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Como modernizar seu elevador existente para atingir o consumo energético zero e atender aos desafios da mobilidade urbana moderna e da sustentabilidade.

Aproximadamente 40% do consumo total de energia nos EUA foi atribuído a edifícios no ano passado, sendo que os elevadores representam cerca de 10% desse total. Os elevadores consomem 5 bilhões de kWh por ano, o que custa aproximadamente US$ 500 milhões. Avanços significativos foram feitos para melhorar a eficiência dos elevadores. Na década de 1970, por exemplo, na tentativa de controlar a velocidade dos elevadores, foram utilizados conjuntos motor-gerador que convertiam energia CA em corrente CC, que na época era a única maneira de controlar a velocidade de um motor. Mas o objetivo não era a eficiência energética, e sim melhorar o desempenho do elevador.

Na década de 1990, a tecnologia de acionamento CA avançou a tal ponto que o consumo de energia de um elevador foi reduzido pela metade, incentivando as empresas do setor a reexaminar como poderiam aprimorar ainda mais a eficiência energética de seus equipamentos. Foi durante esse período crucial que a eficiência energética dos elevadores ganhou destaque.

Um Movimento Poderoso

Durante esse período, o consumo de energia foi reduzido pela metade mais uma vez graças a processos de regeneração aprimorados. Em vez de converter a energia regenerada em calor e dissipá-la na casa de máquinas, os fabricantes passaram a utilizar transformadores diferentes que purificavam a energia e a devolviam ao edifício, contribuindo para que quase 40% da energia fosse reinserida na estrutura. Os elevadores haviam se tornado pequenos consumidores de energia em um edifício, mas havia espaço para fazer mais. Assim nasceu o conceito de balanço energético zero.

O Centro Fraunhofer para Sistemas de Energia Sustentável procurou [descobrir a diferença que um sistema de elevadores com emissão zero líquida faz] ao modernizar um elevador em um prédio de escritórios centenário em Boston.

Há aproximadamente 10 anos, os fabricantes começaram a buscar maneiras de tornar seus novos elevadores unidades com consumo energético zero. Embora isso tenha sido um passo importante rumo ao aumento da sustentabilidade no ambiente construído, o problema era que o foco era muito restrito. O número de novos edifícios adicionados ao total global a cada ano é inferior a 2%. Nos EUA, mais de 70% de todos os edifícios têm mais de 25 anos, o que significa que apenas uma pequena fração dos elevadores instalados em todo o mundo possuía essa opção.

Na mesma época em que o conceito de energia líquida zero estava sendo introduzido em sistemas de elevadores, uma nova certificação que redefiniria edifícios ecologicamente corretos estava sendo lançada. O Living Building Challenge, criado em 2006 pelo International Living Future Institute para promover os esforços de sustentabilidade mais avançados utilizados para alcançar edifícios com consumo energético zero, é um programa de certificação de construção verde que pode ser aplicado tanto a novas construções quanto a modernizações. Isso ajudou a inspirar a ideia de modernizar os elevadores com sistemas de energia líquida zero, mas o desafio era como fazer isso.

Rumo ao Net Zero

Atingir o consumo energético zero requer uma série de etapas que reduzem o consumo de energia de cada componente do sistema de elevadores. Esse processo elimina componentes antigos e ineficientes, permitindo que o proprietário alcance o modo de consumo energético mais baixo possível (ou seja, quanto menor a pegada energética, menor a quantidade de energia que precisa ser compensada com energia solar ou outras fontes alternativas). Por exemplo, sem a otimização da pegada energética, os painéis solares costumavam ocupar uma área significativa do telhado, mas hoje podem ser instalados dentro da própria área do poço do elevador, tornando a instalação mais prática e economicamente viável. Os principais componentes de um sistema de elevadores que podem ser otimizados são:

• Responsável pelo Tratamento
• Tração
• Sala de máquinas
• Motor
• Despachando
• Iluminação/ventilação

Os sistemas regenerativos recuperam energia quando o elevador está em movimento, aproveitando a energia regenerada durante a frenagem e, em vez de dissipá-la como calor na casa de máquinas, a purificam e a enviam de volta para o edifício para ser consumida por outros equipamentos. Muitas vezes, o resfriamento da casa de máquinas não é considerado, pois tecnicamente não faz parte do sistema do elevador, mas a unidade de refrigeração de ar condicionado dedicada, normalmente necessária, pode ser eliminada ou ter seu tamanho significativamente reduzido com o uso da tecnologia regenerativa.

