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Os edifícios são grandes consumidores de energia e emissores de poluentes para o ambiente. Para modificar esta situação, numerosos países, incluindo a União Europeia, têm criado regulamentos para reduzir o consumo de energia primária nos edifícios. A nova diretiva europeia EPBD2 [1] exige que os novos edifícios tenham que se aproximar de edifícios de energia zero (ZEB) a partir de 2018/20. Para alcançar este objetivo será necessário usar energias renováveis nos edifícios, em combinação com medidas de poupança energética.
Os sistemas de energia solar são já usados, tanto do ponto de vista de geração elétrica no local, com coletores fotovoltaicos (PV), como para fornecer calor útil, com coletores térmicos (ST). É possível obter aquecimento e arrefecimento ambiente com sistemas ST, eventualmente combinados com bombas de calor. Desta forma, a energia solar pode ser usada com a combinação de tecnologias existentes para fornecer eletricidade, calor e arrefecimento, necessários na edificação. Quando estas tecnologias se combinam com sistemas de armazenamento, capazes de compensar as flutuações da radiação solar, o conjunto permite fornecer uma grande parte, ou a totalidade, da energia necessária da edificação, sem impacto ambiental, assim contribuindo para a meta dos ZEB.
O projeto de investigação proposto visa desenvolver um sistema de poligeração fiável e rentável, para um edifício de teste existente, capaz de fornecer as necessidades de eletricidade, arrefecimento e aquecimento. O sistema usará a energia solar como fonte principal de energia, usando coletores PV e ST, incluindo armazenamento elétrico e térmico. Os PV produzirão a energia elétrica nece  |
Resumo
Os edifícios são grandes consumidores de energia e emissores de poluentes para o ambiente. Para modificar esta situação, numerosos países, incluindo a União Europeia, têm criado regulamentos para reduzir o consumo de energia primária nos edifícios. A nova diretiva europeia EPBD2 [1] exige que os novos edifícios tenham que se aproximar de edifícios de energia zero (ZEB) a partir de 2018/20. Para alcançar este objetivo será necessário usar energias renováveis nos edifícios, em combinação com medidas de poupança energética.
Os sistemas de energia solar são já usados, tanto do ponto de vista de geração elétrica no local, com coletores fotovoltaicos (PV), como para fornecer calor útil, com coletores térmicos (ST). É possível obter aquecimento e arrefecimento ambiente com sistemas ST, eventualmente combinados com bombas de calor. Desta forma, a energia solar pode ser usada com a combinação de tecnologias existentes para fornecer eletricidade, calor e arrefecimento, necessários na edificação. Quando estas tecnologias se combinam com sistemas de armazenamento, capazes de compensar as flutuações da radiação solar, o conjunto permite fornecer uma grande parte, ou a totalidade, da energia necessária da edificação, sem impacto ambiental, assim contribuindo para a meta dos ZEB.
O projeto de investigação proposto visa desenvolver um sistema de poligeração fiável e rentável, para um edifício de teste existente, capaz de fornecer as necessidades de eletricidade, arrefecimento e aquecimento. O sistema usará a energia solar como fonte principal de energia, usando coletores PV e ST, incluindo armazenamento elétrico e térmico. Os PV produzirão a energia elétrica necessária, usando uma inovadora bateria redox de vanádio para compensar o desfasamento entre a geração e o consumo. Os ST e um armazenamento térmico fornecerão as necessidades térmicas através de água quente, ao mesmo tempo que poderão abastecer as necessidades de frio quando conectados a uma nova bomba de calor de ejector de geometria variável (VGE), que tem sido desenvolvida nos últimos anos pelos membros da equipa [2]. O uso de materiais com mudança de fase (PCM) será investigado. Desta forma, o sistema terá capacidade de fornecer todas as necessidades energéticas do edifício, conseguindo um edifício ZEB. Uma questão crítica para o funcionamento eficiente do sistema é o controlo, pelo que serão desenvolvidos mecanismos de controlo robustos para o funcionamento do edifício.
Os valores nominais a atingir para potências de arrefecimento, aquecimento e energia elétrica serão de 2 kW, 7 kW e 1 kW, respetivamente. Como resultado do projeto, serão construídos pela primeira vez em Portugal um protótipo do sistema e uma instalação de demonstração.
Este projeto contribuirá significativamente para os domínios prioritários da estratégia nacional de I&D, abordando a utilização de energias renováveis, a sustentabilidade energética (em particular nos edifícios) e a redução das emissões de CO2. |