estudo de viabilidade para implementação de energias … · vi resumo o presente trabalho incide...
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Estudo de viabilidade para implementação de energias
renováveis num complexo turístico rural - Lugar dos Devas
– Galiza
Pedro Nuno Rodrigues Bento
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em
Engenharia Mecânica
Orientadores: Prof. Carlos Augusto Santos Silva Prof. Carlos Manuel do Amaral Alegria
Júri
Presidente: Prof. Edgar Caetano Fernandes Orientador: Prof. Carlos Augusto Santos Silva
Vogal: Dr. Rui Pedro da Costa Neto
Novembro 2017
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III
Este trabalho foi escrito em desacordo com o novo acordo ortográfico.
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IV
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V
Agradecimentos
O presente trabalho marca simultaneamente o fechar de um ciclo e o início do seguinte. Como tal é a
aplicação da experiência e conhecimento adquiridos projectados na vontade de melhorar e valorizar
um local para mim muito especial, onde vive a minha família e ao qual associo o verdadeiro conceito
de lar.
Começo por agradecer à minha família - pais e oito irmãos mais novos, que me ajudaram durante todo
o curso, em particular nesta fase final. Mais importante que toda a informação facultada foi o apoio e
motivação, a confiança e a paciência que sempre tiveram para comigo.
Um destaque especial à Catarina Quatorze, minha companheira. O seu apoio e colaboração foram
fundamentais nos momentos mais atribulados, foi ela que acompanhou todos os dias e passo a passo,
o desenvolvimento do trabalho.
Uma palavra de sentido agradecimento a todos os colegas e amigos que na forma de uma dica, opinião,
disponibilidade ou sentido crítico estiveram disponíveis para me ajudar na escrita, revisão e
organização deste trabalho, em particular ao João Cunha e ao José Matos.
Especial agradecimento ao Gonçalo Moura, que me acompanhou nas últimas disciplinas do curso e de
forma mais próxima, na dissertação. Foi o seu apoio em termos de planeamento, organização,
estratégia, gestão de tempo e de sobretudo de energia que me permitiu chegar à conclusão.
Agradeço ao Professor Mário Costa pela sua disponibilidade e por acreditar neste projecto, sem o seu
incentivo este trabalho poderia ter ficado só pela ideia.
O Professor Carlos Alegria teve um papel importante, tendo em conta o cariz prático deste trabalho,
numa fase inicial de aprendizagem e recolha de informação, pelas visitas ao Hotel Rural Vale do Rio e
à Central Termoeléctrica de Biomassa de Terras de Santa Maria.
Ao Professor Carlos Silva agradeço todo o auxílio, aconselhamento e orientação na redacção do
presente trabalho, pela sua visão cuidada e experiência que me ajudou a ter o foco necessário à sua
conclusão.
Por último, os devidos agradecimentos ao Professor Luís Guerra e Silva, ao Eng.º Jorge Matias e ao
Eng.º Jorge Prates, por todo o apoio e compreensão no meu trabalho na Direcção de Serviços de
Informática, ao longo da escrita e desenvolvimento da dissertação.
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VI
Resumo
O presente trabalho incide sobre a viabilidade da instalação de fontes de energia renováveis num
empreendimento turístico rural, localizado na Galiza – Lugar dos Devas. Como tal, este estudo partiu
da análise da região, respectivo clima e recursos disponíveis com o objectivo do levantamento de
necessidades energéticas, com base na instalação já existente e análise de histórico e estimativa de
consumos (226kWh). Foram comparadas com as necessidades energéticas obtidas pela análise dos
graus-dia de aquecimento (170kWh), de forma independente, foi feita a simulação de um modelo de
uma das casas, para avaliar as necessidades energéticas, utilizando um software específico para o
efeito – Energy Plus (55kWh). Posteriormente, foram avançadas várias opções de instalação de fontes
de energia renováveis, em particular opções de biomassa e geotérmica. Foi seleccionada a solução de
geotérmica, por ser uma tecnologia limpa, cómoda, fiável, de baixa manutenção e com um período de
amortização de investimento de metade do tempo das opções de biomassa, entre 5 e 8 anos, conforme
a taxa de ocupação e os subsídios aplicáveis. Independentemente da fonte de energia utilizada, a
prioridade neste complexo é o investimento no isolamento e envolventes, que vão permitir uma
economia significativa em termos energéticos. Considerando a perspectiva futura do empreendimento,
deverá ser escolhida a aplicabilidade de cada solução.
Palavras Chave:
Energias renováveis, Turismo rural, Galiza, Biomassa, Geotérmica, Sustentabilidade
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VII
Abstract
The present work focuses on the viability of installing renewable energy sources in a rural tourism
project, located in Galicia – Lugar dos Devas. The approach included the analysis of the region, its
climate and the available resources with the aim of evaluating energy needs, based on the existing
installation and estimation of consumption (226kWh). It was compared with the energy requirements
obtained by the analysis of heating degree-days (170kWh), independently, a model of one of the houses
was simulated to evaluate the energy needs, using specific software Energy Plus (55kWh).
Subsequently, various options for the installation of renewable energy sources, in particular biomass
and geothermal options were pointed. Geothermal solution has been chosen because it is a clean,
comfortable, reliable, low-maintenance technology with a half-time investment amortization period of the
biomass options, between 5 and 8 years, depending on the occupation rate and the applicable support.
Regardless of the power source used, the priority is the investment in insulation and enclosures, which
will allow significant energy savings. From the feasibility study of the business and considering the future
perspective of the enterprise, the applicability of each solution would be chosen.
Keywords:
Renewable energy; Rural tourism; Galicia; Biomass; Geothermal; Sustainability
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VIII
Índice
1 Introdução ........................................................................................................................................ 1
1.1 Motivação ................................................................................................................................ 1
1.2 Objectivos ................................................................................................................................ 2
1.3 Revisão bibliográfica ............................................................................................................... 2
1.3.1 Energias renováveis e a sua importância ........................................................................... 2
1.3.2 As energias renováveis em Espanha .................................................................................. 4
1.3.3 Energias renováveis no turismo .......................................................................................... 6
1.3.4 Turismo sustentável ............................................................................................................ 6
1.3.5 Modelos de estudo .............................................................................................................. 6
1.4 Estrutura .................................................................................................................................. 7
2 Metodologia ..................................................................................................................................... 9
2.1 Caso de estudo – Lugar dos Devas ........................................................................................ 9
2.1.1 História ................................................................................................................................. 9
2.1.2 Localização .......................................................................................................................... 9
2.1.3 Descrição ........................................................................................................................... 11
2.1.4 Clima .................................................................................................................................. 13
2.2 Necessidades energéticas .................................................................................................... 15
2.2.1 Análise das condições de serviço ..................................................................................... 15
2.2.2 Histórico de consumos de gás propano ............................................................................ 17
2.2.3 Histórico de consumos de electricidade ............................................................................ 19
2.2.4 Análise de graus-dia de aquecimento ............................................................................... 21
2.2.5 Recursos disponíveis ........................................................................................................ 22
3 Modelação ..................................................................................................................................... 25
3.1 Determinação das necessidades de aquecimento da casa B .............................................. 25
3.2 Resultados da modelação ..................................................................................................... 27
3.2.1 Necessidades de aquecimento, na casa B ....................................................................... 27
3.2.2 Necessidades de aquecimento, com uma ocupação de 60% .......................................... 28
3.2.3 Necessidades de aquecimento, com uma ocupação de 80% .......................................... 28
3.2.4 Necessidades de aquecimento, com uma ocupação de 100% ........................................ 29
3.3 Comparação de resultados ................................................................................................... 30
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IX
4 Potenciais soluções ....................................................................................................................... 31
4.1.1 Solução A – biomassa com pellets.................................................................................... 31
4.1.2 Solução B – biomassa de diversas fontes ........................................................................ 31
4.1.3 Solução C – energia geotérmica ....................................................................................... 32
4.1.4 Solução D – propano ......................................................................................................... 32
4.1.5 Análise comparativa .......................................................................................................... 33
5 Discussão ...................................................................................................................................... 35
5.1 Estudo de viabilidade económica .......................................................................................... 35
5.2 Comparação da instalação com as necessidades energéticas do modelo em EP .............. 36
6 Conclusões e reflexão ................................................................................................................... 37
Bibliografia ............................................................................................................................................. 39
Anexos ................................................................................................................................................... 43
A - Relação de radiadores por divisão e por edifício ........................................................................ 43
Casa A ........................................................................................................................................... 43
Casa B ........................................................................................................................................... 43
Casa C ........................................................................................................................................... 44
Casa D ........................................................................................................................................... 44
Restaurante ................................................................................................................................... 44
B - Consumos de electricidade ......................................................................................................... 45
Tabela do consumo eléctrico do conjunto restaurante, casa A e casa B ..................................... 45
Tabela do consumo eléctrico do conjunto da casa C e casa D .................................................... 46
C – Cálculos para a solução A .......................................................................................................... 48
