÁREA DE CAPTAÇÃO,
* DO ÂNGULO DE INCIDÊNCIA DOS RAIOS SOLARES.
A EFICIÊNCIA DOS SISTEMAS PASSIVOS, NA ARQUITETURA,
DEPENDE:
* DA RELAÇÃO ENTRE O VOLUME INTERNO E AS ÁREAS DE
CAPTAÇÃO.
ASSIM, A FORMA, A ORIENTAÇÃO E A DISPOSIÇÃO NO TERRENO
DOS EDIFÍCIOS DESTINADOS A UTILIZAR A ENERGIA SOLAR
DEPENDEM:
* DE SUAS RELAÇÕES COM AS TRAJETÓRIAS APARENTES DO SOL,
* DA RELAÇÃO ENTRE EFICIÊNCIA E ÁREA DE CAPTAÇÃO, E
* DA RELAÇÃO ENTRE O VOLUME INTERNO E AS ÁREAS DAS
ENVOLTÓRIAS.
BRASÍLIA, 1960’
Paulo Mendes da Rocha
Affonso Eduardo Reidy
Vilanova Artigas
Carlos Barjas Millán – Casa D’Elboux 1960 SP
Arquitetura e direito ao sol
Lelé
Oscar Niemeyer
Eduardo Affonso Reidy
Zanetini
Guilherme Motta
Candi Hirano
Le Corbusier
Frank Lloyd Wright
Falling water
Sol e design
Carregador de i-pod e celulares
design de Vivien Muller
Lanterna solar
Luminária “Corona” para jardins - design por Shane Kohatsu e Emi Fujita, Japão
Avião solar „Impulse‟ 2008
Dassault Aviation, l‟Agence Spatiale Européenne et l‟Ecole
Polytechnique Fédérale de Lausanne
Aeronave solar Helios - NASA
Reino Unido
Emirados
Árabes Brasil
L’Anémelectroréculpédalicoupeventombroparacloucycle - 1890Bicicleta solar - 2005
Energia solar e edificações
Outro caminho
Vilarejo, Alemanha, ‘2000
SOLARSIEDLUNG Conjunto habitacional,
Freiburg, Alemanha
Incorporar, adaptar, disfarçar....?
Casa solar passiva em Salzburg Aus., 1980:
Eng. Heinz Eggert
CasaS em Freiburg, Alemanha, 1980
ATIVO
Casa de adobe no Novo México EUA
OU PASSIVO
Um caminho possível
Casa de Steve Baer, Corrales, New Mexico, EUA, 1971.
Uma arquitetura solar?
Exemplos de parede Trombe
Esquema de funcionamento de uma parede Trombe
Quebra-capta sol
Projeto: Arq. Boris Villén
O “Nautilus Earthship”, em Taos, Novo México, 1996.
Arquiteto: Michael Schirber
Redesenhar...
Prefeitura de Gifu,
Japão:
O “Solar Ark” da Sanyo
5,046 painéis solares,
podem produzir
530,000 kWh ao ano
Casa solar da Universidade de Michigan, EUA, 2007
Robert Ramey Harry Giles
Complexo habitacional
construído na Alemanha.
Totalmente fechado a vidro e
painéis solares. O complexo
cobre cerca de 11.500 m2.
Todo este vidro cria um
microclima interno agradável.
Os painéis solares integrados
no telhado e nas paredes têm
uma capacidade de 1 megawatt,
produzindo cerca de 650.000
kWh de energia por ano, mesmo
sob os céus cinzentos da
Alemanha, ou seja, produzem o
dobro da energia que necessita
o complexo.
Casa solar rotativa
“Heliotrop”
Freiburg, Ale
Arquiteto: Rolf Dish, 2007
Stade de Suisse Wankdorf
Luscher, Schwaar e Rebmann arquitetos
Berna, Suíça, 2008
12.000 m2 de cobertura, 7.000 painéis fotovoltaicos de
silício policristalino, fabricados pela empresa japonesa
Kyocera, com rendimento de 15%.
Potência máxima: 1.300 K
Estimativa de produção anual: 1.200.000 kWh
Suficiente para alimentar 400 lares em energia elétrica.
EDIFÍCIO MASDAR - MASDAR CITY - ABU DABI
Emirados Árabes Unidos 2008 – 2016
Projetado por Adrian Smith + Gordon Gill
Um edifício multifuncional que produzirá mais energia do
que consumirá.
