THE TITLE OF THE DIPLOMA THESIS AND ABSTRACT TITLE: The Legislation Governing Energy Efficiency in the European Union ABSTRACT: The European Union's energy policy has undergone a major transformation over the last few years. The interest in ensuring sustainability, self-sufficiency, competitiveness and secure energy supplies leads to deeper energy integration among Member States. High energy efficiency is an ideal tool for achieving these particular objectives because its basic principle is to provide more services while using the same or even less energy. As a result, a variety of conceptual instruments and relevant legislation have been revised over the last few years, which was accompanied by a conflict of interest between various stakeholders and the adoption of less than ideal compromise solutions. This diploma thesis aims to evaluate the current legislation on energy efficiency in the European Union, including its development. The thesis is divided into three parts, the first of which represents the initial theoretical basis that aims to define the basic concepts and indicators of energy efficiency. The second part deals with the strong link between environmental protection and energy efficiency while emphasizing the importance of fundamental environmental principles that are reflected in the...

A iluminação dos espaços é observada há milênios, desde a utilização do fogo até as mais novas tecnologias em iluminação. Iluminar ambientes procurando, cada vez mais, a eficiência e a economia de energia vem sendo motivo de investigação constante dos pesquisadores. Atualmente, o grande problema enfrentado pela iluminação artificial é o custo da energia elétrica e por isso vários pesquisadores têm procurado soluções alternativas. O presente trabalho realizou um estudo sobre a viabilidade técnica e o desempenho de um equipamento (patenteado como Girassol®) que emprega a fibra óptica para iluminação natural em ambientes que não recebem luz direta, ainda no formato de um protótipo. O aspecto da sustentabilidade visando a economia de energia através da captação solar e condução da luz através dos cabos de fibra óptica até a célula-teste foi analisado. A questão principal a ser observada foi quão eficiente pode ser o sistema de iluminação com fibra óptica utilizando a captação de luz solar. Para isso foram feitos testes do equipamento em um ambiente previamente construído, denominado célula teste, com área aproximada de 4 m². Foi medida a quantidade de luminância e iluminâncias que chegam ao ambiente da célula-teste. Esta pesquisa visou conhecer a tecnologia atual existente no mercado comercial nacional e internacional e a tecnologia do equipamento desenvolvido no Brasil. A pesquisa considerou como a hipótese de que a correta captação de luz solar aliada à correta condução através dos cabos de fibra óptica, que permite com que a iluminação em ambientes iluminados somente com luz artificial passem a ser iluminados com a luz natural conduzida pelos cabos de fibra óptica, pode colaborar para a qualidade da luz para seus usuários e para a eficiência energética da edificação. A metodologia desenvolvida foi através de medições uma vez por semana, durante um ano, três vezes ao dia (às 9, 12 e 15 horas) comprovando a eficiência do equipamento na diversidade de situações impostas por intempéries. Os resultados obtidos comprovaram a viabilidade técnica e o bom desempenho do equipamento confirmando sua potencialidade de contribuição para a eficiência energética quando implantado. Este estudo contribuiu para a comunidade acadêmica por sua interdisciplinaridade e por apresentar avanço em conhecimentos técnicos e teóricos sobre o melhor aproveitamento da luz natural para obtenção de eficiência energética, tema de grande interesse frente a questões estéticas, ambientais e de saúde.\" / The lighting of spaces has been observed for millennia, since the use of fire up the latest lighting technologies. Lighting environments increasingly looking for efficiency and energy being a reason for constant research of the researchers. Currently, the major problem faced by artificial lighting is the cost of electrical energy and that is why several researchers have sought solutions alternatives. The present work carried out a study on the viability technique and the performance of an equipment (patented as Girassol®) that fiber optics for natural lighting in receive direct light, still in the shape of a prototype. The sustainability to save energy through solar and conduction of light through fiber optic cables to the test cell It was analyzed. The main issue to note was how efficient can be the lighting system with fiber optics using the capture of sunlight. For this, equipment tests were performed in a previously constructed environment, called the test cell, with an approximate area of 4sqm. The amount of luminance and illuminances that reached the environment of the test cell. This research aimed to know the technology existing in the national and international commercial market and the equipment technology developed in Brazil. The research considered as the hypothesis that the correct capture of sunlight allied to the correct through fiber optic cables, which allows illuminated areas with only artificial light be illuminated with natural light led by fiber optic cables, can collaborate on the quality of light for its users and for the energy efficiency of the building. The methodology developed was through measurements once a week, for one year, three times (9 am, 12 pm, and 3 pm), demonstrating the efficiency of the equipment in the diversity of situations imposed by inclement weather. The obtained results proved the technical feasibility and good performance of the equipment confirming its potential contribution to efficiency when implanted. This study contributed to the its interdisciplinarity and to present advances in technicians and theorists about the best use of natural light to obtain energy efficiency, a subject of great interest in aesthetic, environmental and health matters.

