O setor residencial reflete a cultura do uso excessivo da eletricidade para aquecimento de água. Para este uso final, a inclusão de gás e complementação com energia termo-solar pode apresentar vantagem por se tratar de energia final mais compatível com os processos de transformação em energia útil na forma de calor. A inclusão destas fontes pode propiciar uma diminuição de sobrecarga no sistema elétrico e da eletrotermia no setor residencial. Este trabalho faz uma avaliação econômica dos sistemas de aquecimento de água elétrico, a gás e solar. Os sistemas são analisados considerando custos de infra-estrutura, com diferentes disponibilidades de uso, custos de equipamentos e de operação para vários níveis de consumo. A avaliação é aplicada a 3 tipologias de edificações verticais representativas no mercado da construção civil da Região Metropolitana de São Paulo. Os custos de serviço de aquecimento de água quente estão apresentados em função do volume de água consumido. / The residential sector reflects the culture of the indiscriminate use of electricity water heating. Inclusion of gas and thermosolar energy to the electrical supply system may present advantages as they are more compatible to consumer\"s heat transformation processes. In addition these new sources of energy may decrease the electrical and electrothermal system overload in the residential sector. This study is an economic evaluation of the electric, gas and solar water heating systems. The heating systems are analyzed taking in consideration infrastructure costs, and equipment and operation costs for different levels of consumption. The evaluation is applied to three typologies of vertical residential edifications that represent the civil construction market of the São Paulo metropolitan area. The costs of water heating service are presented in function of the consumed volume of water.

Solar energy is of huge interest due to the current situation with global warming. A number of solar technologies have been developed, such as photovoltaic, concentrated solar power, and solar water heating systems, to name a few. However, the technologies are being slowly implemented, and Botswana, with generous amounts of sun, is particularly suitable for solar energy. The opportunities were investigated due to the overwhelming and horrifying warnings echoed by many of the world's scientists regarding global warming. First, a handful of solar technologies were thoroughly investigated. A field study at Gakgatla village was then conducted, where the locals were interviewed. The interviews were analyzed, and solutions were suggested based on the identified needs of the locals. The biggest challenges identified were the lack of electricity in many of the households, parental figures not being supportive of the children's education, and theft. Additionally, many locals cooked with firewood. The most helpful solution but difficult to implement is photovoltaic panels. Solar water heating systems would also be helpful to the locals who predominantly had cold water. Additionally, solar cookers could help minimize exposure to hazardous smoke. Lastly, solar lamps could help students study during nighttime. Some locals also showed huge enthusiasm for what the future partnership with Botho University will bring. It is encouraged to develop a prototype of a solar cooker, particularly the parabolic solar cooker, in order to install solar cookers in Gakgatla village. Solar dryers would also greatly benefit the locals and are also suggested developments. Both of the mentioned solutions would help minimize the locals' exposure to the hazards of cooking with firewood. The solar dryers will also help eliminate bacteria by drying the food in a protected space inside a container.

