Modelagem e simulação de sistema de climatização alimentado por fonte solar fotovoltaica para edifícios comerciais em climas tropicais

Abstract

Este trabalho tem como objetivo a modelagem e simulação de sistemas de climatização de ar alimentados por energia solar fotovoltaica para edifícios comerciais em climas tropicais. O desenvolvimento do trabalho consiste na construção da modelagem do edifício para o cenário de referência, o qual a climatização é suprida por equipamentos do tipo split com eficiência reduzida devido ao longo tempo de uso. A partir da modelagem da edificação e comparação dos resultados da simulação do consumo energético com o levantamento das contas de energia realizado durante um ano, é proposto 4 cenários onde é simulado os benefícios energéticos e econômicos da geração fotovoltaica integrada ao sistema de climatização. Os cenários foram construídos mediante a variação do sistema de refrigeração nos quatro cenários, sendo o primeiro a manutenção do sistema split instalado, o cenário 2 é proposto a substituição dos sistema por splits novos de eficiência maior, no cenário3 a substituição do sistema split por sistema central do tipo Variable Refrigerant Flow e no cenário 4 a implementação do sistema de refrigeração do tipo chiller de água gelada equipado com tanque termoacumulador. Para todos os cenários, foi proposto a instalação de um sistema de geração de energia fotovoltaica. A performance energética foi analisada mediante a proposta de índices de autossuficiência energética (Solar Fraction) e do autoconsumo da energia fotovoltaica gerada (Solar Consumption Ratio) pelos climatizadores de ar. A análise econômica foi realizada mediante a definição do fluxo de caixa para o cálculo dos parâmetros de Valor Presente Líquido, Taxa Interna de Retorno e período de payback. O melhor desempenho energético foi observado no cenário 4, apresentando índices de SF e SCR anuais de 0,79 enquanto que os cenários 2 e 3 se demonstraram mais atrativos economicamente, com VPL de 22,19% e 20,61% respectivamente e payback estimado entre 6 e 7 anos.