Autor(es): Santos, Marcelo Rafael Almeida
Data: 2015
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10400.19/2821
Origem: Repositório Científico do Instituto Politécnico de Viseu
Assunto(s): Sistemas autónomos; Edifício com necessidades quase nulas de energia; Microgeração
O consumo de energia nos edifícios representa 40 % da energia total consumida na União Europeia (UE). Neste contexto, e visando a diminuição da dependência energética e a diminuição da emissão de poluentes atmosféricos, a Diretiva 2010/31/EU do Parlamento Europeu e do Concelho de 19 de Maio de 2010 definiu o conceito de “Edifício com necessidades quase nulas de energia” e estabeleceu metas temporais a partir das quais todos os edifícios novos têm obrigatoriamente de apresentar um elevado desempenho energético, sendo as suas necessidades de energia (nulas ou muito reduzidas) suplantadas, em larga escala, por energia proveniente de sistemas locais de produção renovável. Esta dissertação enquadra-se neste âmbito, tendo como principal objetivo o desenvolvimento e instalação de uma plataforma destinada à avaliação do comportamento de algoritmos de gestão de sistemas híbridos autónomos de microgeração, nomeadamente no que se refere à forma de alimentação de cargas (prioritárias e não prioritárias), à gestão do sistema de armazenamento, à monitorização da produção de diferentes tecnologias de microgeração e à avaliação do SoC e do SoH do sistema de armazenamento. A plataforma foi desenvolvida visando o estudo de sistemas híbridos destinados à alimentação de instalações residenciais unifamiliares, sem prejuízo de que, no futuro, a utilização possa ser alargada a outras instalações. A plataforma desenvolvida permite a simulação dos consumos de uma instalação elétrica residencial típica bem como a aquisição de informação relativa a estes consumos e à produção das unidades de microprodução integradas no sistema (uma turbina microeólica e um gerador fotovoltaico). Adicionalmente, a plataforma integra um sistema, baseado na contagem de Coulomb, que permite estimar o estado de carga (SoC) e de saúde (SoH) do sistema de armazenamento do sistema autónomo. A implementação deste sistema confere a possibilidade de se efetuar uma gestão dos consumos, procedendo, em função do SoC instantâneo, ao deslastre de cargas segundo uma ordem de mérito. Este tipo de gestão, com algoritmos concebidos para o efeito, poderá otimizar a utilização da energia disponível (alimentando as cargas prioritárias em detrimento das menos prioritárias) bem como a vida útil das baterias integradas no sistema de armazenamento.
ABSTRACT: Energy consumption in buildings accounts for 40% of total energy consumed in the European Union (EU). In this context, aiming to reduce energy dependence and the reduction of emissions of atmospheric pollutants, Directive 2010/31 / EU of the European Parliament and of the Council of 19 May 2010 defined the concept of "building with nearly zero-energy "and establishing dates from which all new buildings must have to have a high energy performance, and its energy needs (zero or very limited) supplanted to a large extent by renewable sources. This work falls within this context, the main objective the development and installation of a platform to evaluate performance of autonomous hybrid micro-power generation management algorithms, in particular as regards the load power form (priority and not priority), the storage system management, monitoring the production of different technologies of autonomous system and evaluation of the SoC and the storage system SoH. The platform was developed for the study of hybrid systems for feeding single-family residential, notwithstanding that in the future, the use can be extended to other facilities. The developed platform allows the simulation of consumption of a typical residential consumer and the acquisition of information related to these consumption and production of micro units into the system (one wind generator and a photovoltaic generator). Additionally, the platform includes a system based on Coulomb count that estimates the state of charge (SOC) and health (SoH) of the storage system. The implementation of this system gives the possibility to perform a management of consumptions, proceeding according to the instant SoC, the load shedding according to an order of merit. This type of management, with algorithms designed for this purpose, can optimize the use of available energy (feeding the priority loads to the detriment of lower priority) and the life of the battery integrated into the storage system.
