1. DESAFIO PRÁTICO m2cE
FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
Investigadores MIT Portugal - IST
Gonçalo Mendes | Henrique Pombeiro | Joana Rafael | João Santos | Ricardo Vicente

2. GESTÃO DA ENERGIA
MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 2
A ENERGIA É E SEMPRE SERÁ UM
FACTOR DE COMPETITIVIDADE DAS
INSTITUIÇÕES
É TAMBÉM ESSENCIAL PARA O
DESENVOLVIMENTO ECONÓMICO E
SOCIAL E PARA A MANUTENÇÃO DOS
PADRÕES DE CONFORTO E
QUALIDADE DE VIDA!
NO ENTANTO A ENERGIA, COMO VIMOS
ANTES, É CADA VEZ MAIS, UM
RECURSO ESCASSO, QUE DEVEMOS
VALORIZAR E RACIONALIZAR AO
MÁXIMO
A GESTÃO DA ENERGIA É UM ACTO
QUE NOS PERMITE SATISFAZER AS
NOSSAS NECESSIDADES ENERGÉTICAS
ATRAVÉS DE UMA OPTIMIZADA
AFECTAÇÃO DE RECURSOS, OU SEJA,
DE FORMA ENERGETICAMENTE MAISENERGETICAMENTE MAIS
EFICIENTEEFICIENTE

3. EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 3
Estratégias de eficiência energética activa como o meio mais directo para
tornar os edifícios mais eficientes, através da economização de energia e
redução de emissões de CO2
SISTEMASSISTEMAS
ACTIVOS:ACTIVOS:
Mecânicos,
usam novas
tecnologias e
gastam energia,
menores PR
SISTEMASSISTEMAS
PASSIVOS:PASSIVOS:
Sem gastos
energéticos,
fazem uso de
elementos da
envolvente
arquitectónica
e natural, mas
maiores PR

4. EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 4
•São um resultado de gestão de energia,
mas que envolve custos;
•São aplicáveis em várias áreas: AVAC,
equipamentos, envolvente, iluminação
comportamentos, etc..
•Vamos dar-vos alguns exemplos!
Medidas de eficiência energética

5. MEDIDAS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 5
Equipamentos de escritório
Equipamentos são ainda a carga eléctrica que mais cresce no mundo dos
serviços, correspondedo até 20% do total. Há aqui uma boa oportunidade!
Computador Portátil
até 50 WComputador Fixo
(Só PC) até 150 W
Multifunções
até 600 W
-50%
Até 300W em
stand-by!
Desligar em horas
de não uso
Monitor LCD
até 100 W
Equipamentos de escritório até
65% mais eficientes que o standard
LCD 15”: -60%
que LCD 17”!!

6. MEDIDAS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 6
Equipamentos de escritório
•A substituição de computadores desktop por laptop origina em média
economias de electricidade na ordem dos 50%!!
•Desligar monitores de PC (em média 100W) durante 14h por dia (fora do
horário de trabalho e aos fins de semana) pode originar em média economias
de energia de 1.4kWh/dia/monitor (aprox. 10€ por ano por monitor)
•Se uma impressora típica de escritório estiver 10h por dia em stand-by pode
consumir nesse estado até 3kW de electricidade por dia
•Equipamentos de escritório mais eficientes podem
economizar até 65% dos consumos dos produtos
standard hoje disponíveis no mercado
•Monitores LCD de 15” (em média 130W) gastam em
média menos 60% de electricidade do que monitores LCD 17”

7. MEDIDAS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 7
Iluminação – Interior e exterior dos estabelecimentos
São uma parcela muito importante da electricidade nas escolas (>20%)
•Tipicamente nas escolas são encontradas constituído por lâmpadas de
fluorescência, de descarga e de halogéneo.
Potência
média
de cada
lâmpada
60W 16W
8W
(EXTERIOR 20-30W)
50W30W
(EXTERIOR)
150W

8. MEDIDAS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 8
Iluminação – Interior e exterior dos estabelecimentos
Eficácia luminosa dos diferentes tipos de lâmpadas

9. MEDIDAS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 9
Iluminação – Interior e exterior dos estabelecimentos
São uma parcela muito importante da electricidade nas escolas (>20%)
Descarga: 20000h
Compacta tubular: 8000h
Cor branca: Trabalho
Cor amarela: Descanso