O presente trabalho tem por objetivo analisar a viabilidade financeira para obtenção de créditos de carbono em projetos de eficiência energética, por meio dos indicadores financeiros Valor Presente Líquido (VPL) e Taxa Interna de Retorno (TIR). A partir do desenvolvimento de uma modelagem analítica composta de despesas e receitas existentes em um determinado horizonte de tempo, obtém-se o fluxo caixa resultante do projeto, sobre o qual é calculado o VPL e a TIR em diferentes cenários de receitas advindas da venda dos créditos de carbono. Desta forma, pretende-se apresentar em quais condições a obtenção dos créditos de carbono aumenta o desempenho financeiro de um projeto de eficiência energética e em quais condições este desempenho é reduzido. / The present work has for objective to analyze the financial viability to obtain carbon credits in energy efficiency projects, through the financial indicators Net Present Value (NPV) and Internal Rate of Return (IRR). From the development of an analytical model composed of existing expenditure and revenue in a defined period of time, the cash flow resulting from the project is obtained, which is calculated on the NPV and IRR at different scenarios of revenue resulting from carbon credits. In such a way, it is intended to present in which conditions to obtain the carbon credits grow up the financial performance of a energy efficiency project and in which conditions this performance is reduced.

Este trabalho tem por finalidade avaliar os ganhos em eficiência energética através da classificação de níveis, atribuídos a sistemas de iluminação das instalações, com a aplicação da proposta de regulamentação para etiquetagem voluntária do nível de eficiência energética de edificações comerciais, de serviços e públicos, em fase de homologação. Foi realizada uma contextualização da importância da referida proposta de regulamentação, com uma abordagem dos principais sistemas de avaliação de desempenho ambiental de edifícios em âmbito internacional e no Brasil, considerando as principais iniciativas e estado atual das mesmas. Com o uso da referida metodologia, foram realizados três estudos distintos: o primeiro, considerando um levantamento de dados em uma edificação existente que se caracteriza por sediar uma organização administrativa que faz parte do poder público, composta de 275 dependências. O segundo e o terceiro estudo tratam da aplicação em um projeto luminotécnico, no mesmo empreendimento, de duas luminárias distintas (compostas de sistemas ópticos com e sem aletas, respectivamente). A partir dessas atividades que norteiam a aplicação direta da metodologia para confecção de projetos, foram estabelecidas comparações entre os resultados obtidos e realizadas considerações sobre os índices de iluminância, de densidade de potência instalada total em iluminação e da densidade de potência em iluminação. De posse de todos os resultados obtidos em uma edificação com relevante representatividade no segmento dos prédios públicos, bem como das considerações pertinentes, podemos inferir que com o uso somente de iluminação geral, sem iluminação local é possível atingir no máximo a classificação B e que temos a possibilidade de uso dos dois tipos de luminárias adotadas sem alterar a classificação dos níveis de eficiência energética encontrados. / This study aims to assess the gains in energy efficiency through the classification levels, assigned to the installation of lighting systems, with the implementation of the proposed regulations for voluntary labeling of the level of energy efficiency in commercial buildings, of services and public in stage of approval. One contextualization of the importance of the proposed regulation was held with major systems for evaluating environmental of buildings in the international and Brazil, considering the major initiatives and current status of them. With the use of that methodology, three separate studies were conducted: first, considering a survey of data in an existing building which is hosting an administrative organization of the public power, composed of 275 dependences. The second and third studies dealing with the application in a lighting project in the same enterprise, in two different luminaries (composed of optical systems with and without fins, respectively). From these activities that guide the direct application of the methodology for preparation of projects there have been established comparisons between the results and made comments on the levels of illuminance, the density of total installed power in lighting and in lighting power density. In possession of all results obtained in a building with significant representation in the segment of public buildings, as well as the relevant considerations, we can infer that with the use only of general lighting, local lighting is not possible to achieve the maximum rating B and we have the possibility to use both types of luminaires adopted without changing the classification of levels of energy efficiency found.

