Armazenamento de Energia no Edifício do DEEC

Abstract

Nos dias de hoje, assiste-se cada vez mais à integração das fontes renováveis em edifícios devido à crescente preocupação ambiental. De entre os sistemas de produção de energia renovável encontra- se o sistema de produção de energia fotovoltaica, o qual é hoje em dia um dos sistemas preferencial para a integração em edifícios, tanto residencial como de serviços, pois são de fácil implementação. Ao contrário do que acontece nos edifícios residenciais, nos edifícios de serviços não é notável um grande desajuste entre a geração fotovoltaica e o consumo devido ao facto de os períodos de geração corresponderem aos períodos de maior consumo.Contudo, a instalação de um sistema de armazenamento de energia, pode permitir tirar um maior proveito de um sistema de produção fotovoltaica, pois este permite reduzir a troca de energia com a Rede Elétrica de Serviço Público (RESP) e assim maximizar o autoconsumo. Além disso, possibilita a gestão de energia elétrica de forma a minimizar o consumo nas horas de ponta, facultando assim uma redução dos custos de energia.O objetivo principal desta dissertação foi a analise de um sistema de produção fotovoltaico em conjunto com um sistema de armazenamento no Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores (DEEC), edifício que conta com um sistema solar fotovoltaico instalado e com um sistema de armazenamento. Foi acompanhada a implementação do sistema de armazenamento, as- sim como desenvolvido um algoritmo MATLAB que permite analisar o funcionamento do sistema de armazenamento. O referido algoritmo conta com dois objetivos, o primeiro é a redução das trocas de energia com a RESP, e o segundo é o armazenamento de energia nas horas de super-vazio com o fornecimento da energia armazenada nas horas de ponta.O sistema de armazenamento escolhido para o DEEC foi avaliado. Foram, também, simulados e analisados diferentes cenários e através da análise da viabilidade técnica e económica foi possí- vel constatar que as estratégias de controlo desenvolvidas foram bem sucedidas permitindo obter bons resultados relativos à redução dos custos com a importação de energia da rede e maximização do autoconsumo. Além disso, verificou-se que a melhor estratégia de controlo é a que engloba o armazenamento de energia nas horas de super-vazio.

Nowadays, there is increasing integration of renewable energy sources into buildings due to growing environmental concerns. Among the renewable energy production systems, solar photo- voltaic energy systems are one of the preferred systems for integration into buildings, both for re- sidential and services, due to its easy implementation. Contrary to residential buildings, in service buildings, there is not a large mismatch between photovoltaic generation and consumption, since the generation periods correspond to periods of higher consumption. However, the installation of energy storage systems can make the most of the photovoltaic generation system, since they can reduce the exchange of energy with the Public Service Electricity Network (RESP) and thus ma- ximize self-consumption. In addition, it enables the management of electrical energy, in order to minimize consumption at peak times, thus reducing energy costs. The main objective of this disser- tation was the analysis of a photovoltaic generation system together with an energy storage system in the Department of Electrical and Computer Engineering of the University of Coimbra (DEEC), a building that has installed a photovoltaic solar system and a battery storage system. The imple- mentation of the energy storage system was followed, and a MATLAB algorithm was developed to analyze the operation of the storage system. The algorithm has two objectives, the first is the reduction of energy exchanges with the RESP, and the second is the storage of energy in the super off-peak hours, being the energy used at peak hours. The selected energy storage system for DEEC was evaluated. Different scenarios were also simulated and analyzed and through the analysis of the technical and economic feasibility it was possible to verify that the control strategies developed were successful, allowing to obtain good results regarding the reduction of costs with the energy imported from the grid and maximization of self-consumption. In addition, it has been found that the best control strategy is one that encompasses energy storage in super off-peak hours.