A dissertação utiliza a pesquisa como método experimental e investigativo para identificar os fatores condicionantes para a definição da infraestrutura de aquecimento de água para banho (gás, elétrico e solar térmico) nas edificações residenciais de interesse popular, construídas no município de São Paulo. A partir das informações de três projetos e do dimensionamento da infraestrutura de cada opção, determinam-se seus custos para um projeto típico, exclusivamente para o aquecimento de água para banho. Também são determinados os custos de aquisição, instalação, infraestrutura e operação de cada configuração. O método Life Cycle Cost Analysis (LCCA) é utilizado para comparar financeiramente diversas alternativas. Os resultados permitem avaliar o interesse na realização de infraestruturas combinadas de forma a possibilitar a qualquer momento a utilização de aparelhos instantâneos, elétrico ou a gás, com ou sem o apoio solar térmico. Essa infraestrutura combinada permite a liberdade de escolha ao usuário, de forma individual e a qualquer momento, do aquecimento de água para banho, tendo em vista o seu custo benefício, eventualmente associadas às oportunidades oferecidas pelas distribuidoras de energias e/ou pelos fabricantes de aparelhos e/ou políticas públicas. Os resultados alcançados apresentam importantes dados para subsidiar discussões e análises comparativas, estabelecendo os caminhos para orientar a escolha da infraestrutura. / The paper uses research as investigative and experimental method to identify the factors responsible for the definition of infrastructure for bathing water heating (gas, electric and solar thermal) in residential buildings of popular interest, built in São Paulo. Based on the information from three projects and the sizing of the infrastructure of each of them, the costs for a typical project exclusively for bathing water heating, are determined. Besides that, are also determined, the costs of acquisition, installation, infrastructure and operation of each configuration. The method - Life Cycle Cost Analysis (LCCA) is used to compare the various financial alternatives. The results allow to evaluate the interest in carrying out infrastructures combined to enable anytime instant use of appliance, electric or gas, with or without the solar thermal support. This combined infrastructure allows the user free choice, individually and at any time, for heating water for bathing, in view of its cost benefit, possibly combined with the opportunities offered by energy distributors and / or the device manufacturers and / or public policy. The results present relevant data to support comparative discussion and analysis, setting ways to guide the choice of infrastructure.

A dissertação utiliza a pesquisa como método experimental e investigativo para identificar os fatores condicionantes para a definição da infraestrutura de aquecimento de água para banho (gás, elétrico e solar térmico) nas edificações residenciais de interesse popular, construídas no município de São Paulo. A partir das informações de três projetos e do dimensionamento da infraestrutura de cada opção, determinam-se seus custos para um projeto típico, exclusivamente para o aquecimento de água para banho. Também são determinados os custos de aquisição, instalação, infraestrutura e operação de cada configuração. O método Life Cycle Cost Analysis (LCCA) é utilizado para comparar financeiramente diversas alternativas. Os resultados permitem avaliar o interesse na realização de infraestruturas combinadas de forma a possibilitar a qualquer momento a utilização de aparelhos instantâneos, elétrico ou a gás, com ou sem o apoio solar térmico. Essa infraestrutura combinada permite a liberdade de escolha ao usuário, de forma individual e a qualquer momento, do aquecimento de água para banho, tendo em vista o seu custo benefício, eventualmente associadas às oportunidades oferecidas pelas distribuidoras de energias e/ou pelos fabricantes de aparelhos e/ou políticas públicas. Os resultados alcançados apresentam importantes dados para subsidiar discussões e análises comparativas, estabelecendo os caminhos para orientar a escolha da infraestrutura. / The paper uses research as investigative and experimental method to identify the factors responsible for the definition of infrastructure for bathing water heating (gas, electric and solar thermal) in residential buildings of popular interest, built in São Paulo. Based on the information from three projects and the sizing of the infrastructure of each of them, the costs for a typical project exclusively for bathing water heating, are determined. Besides that, are also determined, the costs of acquisition, installation, infrastructure and operation of each configuration. The method - Life Cycle Cost Analysis (LCCA) is used to compare the various financial alternatives. The results allow to evaluate the interest in carrying out infrastructures combined to enable anytime instant use of appliance, electric or gas, with or without the solar thermal support. This combined infrastructure allows the user free choice, individually and at any time, for heating water for bathing, in view of its cost benefit, possibly combined with the opportunities offered by energy distributors and / or the device manufacturers and / or public policy. The results present relevant data to support comparative discussion and analysis, setting ways to guide the choice of infrastructure.