Orçamento exemplo para instalação de caldeiras de biomassa [23]. .......................................... 48
Orçamento estimado para a caldeira Pereko KSR 100 ................................................................ 48
Custo da solução A ....................................................................................................................... 48
D – Cálculos para a solução B .......................................................................................................... 49
Orçamento estimado para duas caldeiras Vento Multi ................................................................. 49
Custo da solução B, com pellets ................................................................................................... 49
Custo da solução B, com estilha ................................................................................................... 49
Custo da solução B, com lenha ..................................................................................................... 50
E – Cálculos para a solução C .......................................................................................................... 51
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X
Orçamento para a solução C, com T=50ºC .................................................................................. 51
Custo da solução C, com T=50ºC ................................................................................................. 51
Orçamento para a solução C, com T=60ºC .................................................................................. 52
Custo da solução C, com T=60ºC ................................................................................................. 52
F – Cálculos para a Solução D .......................................................................................................... 53
Custo da solução D, para ocupação de 60% ................................................................................ 53
Custo da solução D, para ocupação de 80% ................................................................................ 53
Custo da solução D, para ocupação de 100% .............................................................................. 54
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XI
Índice de Figuras
Figura 1 - Consumo energético proveniente de fontes renováveis na União Europeia [5]. ................... 3
Figura 2 - Mapa do Lugar dos Devas, adaptado de [14]. ...................................................................... 10
Figura 3 - Vista aérea do empreendimento Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza. ................. 10
Figura 4 - Casas A e B do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza. ........................................... 11
Figura 5 - Pátio entre as casas C e D do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza. .................... 11
Figura 6 - Piso térreo do restaurante do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza. ...................... 12
Figura 7 - Plantas das casas A, B e restaurante do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza. .... 12
Figura 8 - Plantas das casas C e D do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza. ........................ 13
Figura 9 - Histórico das temperaturas médias mensais 1982-2012 e 2014-2016, [16]. ....................... 14
Figura 10 - Radiador Roca Jet 60 utilizado no aquecimento central do Lugar dos Devas, [17] ........... 15
Figura 11 - Consumo eléctrico por núcleo de casas e total do Lugar dos Devas................................. 21
Figura 12 - Mapa europeu do potencial de energia solar fotovoltaica, adaptado de [19] [20]. ............. 22
Figura 13 - Mapa do potencial de energia solar PV em Espanha, adaptado de [19] [20]. ................... 23
Figura 14 - Vista lateral da casa B do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza. ......................... 25
Figura 15 - Perspectiva nordeste do modelo da casa B do Lugar dos Devas, Cernadela, Galiza. ...... 26
Figura 16 - Perspectiva sudeste do modelo da casa B do Lugar dos Devas, Cernadela, Galiza. ....... 26
Figura 17 - Necessidades energéticas mensais, em função da taxa de ocupação (TO). .................... 29
Figura 18 - Comparativo dos resultados das análises de necessidades energéticas. ......................... 30
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XII
Índice de Tabelas
Tabela 1 - Áreas e volumes por edifício do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza. ................. 12
Tabela 2 - Histórico de temperaturas médias mensais 1982-2012 e 2014-2016, [16]. ........................ 14
Tabela 3 – Energia mensal disponibilizada pelo sistema de aquecimento central 17]. ........................ 16
Tabela 4 - Potência de aquecimento instalada na casa B do Lugar dos Devas................................... 16
Tabela 5 – Potência e consumo energético mensal do equipamento eléctrico do restaurante do Lugar
dos Devas. ............................................................................................................................................. 17
Tabela 6 - Histórico de consumos de propano no Lugar dos Devas entre 2008 e 2017. ..................... 18
Tabela 7 - Consumo estimado [kg] mensal de gás propano, em função da taxa de ocupação. .......... 18
Tabela 8 - Custo e consumo de gás propano, em função da taxa de ocupação.................................. 18
Tabela 9 - Consumo eléctrico do restaurante, casas A e B do Lugar dos Devas, entre 2008 e 2017. 19
Tabela 10 - Consumo eléctrico das casas C e D do Lugar dos Devas, entre 2014 e 2017. ................ 20
Tabela 11 - Consumo eléctrico total do Lugar dos Devas entre 2016 e 2017. ..................................... 20
Tabela 12 - Graus-dia de aquecimento em função do consumo de propano [18]. ............................... 21
Tabela 13 - Necessidades energéticas anuais estimadas pelo método HDD. ..................................... 22
Tabela 14 - Recursos de biomassa disponíveis na região. .................................................................. 24
Tabela 15 - Características dos materiais de construção definidos para a simulação [27]. ................. 26
Tabela 16 - Energia necessária ao longo do ano, na casa B. .............................................................. 27
Tabela 17 – Necessidades de aquecimento, com uma taxa de 60% de ocupação. ............................ 28
Tabela 18 - Necessidades de aquecimento, com uma taxa de 80% de ocupação. ............................. 28
Tabela 19 - Necessidades de aquecimento, com uma taxa de 100% de ocupação. ........................... 29
Tabela 20 - Consumo e custos, na solução A....................................................................................... 31
Tabela 21 - Consumo e custos, na solução B, em função do tipo de combustível. ............................. 31
Tabela 22 - Consumo e custos, na opção C, em função do modelo considerado. .............................. 32
Tabela 23 - Consumos e custos estimados de gás propano, em função da taxa de ocupação (TO). . 32
Tabela 24 – Comparação dos resultados do estudo de viabilidade. .................................................... 33
Tabela 25 - Previsão de amortização em função da solução. .............................................................. 33
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XIII
Nomenclatura
Acrónimos
AQS
AENOR
EP
ER
FER
GEE
HDD
INEGA
IVA
OCDE
PIB
RED
Águas quentes sanitárias
Asociación Española de Normalización e Certificación
Energy Plus
Energias renováveis
Fontes de energias renováveis
Gases de efeito de estufa
Graus-dia de aquecimento
Instituto Enerxético de Galicia
Imposto sobre o valor acrescentado
Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Económico
Produto interno bruto
Renewable Energy Directive
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1
1 Introdução
Considerando o paradigma energético actual, a dependência dos combustíveis fósseis é um aspecto
importante, atendendo às nefastas consequências para o meio ambiente e tendo em conta que estes
recursos são cada vez mais escassos.
Na era da informação, existe cada vez mais consciência destas questões e os destinos de férias
começam a ser escolhidos com essa preocupação. À semelhança do que já acontece na verificação
das emissões de poluentes, aquando a compra de um carro ou na sua rotina diária, as pessoas estão
cada vez mais sensíveis para estes temas e adoptam práticas mais sustentáveis e responsáveis para
com o futuro do meio ambiente. Como tal, o turismo sustentável tem apresentado um desenvolvimento
importante quer em termos de novas instalações projectadas de raiz, quer na reformulação das fontes
de energia para opções mais económicas, limpas e sustentáveis de empreendimentos ainda
dependentes de combustíveis fósseis.
1.1 Motivação
Num contexto de turismo rural de aldeia recuperada de acordo com os princípios de bioconstrução, o
uso de fontes renováveis de energia e a consequente redução da dependência das formas de energia
mais tradicionais são argumentos relevantes, aos quais o público-alvo é particularmente sensível e
representam um desafio importante no panorama actual.
As fontes de energia renováveis, em particular eólica, geotérmica e biomassa surgem como opções
interessantes, considerando a localização – Galiza e a respectiva disponibilidade de recursos. Estas
alternativas devem colmatar as necessidades de aquecimento e de águas quentes sanitárias. Com este
propósito, foram consideradas duas abordagens – por um lado, mantendo a instalação de radiadores
já existente e projectando com vista a fornecer a energia necessária para a suportar uma ocupação
total; por outro foi feito um estudo de auditoria energética baseado nas condições climatéricas locais e
nos materiais utilizados na construção, verificando assim, o projecto da instalação original, face às
condições actuais.
As opções alternativas de electricidade mostraram-se pouco realistas numa primeira fase,
considerando as necessidades e a dimensão do complexo nas vertentes de habitação e restauração.
Como tal, a total independência das fontes de energia actuais poderá ser alvo de um estudo futuro.
Qualquer passo neste sentido será uma mais-valia que terá um impacto profundo, potenciando a
sustentabilidade pela valorização em geral, e simultaneamente assegurando a autonomia do projecto.
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2
1.2 Objectivos
O objectivo desta dissertação é avaliar e quantificar as diferentes possibilidades de tornar o complexo
turístico rural Lugar dos Devas num hotel verde, de forma sustentável, idealmente independente das
fontes de energia provenientes de combustíveis fósseis.
Será dada particular ênfase à biomassa, considerando a sua disponibilidade na Galiza e a possibilidade
de reduzir o investimento, utilizando grande parte da instalação já existente.
Por ambas as razões, estas fontes de energias renováveis surgem como pertinentes alternativas para
substituição do gás propano, que suporta as necessidades de aquecimento e águas quentes sanitárias.
O levantamento das necessidades energéticas foi feito com base na instalação actual, em termos de
equipamentos e histórico de consumos, analisando também de forma independente, as necessidades
do complexo, no sentido de verificar a instalação projectada inicialmente.
1.3 Revisão bibliográfica
1.3.1 Energias renováveis e a sua importância
Considerando as mudanças climáticas a nível global, os países desenvolvidos continuam a diminuir o
recurso a combustíveis fósseis e aumentar o uso de energias renováveis [1].
Os combustíveis fósseis são a principal fonte de electricidade e o seu uso implica a descarga de gases
nocivos para o meio ambiente. A redução dos gases de efeito de estufa (GEE) tornou-se uma séria
preocupação a nível global e, consequentemente, um objectivo alcançável pelo recurso a fontes de
energia mais limpas e renováveis [2].
As fontes de energias renováveis (FER) podem contribuir significativamente para o desenvolvimento
sustentável, fornecendo benefícios socioeconómicos, incluindo a diversificação das fontes de energia,
reforço de oportunidades de desenvolvimento regional, rural e de postos de trabalho [3].
As características socioeconómicas de muitos países membros da Organização para a Cooperação e
Desenvolvimento Económico (OCDE) tornam-nos particularmente adequados a investimentos em FER,
tais como zonas consideravelmente rurais, com dispersão populacional, acentuada dependência do
sector agrícola, que está em declínio, quadro de redução de subsídios agrícolas, elevada taxa de
desemprego, escassas alternativas de desenvolvimento regional, declínio e envelhecimento das
populações. Os benefícios são reconhecidos pela directiva Renewable Energy Directive (RED), que
aponta a necessidade de promover as FER como medida prioritária, considerando o seu contributo
para o desenvolvimento sustentável, criação de emprego a nível local, com um impacto positivo na
coesão social, entre outros benefícios [3].
