Avaliação do potencial solar e análise de medidas de eficiência energética num edifício universitário

Tese de mestrado integrado, Engenharia da Energia e do Ambiente, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências 2015The world building stock is dominated by existing buildings whose energy efficiency is below optimal. Analysis of the breakdown of the energy consumption of each building by end use is an essential tool to identify inefficiencies. In this study the energy consumption of a university building is analysed using dynamic thermal simulation and existing energy consumption data. From these results an energy consumption split between lighting, HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning) and others was obtained. This information was used to perform the building energy certification (Portuguese Energy Performance Regulation for Services and Commerce Buildings) and improvement measures were studied. The results showed that 39% of the final energy use is due to lighting, 36% for HVAC and 25% for other purposes. Based on Regulation the building is labelled as B- class. The energy optimization measures have a reduction potential of 40% in the final energy consumption. Energy efficiency is not limited to reducing energy consumption. In urban environment, local photovoltaic energy production can maximize the use of solar energy and avoid energy losses that typically occur between production centres and consumer sites. Through a three-dimensional model of the university campus the feasibility of the installation of a photovoltaic system on the roof was studied for two university campus (in Portugal and Mozambique). For the Portuguese case, using the on-site consumption option, the photovoltaic system can supply 13% of the annual electricity consumption with a 13 year payback. For the current Mozambique energy price structure and system costs the predicted payback is more than 20 years.O parque edificado é maioritariamente representado por edifícios existentes que por serem mais antigos e não estarem sujeitos a políticas de eficiência energética têm um elevado consumo de energia. A desagregação do consumo energético de cada edifício por uso final representa um instrumento essencial para identificar possíveis ineficiências. Neste trabalho, analisou-se um edifício universitário através de um modelo de simulação dinâmica calibrado a partir das faturas de energia. Desses resultados obteve-se uma divisão de consumo de energia por iluminação, climatização e outros. A partir destes resultados o edifício foi certificado com base no Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Comércio e Serviços e analisaram-se medidas de melhoria. Os resultados demonstraram que 39% da energia final é para iluminação, 36% para climatização e 25% para outros fins. Com base no regulamento o edifício inclui-se na classe B- e as medidas de melhoria apresentam um potencial de redução conjunto de 40% da energia final. Por outro lado, a eficiência energética não se limita a uma diminuição de consumo de energia. Em meio urbano a produção de energia fotovoltaica localmente evita perdas de energia que ocorrem tipicamente entre os centros produtores e locais de consumo. Com recurso a um modelo tridimensional de um campus universitário foi estudada a viabilidade de um sistema fotovoltaico na cobertura para um campus universitário em Portugal e em Moçambique. Em Portugal, caso o sistema de autoconsumo seja adotado, o sistema fotovoltaico de 310 kWp poderá suprir 13% do consumo anual de energia elétrica com viabilidade financeira ao fim de 13 anos. Em Moçambique, devido ao custo de energia atual e aos custos de sistema o payback é superior a 20 anos