Complexo multi-funcional para Singapura
Foster & Partners, 2008
O FUTURO
Brincando com o sol
Projeto para 6 casas
solares
Roland Mösl
Ale, 1992
Projeto para a nova sede da BMW em Munique, construída em
aço, vidro e painéis solares. Projeto : Coop Himmelblau
O Sol é o limite...
Conclusões
O pleno aproveitamento da energia solar em edificações e
nas cidades requer :
- a revisão da legislação vigente (Código civil, Códigos de
obras e edificações e Constituição);
- mudanças de posturas e estratégias de projeto;
- mudanças de hábitos no uso dos espaços edificados.
Conclusões
É de se esperar que adoção sistemática da energia
solar como fonte alternativa de energia acarretará
mudanças
na forma das edificações (desenho das envoltórias) e
no desenho urbano.
Are those solutions sustainable?
Homenagem ao Prof. Arq. Dr. LADISLAO SZABO (in memoriam)
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS (1)
AGENDA ELETRICA SUSTENTAVEL 2020 – Estudo de cenários para um setor elétrico brasileiro
eficiente, seguro e competitivo. WWF Brasil, Série técnica, Volume XII, Brasília, 2006.
ALTERNATIVAS ENERGETICAS PARA O BRASIL : texto de apoio - Brasília, DF : Editora da
Universidade de Brasília, 1978. Preparado para o "Encontro da UnB" realizado pelo Decanato de
Extensão no período de 30 de maio a 2 de junho de 1978. Exemplares na biblioteca FAU.
CÓDIGO DE OBRAS E EDIFICAÇÕES do Município de São Paulo. Lei nº 11.228, de 25 de Junho de
1992, Prefeitura do Município de São Paulo.
http://plantasonline.prefeitura.sp.gov.br/legislacao/lei_int.php?id=1040.
NETTO, Gabriel Ayres – Código de Obras “Arthur Saboya”. Edições LEP ltda. São Paulo. Edição de
1947.
CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA (10. : 2004 : Rio de Janeiro) - A universalização do
acesso à energia : anais do X Congresso Brasileiro de Energia – CBE. Rio de Janeiro :
COPPE/UFRJ, 2004. 4 v.
DIÁRIO OFICIAL da Cidade de São Paulo Nº 121, 4 de julho de 2007 - LEI Nº 14.459, DE 3 DE
JULHO DE 2007 - (Projeto de Lei nº 313/06, do Vereador Russomanno - PP)
DIÁRIO OFICIAL da Cidade de São Paulo Nº 14– DOM de 22/01/08: DECRETO Nº 9.148, DE 21 DE
JANEIRO DE 2008
GALIANO, Luis Fernandez – Fire and Memory - MIT Press. Cambridge, Massachussets, 2000.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS (2)
GOLDEMBERG, José, COELHO, Suani Teixeira & REI, Fernando - Brazilian energy matrix and
sustainable development. 2002, p.55-59. Energy for Sustainable Development, v.6, n.4, p. 55-59,
Dec.2002. ARTIGO DE PERIODICO. Exemplares na biblioteca IEE.
JANNUZZI, Gilberto de Martino - Políticas públicas para eficiência energética e energia renovável no
novo contexto de mercado : uma análise da experiência recente dos EUA e do Brasil . Campinas :
Autores Associados, 2000
NUTAU – As Energias renováveis no Novo Milênio. X congresso Ibero-Americano de Energia Solar e V
congresso Ibero-Americano de Energia Solar. FAU/USP, São Paulo, 1999.
VASCONCELLOS, Gilberto Felisberto & VIDAL, J.W.Bautista – Poder dos trópicos : meditação sobre a
alienação energética na cultura brasileira São Paulo : casa amarela, 2004.
ROLNIK, Raquel – A cidade e a lei, legislação, política urbana e territórios na cidade de São Paulo. 3a
edição. São Paulo : Studio Nobel, 1997.
Documentário : L´ÉNERGIE SOLAIRE – Complément Terre : une émission consacrée à
l’environnement et au développement durable, s/data (+ou- 2006, 2007), França.
Pesquisas na internet 27/09/2008
Digitando a palavra “fotovoltaico” (em português),
o Google aponta 1.960.000 resultados
Digitando a palavra “photovoltaic” (em inglês),
o Google aponta 7.070.000 resultados
Digitando as palavras “solar architecture” (em inglês),
o Google aponta 446.000 resultados e
488.000 imagens
Obrigado
Prof. Msc. Dominique Fretin
São Paulo, maio de 2008