1.3.1.1 Metas europeias
Considerando os aspectos positivos duma mudança de paradigma e no sentido de promover a
utilização de FER, a 30 de Novembro de 2016, a Comissão Europeia (CE) apresentou uma proposta
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3
ao Conselho da União Europeia (UE) e ao Parlamento Europeu para reformular a directiva Renewable
Energy Directive (RED) 2009/28/EC2, que expirará no final de 2020, onde se propunha um aumento
do uso de Energias Renováveis (ER) até 20% do consumo de energia final e de 10% no sector dos
transportes em 2020. A nova proposta de directiva - Renewable Energy Directive II (RED II) sucede a
regulamentação já existente e propõe um conjunto de medidas políticas, no sentido de atingir uma
quota de energia renovável de 27% para energia consumida em electricidade, aquecimento e
arrefecimento e sectores de transportes até 2030. Esta meta foi aprovada pelo Conselho da UE e é
vinculativo na Europa [4].
Em geral, o consumo de energia de fontes renováveis tem vindo a aumentar em toda a União Europeia,
e de 2004 até 2015, a energia consumida proveniente de fontes renováveis passou de 8,5% para
16,7%, tendo em alguns casos já sido atingida a meta fixada para 2020 [5].
1.3.1.2 Metas em Espanha
A nível nacional, Espanha é um claro exemplo de uma tendência negativa no cumprimento dos
objectivos traçados relativamente às ER para 2020, com uma projecção no intervalo 12,6-17,1% de
relatórios dos últimos anos, relativamente distantes do previsto, quando a directiva relativa a economia
sustentável, estabelece como objectivo um mínimo de contribuição de energias renováveis no consumo
bruto de energia final de 20% [6]. Este caso merece especial atenção, considerando a escassez inata
de recursos energéticos no país. Em termos de gás e hidrocarbonetos líquidos, a disponibilidade é
limitada e de baixa qualidade, sendo o carvão um caso semelhante, com a agravante do custo
acrescentado face ao importado. Nos últimos anos a situação tem sido atenuada pela utilização de
FER, com o apoio dos governos e o investimento em energia eólica, solar e biomassa [7].
Por oposição, em Portugal, existe uma clara tendência positiva, com um consumo energético em 2004
de 19,2% de fontes renováveis e atingindo a quota de 28% em 2015, próximo da meta de 31%, fixada
para 2020. Esta evolução colocou Portugal em oitava posição, tal como é visível no gráfico da Figura
1, dentro dos países europeus com maior valor consumido através de renováveis e o quinto na zona
euro [5].
Figura 1 - Consumo energético proveniente de fontes renováveis na União Europeia [5].
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4
1.3.2 As energias renováveis em Espanha
O sector de energia renovável em Espanha tem vindo a ganhar importância na economia do país e
esta contribuição tende a aumentar nos próximos anos. O seu contributo directo para o produto interno
bruto (PIB) apresentou um desenvolvimento positivo, com um crescimento aproximado de 56,7% entre
2005 e 2009. Considerando as previsões do Fundo Monetário Internacional, publicado para o
crescimento do PIB espanhol, assumindo um crescimento anual de 2,5% entre 2016 e 2020, a
contribuição directa do sector de ER corresponderá a 1,03% em 2020. O potencial das ER espanholas
é amplo e largamente superior às necessidades internas e aos recursos fosseis – pode ser considerado
o maior activo energético do país [6].
1.3.2.1 Solar
Espanha tem mais horas de sol do que qualquer outro país da Europa, tal como os países do arco do
Mediterrâneo e, portanto, oferece condições ideais para a utilização de energia solar. Os valores
médios da luz do sol (em horas por ano) variam de 1600 h na zona Norte para até 3100 h na zona
sudeste. Em termos de energia fotovoltaica, em 2006, Espanha ocupou o quarto lugar no mundo (atrás
da Alemanha, do Japão e dos EUA) em instalações fotovoltaicas (PV), com 97 MW. Em 2007, 400 MW
de energia eléctrica instalada foram distribuídos entre 14567 instalações existentes. Em 2008 e 2009,
Espanha subiu ao segundo lugar (a seguir à Alemanha) em potência instalada. A energia total
acumulada em 2012 atingiu 4525 MW [6].
A tecnologia termoeléctrica solar ainda está numa fase inicial, apesar da existência de centrais
experimentais desde a década de 1980. A Espanha é líder mundial na implantação comercial de plantas
concentradas de energia solar térmica (CSTP) e seu desenvolvimento técnico. No final de 2012, o país
produziu 1950 MW em 43 instalações, espalhadas principalmente nas regiões do Sul, onde o sol é mais
abundante (Andaluzia, Extremadura, Castilla-La Mancha e Múrcia). Ao contrário da tecnologia
fotovoltaica, espera-se que a expansão da energia solar térmica continue porque houve pedidos de
15563 MW de acesso à rede eléctrica até o final de 2010. A taxa de crescimento continua a aumentar
apesar dos regulamentos legais de energia renovável que estão a afectar a indústria fotovoltaica desde
2008 [6].
Apesar dos aspectos favoráveis, o sector fotovoltaico foi afectado pelo corte dos subsídios e pelas
políticas que pouco incentivam a instalação desta tecnologia, medidas que levaram à redução de 80%
nesta forma de energia, entre 2008 e 2013 [8].
1.3.2.2 Energia eólica
A energia eólica, a forma de energia sustentável de crescimento mais elevado, permitiu superar muitos
dos problemas associados a combustíveis convencionais, tornando-se não apenas uma alternativa,
mas uma forma viável e dominante de geração de energia. A Espanha tem sido líder na implantação
de energia eólica. Os fabricantes espanhóis de turbinas eólicas são líderes internacionais, estando
entre os 10 maiores fabricantes do mundo e produzindo uma quota de mercado conjunta de 16,4% em
2002. Das fontes de energia renováveis, a energia eólica teve o maior crescimento em Espanha durante
a última década. A difusão da energia eólica em terra durante o período 1995-2004 foi descrita como
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5
impressionante e tornou Espanha a segunda na capacidade instalada de energia eólica, atrás da
Alemanha e a par com os EUA. Em apenas 12 anos, a contribuição da energia eólica deixou de
considerada insignificante para desempenhar um papel importante no balanço eléctrico do país. No
final de 2012, o vento gerou cerca de 22622 MW de potência em Espanha, com uma produção eléctrica
acima de 48212 GW h e atingiu aproximadamente 18% das necessidades totais de electricidade, tendo
ocasionalmente superado 21% das necessidades mensais e até 60% de cobertura, em termos de carga
horária. O desenvolvimento anual da energia eólica instalada é significativo, o total das conexões de
rede acumuladas em Espanha até 2012 e o número de parques eólicos conectados à rede, atingiu
1299 em 2012. Os picos históricos ocorreram nos anos de 2007 (2640 MW) e 2009 (2542 MW) [6].
1.3.2.3 Biomassa
O sector da biomassa engloba qualquer matéria orgânica capaz de produzir energia. Em particular, a
Associação Espanhola de Normalização e Certificação (AENOR) usa a definição dada pela
Especificação Técnica Europeia CEN/TS 14588 para classificar biomassa como qualquer material de
origem biológica, excluindo apenas os provenientes de formações geológicas que tenham sofrido
processo de mineralização. Como tal, os recursos de biomassa provêm de fontes diversas e
heterogéneas. Essa heterogeneidade e as tecnologias disponíveis ou em desenvolvimento permitem
que os produtos energéticos obtidos substituam qualquer fonte de energia convencional, incluindo
combustíveis sólidos, líquidos ou gasosos, para a produção térmica. Os dados relativos ao uso de
biomassa para geração de energia eléctrica colocam Espanha em nono lugar, comparativamente aos
países do Norte da Europa, como Alemanha, Polónia ou Suécia. No entanto, estudos mostraram que
o potencial combinado de resíduos agrícolas e florestais em Espanha correspondiam a 11,25% da
energia eléctrica líquida gerada em Espanha em 2008 [6].
1.3.2.4 Energia hidroeléctrica
A energia hidroeléctrica depende da geografia e Espanha tem um sistema de geração hidroeléctrica
significativo e consolidado, resultante de uma longa tradição histórica de desenvolvimento, devido ao
terreno do país e ao grande número de barragens. A capacidade total dos reservatórios do país é de
55000 hm3 e 40% dessa capacidade corresponde a hidroeléctricas, das quais a Espanha tem uma das
maiores proporções da Europa e do mundo. Ocupa o quinto lugar na energia hidroeléctrica a nível
europeu, depois da Suécia, França, Áustria e Itália. Em termos de centrais hidroeléctricas instaladas
com capacidade inferior a 10 MW, a Espanha ocupa o terceiro lugar em relação ao resto dos países da
União Europeia. Em 2011, sua energia hidroeléctrica instalada total atingiu 18682 MW, dos quais 1974
MW (10,6%) foram pequenas centrais [6].
1.3.2.5 Energia marítima
Além dos sectores solar, eólica, biomassa e hidráulica, o desenvolvimento de outras fontes de energia
renováveis ainda tem sido muito limitado em Espanha. As duas tecnologias mais avançadas neste
sector foram a energia marinha e geotérmica. Espanha tem uma vasta linha de costa e um recurso
energético adequado de ondas que poderia contribuir para o uso desta forma de renováveis. Embora
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6
o desenvolvimento da tecnologia marítima seja ainda recente, a indústria tem estado principalmente
focada em tecnologia de ondas e correntes [6].