Growth in the Information and Communication Technology sector is increasing the need to improve the quality of service and energy efficiency, as this industry has already surpassed 12% of global energy consumption in 2017. Data centers correspond to a large part of this consumption, accounting for about 15% of energy expenditure on the Information and Communication Technology domain; moreover, the subsystem that generates the most costs for data center operators is that of servers and storage. Many solutions have been proposed to reduce server consumption, such as the use of dynamic voltage and frequency scaling, a technology that enables the adaptation of energy consumption to the workload by modifying the operating voltage and frequency, although they are not optimized for network traffic. In this thesis, a control method was developed using a prediction engine based on the analysis of the ongoing traffic. Machine learning algorithms based on Neural Networks and Support Vector Machines have been used, and it was verified that it is possible to reduce power consumption by up to 12% on servers with Intel Sandy Bridge processor and up to 21 % in servers with Intel Haswell processor when compared to the maximum frequency, which is currently the most used solution in the industry. / O crescimento do setor de Tecnologia da Informação e Comunicação está aumentando a necessidade de melhorar a qualidade de serviço e a eficiência energética, pois o setor já ultrapassou a marca de 12% do consumo energético global em 2017. Data centers correspondem a grande parte desse consumo, representando cerca de 15% dos gastos com energia do setor Tecnologia Informação e Comunicação; além disso, o subsistema que gera mais custos para operadores de data centers é o de servidores e armazenamento. Muitas soluções foram propostas a fim de reduzir o consumo de energia com servidores, como o uso de escalonamento dinâmico de tensão e frequência, uma tecnologia que permite adaptar o consumo de energia à carga de trabalho, embora atualmente não sejam otimizadas para o processamento do tráfego de rede. Nessa dissertação, foi desenvolvido um método de controle usando um mecanismo de previsão baseado na análise do tráfego que chega aos servidores. Os algoritmos de aprendizado de máquina baseados em Redes Neurais e em Máquinas de Vetores de Suporte foram utilizados, e foi verificado que é possível reduzir o consumo de energia em até 12% em servidores com processador Intel Sandy Bridge e em até 21% em servidores com processador Intel Haswell quando comparado com a frequência máxima, que é atualmente a solução mais utilizada na indústria.

Grandes fachadas envidraçadas têm se tornado comuns em edifícios de escritórios, desconsiderando elementos importantes como as janelas na redução do seu consumo energético, por meio da obtenção da iluminação e ventilação naturais. Dessa forma, o objetivo principal desta pesquisa é avaliar o potencial de economia de energia em edifícios de escritórios por meio da utilização de estratégias de ventilação híbrida, em duas regiões climáticas brasileiras distintas. O método consiste em medições com sensores para aferir dados de temperatura e umidade no momento em que são acionados os condicionadores de ar, a fim de obter a temperatura de setpoint. Tal resultado foi utilizado em simulações computacionais do desempenho térmico e da iluminação natural através dos programas EnergyPlus e Daysim respectivamente. Foi analisado um modelo de edifício de escritórios, com um sistema de iluminação eficiente (dimerizável) em que foram inseridas estratégias de ventilação híbrida, a fim de se obter a influência na economia de energia devido à redução do uso do condicionamento artificial de ar (nos períodos em que isso foi