Potencial PV no espaço público urbano

Tese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, em 2018A energia solar fotovoltaica, como energia renovável, veio responder a um aumento do consumo e procura de energia que se tem verificado nos últimos anos. Este aumento leva a que se procure novas maneiras de produzir energia de forma viável, mais económica, com menos impactos no ambiente e um impacto visual o mais leve possível. A energia solar fotovoltaica responde a estas necessidades e oferece vantagens como o funcionamento off-grid e a possibilidade de se integrar com sucesso no espaço público urbano, em equipamentos que necessitem de energia elétrica para funcionar. Para implementar esta solução energética em meio urbano, é necessário primeiro estudar com rigor o espaço disponível, simulando o potencial solar e a existência ou não de sombreamento, que dependem de vários fatores morfológicos. Nesta dissertação, o objetivo foi estudar o potencial no espaço urbano com vista à implementação de luminárias a funcionar exclusivamente a energia solar. Deste modo, a ferramenta usada foi o modelo Solar Analyst, integrado no Sistema de Informação Geográfica (SIG) ArcGIS. Por meio de testes a diferentes variáveis e otimizações ao longo do processo, desenvolveu-se uma metodologia, implementada no ArcGIS, para simular o potencial solar do espaço público urbano para duas áreas distintas da cidade de Lisboa: Baixa de Lisboa e Parque das Nações. Os resultados foram otimizados para o dia do ano em que, previsivelmente, o recurso solar é mais baixo - 21 de dezembro - e, portanto, com menos radiação incidente no espaço público urbano devido ao sombreamento provocado pelos edifícios. Para a zona do Parque das Nações foi feito o exercício de analisar o potencial da substituição de luminárias convencionais existentes por luminárias solares autónomas. Das 136 localizações de luminárias convencionais existentes, concluiu-se que mais de 50% apresentam-se como localizações viáveis para uma eventual substituição por luminárias solares.Photovoltaic (PV) Solar energy, as a renewable resource, has come as an alternative in response to the increase of the demand of energy in the past years. That demand leads to a search for several alternative ways to produce energy in a more viable and sustainable way. Solar photovoltaic energy offers some advantages, as the off-grid mode and the possibility of an easy integration in urban environment, as in public urban spaces. To adapt this solution on the urban context, it is mandatory to study several variables, like shadowing (by the buildings) or morphology of the streets, in order to understand their influence on the conversion of solar resource, and proceed to a viable simulation. In this project, the key was to analyze the solar resource in urban environment in order to evaluate the viability to install solar street lights, replacing the existing ones. The simulation was performed using the Solar Analyst tool of the ArcGIS software. After testing several variables, and some optimization processes, a viable methodology was developed, and applied to two distinct public urban spaces in the city of Lisbon: Baixa (downtown), and the modern neighborhood Parque das Nações. The results were optimized for the day of the year where the expected solar irradiance is lowest and where building and obstacle shadowing is at its greatest - December, 21st. In this day of the year, the solar resource on public spaces is expected to be minimum. For the Lisbon neighborhood Parque das Nações, the challenge was to calculate how many of the existing street lights could be replaced for independent solar street lights. The simulation showed that more than 50% of the 136 existing street lights could be replaced for solar street lights