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J. B. Monteiro1, Clito Afonso1, Carlos António1, António Joyce 2 1 Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto – FEUP R, Dr, Roberto Frias, s/n 4200-465 rto dem06001@fe.up.pt 2 INETI Azinhaga dos Lameiros, Estrada do Paço do Lumiar, 22 1649-036 Lisboa

Artigo Técnico

Gestão de falha nas instalações de energia solar em meio urbano destinadas à microgerção RESUMO Pretende-se abordar dois aspectos relacionados com a integração de sistemas solares em edifícios destinados a habitação permanente, sempre que a cobertura do mesmo seja alvo de uma intervenção ou recuperação. O primeiro, refere-se à projecção de três cenários distintos, quanto à instalação de sistemas solares térmicos e ou fotovoltaicos, na cobertura. Já o segundo, explana considerações sobre o conceito de gestão de falha aplicada aos sistemas solares. É ainda apresentado um caso de estudo com vista a ilustrar os conceitos.

1. INTRODUÇÃO O objectivo da integração de energias renováveis nos edifícios, é a concepção de um edifício eficiente, que permita a incorporação de um sistema que capte a energia, e a transforme numa fonte alternativa útil para o edifício. O interesse que a utilização das energias renováveis levantou nos últimos anos deve-se, nomeadamente, à consciencialização da escassez dos recursos fósseis, e da necessidade de redução das emissões de gases nocivos para a atmosfera, os GEE (Gases de Efeito de Estufa). As fontes de energia renovável são obtidas da natureza que nos rodeia, como o sol e o vento, podendo ser convertidas em electricidade ou calor. Quanto aos sistemas de aproveitamento de energias solar, estes podem ser o sistema solar térmico, quando a energia do Sol pode ser convertida para aquecimento de águas sanitárias e aquecimento ambiente, e o sistema solar fotovoltaico, quando a energia do Sol pode ser convertida em electricidade para uso doméstico ou venda à “rede”. Ao aumento da procura destes sistemas, a tecnologia tem correspondido de forma satisfatória, excepto quanto ao nível da instalação e do funcionamento. Este sector tem vivido as últimas décadas sem regulamentação ou código de conduta, lançando no mercado o descrédito quanto às inequívocas vantagens destes sistemas. Actualmente vigora em Portugal uma legislação amiga do ambiente, que obriga à integração em edifícios, mediante determinadas condições, sistemas solares (térmicos ou fotovoltaicos), geotérmicos ou eólicos. No caso de estudo apresentado mais à frente, analisa-se um edifício destinado a habitação permanente já construído, e que deverá ser alvo de uma intervenção de restauro da cobertura. Esta intervenção pode ser de reconstrução total, em virtude da actual ser em fibrocimento, surgindo assim a possibilidade de apoio à decisão para a integração de um sistema solar. Para o efeito geraram-se três cenários possíveis no que respeita aos sistemas solares.

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Apesar de a legislação prever a obrigatoriedade da contratualização de serviços de manutenção em pouco mais de metade da vida útil da certificação, será abordado neste estudo um conceito de gestão de falha, o qual acompanhará toda a vida útil do equipamento.

2. ENFOQUE Este estudo visa a análise de três cenários distintos quanto ao aproveitamento do espaço disponível na cobertura dos edifícios, em particular, quando se vai processar uma intervenção de reconstrução da cobertura. Em qualquer dos cenários apresentados, é proposto a integração do sistema de análise em tempo real, com o objectivo de gerir o conhecimento de falha, o qual consiste na análise permanente das variáveis de controlo do sistema, como a radiação solar incidente no colector, a temperatura dos fluídos de trabalho e da água de consumo, no caso dos sistemas solares térmicos, e da intensidade de corrente eléctrica a fornecer à carga, no caso dos sistemas fotovoltaicos PV.