10. MEDIDAS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 10
Medidas comportamentais
Uma das medidas mais genéricas para a redução de
consumos é a consciencialização dos utilizadores para
a correcta utilização dos equipamentos e iluminação da escola!
•Desligar as luzes sempre que estas não sejam necessárias (a economia
de energia em kWh corresponde à electricidade poupada nessas horas)
•Aproveitar o máximo de luz natural, evitando a utilização de iluminação
artificial (imagina por ex, que as aulas na tua escola decorriam com uma
preocupação com a orientação solar...qual seria o benefício??!)
•Manter as entradas de luz natural limpas e desobstruídas e no Verão
tomar particular atenção ao sombreamento
•Desligar equipamentos quando não são necessários (nas salas de aula,
na cafetaria, auditório, gimnodesportivo, etc!)
•Designar inspectores e equipas da energia!!

11. MEDIDAS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 11
Envolvente
Embora mais difíceis de implementar, também
é possível pensarmos em medidas passivas!
•A aplicação de isolamento exterior nas paredes exteriores pode gerar
economias na ordem dos 20-30% no consumo de calor (custo de
instalação até 80€/m2
de parede)
•A substituição de envidraçados por novos sistemas com controlo
climático pode reduzir gastos em climatização entre 15 a 20%, custando
em média 300€ por janela
•Utilização de vegetação para sombreamento das superfícies orientadas
a Sul no Verão e para a redução da
temperatura do ar em volta do edificio (custa
apenas o preço de umas árvores!!)

12. MEDIDAS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 12
Sistemas solares térmicos
São sistemas muito eficientes devido à
tecnologia ser muito madura e em
Portugal podem eliminar até 80% dos
custos em aquecimento de águas
Características típicas:
•Custos totais de instalação em PT na
ordem dos 650€/kW
•Um colector solar tem em média 2m2
•O factor de conversão de área de
colector para potência é 0.7kW/m2
NOTA: Para a produção do sistema solar
considerem um valor médio de 3.7h de sol
por dia (ou aprox. 900kWh/m2
/ano)

13. O POTÊNCIAL SOLAR EM PORTUGAL
Na UE Portugal é depois da Grécia e de Espanha, o país com
maior potencial de aproveitamento de energia solar, com mais
de 2300h/ano na região Norte e mais de 3000h/ano no Algarve.
MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 13

14. TECNOLOGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
Baseia-se na conversão directa de energia solar em
energia eléctrica.
MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 14

15. EFEITO FOTOELÉCTRICO
O Efeito fotoeléctrico observado
pela primeira vez por Edmond
Becquerel em 1839.
MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 15

16. COMO FUNCIONA UM SISTEMA SOLAR
FOTOVOLTAICO
MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 16

17. Exercício Prático – Parte 1
DADOS DO SISTEMA FOTOVOLTAICO DA ESDD
MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 17
• Tecnologia de silicone cristalina
(Suntech) 129 Wp por painel
• Área total dos painéis 1.64m2 x 90
=147.5 m2
• custo unitário por painel 479€
• investimento de cerca de 3000 €/
kWp instalado (contempla
inversores, sistemas de
monitorização). Preço total da
instalação 59100€.
Instalação de 90 painéis fotovoltaicos na cobertura do Pav.
Gimnodesportivo com uma potência pico de 19,7kWp.

18. Exercício Prático – Parte 1
MONITORIZAÇÃO DA PRODUÇÃO DO PV
MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 18
• Horas em operação: 5949.8h
• Nº de horas num ano: 365 dias x
24h = 8760h anuais
Com os dados que podem observar no medidor do sistema fotovoltaico da
Escola, qual consideram ser a energia média anual produzida pelo
sistema desde que foi feita a instalação?
• Segundo sabemos, este sistema
foi instalado em Março de 2010,
podem fazer a leitura do número
de horas totais desde que o
sistema entrou em operação
(“Oper. hr.”) no medidor, e fazer
a média anual.

