Estratégias para a redução do consumo de energia em habitações : impacto de tarifas, painéis solares e sistemas de armazenamento

Frederico Pavão Sousa

Key information

Authors:

Frederico Pavão Sousa (Frederico Pavão Sousa)

Supervisors:

Ricardo Manuel Anacleto Gomes (Ricardo Manuel Anacleto Gomes); Paulo Manuel Cadete Ferrão (Paulo Manuel Cadete Ferrão)

Published in

July 1, 2024

Abstract

As alterações climáticas têm sido um dos maiores problemas que a humanidade enfrenta atualmente. Os edifícios são responsáveis por 40% do consumo energético da União Europeia (UE) e por 36% das emissões de CO2 (Dióxido de Carbono). Sendo os edifícios urbanos os maiores consumidores de energia, esta tese visa analisar o impacto que as tarifas de eletricidade, utilização de energia solar e Sistema de Armazenamento de Energia por Baterias (SAEB) têm na redução do consumo e custos de energia, bem como nas emissões de Gases com Efeito de Estufa (GEE). Para esta análise, utilizou-se o City Energy Analyst (CEA), um software de Modelação Energética de Edifícios Urbanos (UBEM), para modelar diversos edifícios no bairro das Amendoeiras em Lisboa, com o intuito de obter as necessidades energéticas horárias, potencial solar e de armazenamento dos edifícios. Os resultados mostram que combinar Painéis Fotovoltaicos (PV) com armazenamento de energia resulta numa redução entre 53% a 75% do consumo de eletricidade. No entanto, nem sempre esta opção é financeiramente viável. Considerando o cenário com menor custo total para cada habitação, a tarifa bi-horária resultou no menor custo de eletricidade em 71% dos casos. Também foi analisada a influência da eficiência dos equipamentos de aquecimento, arrefecimento e aquecimento de águas sanitárias. A redução da eficiência resultou num aumento do consumo entre 57% e 140%. Climate change has been one of the biggest problems facing humanity today. Buildings are responsible for 40% of the European Union’s (EU) energy consumption and 36% of carbon dioxide (CO2) emissions. Since urban buildings are the largest consumers of energy, this thesis aims to analyze the impact of electricity tariffs, the use of solar energy and energy storage system on reducing energy consumption and costs, as well as on Greenhouse Gas Emissions (GHG). For this study, the City Energy Analyst (CEA), a type of Urban Building Energy Modeling (UBEM) software, was used to model several buildings in the Amendoeiras neighborhood in Lisbon, to obtain the hourly energy needs, solar and storage potential of the buildings. The results show that using Photovoltaic Panels (PV) with energy storage leads to a reduction of between 53% and 75% in electricity consumption. However, this option is not always financially viable. Considering the scenario with the lowest total cost for each home, the bi-hourly tariff resulted in the lowest electricity cost in 71% of cases. The influence of the efficiency of heating, cooling and water heating equipments was also analyzed. Reducing efficiency resulted in an increase in consumption of between 57% and 140%.