1.3.2.6 Energia geotérmica
A tecnologia geotérmica espanhola também passou por uma fase inicial de desenvolvimento. Até agora,
foram estudados recursos geotérmicos na região noroeste da Espanha (Bacia do Carvão Central das
Astúrias) e dois sistemas de aquecimento urbano, incluindo uma rede de baixa temperatura (35°C) para
aquecimento doméstico e uma rede de baixa temperatura (20°C) para grandes edifícios, como centros
comerciais, que requerem aquecimento e resfriamento. A extrapolação desses resultados para outros
reservatórios de água das minas no centro das Astúrias estimou uma capacidade de abastecimento de
energia perto de 260 GWh térmicos por ano. Apesar dos grandes recursos energéticos geotérmicos
estimados em Espanha (aproximadamente 19 GW, dos quais 1 GW poderiam ser explorados), sua
exploração seria dispendiosa e requer maior desenvolvimento tecnológico. Foram instalados 22,3 MW
em 2007, usando 347,2 TJ / ano com um factor de capacidade de 0,49 [6].
1.3.3 Energias renováveis no turismo
Dentro dos serviços, a indústria do turismo é das mais dinâmicas no sector dos serviços,
particularmente no Sul da Europa (Espanha, França, Grécia, Itália e Portugal), onde este sector é
fundamental para o desenvolvimento, como exemplo - contribuindo com 16,3% do PIB Grego no ano
2000 e representando o sector mais importante na indústria dos serviços [9].
1.3.4 Turismo sustentável
A concepção do turismo sustentável evoluiu das visões mais conservadoras e ambientais para uma
abordagem mais holística, que compreende o seu propósito enquanto mecanismo de desenvolvimento
económico, incremento do bem-estar e conservação ambiental. Apesar do carácter ambíguo, inerente
ao conceito de sustentabilidade, que dificulta a sua aplicação prática, é inegável que a sustentabilidade
é amplamente aceite como característica do turismo, até indissociável deste, na noção de turismo
contemporâneo. Qualquer iniciativa que vise influenciar o turismo, no contexto actual deve considerar
a sustentabilidade como um factor decisivo, pois representa uma diferença qualitativa na forma como
a actividade é considerada [10].
O turismo “verde” é promovido por operadores turísticos com particular foco na relação entre a natureza
e a actividade turística, adoptando estratégias operacionais em harmonia e com respeito pela natureza.
A qualidade ambiental é cada vez mais entendida como uma vantagem importante na escolha de um
destino, demonstrando um comportamento responsável e protector, face ao meio ambiente. O turismo
pode tornar-se o principal mecanismo de salvaguarda do território, recuperação da cultura e tradições
locais. Além disso, o turismo “verde” é um investimento ao nível das populações, dos operadores e
municípios que pode trazer benefícios para todos, inclusive para o turista [11].
1.3.5 Modelos de estudo
Considerando a complexidade de um estudo preciso do comportamento e necessidades energéticas
de um edifício, que deriva de muitos factores e diversas variáveis, são muitas vezes utilizados os
-
7
modelos de engenharia, que assentam nos princípios físicos e passam pelo estudo termodinâmico e
pela modelação do edifício. Normalmente com funções complexas que incluem muitas condições,
relativas à edificação, clima, utilização e especificações técnicas, mas na sua forma simplificada
permitem a adaptação de um modelo, com as devidas simplificações que podem ser suficientes para a
análise pretendida [12].
A compreensão do desempenho de um edifício é fundamental na redução do seu consumo energético
e correspondentes emissões de GEE. Os graus-dia de aquecimento é uma abordagem que engloba a
severidade e duração do tempo frio e é habitualmente utilizado para análises relacionadas com o tempo
de consumo de combustível, desempenho e conformidade. A precisão desta predição depende da
temperatura de base correcta, que varia em função da construção, características térmicas, operação
e ocupação [13].
1.4 Estrutura
A presente dissertação está dividida em cinco capítulos. No primeiro capítulo encontram-se a
abordagem do problema, os objectivos e o enquadramento no contexto Espanhol em particular na
Galiza, no tema de energias renováveis.
O segundo capítulo é dedicado ao caso de estudo, que se subdivide em duas partes. Na primeira surge
a caracterização do empreendimento, sua história, localização e clima. Na segunda é feito um estudo
de necessidades energéticas, onde é feito um levantamento de necessidades, consumos e
identificação de recursos disponíveis.
No terceiro capítulo é feita a simulação em Energy-Plus das necessidades energéticas para
aquecimento, através da modelação de uma das casas.
São apresentadas as potenciais soluções no quarto capítulo, para instalação de renováveis, finalizando
com uma análise comparativa.
O quinto capítulo apresenta a discussão em duas fases, relativa às opções apresentadas e respectiva
viabilidade e feita a comparação entre as necessidades obtidas pela simulação face às consideradas
no projecto.
Por fim, o sexto capítulo inclui um breve comentário relativo às limitações deste estudo e às opções e
variantes abordadas, resumo das conclusões e algumas propostas complementares ao âmbito deste
trabalho.
-
8
-
9
2 Metodologia
2.1 Caso de estudo – Lugar dos Devas
2.1.1 História
No início do século XX, a centenária aldeia de Cernadela viveu tempos áureos. Foi um lugar de
destaque da vida local na época e toda a aldeia chegou a estar cultivada. Foram os antepassados do
actual proprietário – Jaime Bento, que construíram as casas em granito e apesar de serem de Lisboa,
habitavam frequentemente nesta aldeia.
Ainda jovem, Jaime conheceu e começou a frequentar a casa dos caseiros, herdada e renovada pelo
seu pai. Mais tarde constituindo uma família numerosa de nove filhos, este foi, entre os anos 80 e finais
da década de 90, o destino de eleição para longas estadias, devido ao contacto privilegiado com a
natureza no seu estado mais puro e o isolamento da civilização que permitiu a sua preservação.
Já em 1997, quando surgiu a oportunidade e com o sonho de partilhar com outros a paixão por este
local, começou o processo de compra, aos herdeiros e familiares afastados, das ruínas das antigas
casas, que já só tinham as paredes exteriores e dos respectivos terrenos, onde viria a ser construído o
empreendimento turístico Lugar dos Devas, segundo normas de bio construção e mantendo a traça
antiga de casas rústicas, em granito.
No ano de 2002, quando foi lançado o projecto, teve notoriedade a nível ibérico, com projecção na
imprensa nacional e comunicação social galega. Se por um lado foi reconhecido com o prémio do
primeiro projecto de turismo de aldeia na Galiza, em Espanha, por outro destacava-se em Portugal, o
sucesso de um projecto português no mercado espanhol, na medida em que era e é contra a tendência
habitual.
2.1.2 Localização
O empreendimento turístico Lugar dos Devas encontra-se na aldeia de Cernadela, município de Covelo,
na província de Pontevedra, enquadrado entre o 42º16’03.0’’ e 42º16’06.8’’ de latitude Norte e
8º18’49.8’ e 8º18’53.2’ de longitude Oeste. O concelho de Covelo tem uma área total de 127 km² e
cerca de 2719 habitantes (em 2014). A aldeia de Cernadela está uma altitude de 690 m e dista 41 km
da fronteira com o Norte de Portugal, em Monção.
O complexto turístico localiza-se no ponto a vermelho identificado na Figura 2, no concelho de Covelo
(área a azul), na província de Pontevedra à escala 1: 771265, em detalhe a localização de Pontevedra
(área a verde) na Galiza e na península ibérica [14].
https://pt.wikipedia.org/wiki/Quil%C3%B4metro_quadrado
-
10
Figura 2 - Mapa do Lugar dos Devas, adaptado de [14].
Na Figura 3 está a fotografia aérea do empreendimento, inserido na aldeia de Cernadela, com a
identificação de cada edifício.
Figura 3 - Vista aérea do empreendimento Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza.
-
11
2.1.3 Descrição
O empreendimento é constituído por um restaurante com dois pisos e quatro casas em dois núcleos
separados, o primeiro inclui as casas A e B, na Figura 4 e o segundo as casas C e D. Cada casa tem
dois pisos e está dividida em quartos independentes, duas das casas estão ligadas com um pátio
central com um telhado em vidro, visível na Figura 5. Uma das casas tem uma tipologia diferente porque
é adequada para grupos ou famílias, tem cozinha, duas casas de banho três quartos de acesso com
mezzanine, em vez de quartos independentes.
Figura 4 - Casas A e B do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza.
Figura 5 - Pátio entre as casas C e D do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza.
Com um total de 19 quartos e 2 cozinhas, tem a possibilidade de albergar um máximo de 40 pessoas.
O restaurante, na Figura 6, pode levar até um máximo de 60 pessoas, tendo a mesma área em ambos
os andares.
-
12
Figura 6 - Piso térreo do restaurante do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza.
Na Tabela 1, são apresentadas as áreas e volumes, em cada edifício e totais, considerando os vários
pisos do restaurante e de cada casa.
Tabela 1 - Áreas e volumes por edifício do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza.
Área [m²] Volume [m³]
Casa A 146 414
Casa B 88 265
Casa C 120 360
Casa D 158 578
Restaurante 170 530
Total 682 2147
Na Figura 7 são apresentadas as plantas das casas A, B e restaurante, com destaque a sombreado
azul para a casa B. A casa A está no centro da figura e o restaurante no lado direito.
Figura 7 - Plantas das casas A, B e restaurante do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza.
-
13
Na Figura 8 estão as plantas das casas C e D. A casa C do lado direito e a casa D do lado esquerdo,
com o pátio coberto no centro.
Figura 8 - Plantas das casas C e D do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza.
2.1.4 Clima
Segundo a classificação climatérica de Köppen-Geiger [15], este local está inserido numa região do
tipo Csb (clima temperado com Verão seco e suave, com chuvas no Inverno), semelhante ao Norte de
Portugal, caracterizado por um clima temperado de mediterrâneo, com Verão seco sem precipitação,
com temperaturas médias abaixo de 22°C todos os meses, com média acima dos 10°C pelo menos 4
meses por ano.