19. Exercício Prático – Parte 1
MONITORIZAÇÃO DA PRODUÇÃO DO PV
MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 19
• Horas em operação: 5949.8h
(aprox. 8 meses, de Março a Outubro 2010)
• Nº de horas ano: 365 dias x 24h = 8760h
5949.8 horas de funcionamento ( ≈ 8 meses) 35886.6 kWh energia eléctrica produzida
8760 horas num ano x
x= (8760×35886.6) / 5949.8 = 52836.5 kWh produzidos num ano × 0.6 = 31 701.9 kWh
A energia média annual produzida pelo sistema fotovoltaico da escola é
de 31 701.9 kWh.
O Sistema PV produz cerca de 8.6% do consumo anual da escola (366 956kWh).
Factor de correcção

20. MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 20
Exercício Prático – Parte 1
PERÍODO DE RETORNO DO INVESTIMENTO
Será que a vossa escola já recuperou o investimento feito
neste sistema fotovoltaico, através da energia
economizada, uma vez que já não tem que comprar à rede
(pois agora está a produzi-la)?
Vamos calcular o período simples de retorno deste investimento.

21. MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 21
PV: Mais de 5 anos
Exercício Prático – Parte 1
PERÍODO DE RETORNO DO INVESTIMENTO

22. MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 22
Exercício Prático – Parte 1
PERÍODO DE RETORNO DO INVESTIMENTO

23. MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 23
Exercício Prático – Parte 1
PERÍODO DE RETORNO DO INVESTIMENTO
PR =
I
∆Ea
=
(3000€ ×19.7kWp)
4596.8€
=12.86anos
∆Ea = ∆EEa × Pe = 31701.9× 0.145 = 4596.8€
Será que a vossa escola já recuperou o investimento feito neste
sistema fotovoltaico, através da energia economizada, uma vez que
já não tem que comprar à rede (pois agora está a produzi-la)?
Vamos calcular o período simples de retorno deste investimento.
A vossa escola terá o retorno do investimento em energia solar
fotovoltaica em aproximadamente 13 anos!

24. ESTIMAR A PRODUÇÃO – PV GIS
PVGIS website
MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 24

25. RESULTADOS – PV GIS
(http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php#)
MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 25
Total anual de produção de
electricidade estimada com o PVGIS =
28800 kWh ano

26. DESAFIO PRÁTICO M2cE
FASE 2
EXERCÍCIO 2a

27. Desafio prático “A minha Escola é verde
Fase 2 – Exercício 2ª - Parte 2 - A realizar em grupo,
em casa ou na escola
Com base nos diagramas de carga que discutiram com os monitores na última
sessão (dias de semana e de fim de semana), deverão agora estudar o
potencial de utilização da tecnologia solar fotovoltaica para
providenciar parte das necessidades de energia elétrica anuais do
vosso espaço.
Vamos supor que o vosso grupo pretende expandir a central fotovoltaica já
existente para outros blocos da escola, nomeadamente para o bloco que estão
a estudar.
MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 27

28. Desafio prático “A minha Escola é verde
MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 28
• Calculem qual teria que ser a dimensão do sistema a implementar,
i.e. quantos painéis e que potência pico seria necessária, para
colmatar 50% das necessidades médias anuais do bloco em estudo.
Não se esqueçam que, em primeiro lugar, têm que saber quais as
necessidades anuais do vosso espaço!
Para resolverem este exercício usem o simulador PVGIS!
• Atenção, devem verificar qual a área disponível (por exemplo nas
coberturas dos edifícios) para receber o novo sistema de painéis
fotovoltaicos no vosso espaço, de forma a perceberem a
exequibilidade desta medida.
Não se esqueçam que a melhor exposição solar é a Sul, e quanto mais radiação
os painéis fotovoltaicos captarem melhor será a sua produção energética.
Têm disponível uma planta da vossa escola à escala 1 - 1000, onde podem medir
a área disponível para a colocação dos painéis. Indiquem na planta onde os
iriam colocar e a área que ocupariam.

29. INTEGRAÇÃO DE MAIS FOTOVOLTAICOS NA ESDD?
MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 29
N
ESCALA 1:1000

30. INTEGRAÇÃO DOS FOTOVOLTAICOS NA ESCOLA
MELHORES CIDADES FASE 2 – ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 30
Possibilidades:
•No telhado
•Sobre o telhado
•No solo
•Nas fachadas

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