Household water heating using small scale wind turbines

• Autor(a) principal: Russo, Michael Anthony Martins Tavares
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/18616
• topic: Sistemas energéticos sustentáveis; Consumo de energia; Casas de habitação - Eficiência energética; Aquecimento da água; Energias renováveis

O consumo energético global está em constante crescimento, e com este aumento as tecnologias renováveis têm sido desenvolvidas a um ritmo sem precedentes para mitigar os efeitos negativos que este consumo tem no ambiente. Nesta dissertação é investigada a viabilidade de usar micro aerogeradores com o propósito de produzir Águas Quentes Sanitárias (AQS). O objetivo é eventualmente substituir os coletores solares térmicos em zonas urbanas onde o recurso solar é menos favorável, ou complementá-los de modo a aumentar a cobertura das necessidades por fontes renováveis. Para obter estes resultados, foram avaliados dados climáticos de várias regiões de Portugal, e devido ao seu perfil de vento e sol, Aveiro, Nazaré e Angra do Heroísmo foram as escolhidas para neste estudo representar 3 perfis de referência no que respeita a potencial renovável (perfil A, B e C, respetivamente). Foi simulada a energia gerada por micro aerogeradores e coletores solares durante o período de um ano, em dois programas de modelação diferentes. Conclui-se que a implementação de um sistema micro eólico numa região com um perfil de vento como o perfil A não é recomendada, sendo que a potência gerada não seria considerada satisfatória. Para os perfis B e C, estes mostram resultados mais otimistas correspondendo a perfis de vento suficientemente interessantes para justificar a implementação de tecnologia eólica no seu estado de desenvolvimento presente (no caso do perfil C) e eventualmente no futuro (no caso do perfil B). Os melhores resultados mostram uma fração renovável de 40-70%, em perfis de vento tipo C. Foram calculados os custos de operação e manutenção, incluindo compras à rede elétrica, e os custos da energia eólica e solar. Em locais com perfis de vento comparáveis a Aveiro ou a Nazaré (perfis tipo A e B), a energia solar térmica é atualmente a opção economicamente mais viável. No estado atual de desenvolvimento da tecnologia, as soluções baseadas em micro turbinas eólicas devem apenas ser consideradas para locais com perfis de vento idênticos ou superiores aos encontrados em Angra do Heroísmo, tendo um período de retorno do investimento de 5 a 7 anos. A combinação de eólica e solar foi também estudada. Concluiu-se que para um sistema híbrido não se comprova uma combinação favorável entre os recursos eólicos e solares ao longo do dia. No entanto, o perfil anual dos recursos é complementar para situações onde se encontra um perfil de vento tipo C e um perfil solar tipo B. Resumindo, implementação desta tecnologia para o perfil C é possível, mas não o é para o perfil A. No caso do perfil B, com alguns melhoramentos das turbinas eólicas, como a diminuição da velocidade de cut-in para valores entre 1 e 2 m s-1 e a diminuição do custo em 30-40%, localidades com este perfil podem ser viáveis no futuro.