Sustainable Energy Systems Focus Area Actividade do programa em Energia nos Edifícios E. Oliveira Fernandes Vítor Leal Paulo Ferrão João Parente Luísa Caldas Pierre Holmuller 2 Julho 2008
Os Edifícios e o Sistema Energético 20 000 18 000 16 000 14 000 12 000 10 000 8 000 6 000 4 000 2 000 ktep 9.5% 8.5% 7.5% 6.5% 5.5% 4.5% 3.5% 2.5% 1.5% 0.5% -0.5% 0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007-1.5% FONTE: ADENE / PNAEE 2008 Forte tendência de crescimento; O maior sector de consumo em energia primária. Sector de elevado potencial de mitigação cost-effective.
Hierarquia: Sistemas sobre Tecnologias Solar Térmico Sombreamentos Dinâmicos Isolamentos Solar Fotovoltaico LEDs INTEGRAÇÃO INDICADORES DESEMPENHO ESTRATÉGIAS Janelas Inteligentes Materiais de Mudança de Fase Lenha Pellets
Valorização da Procura Energia - Vector Gás Electricidade Energia - Serviço Água Quente Sanitária Preparação de Refeições Ventilação Aquecimento Ambiente Sol Biomassa Outros Arrefecimento Ambiente Refrigeração Multimédia Iluminação
Optimização adaptada às condições locais Clima Tipologias arquitectónicas Materiais e técnicas de construção < 1919 1919-1945 1945-90 1990-2007 R1? C1 R2? C2 R3 R4 C3 C4 Fonte: Instituto de Meteorologia
Soluções construtivas e tecnológicas necessárias ao nível passivo em Portugal
Fluxos de Materiais Balanço Materiais Input: 11,2Mt Output (RSU): 0,627Mt Output extrapolado: 1,67Mt (incl. 334 000t RCD) Adição Stock: 8,8Mt EMBODIED ENERGY INTRODUCTION URBAN METABOLISM IMPORTANCE OF HOUSEHOLD STATE OF THE ART Niza et al, 2007 RESEARCH QUESTIONS METHODOLOGY Families Consumption clusters Environmental Impacts Material Composition Lifespan Other aspects of the model Assumptions and Constraints CONCLUSIONS REFERENCES SustainAbility 1994 Reusswig, 1997 Niza et al, 2007 United Nations 1993 Moll & Kok, 2002 Lorek & Spangenberg, 2002 Consumo não renováveis, 80% Crescimento anual do Stock, 79% Reutilização e reciclagem com grande potencial de crescimento
Microgeração Abordagem pela integração de sistemas Adaptação à procura m-gen:esis tool architecture Optimal System Design Resources Energy network Fossil Fuels Local Resources cool heat electricity Multi-Level Optimization Core electricity Economic Environmental Others cool heat Energy demand Constraints electricity heat cool Conventional Technologies New Emerging Technologies Technology database Renewable Based Technologies
Visão Macro: Edifícios vs Comunidades Fonte: Jornal Público Fonte: Masdar initiative Eficiência + Microgeração in situ Eficiência + Geração na comunidade
Aplicação (1) Azores Islands Reference Energy System Electricity Fuels Domestic end-use appliances hourly demand profiles Renewable resources total potential availability Fuel imports quantities prices Electricity production characterization of units hourly profiles costs future options storage Industries main industries hourly demand profiles Agriculture Commerce & services Public services Transportation fleet characterization mobility patterns
Aplicação (2) Sustainable Urban Energy Systems Desenvolver novos métodos e tecnologias de ponta que permitam criar condições para a prestação de novos serviços de energia à escala urbana, que visem melhorar radicalmente a eficiência energética em edifícios. SUES Sustainable UrbanEnergySystems Novos modelos de optimização e integração de sistemas de microgeração; Novas métodos de gestão da procura de energia. Novas tecnologias de monitorização e gestão integrada da produção e consumo de energia Novas soluções passivas de eficiência energética em edifícios. Parceiros Industriais: Communication and Dissemination Microgeneration: Monitoring technologies New Business Opportunities Information Technologies Demand Side Management Sustainable Building Construction
Teses André Augusto (FCUL) Carlos Sousa (FEUP) Filipe Rodrigues (IST) Gonçalo Cardoso (IST) Leonardo Rosado (IST) Joana Abreu (IST) Maria Kapsalaki (FEUP) Nuno Clímaco (IST) Nuno Creado (IST) Pedro Silva (FEUP) Pedro Neto (IST)
OBRIGADO vleal@fe.up.pt
EXTRAS
Soluções construtivas e tecnológicas necessárias ao A+ Ni/Nic =92% Nv/Nvc =46% Na/Nac =22% Nt/Ntc =21% / 23% Classe Energética =A+ Ni/Nic =92% Nv/Nvc =46% Na/Nac =22% Nt/Ntc =21% / 23% Classe Energética =A+ Ni/Nic =97% Nv/Nvc =45% Na/Nac =21% Nt/Ntc =21% / 22% Classe Energética =A+ Ni/Nic =95% Nv/Nvc =46% Na/Nac =21% Nt/Ntc =20% / 21% Classe Energética =A+ Lisboa Viana do Castel o Évora Faro Guarda Penhas Dourada s Braganç a Ni/Nic =99% Nv/Nvc =13% Na/Nac =19% Nt/Ntc =24% / 29% Classe Energética = A+ / A Ni/Nic =86% / 83% Nv/Nvc =20% / 63% /Na/Nac =17% Nt/Ntc =25% / 25% 31% / 31% Classe Energética =A+ / A+ A / A Ni/Nic =83% / 83% Nv/Nvc =20% / 63% /Na/Nac =17% Nt/Ntc =25.4% / 25% 32% / 31% Classe Energética =A /A+ A / A Sebastião Manuel Almeida Carvalho