Na Tabela 2, são apresentadas as médias mensais de temperatura, numa análise feita num período de
20 anos e anualmente de 2014 a 2016. A temperatura média anual é de 13.4°C. Os meses de Janeiro
e Dezembro são os mais frios e com mais chuva, em que as necessidades de aquecimento são
superiores. Nos meses mais secos e quentes, entre Julho e Agosto, a temperatura média ronda os
20°C. Com base nesta análise de temperaturas e respectivas características climáticas da região, é de
prever que os edifícios do complexo terão apenas necessidades de aquecimento.
Como as temperaturas médias exteriores ficam abaixo dos 30°C, mesmo nos mais quentes dias do
ano, é possível manter o interior em condições de conforto térmico, considerando a humidade e a
temperatura nesta região.
-
14
Tabela 2 - Histórico de temperaturas médias mensais 1982-2012 e 2014-2016, [16].
1982 - 2012 2014 2015 2016 2014-2016
Tmin. [°C]
Tmáx. [°C]
Tmédia [°C]
Tmin. [°C]
Tmáx. [°C]
Tmin. [°C]
Tmáx. [°C]
Tmin. [°C]
Tmáx. [°C]
Tmédia [°C]
Jan 4,1 10,8 7,4 5,2 9,6 3,3 10,7 5,1 10,7 7,4
Fev 4,7 11,9 8,3 3,6 9,4 2,6 9,4 4,4 10,9 6,7
Mar 6,6 14,1 10,3 5,3 16,2 5,6 16,9 3,9 13,4 10,2
Abr 7,6 16,4 12,0 8,2 16,7 8,6 18,0 5,6 14,8 12,0
Mai 9,9 18,9 14,4 8,0 20,0 9,0 21,8 8,7 18,4 14,3
Jun 12,6 22,3 17,4 11,5 22,7 12,7 26,3 11,9 22,9 18,0
Jul 14,4 25,0 19,7 13,1 25,1 13,8 26,6 14,3 29,1 20,3
Ago 14,6 24,9 19,7 12,8 24,3 13,0 24,0 14,3 29,9 19,7
Set 13,2 22,3 17,7 13,7 23,3 11,1 23,2 12,7 25,6 18,2
Out 10,1 18,5 14,3 12,5 21,0 10,0 18,9 10,3 20,2 15,5
Nov 6,8 13,7 10,2 7,1 12,4 8,0 16,0 6,0 13,5 10,5
Dez 4,7 11,2 7,9 3,6 10,5 7,4 14,4 5,3 14,5 9,3
No gráfico da Figura 9, é visível o efeito do aquecimento ao nível das temperaturas máximas mensais,
sobretudo em 2016, mas no que diz respeito às temperaturas médias mensais, as alterações são
praticamente desprezáveis nos últimos 35 anos.
Figura 9 - Histórico das temperaturas médias mensais 1982-2012 e 2014-2016, [16].
0
5
10
15
20
25
30
35
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Tem
per
atu
ra m
édia
men
sal [
°C]
Mês
Tmin 1982-2012 Tmax 1982-2012 Tmed 1982-2012 Tmin 2014
Tmax 2014 Tmin 2015 Tmax 2015 Tmin 2016
Tmax 2016 Tmed 2014-2016
-
15
2.2 Necessidades energéticas
Atendendo à localização do empreendimento turístico, numa zona com um clima idêntico ao Norte de
Portugal e à respectiva edificação, com paredes exteriores em granito, com uma densidade média de
2620 kg/m³ [22] e com cerca de 80 cm de espessura com elevada inércia térmica, mesmo nos meses
mais quentes (Junho, Julho, Agosto e Setembro), dispensa o arrefecimento. Nos restantes meses do
ano necessita de aquecimento, dado que a exposição solar é insuficiente para manter uma temperatura
mínima de condições de conforto térmico (acima de 18°C). Para esse efeito existe uma rede de água
quente, que é distribuída através dos radiadores de calor em todos os quartos, casas de banho e
espaços comuns. Além da água quente para aquecimento, existem também as necessidades de águas
quentes sanitárias (AQS) ao longo de todo o ano.
2.2.1 Análise das condições de serviço
As casas A e B têm cada uma a sua caldeira, ambas a propano da marca Vaillant, modelo VM 240/2-5
com a potência nominal de 24 kW, com respectivos depósitos de água quente, com o volume de 120 L
cada, que sustentam as necessidades do sistema de aquecimento através da instalação de radiadores
e as AQS dos quartos correspondentes. O restaurante tem uma caldeira equivalente às das casas A e
B, mas sem depósito, pois aqui não é necessária a acumulação de água quente.
Para o abastecimento das casas C e D, é usada uma caldeira a propano da marca Immergas, modelo
Hercules 27 com a potência nominal de 32 kW e um depósito de água quente, com o volume de 120 L,
fornecendo as AQS e a água da rede hidráulica de radiadores instalados nos quartos e espaços
comuns.
Os radiadores de calor instalados utilizam água quente como fluido de serviço e são do modelo Jet 60
da marca Roca, como o da Figura 10. Segundo o catálogo do fabricante, as potências, por módulo de
aquecimento são de 171 W ou 126 W, conforme a diferença de temperatura (ΔT) entre a água quente
que circula na rede seja de 60°C ou de 50°C, relativamente à temperatura ambiente [17].
Figura 10 - Radiador Roca Jet 60 utilizado no aquecimento central do Lugar dos Devas, [17]
-
16
Em cada divisão, a potência é determinada pelo produto do número de elementos de aquecimento pela
potência de cada elemento, em cada uma das duas condições de diferença de temperatura indicadas.
A energia disponibilizada numa análise mensal é obtida com base na potência instalada, que é o
somatório das potências de todas as suas divisões. Os diferentes valores de energia, apresentados na
Tabela 3, dizem respeito às definições de potência no catálogo do fabricante dos radiadores.
Tabela 3 – Energia mensal disponibilizada pelo sistema de aquecimento central 17].
Casa A Casa B Casa C Casa D Restaurante Total
Energia 1 [kWh] 17557 12277 14119 9699 19767 73419
Casa A Casa B Casa C Casa D Restaurante Total
Energia 2 [kWh] 13006 9095 10460 7185 14643 54390
A partir das potências de aquecimento indicadas pelo fabricante, relativas a uma das diferenças de
temperatura, é possível definir a Energia 1 é relativa à emissão calorífica com ΔT = 60°C e Energia 2
com ΔT = 50°C. Na Tabela 4, a Potência/área 1 é relativa à emissão calorífica com ΔT = 60°C e
Potência/área 2 com ΔT = 50°C [17].
No Anexo A estão incluídas tabelas relativas a todos os edifícios, com detalhe das potências instaladas
e das relações potência/área por divisão. O exemplo da casa B, está na Tabela 4.
Tabela 4 - Potência de aquecimento instalada na casa B do Lugar dos Devas.
Divisão quarto 6 quarto 7 quarto 8 quarto 9 quarto 10 quarto 11
Área [m²] 8,65 7,65 11,15 16,40 11,65 13,10
Altura [m] 2,50 2,50 2,50 3,50 3,50 3,50
Volume [m³] 21,63 19,13 27,88 57,40 40,78 45,85
Nº de elementos 8 7 10 17 10 17
Potência 1 [kW] 1,36 1,19 1,71 2,90 1,71 2,90
Potência 2 [kW] 1,01 0,88 1,26 2,15 1,26 2,15
Potência /área 1 [W/m²] 157,7 156,0 152,9 176,8 146,4 221,3
Potência /área 2 [W/m²] 116,8 115,6 113,3 130,9 108,4 163,9
Durante a instalação inicial, a colocação de radiadores foi feita de forma a garantir em valores de
potência/área acima de 100 W/m², que sugere um perfil bastante conservador, e acima dos valores
máximos de referência na norma EN1264-3, para a emissão de energia num compartimento. Desta
análise, tudo indica que a interpretação da norma tenha sido feita considerando o valor de 100 W/m²
como mínimo.
A potência necessária exclusivamente para AQS, é estimada em função do volume de água quente
necessária, assumindo uma ocupação máxima e considerando a necessidade individual de 40 L por
pessoa, a uma temperatura máxima de 60ºC [28]. Para uma ocupação máxima de 40 pessoas e para
uma diferença de temperaturas de 48°C, é possível obter uma potência máxima de 179 kW.
-
17
Em termos de energia, para 40 pessoas * 40 L / dia * 365 dias * 1kcal/kg * 38ºC = 28032 kWh.
No que diz respeito ao consumo de energia eléctrica, nos quartos existe apenas instalação de
iluminação, pelo que têm um gasto muito inferior ao do equipamento instalado no restaurante,
identificado na Tabela 5.
Tabela 5 – Potência e consumo energético mensal do equipamento eléctrico do restaurante do Lugar dos Devas.
Equipamento Potência [W] Energia [kWh]
Forno 4800 499
Moinho de café 400 10
Máquina de café 5000 1560
Arca de refrigeração 1 68 49
Arca de refrigeração 2 300 216
Arca de refrigeração 3 250 180
Arca de refrigeração 4 230 166
Arca de refrigeração 5 230 166
Arca de refrigeração 6 230 166
Arca de refrigeração 7 300 216
Arca de refrigeração 8 320 230
Máquina de lavar louça 2000 416
Total 14128 3874
2.2.2 Histórico de consumos de gás propano
Ao longo de todo o ano, a queima do gás propano é a fonte que assegura as necessidades das cozinhas
e o abastecimento de AQS dos quartos, logo, o seu consumo varia proporcionalmente com a taxa de
ocupação.
