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Esta dissertação apresenta uma proposta de metodologia para análise de eficiência energética em sistemas prediais do tipo residencial e seus impactos na rede de distribuição, mediante ferramenta de simulação multiagente. Inicialmente foram realizados levantamentos dos tipos de eletrodomésticos (características e classificações do tipo de cargas) presentes nas residências brasileiras, pelo Sistema de Informação de Posses e Hábitos de Uso de Aparelhos Elétricos (SINPHA), da Eletrobrás. Depois da coleta de informações iniciou-se o estudo dos modelos matemáticos para diversas cargas presentes em unidades consumidoras, tipo residencial, tais como: geladeira, aquecedores elétricos de água, máquina de lavar roupas, lâmpadas, micro-ondas, etc. e sua classificação em categorias segundo o seu tipo de operação, uso e o perfil de consumo de energia, como por exemplo, carga cíclica, carga controlada por termostato, consumo de potência constante, etc. Em uma nova etapa do trabalho foi feita a execução de quatro simulações para determinar o consumo de energia e demanda elétrica antes e após alterações dos parâmetros de funcionamento com aplicação do uso do software GRIDLAB-D, sendo a primeira simulação em uma residência com uso somente de diversos modelos de eletrodomésticos, a segunda simulação em uma residência com uso somente do sistema de climatização para aquecimento /resfriamento e a terceira simulação em uma residência com uso de eletrodomésticos conjuntamente com o sistema de climatização. Para as simulações que envolvam o sistema de climatização as variáveis a serem alteradas serão o horário de funcionamento, o setpoint da temperatura ambiente e as características da construção da residência (porta, tipo de janela, vidros e paredes). Finalizando, a 4º simulação envolvendo um grupo de 15 unidades residenciais conectadas a um alimentador de baixa tensão (BT) e obtendo os resultados dos cálculos de fluxo de potência, consumo de energia, demanda e queda de tensão nas mesmas condições dos parâmetros antes e após ajustes aplicados nas simulações anteriores. Os resultados alcançados para uma residência com as simulações foram, uma redução média no consumo de energia de 13% e um deslocamento da potência média. O alimentador registrou uma redução de 4% no consumo de energia elétrica e de 30% na potência média no horário de ponta. Os resultados demonstraram que a ferramenta GRIDLAB-D tem potencial para futura aplicação junto as distribuidoras de energia no estudo de eficiência energética de um conjunto de residências atendidas por um alimentador.
This paper proposes a methodology for analysis of energy efficiency in the residential type building systems and their impacts on the distribution network through multi-agent simulation tool. First withdrawals of types of appliances (characteristics and the type of cargo classifications) present in Brazilian homes, by Information System Possessions and Habits of Use Electrical Appliances (SINPHA), Eletrobrás were performed. After data collection began the study of mathematical models for various charges present in consumer units, residential type, such as: refrigerator, electric water heaters, washing clothes, lamps, microwave, etc. and their classification into categories according to type of operation, use and profile of energy consumption, such as cyclic loading, load thermostatically controlled, constant power consumption, etc. A new stage of work was made to run four simulations to determine the energy consumption and electric demand before and after changes of operating parameters with the use of application GRIDLAB-D software, the first simulation in a residence using only of many appliances, the second simulation in a residence with only use of the HVAC system for heating / cooling and a third simulation in a residence with use of appliances together with the HVAC system. For simulations involving the HVAC system variables to be changed will be the hours of operation, the set-point of the room temperature and the characteristics of the construction of the house (door, window type, windows and walls). Finally, the 4th simulation involving a group of 15 residential units connected to a feeder low voltage (LV) and getting the results of calculations of power flow, power consumption, demand and voltage drop on the same terms of the parameters before and after adjustments used in previous simulations. Results achieved for a residence with the simulations were an average reduction in power consumption of 13% and a shift of the average power. The feeder recorded a 4% reduction in power consumption and 30% in average power during peak hours. The results demonstrated that GRIDLAB-D tool has potential for future application along the energy distribution in the study of energy efficiency of a set of residences served by a feeder.
Data da defesa: 22/08/2014
Banca Examinadora
Orientador(a): Cresencio Silvio Segura Salas (Lactec)
Membro da Banca: Lúcio de Medeiros (Lactec)
Membro da Banca: Vóldi Costa Zambenedetti (Lactec)
Membro da Banca: Carlos Henrique Valério de Moraes (UNIFEI)
Palavra(s)-Chave: Eficiência energética. Sistemas prediais residenciais Consumo de Energia. GRIDLAB-D.
Keywords: Energy Efficiency. Residential Energy Consumption building systems. GRIDLAB-D.
