Dimensionamento de sistemas de aproveitamento de água pluvial utilizando energia fotovoltaica para edificações no Estado do Paraná, considerando futuros cenários de mudanças climáticas
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Data de Publicação: | 2020 |
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Resumo: | O objetivo desta pesquisa foi avaliar sistemas de captação de água de chuva e sistemas de energia fotovoltaica para três tipos de edificações (uma residência unifamiliar, um edifício multifamiliar e um aviário de frangos de corte) considerando o cenário sob condições meteorológicas atuais e simulações de diferentes cenários de mudanças climáticas projetadas até o final do século. As simulações foram realizadas de acordo com as projeções publicadas no Quinto Relatório do IPCC e pelas tendências locais de alteração na temperatura do ar e no número de dias sem chuva determinadas por análises estatísticas, sendo essas Teste de Mann-Kendall e Análise de Regressão, para verificar a possibilidade de influência sobre os sistemas avaliados. Foram utilizados dados climáticos diários obtidos junto ao Instituto Nacional de Meteorologia e as simulações foram realizadas utilizando o software PGECLIMA_R para oito localidades pertencentes ao Estado do Paraná, sendo essas Campo Mourão, Castro, Curitiba, Irati, Ivaí, Londrina, Maringá e Paranaguá. Para o dimensionamento dos reservatórios dos sistemas de aproveitamento de água pluvial foram utilizados o Método Prático Brasileiro, o método dos dias sem chuva consecutivos sugerido pelo Programa de Pesquisa em Saneamento Básico e a metodologia descrita pela Embrapa. Todas as localidades mostraram a necessidade de aumento do tamanho do reservatório até o final do século para suprir a demanda de água não potável dos respectivos usos. Isso foi evidenciado na simulação do acréscimo do regime anual de chuvas simuladas e alteração na quantidade de dias sem chuva. Além disso, para cada tipo de edificação, uma metodologia de cálculo do reservatório mostrou-se mais coerente. O sistema de energia solar para a residência unifamiliar e para o edifício multifamiliar foi projetado apenas para suprir a demanda referente ao bombeamento da água no sistema de aproveitamento pluvial. Por outro lado, os painéis fotovoltaicos do aviário foram dimensionados para atender além do sistema de bombeamento, também o sistema de iluminação e de controle térmico do ambiente. Em todas as localidades, o sistema de energia fotovoltaica mostrou ser eficiente no atendimento da demanda com percentuais próximos de 100%, evidenciando o fato de que o Paraná possui ótimo potencial para geração de energia fotovoltaica. |
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Dimensionamento de sistemas de aproveitamento de água pluvial utilizando energia fotovoltaica para edificações no Estado do Paraná, considerando futuros cenários de mudanças climáticas. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Sanitária e Ambiental) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2020.http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/3284O objetivo desta pesquisa foi avaliar sistemas de captação de água de chuva e sistemas de energia fotovoltaica para três tipos de edificações (uma residência unifamiliar, um edifício multifamiliar e um aviário de frangos de corte) considerando o cenário sob condições meteorológicas atuais e simulações de diferentes cenários de mudanças climáticas projetadas até o final do século. 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Todas as localidades mostraram a necessidade de aumento do tamanho do reservatório até o final do século para suprir a demanda de água não potável dos respectivos usos. Isso foi evidenciado na simulação do acréscimo do regime anual de chuvas simuladas e alteração na quantidade de dias sem chuva. Além disso, para cada tipo de edificação, uma metodologia de cálculo do reservatório mostrou-se mais coerente. O sistema de energia solar para a residência unifamiliar e para o edifício multifamiliar foi projetado apenas para suprir a demanda referente ao bombeamento da água no sistema de aproveitamento pluvial. Por outro lado, os painéis fotovoltaicos do aviário foram dimensionados para atender além do sistema de bombeamento, também o sistema de iluminação e de controle térmico do ambiente. Em todas as localidades, o sistema de energia fotovoltaica mostrou ser eficiente no atendimento da demanda com percentuais próximos de 100%, evidenciando o fato de que o Paraná possui ótimo potencial para geração de energia fotovoltaica.The objective of this research was to evaluate rainwater harvesting systems and photovoltaic energy systems for three types of buildings (a single-family residence, a multifamily building and a broiler house) considering the current climate scenario and simulations of different scenarios of possible climate changes projected until the end of the century. The simulations were realized according to projections published on the IPCC’s Fifth Report and by local trends in of changes in air temperature and in the number of days without rain determined by statistical analyzes, which were Regression Analysis and Mann-Kendall Test, to verify the possibility of influence on the evaluated systems. Daily climatic data obtained from the National Meteorological Institute were used and the simulations were realized using the PGECLIMA_R software for eight localities of the State of Paraná, that were Campo Mourão, Castro, Curitiba, Irati, Ivaí, Londrina, Maringá e Paranaguá. For the dimensioning of the reservoirs of the rainwater harvesting systems were used the Brazilian Practical Method that is mentioned in the NBR 15527:2007, the method of consecutive dry days suggested by the Basic Sanitation Research Program and the methodology described by Embrapa. All localities showed the need to increase the size of the reservoir by the end of the century to supply the demand for non-potable water for the respective uses. This was evidenced in the simulation of the addition on the annual simulated rainfall regime and change in the number of dry days. In addition, for each type of building, a reservoir calculation methodology proved to be more coherent. The solar energy system for the single-family residence and for the multifamily building was designed only to supply the demand of the rainwater harvesting system. On the other hand, the photovoltaic panels of the aviary were dimensioned to supply not only the pumping system, but also the lighting and thermal control system of the environment. In all localities, the photovoltaic energy system proved to be efficient in meeting demand with percentages close to 100%, evidencing the fact Paraná has great potential for photovoltaic energy generation.Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2021-01-25T15:41:18Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Larissa Yumi Tsuneto.pdf: 1860949 bytes, checksum: fa22268a696c312c9e0b89b34821235c (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-25T15:41:18Z (GMT). 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