Pré-certificação energética de grandes edifícios de serviços e dimensionamento de um sistema de produção renovável

Tese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2020Um contínuo crescimento populacional e a consequente procura de energia cada vez mais acentuada, levou as grandes organizações mundiais a procurar medidas no sentido da otimização do consumo. A educação e sensibilização dos consumidores e o aumento da penetração de energias renováveis têm sido fundamentais no alcance deste objetivo mundial. Segundo dados de 2017 o setor dos edifícios representava 41,7% do consumo de energia na União Europeia. Com uma tendência crescente decorrente do crescimento populacional tornou-se fulcral a definição de um desempenho energético mínimo de forma a alcançar as metas propostas pela União Europeia. O estudo em causa tem por objetivo a avaliação do desempenho energético de um edifício de comércio e serviços (resort) com a emissão de um pré-certificado e posterior implementação de medidas de otimização as quais passam por um sistema de produção renovável com vista a alcançar um balanço de energia nulo. O estudo visa igualmente a análise económica da implementação do sistema fotovoltaico. Tanto para a avaliação do desempenho energético dos edifícios, bem como para o dimensionamento e cálculo da energia produzida pelo sistema fotovoltaico houve necessidade de recorrer a um software que nos permitisse realizar uma simulação térmica dinâmica de multizona. Para tal utilizou-se, o EnergyPlus sendo necessário a criação de um modelo, em que o edifício é dividido em diferentes zonas térmicas, utilizando-se o Sketch Up como software auxiliar de desenho. Com a presente dissertação verifica-se que a implementação do sistema de produção renovável, seja este On-Grid com ou sem sistema de armazenamento, torna possível alcançar um edifício de balanço energético quase nulo. O sistema de produção de energia renovável é composto por painéis fotovoltaicos, com uma potência instalada de 990 kWp e um banco de baterias de ácido chumbo com uma capacidade de 4645 kWh. Este sistema apresenta uma penetração renovável de 34,4% face ao consumo de energia primário pelo edifício em estudo o que ainda é manifestamente reduzido face à potencia instalada e à capacidade do banco de baterias. Economicamente foi considerado para o projeto um período de vida útil de 25 anos, com um Valor Atualizado Líquido (VAL) no final do mesmo de 1 278 487,98€, a que correspondeu um período de retorno do investimento de 12,94 anos.Continuous population growth and the subsequent demand for energy, which has become increasingly accentuated, has led major global organizations to seek measures to optimize consumption. The education and awareness of consumers and the increased penetration of renewable energies have proved vital in achieving this global objective. According to data from 2017, the buildings sector represented 41,7% of energy consumption in the European Union. With a growing trend due to population growth, the definition of a minimum energy performance has become crucial in order to achieve the goals proposed by the European Union. The study in question aims to evaluate the energy performance of a commercial and services building (resort) with the issuance of a pre-certificate and subsequent implementation of optimization measures which go through a renewable production system in order to achieve a zero energy balance. The study also aims at the economic analysis of the implementation of the photovoltaic system. Both for the evaluation of the energy performance of buildings, and for the dimensioning and calculation of the energy produced by the photovoltaic system, it was necessary to use software that would allow us to perform a dynamic multi-zone thermal simulation. For that, it was used the EnergyPlus, being necessary to create a model, in which the building is divided into different thermal zones, using Sketch Up as auxiliary drawing software With this dissertation it is verified that the implementation of the renewable production system, whether it is On-Grid, with or without storage system, makes it possible to achieve an almost zero energy balance building. The renewable energy production system consists of photovoltaic panels, with an installed capacity of 990 kWp and a bank of lead-acid batteries with a capacity of 4645 kWh. This system has a penetration of the renewables of 34,4% compared to the primary energy consumption by the building under study, which is still manifestly reduced in view of the installed power and the capacity of the battery bank. Economically, a service life of 25 years was considered for the project, with a Net Present Value (NPV) at the end of 1 278 487,98 EUR, which corresponded to a payback period of 12,94 years