Parte do complexo foi explorado por outra empresa entre 2015 e 2016, razão por isso não foram cedidos
os dados relativos às taxas de ocupação do restaurante e das casas A e B.
Independentemente dos registos, tirando raras excepções, a taxa de ocupação dos quartos foi reduzida
até ao mês de Julho de 2017, pelo que as necessidades de aquecimento foram pontuais e o consumo
reflecte praticamente na totalidade o gasto exclusivo com o restaurante e AQS. Durante vários anos o
empreendimento esteve encerrado e o consumo foi nulo. Estão assinalados na Tabela 6 os períodos
de descontinuidade no serviço, nomeadamente entre Setembro de 2009 e Agosto de 2010, e entre
Novembro de 2011 e Abril de 2016.
-
18
Tabela 6 - Histórico de consumos de propano no Lugar dos Devas entre 2008 e 2017.
Período Volume [L] Massa
[kg] Preço [€/kg]
Desconto Total s/
IVA Total c/
IVA
01-12-2008 12-02-2009 1896 967 1,085 0,00 1049,10 1216,95
13-02-2009 22-04-2009 908 463 1,158 0,00 536,34 622,15
23-04-2009 08-09-2009 784 400 1,158 0,00 463,36 537,50
23-08-2010 10-11-2010 784 400 1,254 0,00 501,68 591,98
26-04-2016 03-10-2016 1961 1000 0,671 60,10 611,30 739,67
04-10-2016 22-05-2017 1961 1000 0,653 60,10 592,70 717,17
23-05-2017 10-10-2017 943 481 0,732 28,91 330,31 399,67
Analisando o histórico de consumo, no ano de 2004, com temperaturas mínimas entre os 0 e 5ºC, num
típico mês de Inverno, o consumo mensal foi de 2700 kg, num cenário de ocupação máxima e no
momento de maior necessidade de aquecimento.
Com base nesta referência, foi estimado um consumo anual, apresentado na Tabela 7, considerando,
para uma taxa de ocupação de 100%, que nos meses mais frios (Dezembro, Janeiro, Fevereiro e
Março) são consumidos em média 2800 kg de propano, enquanto que nos meses mais quentes (Junho,
Julho, Agosto e Setembro) são apenas necessários 400 kg para assegurar as necessidades conjuntas
das cozinhas e AQS, e valores intermédios nos restantes meses.
Tabela 7 - Consumo estimado [kg] mensal de gás propano, em função da taxa de ocupação.
Taxa de ocupação
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Total anual
60% 1690 1690 1690 1250 920 220 220 220 220 1400 1250 1690 11980
80% 2300 2300 2300 1700 1250 300 300 300 300 1250 1700 2300 16300
100% 2800 2800 2800 2000 1400 400 400 400 400 1400 2000 2800 19600
Com base nas estimativas de ocupação, foram calculados os custos relativos ao respectivo consumo
de propano, sendo apresentados na Tabela 8 em médias mensais e totais anuais, para uma taxa de
IVA de 21%.
Tabela 8 - Custo e consumo de gás propano, em função da taxa de ocupação.
Taxa de ocupação
Massa [kg/ano]
Energia [MWh]
Imposto sobre hidrocarbonetos[€]
Outros gastos[€]
Preço s/ IVA
[€]
Preço c/ IVA
[€]
Custo total
anual [€]
Custo médio
mensal [€]
60% 11980 138 180 270 8043 9912 9967 831
80% 16300 188 245 270 10944 13487 13541 1128
100% 19600 226 294 270 13159 16217 16271 1356
Foram também determinados os valores de energia disponibilizada por esta fonte, considerando uma
eficiência de 0.90 das caldeiras e um PCI de 12,83 kWh/kg, nas diferentes ocupações estimadas.
-
19
2.2.3 Histórico de consumos de electricidade
O consumo eléctrico é registado em dois contadores independentes, estando um deles associado ao
conjunto do restaurante, casa A e casa B, apresentado na Tabela 9 e outro corresponde às casas C e
D, na Tabela 10.
Na Tabela 9, relativa ao conjunto do restaurante, casas A e B, os consumos são significativamente
superiores, o que é consequência do equipamento necessário ao funcionamento do restaurante e
indicado na Tabela 5. À semelhança do que acontece no consumo de propano, não existe registo entre
2010 e o início de 2016, porque esta parte do empreendimento esteve encerrada.
Tabela 9 - Consumo eléctrico do restaurante, casas A e B do Lugar dos Devas, entre 2008 e 2017.
Período Total consumo (kWh)
29-10-2008 31-12-2008 2793
01-01-2009 30-01-2009 790
31-01-2009 25-02-2009 1485
26-02-2009 27-03-2009 966
28-03-2009 24-04-2009 1069
25-04-2009 24-05-2009 1314
25-05-2009 26-06-2009 981
27-06-2009 26-08-2009 1646
27-08-2009 30-10-2009 384
31-10-2009 28-12-2009 76
01-03-2016 20-04-2016 1621
21-04-2016 20-06-2016 4775
21-06-2016 17-08-2016 6713
18-08-2016 24-10-2016 5643
25-10-2016 25-12-2016 3605
26-12-2016 06-02-2017 2202
07-02-2017 23-02-2017 330
24-02-2017 25-04-2017 2323
26-04-2017 27-06-2017 4348
28-06-2017 31-08-2017 5506
Média mensal 1518
Os consumos relativos aos períodos anteriores a 2015, têm valores muito inferiores porque a ocupação
foi mínima, nestes anos. A Tabela 10 apresenta os valores consumidos em electricidade para as casas
C e D, entre 2015 e Agosto de 2017, por serem os que melhor representam o alojamento, e é apenas
um excerto do consumo total que é apresentado no Anexo B.
-
20
Tabela 10 - Consumo eléctrico das casas C e D do Lugar dos Devas, entre 2014 e 2017.
.Período Consumo (kWh)
18-12-2014 12-01-2015 33
13-01-2015 18-02-2015 0
19-02-2015 20-04-2015 523
21-04-2015 21-06-2015 372
22-06-2015 18-08-2015 311
19-08-2015 25-10-2015 991
26-10-2015 22-12-2015 1839
23-12-2015 21-02-2016 2451
22-02-2016 05-04-2016 1993
06-04-2016 20-04-2016 484
21-04-2016 20-06-2016 1221
21-06-2016 17-08-2016 542
18-08-2016 24-10-2016 655
25-10-2016 25-12-2016 1438
26-12-2016 23-02-2017 2058
24-02-2017 25-04-2017 2263
26-04-2017 27-06-2017 580
28-06-2017 31-08-2017 579
Média mensal 573
Considerando o total eléctrico consumido desde 2016, em todo o empreendimento, pela soma directa
dos consumos das tabelas anteriores, nos mesmos períodos de tempo, é obtido o valor médio mensal
de 2716 kWh, na Tabela 11.
Tabela 11 - Consumo eléctrico total do Lugar dos Devas entre 2016 e 2017.
Período Total consumo (kWh)
22-02-2016 20-04-2016 4098
21-04-2016 20-06-2016 5996
21-06-2016 17-08-2016 7255
18-08-2016 24-10-2016 6298
25-10-2016 25-12-2016 5043
26-12-2016 23-02-2017 4590
24-02-2017 25-04-2017 4586
26-04-2017 27-06-2017 4928
28-06-2017 31-08-2017 6085
Média mensal 2716
Como se pode observar no gráfico da Figura 11, o consumo eléctrico do restaurante é o principal
responsável pela diferença no consumo global, o que é justificado, dado o equipamento necessário ao
seu funcionamento.
-
21
Figura 11 - Consumo eléctrico por núcleo de casas e total do Lugar dos Devas.
Atendendo ao facto de que efectivamente o empreendimento só começou a trabalhar com uma taxa de
ocupação acima de 90% a partir do mês de Julho de 2017, é pertinente a análise do consumo neste
período. Nos meses de Julho e Agosto de 2017, o consumo diário é de 85 kWh (com o custo diário de
14.48 €) e numa análise aos últimos dois anos, o consumo médio diário é de 34 kWh (com o custo
diário de 5.90 €), de acordo com a indicação na factura da empresa fornecedora do serviço, disponível
no Anexo C.
2.2.4 Análise de graus-dia de aquecimento
Este método permite quantificar o calor necessário num intervalo de tempo e consequentemente a
prever a quantidade de energia necessária para aquecer um edifício. O cálculo é feito a partir de uma
temperatura base, que serve de referência, neste caso, foi considerada 𝑇𝑟𝑒𝑓 = 19°C, durante um
período de um ano.
Os graus-dia de aquecimento heating degree days (HDD), no período de um ano, são calculados por:
𝐻𝐷𝐷𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 = ∑ 𝑚𝑎𝑥(0, 𝑇𝑟𝑒𝑓 − 𝑇𝑗)365𝑗=1, (1)
onde 𝑇𝑟𝑒𝑓 é a temperatura base de referência no interior e 𝑇𝑗 é a temperatura no exterior média diária
[18], sendo nulas as necessidades de aquecimento quando 𝑇𝑟𝑒𝑓 < 𝑇𝑗, ou seja, quando a temperatura
exterior é superior à temperatura interior pretendida.
Considerando os abastecimentos de propano e estabelecendo a relação entre os graus dias no período
respectivo, pode-se determinar o consumo em kWh correspondente, apresentado na Tabela 12.
Tabela 12 - Graus-dia de aquecimento em função do consumo de propano [18].
Meses Abr-Out Nov-Abr Mai-Set
HDD 554 1638 239
Massa [kg] 1000 1000 481
Energia [kWh] 12830 12830 6171
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
0 5 10 15 20Co
nsu
mo
elé
ctr
ico
[kW
h]
Meses
A, B e Restaurante C e D Total
-
22
Como seria de prever, o consumo é claramente superior no período de Inverno, momento em que
existem necessidades de aquecimento. Nos meses de Verão, o consumo de gás serve apenas para
AQS, pelo que os graus-dia de aquecimento foram de 239 HDD.
