Otimização de sistemas de autoconsumo baseados no potencial eólico para edifícios de elevada altura

• Autor(a) principal: Oliveira, Carlos José Seabra Costa
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10348/10418
• topic: Potencial eólico; Otimização

Com o excesso da utilização de energia proveniente de fontes não renováveis, é crucial que sejam adotadas novas soluções de geração de energia para compensar este excesso. A integração de fontes de energia renováveis em edifícios de elevada altura vem reduzir a necessidade de energia proveniente da rede elétrica nacional contribuindo para a maximização de autossustentabilidade dos serviços comuns (iluminação, elevadores, climatização, etc.). Aliada à geração de energia a partir de fontes renováveis em parques eólicos, onde está atualmente concentrada a maior produção de energia eólica, existe também uma solução que passa por tornar os consumidores produtores, um conceito denominado por “prosumer”. Estudos recentes apontam para baixas eficiências da integração de aerogerador no meio urbano, quer ao nível da produção energética, quer ao nível económico, resultando numa perda de confiança por parte dos utilizadores. As características pouco favoráveis do escoamento do vento no meio urbano, principalmente os baixos valores de velocidade e a turbulência existente, influenciam diretamente a produção energética e o tempo de vida útil das turbinas. Neste sentido, esta dissertação centra-se em avaliar o potencial eólico num edifício de elevada altura, neste caso, um hotel, através de simulações computacionais de fluídos dinâmicos, que identificaram dois possíveis cenários, quantificar o potencial de produção de energia eólica por parte das pequenas turbinas eólicas no local de instalação através dos dados meteorológicos e das características topográficas para os cenários mencionados, e, por fim, conceber um modelo computacional para otimizar a produção da energia eólica para um sistema de autoconsumo, com o objetivo de minimizar o custo total de energia comprada ao distribuidor de média tensão, rentabilizando ao máximo o retorno financeiro do investimento. Desta forma, através da minimização do custo total para a implementação do sistema de autoconsumo pelo modelo de otimização foi possível conhecer a melhor solução para o caso de estudo. A solução ótima do problema informa-nos de que a melhor escolha é uma turbina de eixo horizontal com um conjunto de baterias de 12,4 kW para a cobertura do edifício para um período de amortização do investimento de cerca de 7 anos, garantindo uma poupança para o período de vida útil do sistema de 76.324,15 € e uma redução de 36% dos picos de consumo em horas de cheia e cerca de 42% para as horas de ponta.