Current federal and provincial efficiency standards for residential water heating are based solely on the tested efficiency of individual water heating devices. Additional energy expended or saved as the water cycles through the home is not taken into account. This research, co-funded by British Columbia’s Ministry of Energy, Mines and Petroleum Resources (MEMPR), is a first step toward the Province’s goal of developing a new energy efficiency standard for water heating systems in new construction. This groundbreaking new standard would employ a “systems” approach, establishing guidelines for new construction based on the total energy used for water heating within the building envelope The research team has developed a Simulink computer model which, using a one-minute time-step, simulates 24-hour cycles of water heating in a single-family home. The objectives of this thesis are to use that model to simulate a variety of water heating technology combinations, and to devise methods of utilizing the resulting data to evaluate water heating systems as a whole and to quantify each system’s relative energy impact. A metric has been developed to evaluate the efficiency of the system: the system energy factor (SEF) is the ratio of energy used directly to heat water over the amount of energy drawn from conventional fuel sources. The CO2 impact of that energy draw is also considered. Data is generated for cities in three different climates around BC: Kamloops, Victoria and Williams Lake. Electric and gas-fired tank water heaters of various sizes and efficiencies are simulated, along with less traditional energy-saving technologies such as solar-assisted pre-heat and waste water heat recovery components. A total of 7,488 six-day simulations are run, each representing a unique combination of technology, load size, location and season. The resulting data is presented from a variety of angles, including the relative impacts of water heater rating, additional technology type, location and season on the SEF of the system. The interplay between SEF and carbon dioxide production is also examined. These two factors are proposed as the basis for devising performance tiers by which to rank water heating systems. Two proposals are made regarding how these tiers might be organized based on the data presented here, though any tiers will have to be re-evaluated pending data on a wider range of technology combinations. A brief financial analysis is also offered, exploring the potential payback period for various technology combinations in each location. Given current equipment and energy costs, the financial savings garnered by the increase in energy efficiency are not, in most cases, found to be sufficient to justify the expense to the homeowner from a purely fiscal perspective. Additional changes would need to take place to ensure the financial viability of these technologies before large-scale adoption of systems-based standards could be employed. / Graduate

Submitted by MATEUS DA SILVA TONON null (malphateus@hotmail.com) on 2016-12-14T18:24:10Z No. of bitstreams: 1 Dissertação.pdf: 5357617 bytes, checksum: 3b8314a11b9f377d4ce389642bf6d955 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-12-20T15:41:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tonon_ms_me_ilha.pdf: 5357617 bytes, checksum: 3b8314a11b9f377d4ce389642bf6d955 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-20T15:41:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tonon_ms_me_ilha.pdf: 5357617 bytes, checksum: 3b8314a11b9f377d4ce389642bf6d955 (MD5) Previous issue date: 2016-10-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O Brasil apresenta um cenário propício à utilização em larga escala das chamadas energias renováveis, tanto das provenientes de fontes solares quanto das de fontes eólicas. Ressaltando, ainda, o uso da biomassa como outra alternativa nacional na produção de energia elétrica, em especial a produzida pela queima do bagaço da cana-de-açúcar. Há uma ampla possibilidade de utilização dos sistemas que aproveitam a energia solar de alguma forma, aplicáveis aos setores residencial, comercial ou industrial. O objetivo deste trabalho foi avaliar os impactos ocasionados pelos usos de sistemas fotovoltaicos e sistemas de aquecimento de água, tanto na conta de energia elétrica como no sistema elétrico em si, na região do Assentamento Estrela da Ilha, em Ilha Solteira – SP. Para tal, foi necessário realizar um levantamento das características de carga das residências presentes no local. A metodologia aplicada nas avaliações de retorno financeiro dos projetos foi escolhida de modo a proporcionar que sua aplicação possa ser realizada por qualquer pessoa que se interesse em avaliar a viabilidade de projetos semelhantes em suas residências ou quaisquer estabelecimentos. No levantamento das características de carga do local houve a divisão em três faixas de consumidores, separadas pelo consumo bruto mensal. A faixa de 0 à 200 kWh apresentou um fator de demanda de 0,0577, a de 200,01 à 400 kWh um de 0,1271 e a de 400,01 kWh ou mais um de 0,1540. Nas avaliações de retorno financeiro nenhum dos sistemas propostos apresentou atratividade em seu custo-benefício final. No estudo do impacto ocasionado pelo uso de painéis fotovoltaicos, no sistema de alimentação presente, não houve mudança significativa no perfil de tensão dos secundários dos transformadores, mesmo quando do uso de altos percentuais de geração fotovoltaica. Essa não mudança deve-se ao fato do sistema rural, em estudo, não apresentar uma grande concentração de consumidores conectados a um mesmo transformador e tampouco uma carga tão diversificada nas residências do local. / The Brazil present an auspicious scenery in the massive scale use of renewable sources, thus the derived for solar sources as for wind sources. Emphasizing the use of biomass like a national alternative in the electrical energy production, specially when produced by the burn of the bagasse for sugar cane. There are great potentialities in the use of systems than exploit the solar energy by anyway and applicables to residential, commercial and industrial sectors. The aim of this work was avaluate the impacts of the use of photovoltaic systems and solar water heating systems, thus in the electrical energy bill as in the electrical systems itself, in the zone of Assentamento Estrela da Ilha located in Ilha Solteira – SP. A load basic features making was realized in the residences belong in local. The applied metodology for financial return evaluation of the projects was selected for propitiate that its aplication could be realized by any people who has concern in evaluated the avaiability of similar projects in his residences or any other establishments. There are a division of the consumers in 3 streaks after the load basic features making, separated by the monthly consumption. The streak of 0 to 200 kWh presents a demand coefficient of 0.0577, in the streak of 200.01 to 400 kWh a demand coefficient of 0.1271 and the streak of 400.01 kWh or more a demand coefficient of 0.1540. The financial return evaluations shows that none of the systems had attractive when compared cost and final gains. The impact study of the use of photovoltaic panels in the existent electrical grid shows no significant changes in transformers secondary voltage levels even when used high perceptuals of photovoltaic generation. This result for the system analyzed be a rural one where there are low conected consumers concentration in a same transformer and few diversity of load in the local residences.

