Objetivos:
O Projecto BlueHouseSim irá desenvolver ferramentas numéricas de simulação que permitirão o projeto de casas energeticamente autónomas baseadas em energia solar. Estas novas ferramentas numéricas serão validadas experimentalmente (resultados da monitorização de uma casa off-grid e outra de referência) para posterior integração em simuladores disponíveis, como o EnergyPlus; estas ferramentas apresentam abordagens inovadoras para diminuir as necessidades de energia e aproveitar melhor a energia das fontes renováveis. O novo simulador utilizará dados climáticas de média e variância para produzir um modelo estatístico. Na verdade, embora os valores médios da irradiância mensal não mudem muito ano após ano, sempre há 2 a 3 dias seguidos quando a irradiância é aproximadamente 3 vezes menor que a média, especialmente durante o inverno, cf. valores horários da base de dados meteorológicos. Para minimizar os custos de armazenamento, um algoritmo de gerenciamento será desenvolvido para eliminar o consumo menos crítico sempre que a disponibilidade de energia estiver a aproximar-se da região crítica. Além disso, o armazenamento térmico e eletroquímico será otimizado de maneira inteligente; uma caldeira de biomassa será considerada para fornecer energia térmica durante esses dias críticos. Algoritmos que considerem as previsões climáticas e o uso da casa (ex. festas) também serão desenvolvidos/integrados.
O novo simulador será usado para projetar, validar e otimizar uma casa off-grid, em fase final de construção pela empresa Black Oak Company, BOC, com um TCO (Total Cost of Ownership) menor que o da casa convencional equivalente (casa de referência). Para que isto seja possível, a equipa proponente concebeu um conjunto eficaz de soluções passivas e ativas que pretende agora caracterizar, otimizar e validar. É a ênfase no TCO que torna este projeto único, ambicioso e ao mesmo tempo muito relevante.
A ambição do projeto inclui também a determinação de outros indicadores de sustentabilidade, como EROI - "Energy Return on Investment", o TCO e o EROI permitirão ter uma visão mais clara da sustentabilidade da nova tecnologia proposta.
Atividades (Tarefas):
1. Monitoramento real fora da rede elétrica e modelos básicos
2. Novas rotinas numéricas e simuladores
3. Otimização
4. Análise de sustentabilidade, incluindo análise econômica
5. Divulgação
Os principais resultados esperados são:
1. Desenvolvimento de ferramentas e metodologias inovadoras de simulação numérica, que serão disponibilizadas ao público, para projetar uma habitação fora da rede elétrica ou nZEB, minimizando o TCO
2. Utilização de novas rotinas numéricas ou combinações de diferentes simuladores existentes (EnergyPlus, PV-Syst) para simular elementos passivos/ativos. O novo simulador usará informações climáticas de média e variância para produzir um modelo estatístico (uma abordagem inovadora)
3. Desenvolvimento de um algoritmo de gestão para eliminar os consumos menos críticos quando a disponibilidade de energia estiver próxima da região crítica
4. Algoritmos que tenham em consideração as previsões do tempo e uso da casa (por exemplo, festas)
5. Desenvolvimento de um módulo LCA, relativo ao armazenamento de energia em baterias de fluxo redox de vanádio (VRFB), para inclusão em bases de dados LCA para utilização em edifícios
6. Desenvolvimento de indicadores de sustentabilidade para análise do impacto ambiental associado à sua produção e operação, como EROI. |