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Acesso aberto (Open Access)
Metodologia de Avaliação do desempenho energético da integração de carros elétricos à edificações
(Universidade Federal do Pará, 2024-09-06) SOUZA, Ana Carolina Dias Barreto de; CARVALHO, Carminda Célia Moura de Moura; http://lattes.cnpq.br/1778332169942633; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148
As metodologias de diagnóstico energético vêm incorporando nas análises não só sistemas de consumo, mas também de geração de energia, possibilitando a classificação de Edificações autossuficientes de energia, como Near Zero Energy Building (NZEB) ou Positive Energy Building (PEB). No âmbito da mobilidade elétrica, a maior adesão de veículos elétricos (VE’s) traz desafios e oportunidades na área de consumo, gestão e eficientização de energia elétrica. O impacto que essa carga robusta e crescente pode acarretar aos ser integrada nos edifícios, novos e existentes, ainda não é contemplada nas avaliações de desempenho. Consequentemente as metodologias de obtenção das certificações e etiquetagens não levam em consideração a carga desse sistema como uso final individual. Para edifícios com uma etiqueta de eficiência energética (EE) e autossuficiência, a introdução de VE’s pode resultar na desclassificação da classificação devido ao aumento do consumo energético. Portanto, analisar o impacto da integração de VE’s em edificações, visa subsidiar a formulação ou revisão de metodologias de diagnósticos energéticos, que passem a contemplar o sistema de carregamento de VE integrado às edificações. Esta tese avalia a influência do carregamento de VE’s em edifícios com etiqueta NZEB/PEB do Programa Brasileiro de Etiquetagem de Edifícios (PBE Edifica). Utilizando levantamentos in loco, modelagem computacional e análise termoenergética com software como OpenStudio e EnergyPlus, foi realizada uma classificação energética em um edifício na cidade de Belém, Estado do Pará, Brasil. Posteriormente, simulações de fluxo de energia empregando modelos probabilísticos com método de Monte Carlo foram executadas no software OpenDSS para examinar o impacto da integração de VEs, sem (cenário 01) e com (cenário 02) a implementação de técnicas de gerenciamento do lado da demanda. As análises usando a metodologia de etiquetagem demonstraram que o edifício tem classificação de EE nível C e autossuficiência NZEB. O cenário 01 gerou um aumento de 69,28% no consumo de energia, reduzindo o nível de EE para D e resultando na perda da classe NZEB. O cenário 02 aumentou em 40,50% o consumo, percentual menor que o cenário 01 e garantiu o retorno da classe NZEB perdida no cenário 1, mas não retornou o nível de EE para a classe C. Os resultados destacam a necessidade de estratégias imediatas e abrangentes de gerenciamento de energia. No VIII entanto, essas estratégias não são suficientes se outras restrições de consumo ou medidas de EE não forem aplicadas a outros sistemas do edifício. Para isso, as medidas de EE foram propostas e avaliadas, nos sistemas de ar-condicionado e iluminação. Posteriormente, foi elaborada uma equação para indicar o nível máximo de consumo de energia que poderia ser aumentado sem comprometer o desempenho energético do edifício e a classificação NZEB. Por fim, o software OpenDSS foi usado para simular a maior disponibilidade de carregamento de VEs após o retrofit. Com o retrofit proposto, o edifício melhorou as classificações de EE em três níveis, e a porcentagem da classificação NZEB aumentou em 33,28%. Essas medidas também aumentaram a carga de carregamento de VEs em 20%, mantendo o nível máximo de EE e a classificação NZEB
Acesso aberto (Open Access)
SmartLVEnergy: um framework para gestão energética inteligente e descentralizada de sistemas legados de baixa tensão
(Universidade Federal do Pará, 2024-07-11) FERNANDES, Rubens de Andrade; GOMES, Raimundo Cláudio Souza; http://lattes.cnpq.br/4244097441063312; COSTA JÚNIOR, Carlos Tavares da; http://lattes.cnpq.br/6328549183075122
Essencial para o progresso tecnológico e econômico, a energia elétrica requer soluções e estratégias bem fundamentadas para um gerenciamento eficiente e sustentável. Unidades consumidoras existentes, sem recursos tecnológicos modernos, necessitam de alternativas graduais para otimizar o uso de energia, aproveitando ao máximo os recursos pré-estabelecidos. Nesse contexto, o retrofit oferece uma atualização eficaz dessas infraestruturas. Modelos e estratégias sistemáticas podem padronizar e garantir a replicação dessas soluções em diferentes contextos através de abstrações conhecidas como frameworks. Contudo, há uma carência de frameworks para viabilizar a implantação de estratégias sistematizadas de retrofit para a gestão energética, especialmente no setor elétrico de baixa tensão. Para preencher essa lacuna, esta tese apresenta o framework SmartLVEnergy, proposto para orientar a concepção de estratégias inovadoras de retrofit para modernizar instalações legadas de baixa tensão com soluções de IoT, AIoT e computação distribuída, otimizando a gestão energética com recursos tecnológicos distribuídos e capacidades preditivas avançadas. Os experimentos realizados nesta tese são apresentados no formato de agregação de artigos científicos, que contribuíram para a concepção do framework SmartLVEnergy. Como resultado, foi possível implementar ferramentas de gestão energética em cenários prediais e industriais existentes de maneira sistematizada, fundamentada nas premissas do framework proposto. O enfoque principal foi a análise e previsão da demanda energética das instalações e seus respectivos circuitos, permitindo antever e mitigar eventos de ultrapassagem de demanda das unidades consumidoras, conforme as diretrizes da Agência Nacional de Energia Elétrica no Brasil. As estratégias concebidas incluíram o desenvolvimento, a utilização e a integração de recursos de sensoriamento, comunicação e computação, distribuídos localmente, na nuvem e na borda, de acordo com os preceitos do framework SmartLVEnergy, maximizando o aproveitamento dos recursos existentes conforme as necessidades específicas de cada instalação. O framework proposto é flexível e permite a integração, a expansibilidade e a interoperabilidade das soluções tecnológicas ao longo dos sistemas legados, permitindo operações conforme as peculiaridades e recursos de cada contexto pré-existente. Esta versatilidade confirma a relevância deste trabalho como uma proposta robusta e sustentável para promoção da eficiência energética na atualidade, especialmente em sistemas legados de baixa tensão.