possível). Os resultados apresentaram uma redução no consumo do ar condicionado em torno dos 30%, enquanto que o impacto da ventilação híbrida no consumo de energia total do edifício apresentou-se na faixa dos 12%. Todavia, com a utilização de tais estratégias alcançou-se uma redução de até 84% do desconforto térmico nos ambientes. Como conclusão do trabalho tem-se que, utilizando-se um sistema de iluminação natural eficiente, o impacto da ventilação híbrida no potencial de economia de energia, dependendo do caso, pode não ser tão expressivo, ao passo que a redução no nível de desconforto térmico é bastante significativa. / Large glazed facades have become common in office buildings and important elements, like windows to obtain natural lighting and ventilation to reduce their energy consumption have been ignored. This dissertation evaluates the potential of energy savings in office buildings through the use of hybrid ventilation strategies in two different Brazilian climatic regions. The method consists in measuring sensors for collecting humidity and temperature data at the time air conditioners are started so as to obtain the setpoint temperature. The results were used in computer simulations of both thermal performance and daylighting through EnergyPlus and Daysim software, respectively. A model of the office building, with efficient lighting (dimmable), was analyzed. Hybrid ventilation strategies were adopted for verifying the influence on energy savings due to a reduced use of artificial air conditioning (in periods in which it was possible). The results show a 30% reduction in the consumption of air conditioning and a 12% impact of hybrid ventilation on the total energy consumption of the building. However, such strategies caused an 84% reduction in the thermal discomfort in the environment. According to the results, the impact of hybrid ventilation on the potential energy savings by the use of efficient daylighting, in some cases, may not be so significant, whereas the reduction in the level of thermal discomfort is quite significant.

O suprimento de energia elétrica a municípios localizados no interior da Região Amazônica é de consecução tecnicamente complexa, de alto custo e potencialmente gerador de impactos ambientais. Tais municípios não têm grande demanda por energia elétrica, entretanto, o direito ao acesso à mesma deve ser considerado e atendido. O objetivo deste estudo é avaliar a situação atual de suprimento de energia elétrica em municípios do interior da Região Amazônica, considerando suas especificidades e necessidades, bem como apresentar uma análise sobre a utilização do gás natural na geração da energia elétrica em subsituição aos combustíveis atualmente utilizados em cada caso. Para este estudo foram selecionados sete municípios da Região Amazônica: Anamã, Anori, Caapiranga, Coari, Codajás, Iranduba e Manacapuru, que poderão ser atendidos pelo gasoduto Urucu-Manaus. / The electric energy supply to cities located in the countryside of Amazon Region is technically complex, has high cost and is potentially a cause of environmental impact. Such cities don\'t have a big demand on electric energy; however, the right of access to electric energy must be considered and attended. The objective of this study is to evaluate the present situation of the electric energy supply in cities located in the countryside of Amazon Region, considering its needs and specific characteristics, as well as to present an analysis about the uses of natural gas in electric energy generation in substitution to the fuels used in each case. For this study were selected seven cities in Amazon Region: Anamã, Anori, Caapiranga, Coari, Codajás, Iranduba, and Manacapuru, which can be attended by the Urucu-Manaus Gas Pipeline.