Atingir emissões líquidas zero requer uma série de etapas que diminuam o consumo de energia de cada componente do sistema de elevadores.

A energia líquida zero também é alcançada através da inclusão de um controlador inteligente/de aprendizagem com modo de hibernação ou modo de repouso profundo e desligamento automático da iluminação da cabine e do circuito do ventilador quando o elevador está inativo. A iluminação LED da cabine também é uma parte importante de um sistema de elevador com energia líquida zero. Devido às exigências das normas, muitos sistemas de elevadores antigos não permitiam que as luzes fossem desligadas, drenando recursos energéticos. Em um prédio baixo, por exemplo, um elevador típico consome mais energia do sistema de iluminação do que do próprio transporte de pessoas. A simples substituição de lâmpadas halógenas e incandescentes por lâmpadas LED pode proporcionar o mesmo desempenho de uma lâmpada fluorescente, mas com uma vida útil de 10 a 15 vezes maior. As luzes LED também devem ser incorporadas como iluminação de fundo dos botões.

Tecnologias mais inteligentes e eficientes permitem que os elevadores desliguem as luzes e o ventilador com base em tendências de uso, utilizando dados como a última vez que um botão foi pressionado, ou usem um ventilador de duas velocidades para circular ar fresco na cabine de acordo com a ocupação. Outro aspecto de um sistema de elevador com emissão zero de carbono é a substituição de relés por controles microprocessados ​​na placa, o que reduz o consumo de energia e as perdas energéticas, graças à maior quantidade de circuitos integrados por área da placa de circuito impresso, tornando o controlador e os circuitos mais eficientes em termos energéticos. Além disso, as empresas de elevadores desenvolveram motores CA especiais com inversores de frequência projetados para as rotações por minuto (RPM) mais baixas exigidas pelos sistemas de elevadores, eliminando assim a necessidade de engrenagens redutoras.

Passar no teste

Sistemas de elevadores com balanço energético zero são ótimos na teoria, mas qual a diferença que realmente fazem? O Centro Fraunhofer para Sistemas de Energia Sustentável buscou responder a essa pergunta ao modernizar um elevador em seu prédio de escritórios centenário em Boston com um sistema de energia solar de balanço energético zero. O Fraunhofer instalou um conjunto de painéis fotovoltaicos (PV) de 3.75 kW no telhado, que se encaixou perfeitamente na área ocupada pelo elevador. Incorporando muitas das características de eficiência energética mencionadas anteriormente, com um perfil de atividade de baixa a média, o elevador consumiu aproximadamente 8 kWh por dia. O conjunto de painéis fotovoltaicos produziu 11 kWh por dia, o que se traduziu em um excedente de energia de 45%. Mesmo em um cenário de alto consumo, onde o uso dobra nos dias úteis, a projeção de balanço energético zero ainda é a mesma.
painel solar.

Em seguida, o Fraunhofer mediu o consumo de energia do elevador em outro prédio de escritórios durante vários anos, usando diferentes configurações em comparação com o ano de operação do elevador de energia líquida zero. A atualização do controlador do elevador reduziu o consumo de energia em modo de espera em mais de 75%, de 400 para 100 W. Enquanto isso, a instalação de um sistema automático de desligamento reduziu o consumo de energia em modo de espera da cabine em 90%, de 90 para 9 W.

Cada vez mais pessoas buscam aproveitar a onda da energia líquida zero, à medida que o número de certificações solicitadas continua a aumentar e conferências como o Global Energy Forum, onde as pessoas podem aprender mais sobre edifícios com consumo energético zero ou neutro, se tornam uma prioridade. Vinte e cinco anos atrás, muitas pessoas podem ter rido da ideia de um elevador contribuir para um edifício com consumo energético zero, mas muitas também achavam impossível um elevador que se movesse lateralmente.