Considerando uma taxa de ocupação média de 15% neste período de um ano, entre Abril de 2016 e
Abril de 2017, é possível estimar as necessidades energéticas para o período de um ano, se a taxa de
ocupação fosse de 60%, 80% e 100%, na .Tabela 13.
Tabela 13 - Necessidades energéticas anuais estimadas pelo método HDD.
Taxa de ocupação 15% 60% 80% 100%
Energia [kWh] 25660 102640 128300 171067
Uma estimativa retirada desta relação corre o risco de não corresponder à realidade do consumo quer
em termos de taxa de ocupação, quer em termos de necessidades, na medida em que os
abastecimentos foram muito espaçados e pontuais. Como tal podem ser insuficientes para tirar
conclusões, de forma independente.
2.2.5 Recursos disponíveis
Em termos de exposição solar, Espanha é o país com mais horas de sol, na Europa, tal como é visível
na Figura 12 [6]. No entanto, esta alternativa tem sofrido fortes penalizações em termos de corte de
subsídios e exigente fiscalização, o que a tem levado a uma redução na sua aplicabilidade.
Figura 12 - Mapa europeu do potencial de energia solar fotovoltaica, adaptado de [19] [20].
No entanto, como é visível na Figura 13, comparativamente à média em Espanha, a Galiza é a parte
com menos irradiação solar [19] [20].
-
23
Figura 13 - Mapa do potencial de energia solar PV em Espanha, adaptado de [19] [20].
Relativamente à energia eólica e apesar de ser uma zona adequada à instalação de turbinas mini
eólicas, atendendo ao relevo, as necessidades diárias do empreendimento, em particular do
equipamento instalado no restaurante identificado na Tabela 5, tornam pouco adequada uma instalação
deste tipo, dado que o consumo é elevado para ser possível assegurar com um pequeno sistema de
painéis fotovoltaicos ou uma turbina mini eólica.
Está definida uma estratégia para implementação da biomassa como FER na Galiza, que acarreta
diversas vantagens como a criação de uma nova indústria que valoriza as áreas montanhosas
promovendo o emprego nas zonas rurais, melhoria da gestão da vegetação, diminuindo o risco de
incêndios. Pode também trazer melhorias na economia e eficiência energética, em particular, redução
das despesas em 70 M€ por ano na compra de combustíveis fósseis, poupança de até 65%
relativamente ao gasóleo e 45% ao gás natural, promovendo o investimento e geração de riqueza pela
mobilização de 450 M€ em investimentos até 2020, com subsídios directos acima de 89 M€ e geração
de mais de 1000 postos de trabalho, com uma previsão de redução nas emissões de dióxido de
carbono( 𝐶𝑂2 ) em 246.000 t/ano [21].
Com várias centrais de biomassa instaladas na Galiza, existem diversas opções de fornecimento,
conforme se considere uma caldeira a pellets, estilha ou lenha, com diferentes preços e condições de
compra, apresentados na Tabela 14. A lenha seca também pode ser obtida no terreno que faz parte do
empreendimento, até um máximo de 5 t por ano.
-
24
Tabela 14 - Recursos de biomassa disponíveis na região.
Fornecedor Localização Tipo Custo de
transporte[€]
Preço s/
IVA [€/t]
Preço c/
IVA [€/t]
Encomenda
mínima [t]
1 Ourense pellets 0 100 121 20
2 Ferrol pellets 0 205 248 1
3 Santiago de
Compostela
pellets 0 230 278 2,5
estilha 0 80 97 2,5
4 Ourense
pellets 36 240 334 1
estilha 36 170 249 1
lenha 36 139 212 0,6
Apesar da Galiza ser rica em fontes de energia geotérmica, nas zonas montanhosas, o processo de
perfuração até uma profundidade suficiente que permita captar água a temperaturas elevadas não se
aplica por ser demasiado dispendioso. No que diz respeito à fonte de energia geotérmica, o que é cada
vez mais utilizado é a associação de uma bomba de calor com um sistema de piso radiante ou
radiadores de baixa temperatura, que podem funcionar com convecção. Estes sistemas podem ser
instalados tirando partido de uma fonte de água a temperatura constante, com um caudal mínimo
exigido.
No empreendimento já existe um ponto de captação de águas freáticas, à temperatura de 12°C, que é
armazenada um depósito com 60000 L, pelo que esta alternativa poderá ser considerada.
-
25
3 Modelação
De uma forma geral, quando é solicitada informação relativamente a um estudo para uma potencial
instalação de uma opção de renováveis, a abordagem das empresas que comercializam os
equipamentos ou dos respectivos agentes instaladores é baseada na informação requerida pelos
programas ou simuladores que utilizam, que se limita à área útil total que necessita de aquecimento
e/ou pela potência de equipamento já instalado, ignorando aspectos como a taxa de ocupação,
condições de isolamento, o tipo de equipamento instalado ou a eventual compatibilidade com a
instalação de aquecimento já existente. Nesta perspectiva é pertinente analisar as necessidades
indicadas por um modelo, que permita obter esta informação de forma independente e tendo em conta
mais alguns dos factores referidos.
3.1 Determinação das necessidades de aquecimento da casa B
Considerando a semelhança estrutural das casas que constituem este empreendimento, foi definido o
modelo de uma das casas em OpenStudio, utilizando o Google SketchUp, em particular a casa B,
visível na Figura 14, que é constituída por seis quartos, foi escolhida para ser feita a modelação e
depois a simulação das necessidades térmicas em Energy Plus (EP). Esta escolha baseia-se na forma
simples da casa e consequentemente do modelo apresentado nas Figura 15 e Figura 16,
comparativamente às alternativas, no número de quartos que tem, que permite determinar cerca de um
terço da totalidade do alojamento, quando ocupada na totalidade e também por ser das mais
requisitadas.
Para este modelo, foram definidas seis zonas térmicas iguais, três em cada andar, correspondendo
cada uma a cada um dos quartos, com as respectivas portas e janelas. Foram também definidas seis
zonas de sombra, para modelarem o telheiro do primeiro andar e a varanda em torno da casa.
Figura 14 - Vista lateral da casa B do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza.
-
26
Figura 15 - Perspectiva nordeste do modelo da casa B do Lugar dos Devas, Cernadela, Galiza.
Figura 16 - Perspectiva sudeste do modelo da casa B do Lugar dos Devas, Cernadela, Galiza.
Em Energy Plus foi editado o ficheiro IDF do OpenStudio, onde foram definidas as características dos
materiais utilizados na construção, portas e janela, apresentados na Tabela 15.
Tabela 15 - Características dos materiais de construção definidos para a simulação [27].
Material Granito Gesso
cartonado Cortiça
Lã de rocha
Terracota Madeiras
tecto
Madeira portas e janelas
Placa gesso e areia
Telha
Espessura [m] 0,8 0,016 0,06 0,04 0,03 0,05 0,05 0,100 0,010
Condutividade [W/m-K]
2,98 0,250 0,045 0,046 0,150 0,120 0,150 0,220 0,60
Densidade [Kg/m3]
2620 900 120 190 2300 510 608 1680 1600
Calor específico [J/Kg-K]
800 1090 1800 - 960 1380 1630 1085 800
Em cada zona térmica foram associadas as respectivas fronteiras, com os materiais constituintes das
paredes exteriores, interiores, chão, tecto, portas e janelas. Nas portas e janelas foram considerados
vidros duplos de 3 mm de espessura com caixa de ar de 13 mm e caixilhos de madeira, com as
características indicadas na coluna 8 da Tabela 15.
-
27
Em termos de fontes de calor, foram consideradas a iluminação e a ocupação, com duas pessoas por
quarto, que permanecem entre as 22h e as 8h, em repouso 8h e actividades como leitura nas restantes
2h.
Em termos de iluminação, cada quarto tem duas lâmpadas incandescentes de 40 W e cada casa de
banho tem uma de 20 W, as dos quartos estão ligadas 2h e a da casa de banho apenas 1h por dia.
No que diz respeito à infiltração de ar, e no sentido de garantir a qualidade do ar interior, foi utilizado o
valor de referência é de 0,6 renovações de ar por hora, [28].
No que diz respeito às condições climáticas, foi utilizado o ficheiro climático (EPW) da cidade de
Ourense, por ser o mais próximo e foram definidas as necessidades de aquecimento sempre que a
temperatura estiver abaixo dos 19ºC entre as 18h e as 8h do dia seguinte e se baixar dos 15ºC entre
as 8h e as 18h, que é o período de menor ocupação. Foi considerada a temperatura de 19ºC, por ser
mais realista e para compensar a diferença de humidade relativamente a diferentes localizações e
altitudes. No entanto esta temperatura está muito próxima do valor de referência de 20ºC, para a
estação de aquecimento [28]. Com este modelo foi feita a simulação em EP em várias condições de
serviço, considerando a altura do ano e diferentes ocupações.
3.2 Resultados da modelação
Em termos de ocupação, o cenário mais realista, na maior parte do ano é ser inferior a 100%, no entanto
esta não ocorre por igual em todas as casas e por norma algumas casas e quartos tendem a ser
ocupadas preferencialmente.
3.2.1 Necessidades de aquecimento, na casa B
Pela análise dos resultados da simulação em EP, podemos identificar na Tabela 16 o período de Verão,
com muito reduzidas necessidades nos meses de Junho a Setembro, comparativamente ao resto do
ano.
Tabela 16 - Energia necessária ao longo do ano, na casa B.