O modelo brasileiro de geração de energia elétrica possui características muito peculiares em relação aos demais países do mundo. Seu vasto parque hidrelétrico possibilitou ao país utilizar indiscriminadamente a eletricidade em diversas formas de uso final. Porém, com a transição do modelo hídrico para um modelo misto de geração, surge um novo paradigma de eficiência energética. A eletricidade consumida em usos finais térmicos pode agora ser substituída por diferentes fontes energéticas de origem química, como o gás natural e a biomassa. Nesse novo cenário, a energia primária pode ser convertida tanto em energia elétrica, quanto em energia útil, na forma de calor. O objetivo desta pesquisa foi identificar a distorção presente no atual modelo energético nacional e avaliar o potencial de economia de energia primária possível de ser obtido pela substituição de eletricidade por fontes de origem química, em usos finais térmicos. A hipótese formulada é de que o uso racional da energia, segundo sua qualidade exergética e finalidade de uso, pode reduzir significativamente o consumo de energia primária. Para comprovar essa hipótese, foram realizadas estimativas de substituição de eletricidade por gás natural, nos usos finais térmicos de todos os setores de consumo. Além disso, foi realizada uma análise comparativa entre diversos países do mundo, quanto ao uso do calor em suas matrizes energéticas, a fim de estimar o percentual de eletricidade que poderia ser substituído no Brasil e a quantidade de energia química equivalente que seria demandada. Também foram estimados os possíveis ganhos ambientais decorrentes de tal substituição. Os resultados obtidos mostram a relevância do tema e o impacto que uma política de uso racional da energia poderia alcançar. / The electrical generation model of Brazil has a peculiar characteristic regarding other countries. Its large hydropower capacity allowed the indiscriminate use of the electricity for several kinds of end uses. However, with the transition of the hydroelectric generation model for a mixed generation model, a new paradigm of energy efficiency appears. The electricity consumed in the thermal end uses can be now substituted by other energy sources like natural gas and biomass. In that new scenario, the primary energy can be converted in electricity as well as useful energy. The objective was to identify the existent distortion in the current Brazilian model and to evaluate the economy potential of primary energy that could be obtained substituting the electricity by chemical energy in thermal end uses. The formulated hypothesis is that the rational use of energy, according to its exergy quality and purpose of use, can reduce significantly the primary energy consumption. The substitution of electricity by natural gas was simulated for all the thermal end uses of the energy mix. Besides, a comparative analysis taking into account other countries was carried out about the use of heat in the energy mixes, in order to estimate the electricity percent that could be substituted in Brazil and the equivalent amount of chemical energy that would be demanded. The possible environmental gains promoted by that substitution was also estimated. The results show the relevance of the theme and the impact that a policy of energy efficiency could attain.

A eletricidade é um insumo cujo impacto nos custos dos serviços públicos municipais varia de acordo com a maneira como ela é utilizada e a forma como é adquirida da empresa fornecedora. A gestão de seu uso resulta em economia e em aprimoramento da eficiência e da qualidade na prestação dos serviços, incluindo a iluminação pública, além de mitigar impactos ambientais e desenvolver ações de orientação da sociedade sobre padrões de consumo eficientes de energia. O setor público representa parcela significativa do consumo final de eletricidade no Brasil, com tendência de aumento, mas identifica-se nas prefeituras municipais potencial de redução do consumo e aumento da eficiência energética. O objetivo deste trabalho é identificar conceitos e estabelecer diretrizes que possam servir de bases para uma política pública de gestão da energia elétrica no âmbito da administração municipal. Este documento relata o desenvolvimento de estudos teóricos e pesquisas empíricas sobre o uso eficiente da energia elétrica em serviços públicos em cidades de diferentes países e analisa os resultados da aplicação de modelos que vão sucessivamente se aprimorando na realidade de municípios da região metropolitana de São Paulo. Conclui que cabe à municipalidade um papel muito mais relevante que o de um mero consumidor institucional de eletricidade, propondo bases para uma intervenção na realidade do município. / Electricity is an input whose impact on the costs of the municipal public services varies according to the manner it is used and to the way it is obtained from the supplying company. The management of its use results in savings and in greater efficiency and quality of the delivered services - including the public lighting - besides, it softens environmental impacts and develops actions to orientate society towards energy-efficient consumption habits. The public sector has a significant share in the electricity final consumption in Brazil, trending to increase, but a room for consumption reduction and increase in energy efficiency can be seen in the municipalities. The purpose of this thesis is to identify concepts and set parameters that can be the basis of a public policy on electrical power management at the ambit of municipality. This paper reports a series of theoretical studies and empirical researches concerning the efficient use of electrical power in public services in cities of different countries and analyses the results reached from the application of models that successively work in the reality of cities from the Sao Paulo metropolitan area. It concludes that the municipality must play a role much more relevant than being a simple institutional electricity consumer, by proposing the basis for an intervention in the municipal reality.

