Contribution of renewable energy systems to the energy efficiency of buildings

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaIn recent decades, initiatives promoted at the social level, worldwide, demonstrate the growing concern in relation to environmental preservation. This concern is reflected in current European legislation, more precisely in the European directives 2010/31/EU (Energy and Performance of Buildings) and 2012/27/EU (Energy Efficiency). Most of the content of these regulations focuses on the construction sector, since in Europe about 40% of energy consumption and about 36% of CO2 emissions are related to buildings (Iannace et al., 2019).Conventional sources of energy, based on fossil fuels, are limited and polluting. These factors, coupled with the growing energy consumption in buildings over the years, accompanied by a continuous investment in renewable energies by governments, make the study of alternative energy sources an increasingly important topic nowadays. In 2018, renewable energies represented 18.9% of the energy consumption in Europe, intending to achieve 20% in 2020 (Eurostat, 2020). Portugal has set an ambitious target of reaching 47% for energy that comes from renewable sources, in 2030 (Governo de Portugal, 2019).In this context, the objective of this dissertation, in a first instance, is to characterize the European and Portuguese energy sector, presenting the existing energy policies. In a second instance, it is intended to present and characterize some existing renewable energies, as well as the different technologies that currently exist to take advantage of them. Finally, it will be calculated the contribution of renewable energy from various technological systems that can be applied to residential buildings, using the SCE.ER software, provided by General Direction of Energy and Geology, and the values obtained will be used to thermally calculate a residential building, using the REH methodology, varying several parameters involved in the calculation and recording its influence on the final energy balance.Nas últimas décadas, as iniciativas promovidas a nível social, mundialmente, demonstram a crescente preocupação em relação à preservação ambiental. Esta preocupação reflete-se na atual legislação Europeia, nomeadamente nas diretivas comunitárias 2010/31/EU (Energia e Performance dos Edifícios) e 2012/27/EU (Eficiência Energética). A maior parte do conteúdo destes regulamentos foca-se no setor da construção, uma vez que na Europa cerca de 40% dos gastos de energia e cerca de 36% das emissões de CO2 estão relacionadas com os edifícios (Iannace, Bravo-Moncayo, Ciaburro, Virginia, & Trematerra, 2019).As fontes de energia convencionais, baseadas nos combustíveis fósseis, são limitadas e poluentes. Estes fatores, aliados ao crescente aumento dos consumos de energia nos edifícios ao longo dos anos, sendo acompanhados de um contínuo investimento nas energias renováveis por parte dos governos, tornam o estudo de fontes de energias alternativas um assunto cada vez mais importante hoje em dia. Em 2018, as energias renováveis representaram 18,9 % da energia consumida na Europa, tendo-se como objetivo atingir 20% em 2020 (Eurostat, 2020). Portugal estabeleceu a ambiciosa meta de alcançar 47% para a energia proveniente de fontes renováveis em 2030 (Governo de Portugal, 2019).Neste contexto, é objetivo da presente dissertação, numa primeira instância, caracterizar o setor energético europeu e português, apresentando-se as diferentes políticas energéticas em vigor. Numa segunda instância, pretende-se apresentar e caracterizar diversas energias renováveis existentes, bem como as diferentes tecnologias que existem atualmente para as aproveitar. Por último, será calculada a parcela de energias renováveis de vários sistemas tecnológicos possíveis de aplicar nos edifícios de habitação, com recurso ao software SCE.ER, disponibilizado pela Direção Geral de Energia e Geologia, utilizando-se os valores obtidos para calcular o desempenho térmico e energético de um edifício habitacional, através da metodologia do REH, variando-se diversos parâmetros intervenientes no cálculo e registando-se a sua influência no balanço energético final