m2ce 01_apresentação 11dezembro2013

DESAFIO PRÁTICO M2cE FASE 1 - DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO Investigadores MIT Portugal - IST Gonçalo Mendes | Henrique Pombeiro | Joana Rafael | João Santos | Ricardo Vicente

A ENERGIA NO MUNDO

Evolução do consumo mundial de energia

MELHORES CIDADES FASE 1 - DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO

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Em 2010 o consumo mundial de energia atingiu o valor de 12 milhões de tep sendo que 87% da parcela correspondeu a combustíveis fósseis.

Source: Sebenta de Gestão de Energia IST, Prof. Miguel Águas.

A ENERGIA EM PORTUGAL

MELHORES CIDADES FASE 1 - DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO 3

Source: Directorate-General for Energy and Transport (DG TREN)

•  Consumo de energia em crescimento; •  Grande dependência de fontes não renováveis – insustentabilidade; •  Grande dependência externa (88%) – insegurança;

ENERGIA FÓSSIL

O Problema


Com uma matriz energética mundial tão dependente dos combustíveis fósseis, existe uma grande emissão de gases com efeito de estufa (GEE) com impacto directo no aumento da temperatura do planeta e potenciando alterações climáticas. Estas alterações reflectem-se no aumento do nível médio dos oceanos por liquefacção dos pólos, na desertificação e diminuição da periodicidade de catástrofes naturais.

O PERCURSO DA ENERGIA


Energia Primária Representa a energia total disponível no recurso natural antes deste sofrer qualquer transformação (carvão, gás natural, petróleo bruto, biomassa). Energia Final É a energia disponibilizada aos consumidores para uso final e que è efectivamente medida nos contadores.

UM EXEMPLO DO PERCURSO DA ENERGIA


Candeeiro de leitura

Calor

Calor, Radiação invisível

Luz absorvida pelas paredes

2,75% Luz para ler um livro

Gás natural

Electricidade

Luz

Energia Útil Está directamente relacionada com a eficiência dos equipamentos que consomem energia final. A luz produzida para uma lâmpada é um ex. de energia útil, que devido a uma baixa conversão de electricidade será muito inferior à energia primária. Energia Produtiva Corresponde à parcela de energia útil que é efectivamente usada pelo consumidor e está relacionada com os seus hábitos comportamentais.

ENERGIA FÓSSIL - PROBLEMA


? Soluções

A tua escola é parte da solução e tu também podes ser!


A ESDD tem instalado sistemas de produção de energia renovável: •  um sistema fotovoltaico de 16 kW •  vários painéis solares para aquecimento das águas sanitárias do

pavilhão gimnodesportivo •  e ainda um sistema eólico de 6 kW tornando esta escola pioneira na

utilização de energia renovável em edifícios escolares em Portugal!

A ESCOLA SEC. D. DINIS É PIONEIRA

GESTÃO DE ENERGIA


AS AUDITORIAS ENERGÉTICAS SÃO UMA FERRAMENTA DA GESTÃO DE ENERGIA NOS EDIFÍCIOS.

GESTÃO DE ENERGIA


Estrutura de consumo de energia final em Portugal


Source: Directorate-General for Energy and Transport (DG TREN), 2005

•  Cerca de 30% da energia é consumida em edifícios; •  72% é energia eléctrica •  Passamos 90% do nosso tempo no interior de edifícios •  Estes representam uma boa oportunidade de intervenção

para melhoria da eficiência energética e redução de consumo;

O CONSUMO DA ENERGIA EM PORTUGAL

COMO É CONSUMIDA A ENERGIA?


Edifício de Serviços Os serviços de energia usados num edifício

•  Climatização 24% (aquecimento e arrefecimento)

•  Iluminação 23% •  Águas quentes sanitárias

(AQS) 20% •  Equipamentos multimédia 11%

Notas Providenciar conforto térmico* é um dos principais objectivos dos edifícios e do seu sistema de climatização, sendo também um dos maiores responsáveis pelo consumo energético em edifícios

ASSINATURA ENERGÉTICA DA ESCOLA SECUNDÁRIA D. DINIS


Edifício de Serviços Perfil de consumo energético desagregado da ESDD

Fonte: Tese de Mestrado “Eficiência Energética em Edifícios Escolares” de Mauro Custódio, IST

Notas De forma a verificar qual o peso de cada secção da escola foi efectuada a desagregação do perfil de consumo das várias escolas analisadas. Com a descrição das potências instaladas por bloco e com os factores de utilização calculados obteve-se a seguinte figura:

COMO É CONSUMIDA A ENERGIA NAS ESCOLAS?