A conservação de energia, mais precisamente a eficiência energética, vem ganhando importância nos últimos anos no Brasil e no mundo em função dos impactos ambientais que o uso intensivo de energia gera ao meio ambiente e pelo fato de a oferta de energia, principalmente as derivadas de fontes não renováveis, estar se tornando cada vez mais escassa. Estudos que abordam os impactos que os ganhos de eficiência podem gerar em termos de custos e na conservação de energia e, por conseguinte, na diminuição dos efeitos da atividade industrial no meio ambiente vem ganhando importância. Este trabalho teve como motivação principal determinar o impacto da Eficiência Energética na demanda de energia da indústria brasileira. Para isso utilizaram-se duas metodologias complementares para dissertar a respeito do tema. Primeiramente, a intensidade energética foi decomposta em dois efeitos distintos, Efeito Intensidade e Efeito Estrutural. Os resultados encontrados sugerem que o Efeito Intensidade foi o principal responsável pela perda de Eficiência no consumo de energia pela indústria. Como o Efeito Intensidade é uma importante proxy para a Eficiência Energética, buscou-se determinar o impacto desta no consumo de energia pela industria brasileira. Outras variáveis também foram utilizadas para compor a função de demanda de energia, como PIB industrial, preços médios ponderados das diferentes fontes de energia e o nível de salários pagos na indústria. Os resultados encontrados sugerem que um aumento de 1% no Efeito Intensidade tem impacto de 0,297% no consumo de energia industrial. Procurou-se também neste trabalho buscar os determinantes da Eficiência Energética. Para tal, utilizou-se como variáveis explicativas a Formação Liquida de Capital Fixo como proxy dos investimento feitos pela indústria, a Utilização da Capacidade Instalada como um indicador de excesso ou de subutilização do parque industrial e por fim a Taxa de Câmbio Real, dado que a maior parte dos setores energo-intensivos industriais também se caracterizam pela forte abertura ao comércio exterior. Os resultados encontrados sugerem que o aumento na Utilização da Capacidade Instalada implica na perda de Eficiência Energética. Por outro lado, aumento na Formação Liquida de Capital Fixo contribui para a redução do Efeito Intensidade que implica aumento na utilização eficiente de energia. Concluiu-se que o aumento da Taxa de Investimento na economia, além de aumentar a Eficiência Energética na indústria, também é responsável por reduzir o consumo de energia e assim beneficiar o próprio setor industrial através da redução de custos como também toda a sociedade através dos benefícios que a redução da produção de energia pode gerar no meio ambiente e na poupança de recursos não renováveis. / The conservation of energy, specifically energy efficiency is gaining importance lately in Brazil and the world due environmental impacts that intensive use of energy generates to the environment and for the fact that the supply of energy, mainly derived from nonrenewable sources, is becoming increasingly scarce. Studies which approach the impacts that efficiency gains can generate in terms of cost and energy conservation and, therefore, to reduce the effects of industrial activity on the environment are gaining importance. This work had as its main motivation to determine the impact of energy efficiency in energy demand of Brazilian industry. For this we used two complementary methodologies to discourse on the subject. First, the energy intensity was decomposed into two distinct effects: Intensity effect and Structural effect. The results suggest that the Intensity effect was mainly responsible for the loss of efficiency in energy used by industry. As the Intensity Effect is an important proxy for the Energy Efficiency, we attempted to determine the impact of energy consumption in Brazilian industry. Other variables were also used to compose the function of energy demand, such as industrial GDP, weighted average prices of different energy sources and the level of salaries paid in the industry. The results suggest that a 1% increase in the intensity effect has an impact of 0.297% in industrial energy consumption. We also sought to pursue the determinants of Energy Efficiency. For this purpose, we used as explanatory variables the Net Fixed Capital Formation as a proxy of the investment made by the industry, the Use of Installed Capacity as an indicator of excess or industrial underused and finally the Real Exchange Rate, as most energy-intensive industrial sectors are also characterized by a strong opening to foreign trade. The results suggest that increased use of installed capacity implies the loss of energy efficiency. On the other hand, increase in Net Fixed Capital Formation contributes to the reduction of the Intensity Effect which implies an increase in the efficient use of energy. It was concluded that the increased Rate of Investment in the economy, besides increasing the Energy Efficiency in industry, is also responsible for reducing energy consumption and thus benefit the industrial sector itself by reducing costs as well as the whole society through the benefits that the reduction of energy production can have on the environment and saving non-renewable resources.