O objetivo geral deste trabalho foi avaliar a relação entre a eficiência energética e a geração de energia no próprio local de consumo. O método encontra- se descrito na seção 3, aplicado e discutido na seção 4. Diferente do que está regulamentado na UE e em outros locais, ele não se restringe à etapa de ocupação e uso do edifício, ou seja, à energia operacional. Estende-se pela fase pré- operacional, em que energia é gasta para que a matéria-prima seja extraída da natureza, os materiais sejam industrializados, transportados e aplicados na obra. Também perpassa a vida útil e contabiliza a energia utilizada na desconstrução e na destinação dos resíduos, ou seja, na etapa pós-operacional. Por fim, leva em conta os ciclos de manutenção e as reformas realizadas durante a fase operacional, além da energia consumida no uso da habitação.
O método proposto agrega as duas formas de consumo de energia que ocorrem no ciclo de vida do prédio: aquela utilizada para que ele exista ou deixe de existir – a energia incorporada – e a que seus habitantes usam para ter conforto – a energia operacional. A soma das duas formas de energia resulta no total gasto no ciclo de vida da edificação. É este total que o método aqui demonstrado visa minimizar. Enquanto a energia incorporada é inerente aos materiais e sistemas que compõem o edifício, a energia operacional pode ser provida por fontes renováveis locais a tal ponto de tornar-se negativa – menos energia consumida do que gerada – e assim produzir superávit que compense a energia incorporada. Essa relação é interdependente, ou seja, para compensar mais energia incorporada e operacional necessita-se de maior sistema de geração, que carrega consigo mais energia
incorporada. Então a eficiência energética é o fator que contribui para a redução da demanda operacional. Mas mesmo ela, ao utilizar-se de materiais mais isolantes e outras técnicas construtivas, também aumenta a energia incorporada. Por essas razões, o balanço energético torna-se parte nuclear do método.
O nível de detalhamento utilizado permite a outros interessados reproduzirem- no com as adaptações necessárias à aplicação em outros locais e com outros modelos de edificações.
Quanto aos objetivos específicos, esta pesquisa utilizou-se do recurso da simulação computacional para estimar o consumo de energia elétrica na fase operacional, e do cálculo da produção de energia por índices de radiação solar. A produção de energia também foi estimada por simulação, mas um trabalho de validação dos resultados de ambas as técnicas indicou a opção pelo cálculo.
Os dados de energia incorporada aos materiais e sistemas foram objeto de revisão de literatura, e sua aplicação ao método elaborado foi justificada e aprimorada quando necessário.
A discussão entre eficiência energética – por qualidade do projeto, envolvendo materiais, orientação, sombreamento das aberturas e isolamento térmico – e os incrementos de geração própria de eletricidade nos modelos foi realizada, não somente para atingir o menor gasto energético mas também para produzir energia excedente no ciclo de vida da edificação. Tal efeito, inesperado quando da formulação dos objetivos, também é discutido neste trabalho.
As hipóteses estabelecidas em 1.2 foram confirmadas pelas análises feitas no decorrer desta pesquisa, pois o método elaborado pode ser considerado como adequado para responder à pergunta de pesquisa. O balanço energético das edificações estudadas mostrou que não basta considerar a etapa operacional para saber se elas são deficitárias, superavitárias ou neutras no uso da energia. Para uma avaliação completa, o ciclo de vida deve ser levado em conta, tomando-se o cuidado de escolher materiais e sistemas que não carreguem consigo energia incorporada que anule os ganhos obtidos na energia operacional.
Constatou-se que o acréscimo de energia incorporada ao sistema FV não impede o decréscimo da energia total consumida, ao menos na região estudada, pois o aumento na produção causado pelo incremento de módulos FV resultou maior do que o aumento da energia incorporada total causado pelo mesmo incremento.
Os resultados do experimento mostraram que, para o modelo 1, o consumo total de energia elétrica no ciclo de vida de 101,7 kWh(m2.a) foi reduzido pela inserção do sistema FV até tornar-se negativo com dez módulos FV. Ou seja, o modelo considerado energeticamente ineficiente tornou-se NPEB no ciclo de vida com 62,5% da geração total que pode ser instalada nele. Seu consumo de energia operacional, iniciado em 59,7 kWh/(m2.a) sem geração própria, passou a ser negativo com seis módulos FV, quando portanto tornou-se NPEB operacional. Já para o modelo 2, o consumo total de energia elétrica no ciclo de vida de 88,6 kWh(m2.a) foi reduzido da mesma forma até tornar-se negativo com oito módulos FV, tornando-o NPEB no ciclo de vida com 66,7% da geração total que pode ser instalada nele. Seu consumo de energia operacional, iniciado em 33,6 kWh/(m2.a) sem geração própria, passou a ser negativo com quatro módulos FV (NPEB operacional).
Para ambos os modelos, não houve um ponto de inflexão na curva de decréscimo da energia total consumida no ciclo de vida. Isto resulta da grande diferença entre a energia que os sistemas FV gastam para serem produzidos e aquela que eles produzem durante sua vida útil. Mesmo considerando a substituição dos componentes para alcançar o ciclo de vida do edifício, considerado com 50 anos, o sistema FV carrega 26,7 kWh/(m2.a) de energia incorporada e produz 350 kWh/(m2.a)53 no local e nas condições previstas na pesquisa.