Relações Energia/alunos e Energia/área das escolas analisadas

Fonte: Tese de Mestrado “Eficiência Energética em Edifícios Escolares” de Mauro Custódio, IST

COM CLIMATIZAÇÃO

SEM CLIMATIZAÇÃO

ILUMINAÇÃO


Edifício de Serviços “A electricidade usada para iluminação no mundo (20%) é superior àquela que é produzida nas centrais nucleares (18%)”

Fonte das imagens: Wikipédia.

ILUMINAÇÃO


Tipos de lâmpadas

Incandescentes Fluorescentes Compactas (CFL)

LEDs (Light Emitting Diode)

Fluorescentes Tubulares Descarga Alta Pressão

ILUMINAÇÃO


Eficácia luminosa entre tipos de lâmpadas

Fonte da imagem: Madison Gas & Electric

CLIMATIZAÇÃO


A ESDD tem instalado um sistema de AVAC com dois chillers Carrier 30RA120

EQUIPAMENTOS


Computador Portátil 10~50 W

Computador Fixo 40~150 W

Impressora 150~300 W

Vitrine Frigorífica ~3,2 kWh/24hrs

Máquina café 2000~5000 W

Energia e Potência


Energia e Potência A potência utiliza-se e a energia consome-se

•  A potência de um equipamento é a sua capacidade máxima de consumo instantâneo de electricidade. A sua unidade é Watt (W)

•  A energia é a multiplicação da potência do equipamento pelo tempo que é usado nessa potência. A sua unidade é Watt.hora (Wh)

•  Exemplo:

•  Um forno com uma potência de 2 kW (2 000 W) que esteja ligado durante meia hora consome 2 kW x ½ h = 1 kWh.

•  Mas temos de tomar atenção! O forno pode não usar a potência durante toda a meia hora, pode usar apenas durante 20 minutos e nos restantes 10 minutos a temperatura desejada mantém-se. Aí, o forno consome:

•  2 kW x 20/60 h = 678 Wh (0,687 kWh)

MEDIÇÕES ENERGÉTICAS


Equipamentos de medição Residencial & edifícios de serviços



Exemplos de diagramas de consumo (IST Taguspark) Biblioteca

0 0.5

1 1.5

2 2.5

0:00

2:

00

4:00

6:

00

8:00

10

:00

12:0

0 14

:00

16:0

0 18

:00

20:0

0 22

:00

kWh

hh:mm

0

0.5

1

1.5

0:00

2:

00

4:00

6:

00

8:00

10

:00

12:0

0 14

:00

16:0

0 18

:00

20:0

0 22

:00

kWh

hh:mm

0

2

4

6

8

10

12

0:00

2:00

4:00

6:00

8:00

10:0

0

12:0

0

14:0

0

16:0

0

18:0

0

20:0

0

22:0

0

kWh

hh:mm

Núcleo de escritórios Anfiteatro de aulas

Sras. da limpeza ligam as luzes

Alunos começam a chegar

Luzes da sala 24h

Consumo standby

Trabalho “fora de horas” na 6ª

feira

Entrada do pessoal

Não há consumo standby Almoço

Sras. limpeza

Aulas

Dia útil Fim de semana



Como construir diagramas de consumo

Caraterização dos equipamentos e anotação da sua potência nominal (W) Caraterização dos horários de utilização do espaço (dos equipamentos) Multiplicando a potência pelo número de horas de utilização ….à Energia (kWh) Repetir para os dias típicos •  Dias úteis (de semana) •  Dias de fim de semana

Fazer a média entre dois meses à temos o diagrama médio de consumo para esse período.

Em alguns equipamentos podemos medir com um Energy logger


DESAFIO PRÁTICO M2cE FASE 1 EXERCÍCIO 1 - 1a) e 1b)

Desafio prático “A minha Escola é verde

Fase 1 – Exercício 1a


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Está nas mãos da vossa equipa a selecção do espaço que vão estudar! Neste exercício, serão projectados, de forma aleatória, diapositivos que mostram fotografias tiradas em 5 diferentes espaços da vossa escola. Também serão distribuídos os diagramas de consumo de Energia eléctrica, nos meses de Setembro e Outubro, de cada um desses espaços. Lembrem-se que a forma como a Energia é consumida num dado espaço, vos pode fornecer informações preciosas... Caberá a cada equipa preencher a Tabela 1 com os códigos de cada diapositivo ou cada diagrama nas colunas dos 5 espaços correspondentes. O vosso desempenho na identificação dos espaços será classificado. Atenção: Só têm alguns seguntos por diapositivo, e há ratoeiras...