2.1 Os três cenários são: A - Fotovoltaico (PV) mais solar térmico (ST) obrigatório Neste cenário, o espaço disponível na cobertura após dedução da área mínima obrigatória de colectores ST (2m 2 por habitação), será destinado à implementação de colectores fotovolaicos com vista à produção de energia eléctrica, sendo que 50% se destina ao consumo doméstico e o restante para venda à rede eléctrica, de acordo com a tarifa verde em vigor à data do estudo.


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5.2 Sistema de Gestão de Falha O Sistema de Gestão de Falha (SGF) consiste num processo de análise em tempo real das variáveis de controlo de processo, comparando instante a instante, os valores da variável independente, a radiação solar, com os valores das variáveis de saída do processo. A Fig. 3 mostra de forma simplificada o princípio funcional que assiste ao conceito SGF. Esta comparação em contínuo, permite identificar as falhas no fornecimento de energia, e reportá-las através de mensagem para a equipa que mantêm o equipamento em estado de operacionalidade, sempre que o afastamento nos valores analisados seja superior ao definido na fase de instalação.

além do período da garantia a que os instaladores presentemente se encontram obrigados por força do regulamento em vigor. Demonstrada a mais-valia da integração do SGF nas instalações solares será de aconselhar a sua obrigatoriedade para a certificação dos equipamentos solares.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS (1) http://www.retscreen.net (2) U.S. Department of Energy Annual Energy Outlook 2001 (DOE Publication No. DOE/EIA-0383). Washington, DC, 2001. (3) RCCTE, Decreto-Lei n.º 80/2006 de 4 de Março de 2006, Regulamento das Características do comportamento térmicos dos edifícios, 2006. (4) J. B. Monteiro, Aplicações de energia solar em meio urbano, tese de mestrado. Porto: Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, 2005. (6) Retscreen, http://www.retscreen.net/ang/download.php, 2008. (7) F. Monchy, A função manutenção. São Paulo: Ebras/Durban, 1989. (8) J. Moubray, RCM II: a manutenção centrada em confiabilidade. Grã Bretanha: Biddles Ltd., Guilford and King’s Lynn. Edição Brasileira, 2000.

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Figura 3 . Esquema de princípio do Sistema de Gestão de Falha.

Assume particular importância o conhecimento de falha nos sistemas solares térmicos, visto estes serem complementados por sistemas de energia externa ao processo, sempre que a carga / consumo seja superior à disponibilidade do serviço solar. Esta indisponibilidade, pode dever-se a reduzidos níveis de radiação solar, ou por falha de qualquer componente. Quanto ao primeiro aspecto, não podemos alterar as condições naturais, mas em relação ao segundo é possível minorar a indisponibilidade do serviço com a integração do SGF em cada instalação solar. O custo provável para este SGF não ultrapassará 1% do investimento inicial para instalações individuais e não terá expressão em instalações colectivas.

6. CONCLUSÕES Com este estudo pode concluir-se que deverá ser ponderada a integração de sistemas solares em edifícios, aquando obras de reconstrução, destinados a aproveitar a radiação solar. Essa avaliação deve ter em consideração três cenários possíveis quanto à ocupação da cobertura. A produção de energia descentralizada e os elevados preços dos produtos derivados do petróleo reduzem o período de amortização dos sistemas solares, tornando-os cada vez mais competitivos do ponto de vista económico, para além das vantagens quanto aos impactos ambientais. Outra inferência que se tira deste estudo é a confiança que os sistemas solares transmitem aos seus utilizadores, quando equipados com o sistema de gestão de falha. Deste modo, os detentores de sistemas solares passam a ter a possibilidade de monitorizar o funcionamento do equipamento mesmo para

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Gestão d falha nas instalações de energia solar em meio urbano destinadas à microgeração  

Autor: J. B. Monteiro, Clito Afonso, Carlos António, António Joyce; Revista: Manutenção nº100

Gestão d falha nas instalações de energia solar em meio urbano destinadas à microgeração  

Autor: J. B. Monteiro, Clito Afonso, Carlos António, António Joyce; Revista: Manutenção nº100

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