Mês Energia [MJ] Energia [kWh]
Janeiro 13074 3635
Fevereiro 9132 2539
Março 8196 2278
Abril 5567 1548
Maio 2719 756
Junho 546 152
Julho 41 11
Agosto 71 20
Setembro 230 64
Outubro 3054 849
Novembro 8167 2270
Dezembro 11826 3288
Total anual 62622 17409
-
28
3.2.2 Necessidades de aquecimento, com uma ocupação de 60%
Nesta opção estariam ocupados 12 dos 19 quartos, pelo que as necessidades equivalem a duas casas
como a casa B, com 6 quartos cada, tal como apresentado na Tabela 17.
Tabela 17 – Necessidades de aquecimento, com uma taxa de 60% de ocupação.
Mês Energia [MJ] Energia [kWh]
Janeiro 26148 7269
Fevereiro 18264 5077
Março 16392 4557
Abril 11133 3095
Maio 5437 1512
Junho 1093 304
Julho 82 23
Agosto 143 40
Setembro 459 128
Outubro 6109 1698
Novembro 16334 4541
Dezembro 23652 6575
Total anual 125245 34818
3.2.3 Necessidades de aquecimento, com uma ocupação de 80%
Nesta opção estariam ocupados 15 dos 19 quartos, pelo que as necessidades são apresentadas na
Tabela 18.
Tabela 18 - Necessidades de aquecimento, com uma taxa de 80% de ocupação.
Mês Energia [MJ] Energia [kWh]
Janeiro 32685 9086
Fevereiro 22829 6347
Março 20490 5696
Abril 13916 3869
Maio 6797 1889
Junho 1366 380
Julho 103 29
Agosto 178 50
Setembro 574 160
Outubro 7636 2123
Novembro 20417 5676
Dezembro 29565 8219
Total anual 156556 43523
-
29
3.2.4 Necessidades de aquecimento, com uma ocupação de 100%
Este caso, sendo menos provável na maior parte do ano, acontece com frequência nos meses de
Verão, onde as necessidades de aquecimento são nulas ou desprezáveis. Nesta situação, todos os
quartos estariam ocupados, sendo extrapolados os valores das necessidades a partir do obtido na
simulação da casa B, como apresentado na Tabela 19.
Tabela 19 - Necessidades de aquecimento, com uma taxa de 100% de ocupação.
Mês Energia [MJ] Energia [kWh]
Janeiro 41401 11509
Fevereiro 28917 8039
Março 25954 7215
Abril 17627 4900
Maio 8609 2393
Junho 1730 481
Julho 130 36
Agosto 226 63
Setembro 727 202
Outubro 9672 2689
Novembro 25862 7190
Dezembro 37449 10411
Total anual 198304 55129
Em relação às necessidades de aquecimento, pode verificar-se a relação de proporcionalidade entre a
energia que é necessário fornecer, para atingir as condições estabelecidas, nos meses de Inverno, com
temperaturas inferiores, tendo os seus máximos nos meses de Janeiro e Dezembro, tal como é visível
no gráfico da Figura 17. Face aos resultados obtidos, poderia ter sido excluído da simulação o período
de Verão, onde as necessidades de aquecimento são praticamente desprezáveis, nomeadamente
entre Junho e Setembro. Os máximos de consumo apontam para uma necessidade de potência
instantânea muito inferior ao obtido nas outras análises (16 kW), que poderá ser explicado
conjuntamente pelas limitações e simplificações admitidas neste modelo e pelo sobredimensionamento
da instalação actual.
Figura 17 - Necessidades energéticas mensais, em função da taxa de ocupação (TO).
0
2
4
6
8
10
12
Ener
gia
[Mw
h]
Casa B TO 60% TO 80% TO 100%
-
30
3.3 Comparação de resultados
Como se pode observar na tabela e gráfico da Figura 18, as necessidades energéticas obtidas pela
estimativa dos consumos de propano e pela análise dos graus-dia de aquecimento está na mesma
ordem de grandeza, no entanto os resultados obtidos a partir da extrapolação da simulação do modelo
da casa B em EP a todo o complexo apresentam valores significativamente inferiores aos outros
métodos.
Figura 18 - Comparativo dos resultados das análises de necessidades energéticas.
Estes resultados sugerem necessidades muito inferiores às obtidas nas abordagens anteriores, o que
se poderá dever em parte ao valor considerado para as infiltrações de ar, desprezo das reais condições
de isolamento e eventual existência de pontes térmicas e falhas no isolamento entre o interior e o
exterior dos edifícios.
Consumos propano Graus-dia Energy Plus
TO 60% 138 103 35
TO 80% 188 128 44
TO 100% 226 170 55
0
50
100
150
200
250
Ener
gia
[MW
h]
-
31
4 Potenciais soluções
4.1.1 Solução A – biomassa com pellets
Neste caso foi considerada a opção de uma caldeira a pellets, modelo Pereko KSR 100 [24], com
100 kW de potência e indicada para o aquecimento de um volume médio de 2500 m³, que pode fornecer
todas as necessidades de AQS e radiadores, com os custos apresentados na Tabela 20. Os cálculos
são apresentados em detalhe no Anexo C, bem como o estudo de viabilidade económica a 20 anos.
Tabela 20 - Consumo e custos, na solução A.
Combustível PCI
[kWh/kg] Massa
[kg] Eficiência
Energia [MWh]
Preço [€/kg]
Investimento inicial [€]
Custos fixos
[€/ano]
Custo anual
[€/ano]
Pellets 4,80 48000 0,90 216 0,25 20480 270 12270
Esta solução, à imagem da instalação actual, poderá estar neste momento acima das necessidades
reais, no entanto foi considerada não só pelo preço a que se encontra neste momento, mas também
por ser uma oportunidade em termos de investimento num equipamento superior, com a perspectiva
de um potencial ampliamento do empreendimento, com uma casa que está por recuperar ou
necessidades futuras, como aquecimento de uma piscina.
4.1.2 Solução B – biomassa de diversas fontes
Uma outra alternativa, dentro da biomassa, é a instalação de duas caldeiras modelo Vento Multi [25],
com 50 kW de potência, indicadas para um volume médio de 2000 m³, com as características e custos
apresentados na Tabela 21, que permitem a combustão de diferentes tipos de biomassa, tais como
pellets, estilha de madeira e lenha, com um máximo de humidade até 25%. Os cálculos são
apresentados em detalhe no Anexo D, bem como o estudo de viabilidade económica a 20 anos [26].
Tabela 21 - Consumo e custos, na solução B, em função do tipo de combustível.
Combustível PCI
[kWh/kg] Massa
[kg] Eficiência
Energia [MWh]
Preço [€/kg] Investimento
inicial [€]
Custos fixos
[€/ano]
Custo anual
[€/ano]
Pellets 4,80 49000 0,90 212 0,25 22179 270 12520
Estilha 4,00 66000 0,80 211 0,15 22179 270 10170
Lenha 4,00 62000 0,85 211 0,12 22179 270 7710
Além do facto destas caldeiras permitirem a utilização de diferentes combustíveis, por serem equacionados dois
equipamentos, podem ser instalados em locais diferentes, o que pode ser vantajoso do ponto de vista da ocupação
assimétrica das casas do complexo, na medida em que permite uma economia significativa, face à solução anterior.
-
32
4.1.3 Solução C – energia geotérmica
Nesta alternativa, a proposta baseia-se num sistema geotérmico de captação de águas freáticas já
existente. Empregando uma bomba de calor e usando o caudal de água disponível, com vários
permutadores e respectivos fluidos de serviço propõe-se a cobrir as necessidades de aquecimento da
totalidade dos radiadores, fornecendo ainda 2000 litros de AQS.
Foram considerados dois cenários alternativos, com diferentes temperaturas máximas de aquecimento,
um a 50°C e outro a 60°C, na Tabela 22, que implicam o uso de diferentes modelos de bomba de calor,
o que se reflecte ao nível da potência térmica disponibilizada em cada um dos casos e
consequentemente na diferença do preço entre os modelos. Os cálculos são apresentados em detalhe
no Anexo E, bem como o estudo de viabilidade económica a 20 anos [26].
Tabela 22 - Consumo e custos, na opção C, em função do modelo considerado.
Modelo
Temperatura máxima [°C]
Potência de aquecimento
[kW]
Energia [MWh]
Investimento inicial [€]
Custos fixos
[€/ano]
Custo anual [€/ano]
DS 5056.5T 50 52,6 79 44814 220 1984
DS 5063.4T 60 59,5 89 51312 220 2252
Relativamente aos valores avançados nos orçamentos iniciais existe um acréscimo de 5000 € já
considerado na tabela do orçamento do anexo E, porque não foi contemplada a rede hidráulica, que
liga a divisão onde ficam os equipamentos ao ponto de captação de água, referentes à obra, instalação
e todo o equipamento necessário nesta implementação.
4.1.4 Solução D – propano
Este é o cenário actual, com a instalação já existente em que as várias caldeiras alimentadas a propano
fornecem as necessidades de aquecimento e AQS de todo o empreendimento. Na opção apresentada
na Tabela 23 não existe qualquer investimento e são contabilizados apenas os consumos de gás, em
função das estimativas de ocupação futura. Os cálculos são apresentados em detalhe no Anexo F, bem
como o estudo de custos nesta opção, a 20 anos [26].
Tabela 23 - Consumos e custos estimados de gás propano, em função da taxa de ocupação (TO).
Taxa de ocupação
PCI [kWh/kg]
Massa [kg/ano]
Eficiência Energia [MWh]
Preço [€/kg]
Imposto sobre hidrocarbonetos
[€]
Custos fixos
[€/ano]
Custo anual
[€/ano]
60% 12,83 11980 0,90 138 0,671 180 223 10236
80% 12,83 16300 0,90 188 0,671 245 223 13811
100% 12,83 19600 0,9