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Estas são as Regras da classificação: • Cada foto correcta vale 2 Ponto positivos. • Cada foto errada vale 2 Ponto negativos. • Cada diagrama correcto vale 4 Ponto positivos. • Cada diagrama errado vale 4 Ponto negativos. O espaço em que vão trabalhar será escolhido por ordem de maior pontuação. Lembrem-se, cada equipa tem direito a escolher apenas um espaço e duas equipas não podem ter o mesmo espaço! Boa sorte!




27

DIAGRAMA D1

0

2

4

6

8

10

12

141 64 127

190

253

316

379

442

505

568

631

694

757

820

883

946

1009

1072

1135

1198

1261

1324

1387

kWh

Número acumulado de horas

Consumo de Energia em SET e OUT




28

DIAGRAMA D2

0

1

2

3

4

5

6

1 59 117

175

233

291

349

407

465

523

581

639

697

755

813

871

929

987

1045

1103

1161

1219

1277

1335

kWh






29

DIAGRAMA D3

0

5

10

15

20

25

30

351 53 105

157

209

261

313

365

417

469

521

573

625

677

729

781

833

885

937

989

1041

1093

1145

kWh






30

DIAGRAMA D4

024681012141618

1 63 125

187

249

311

373

435

497

559

621

683

745

807

869

931

993

1055

1117

1179

1241

1303

1365

kWh






31

DIAGRAMA D5

0

1

2

3

4

5

6

7

81 61 121

181

241

301

361

421

481

541

601

661

721

781

841

901

961

1021

1081

1141

1201

1261

1321

1381

kWh






32




33




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Fase 1 – Exercício 1b

Têm um grande desafio à vossa frente! Neste exercício, queremos que estudem o consumo de energia no espaço em que vão trabalhar e que construam o seu diagrama energético para um dia de semana e para um dia de fim-de-semana. As figuras 1 e 2, que deverão preencher, representam o formato destes diagramas. Claro....não é assim tão fácil!!! Para resolver este exercício terão que aplicar os conhecimentos que aprenderam na sessão de hoje, nomeadamente os diferentes consumos em edifícios de serviços e como os medir, energia e potência, equipamentos de monitorização... Ser-vos-á entregue o diagrama de consumos energéticos do vosso espaço no período Setembro a Outubro.




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Terão ainda à vossa disposição um equipamento de medida da potência eléctrica, que funciona tal como vos foi demonstrado na sessão de formação. Com este equipamento poderão analisar a energia consumida por qualquer aparelho ligado a uma tomada. O monitorizador ficará à responsabilidade da vossa equipa durante as próximas semanas, por isso cuidem bem dele! O vosso desempenho neste exercício será classificado pelos monitores através da aproximação ao diagrama de consumos real. Têm até dia 22 de Janeiro para resolver este exercício! Podes esclarecer dúvidas através do email [email protected]. ENVIAR DIAGRAMAS EM FORMATO EXCEL! Boa sorte!




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Algumas dicas: • Listem o tipo de iluminação ou equipamentos que identificarem no vosso espaço e tentem compreender os seus períodos de utilização ao longo dos dias... • Não se esqueçam que alguns espaços não têm um uso constante, mas ocasional. Nesses casos, o diagrama típico deve reflectir uma média entre os dias de uso e de não uso. • Dêem uma olhada no diagrama energético que vos foi entregue; Ele mede o consumo de energia eléctrica no vosso espaço ao longo dos meses de Outubro e Novembro. Quantas dias por semana é o vosso espaço utilizado? Quais são os valores médios de consumo? • Nos dias de não utilização, alguns consumos permanecem! Quais e que quantidade?!




60

kWh

Hora do dia

Figura 1 – Diagrama de consumos de Energia num dia típico de semana (SET a OUT).




61

kWh

Hora do dia

Figura 2 – Diagrama de consumos de Energia num dia típico de fim-de-semana (SET a OUT).

AGUARDAMOS PELOS RESULTADOS ATÉ BREVE! Investigadores MIT Portugal - IST Gonçalo Mendes | Henrique Pombeiro | Joana Rafael | João Santos | Ricardo Vicente

m2ce 01_apresentação 11dezembro2013

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