Resumo

Com as preocupações ambientais em constante ascensão, a busca por alternativas sustentáveis e eficientes para atender às demandas de energia tornou-se uma prioridade global. Nesse contexto, os sistemas híbridos que combinam energia solar e geotérmica emergem como uma solução promissora. A transição de fontes de energia baseadas em combustíveis fósseis para fontes renováveis é uma necessidade premente para mitigar as mudanças climáticas e garantir um futuro sustentável.

Os sistemas híbridos, ao integrarem a energia solar, abundante em regiões como o Brasil, com a geotermia, tornam-se uma alternativa viável para o alcance desse objetivo. No entanto, o êxito desses sistemas no que se refere a climatização de ambientes, está associada a uma edificação composta de materiais adequados. Desta forma, a presente pesquisa visou avaliar o impacto dos fechamentos no desempenho de um sistema híbrido solar e geotérmico.

Nos últimos anos, a busca por soluções energéticas sustentáveis tem impulsionado pesquisadores a explorar sistemas híbridos inovadores que combinam múltiplas fontes de energia. Baseado nisso, nesta seção, aborda-se alguns trabalhos recentes e relacionados com a área. Analisou-se brevemente os trabalhos: Obalanlege et al. (2020), Calise et al. (2020), Zarei et al. (2020), Liang (2020) e Li, Liu e Zhang (2021). Todos esses estudos mostraram a diversidade de abordagens e tecnologias disponíveis para melhorar a eficiência energética e o conforto térmico por meio de sistemas híbridos inovadores.

APRESENTAÇÃO DO SISTEMA HÍBRIDO (Representação esquemática do sistema e seu funcionamento e as Características dos subsistemas); CARACTERÍSTICAS DO CASO BASE (Apresentação do modelo e dos Materiais e as propriedades termofísicas); SIMULAÇÕES COMPUTACIONAIS com o Software EnergyPlus (Parâmetros de simulação: Subsistema de captação solar (SCS), Parâmetros de simulação: Subsistemas de climatização (SCM e SCG) e Parâmetros de simulação: Caso base.

Os resultados indicaram que o SCM não atendeu à necessidade de fornecer aquecimento adequado para garantir a redução do desconforto por frio no ambiente. Com base nesses dados, fica evidente que uma envoltória mais eficaz em termos de isolamento térmico contribui para a significativa redução das perdas de calor por meio dos elementos de vedação, resultando em uma diminuição de 47% nas perdas de calor no ambiente. A análise revela que, em todas as orientações solares, o caso base isolado, sem a presença do SCS e do SCG, resultou em um aumento significativo no desconforto térmico por calor.

Observa-se que quando os fechamentos não conseguem controlar efetivamente as trocas térmicas na edificação, o calor gerado ou removido pelo sistema de climatização tem um impacto limitado na redução do desconforto. Nessas circunstâncias, a aplicação de um sistema híbrido de climatização não se mostra adequada, ressaltando que a edificação precisa atender a requisitos mais rigorosos de qualidade construtiva no que diz respeito às questões térmicas.

ABNT. NBR 15220: Desempenho térmico de edificações: parte 3: Zoneamento Bioclimático Brasileiro e Diretrizes Construtivas para Habitações Unifamiliares de Interesse Social. Rio de Janeiro, 2005. INMETRO. Requisitos Técnicos da Qualidade para Eficiência Energética de Edifícios Residenciais – RTQ-R. Brasil, 2012. SOARES, R. M. D. Sistema Híbrido Solar e Geotérmico para Aquecimento de Água e Condicionamento Térmico. 2021. 133 p. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2021.