Sistema Integrado de Energias Renováveis para Habitações Residenciais – Estudo de Soluções Tecnológicas

• Autor(a) principal: Fernandes, David Bruno Ferreira
• Data de Publicação: 2010
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10348/608
• topic: Energia; energia renovável; aerogerador; turbina eólica; colector solar; reservatório térmico; sistema híbrido; águas sanitárias; aquecimento de água; previsão de radiação; previsão da velocidade do vento; modelo térmico

O desenvolvimento do mundo está cada vez mais dependente da energia, possuindo esta um papel fundamental no desenvolvimento dos países. Com o aumento de produção em massa de energia através de fontes não renováveis e poluentes, o caso dos derivados do petróleo e da energia nuclear, o planeta tem vindo a sofrer grandes alterações climáticas. Mas populações actuais já possuem consciência crítica sobre os problemas ambientais manifestando interesse em apostar nas energias renováveis para a produção de energia. O objectivo deste trabalho é produzir energia localmente através da energia solar térmica e energia eólica, com grande aplicabilidade ao sector habitacional. Como é financeiramente e tecnicamente difícil conseguir que a grande maioria dos edifícios sejam totalmente autónomos, em termos energéticos, um esforço possível passa por melhorar a eficiência e as fontes de energias consumidas nas habitações e edifícios. Após um estudo preliminar foi verificado que a maior parcela de consumo energético em habitações se destina ao aquecimento, nomeadamente ao de águas sanitárias e do ambiente, pelo que será esta a vertente a explorar neste trabalho. Uma segunda vertente consiste em prever a energia renovável produzida ao longo do dia e saber se esta é suficiente para as necessidades energéticas da habitação. Este conhecimento permite estabelecer estratégias inteligentes na gestão da energia, proporcionando uma poupança. De modo a tirar partido da energia eólica e da energia solar térmica para o aquecimento de água residencial, será proposto neste trabalho um sistema híbrido solar-eólico, provando-se com recurso a modelos computacionais à prova da sua rentabilidade económica. O sistema funciona de maneira muito simples, aproveitando a radiação solar para aquecer água. Adicionalmente, a energia eléctrica produzida por uma turbina eólica serve também para aquecer a água, mantida num reservatório isolador para posterior utilização. Para além das vantagens directas observáveis, nesta estrutura a turbina eólica não necessita de regulador de tensão ou de frequência, do que resulta um sistema mais barato e simples. A energia eléctrica é convertida em energia térmica por uma resistência de aquecimento colocada no interior do reservatório térmico. Este trabalho prova que este sistema proporciona economias, conjugando as disponibilidades energéticas de origem solar e eólica, geralmente com diferentes contributos nas diferentes estações do ano. Por exemplo, é climaticamente reconhecido que em Portugal continental existe mais radiação solar no verão e uma maior disponibilidade do vento no inverno. Para suportar e validar este estudo foi desenvolvido um software para criar previsões de radiação e de velocidade do vento ao longo do dia, especificamente para a cidade de Braga entre os anos de 2005 e 2009. Com estas previsões e pela utilização de um modelo térmico de uma habitação consegue-se prever a energia necessária (suplementar), compreendendo-se as diferenças produzidas que existem durante um ano climático.