O papel das Renováveis no contexto NZEB
António Joyce
LNEG – Laboratório Nacional de Energia e Geologia
Estrada do Paço do Lumiar, 1649 - 038 Lisboa, PORTUGAL
Edifício Solar XXI
[email protected]
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Até ao final do sec. XVIII a população
mundial vivia essencialmente de uma
forma dispersa e em meio rural.
Os Edifícios construídos localmente
tinham uma adaptação natural às
condições do clima.
O advento da era industrial e a
migração para as cidades levou a
uma procura de processos de
construção rápidos e de baixo custo,
nem sempre acompanhados de uma
preocupação energética. A adaptação
ao clima foi superada pela introdução
de
equipamento
térmico
de
climatização.
Ilustração da Grande Enciclopédia
Portuguesa e Brasileira
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Em 2008 a população mundial que vive nas grandes cidades
ultrapassou a população rural.
Esta evolução parece ser irreversível e o aparecimento das mega
cidades, nomeadamente na Ásia, em África e na América Latina
coloca desafios tremendos nomeadamente do ponto de vista da
Energia, do Consumo e em última análise do desenvolvimento
sustentável.
Por um lado a deficiência infraestrutural resultante do crescimento
desregrado dos subúrbios das mega cidades conduz a problemas
económicos, sociais e ambientais, por outro tem trazido
modificações no processo de Consumo e desenvolvimento de
alguns aspetos inovadores na área das trocas comerciais.
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Estaremos mais próximos de uma cidade futurista, planeada com edificação
em altura ou pelo contrário iremos ter subúrbios gigantescos de cidades de
auto construção?
Visão para uma zona do Dubai
Subúrbios do Cairo
Qual delas é mais sustentável?
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Que papel para a Energia neste âmbito?
Qual a estrutura de consumo energético numa grande cidade da Europa
ou da América do Norte?
E nos subúrbios das mega cidades das economias emergentes?
Onde se Consome mais Energia per capita?
Pequim
Pequim
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Edifícios na Europa e em Portugal
~ 400 milhões m2
Fonte: Buildings Performance Institute Europe
65 % residencial
35 % outros
www.bpie.eu
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Electricidade
Fonte: Estatísticas de Energia da DGEG
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Edifícios representam mais de 20 % da energia consumida em
Portugal e cerca de 60 % de toda a electricidade consumida.
A Electricidade vai continuar a ser o principal vector energético
nos Edifícios.
Os Edifícios passarão a ser também produtores de energia
(calor e electricidade) intregrando fontes Renováveis.
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Desde os anos 80 do século passado começam a
surgir novos conceitos energéticos associados aos
Edifícios
Eficiência Energética em Edifícios
Utilização Racional de Energia em Edifícios
Edifícios Solares Passivos
Edifícios Bioclimáticos
Edifícios Verdes
Edifícios Eco-Eficientes
NZEB
Edifícios Sustentáveis.
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Edifícios Solares Passivos
Utilização das soluções construtivas conhecidas como soluções solares passivas:
•Boa orientação do, ou dos, edifícios face a radiação
solar e face à sua utilização final.
•Grandes fachadas envidraçadas viradas ao Sul (no
hemisfério Norte) e redução das fachadas
envidraçadas a Norte.
•Palas de sombreamento.
•Introdução de materiais de inércia térmica.
•Utilização do solo e da vegetação para variar as
condições de inércia e de transmissividade da radiação
solar.
CasaTérmicamente Optimizada
(Porto)
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Net Zero Energy Buildings (NZEB)
A Europa tem uma aposta para 2020 no conceito de Edifício de Balanço
Energético Nulo (Net Zero Energy Buildings - NZEB).
Envolve edifícios residenciais e não residenciais, novos ou já existentes e
não se refere apenas a edifícios isolados.
Chegar ao NZEB poderá também ser mais fácil considerando áreas
edificadas (ex: zona habitacional, zona hospitalar, escola, parque industrial,
campus universitário, parque tecnológico) dado que permitem:
• conjugar orientações para melhor aproveitar o Sol.