Orientador: Júlio Borges de Souza / Resumo: O Brasil apresenta um cenário propício à utilização em larga escala das chamadas energias renováveis, tanto das provenientes de fontes solares quanto das de fontes eólicas. Ressaltando, ainda, o uso da biomassa como outra alternativa nacional na produção de energia elétrica, em especial a produzida pela queima do bagaço da cana-de-açúcar. Há uma ampla possibilidade de utilização dos sistemas que aproveitam a energia solar de alguma forma, aplicáveis aos setores residencial, comercial ou industrial. O objetivo deste trabalho foi avaliar os impactos ocasionados pelos usos de sistemas fotovoltaicos e sistemas de aquecimento de água, tanto na conta de energia elétrica como no sistema elétrico em si, na região do Assentamento Estrela da Ilha, em Ilha Solteira – SP. Para tal, foi necessário realizar um levantamento das características de carga das residências presentes no local. A metodologia aplicada nas avaliações de retorno financeiro dos projetos foi escolhida de modo a proporcionar que sua aplicação possa ser realizada por qualquer pessoa que se interesse em avaliar a viabilidade de projetos semelhantes em suas residências ou quaisquer estabelecimentos. No levantamento das características de carga do local houve a divisão em três faixas de consumidores, separadas pelo consumo bruto mensal. A faixa de 0 à 200 kWh apresentou um fator de demanda de 0,0577, a de 200,01 à 400 kWh um de 0,1271 e a de 400,01 kWh ou mais um de 0,1540. Nas avaliações de retorno financeiro nenhum dos si... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

This thesis deals with problems related to heating of hot service water. It focuses on solar water heating, describes individual types of solar panels and summarizes the existing information about solar water heating. It demonstrates actual problems of solar system solution on a specific example of a two-generation family house, where it analyses possibilities of diagnostics and control of such system. It also deals with suggestions of possible expansion of the current solar system.