• a utilização de infraestruturas energéticas comuns.
• utilizar mobiliário urbano com produção de energia
• armazenamento nomeadamente o térmico e de forma sazonal.
• ter uma abordagem integrada e sistémica envolvendo a mobilidade
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www.iea-shc.org/task40
Energy Conservation in Buildings and Community Systems (ECBCS)
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A utilização de sistemas Solares Térmicos
A utilização de sistemas solares térmicos ou de sistemas solares
térmicos em conjunto com bombas de calor para:
•aquecimento de águas.
•aquecimento de ambiente
•frio solar
Novos colectores para
temperaturas elevadas
Será necessário abordar a questão do armazenamento sazonal para se
poderem atingir fracções solares anuais de perto de 100 %.
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O armazenamento de energia Solar térmica
Armazenamento Sazonal
Armazenamento integrado
nos materiais de construção
Materiais de Mudança de Fase (PCMs)
com pontos de fusão baixos, em geral à
base de parafinas e que são
microencapsulados e integrados nos
materiais de construção.
Armazenamento sazonal no solo
(fonte – Sonnenkraft)
fonte : Ahmet Sarı et al
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A produção de electricidade Solar
Integração em edifícios (BIPV) – novos conceitos e materiais
Projecto Solar Tiles (QREN)
Desenvolvimento de Sistemas Solares Fotovoltaicos em Coberturas e Revestimentos
Cerâmicos
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A Trigeração Solar – Calor, Frio e Electricidades Solares
Novos Colectores Solares Híbridos PV/T
Colector PV/T em desenvolvimento
no LNEG no âmbito do Projecto
“SOL3” do QREN
Modelo do Projecto “SOL3” do QREN
SELFENERGY, LNEG, Univ. Nova de Lisboa, Inst. Polit. Setúbal
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Novas Ideias para Energia nos Edifícios
Brainstorm em termos de ZEB - Marvão, Maio de 2008
•Living walls and roofs
•Smart generation
•Low exergy buildings
•Bright light
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Novas Ideias para Energia nos Edifícios
Novas envolventes para os edifícios.
Sistemas Solares Térmicos e PV
Bombas de calor
Novos conceitos de iluminação natural
Produção de energia a partir de renováveis
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Novas Ideias para Energia nos Edifícios
Exemplo:
Projecto InovGrid em Évora
(Edp, Lógica; Inesc Porto;
Efacec; Janz e Contar)
As redes energéticas inteligentes
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e também alguma inovação disruptiva …
Novos materiais de construção com
adaptação às diferentes situações climáticas
exteriores.
Fachadas Adaptativas.
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www.iea-shc.org/task40
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Exemplo de um Edifício NZEB em Portugal
Edifício SOLAR XXI do LNEG
Eficiência Energética
Integração de Renováveis
Edifício Laboratório
Exemplo de utilização de
Energias Renováveis em
Edifício Público
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Sistemas Fotovoltaicos
Na fachada Sul:
12 kWp
Silício Policristalino
Ligado à rede
No parque de estacionamento:
6 kWp Silício Amorfo
12 kWp CIS
Ligado à rede
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Parque de Estacionamento com Cobertura Fotovoltaica (mobiliário urbano)
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CONCLUSÕES
Atuar do lado da procura através de construção energeticamente
eficiente: conceito do edifício adaptado ao clima, utilizando iluminação
natural e diminuindo consumos energéticos. Jogar com a inércia.
Novos materiais eventualmente adaptativos. Otimizar a infraestrutura
energética.
Atuar ao nível do comportamento do utilizador do Edifício (manual do
utilizador do Edifício).
Atuar do lado da oferta integrando Renováveis de raiz aproveitando
da melhor forma os recursos locais.
Necessidade de Formação na área da Energia para o sector da
Construção.
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Iniciativa Build Up Skills
do Intelligent Energy Europe
BUILD-UP SKILLS PORTUGAL
Formação para as Renováveis e Eficiência Energética
no Sector da Construção
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OBRIGADO
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