Armazenamento sazonal de energia solar térmica de baixa temperatura para climatização de edifícios

Face aos padrões atuais de vida, em que despendemos a maior parte do nosso tempo no interior de edifícios, com um nível de conforto que ninguém quer abdicar, urge o desenvolvimento de tecnologias de climatização sustentáveis. Devido a uma combinação única de fatores, casas de baixo consumo de energia (e também casas passivas) em Portugal, são particularmente adequadas de explorar as vantagens da energia solar térmica, especialmente quando combinado com armazenamento sazonal de energia. No entanto nenhum exemplo documentado existe de como esta sinergia pode ser explorada com sucesso em Portugal, ilustrando assim o modo em que a necessidade de aquecimento pode ser colmatada de uma forma sustentável sem o uso de combustíveis fósseis. A energia solar é uma excelente alternativa de fonte de energia para aquecimento de edifícios. Um principal fator que limita a sua aplicação é que é uma fonte de energia com uma disponibilidade média de variação cíclica. O uso de armazenamento sazonal de energia pode reduzir substancialmente o custo do sistema solar que é capaz de fornecer até 100% das necessidades energéticas dos edifícios. Estes sistemas são projetados para armazenar a energia solar durante o verão e reter o calor armazenado para posterior utilização durante o inverno; Abstract: SEASONAL SOLAR THERMAL ENERGY STORAGE FOR LOW TEMPERATURE HEATING BUILDINGS. Given the current standards of living, where we spent most of our time inside buildings, with a level of Comfort that no one wants to give up, urges the development of sustainable climate control technologies. Due to a unique combination of factors, low energy (and also passive) houses in Portugal are particularly well suited to exploiting the advantages of solar thermal energy especially when combined with seasonal energy storage. However no documented example there of how this synergy can be exploited successfully in Portugal, illustrating the way in which the need for heating can be addressed in a sustainable manner without the use of fossil fuels. Solar energy is an important alternative energy source for heating applications. One main factor that limits its application is that it is an energy source with an average availability of cyclical variation. The use of seasonal thermal energy storage can substantially reduce the cost of solar energy systems that can supply up to 100% of buildings energy needs. Such systems are designed to collect solar energy during the summer and retain the stored heat for use during the winter.

Análise comparativa de um sistema de refrigeração solar

Nesta dissertação são comparadas duas tecnologias de refrigeração. Uma tecnolo-gia é um sistema que usa a energia elétrica para fazer funcionar um ciclo de com-pressão de vapor, sistema comum em instalações de refrigeração. A outra solução é um sistema de absorção, em que a energia necessária para o funcionamento do sistema é energia térmica obtida através de coletores solares térmicos. Estas tecnologias são estudadas e comparadas para a refrigeração de um arma-zém de produtos agrícolas à temperatura constante de 5ºC para a região de Alque-va, região onde estão a ser desenvolvidos projetos hortofrutícolas a que estão as-sociadas necessidades de preservação dos produtos que envolvem refrigeração e em que a acessibilidade à rede elétrica é reduzida. É mostrado que a tecnologia do sistema de absorção com os coletores se apresenta a médio prazo mais vantajosa em termos económicos e ambientais; Abstract: Comparative analysis of a solar refrigeration system In this dissertation two refrigeration technologies are compared when used for the same objective. One is a technology using the electric energy to operate a vapour compression cycle, commonly used in refrigerated installations. The alternative technology is an absorption system driven by thermal energy, provided by solar thermal collectors. Both technologies are studied and compared for the refrigeration of an agricultural products warehouse at a constant temperature of 5ºC in the Alqueva region, where horticultural projects are being developed with associated needs of preservation of the products involving refrigeration, and where accessibility to the electrical grid is reduced. In the referred conditions it was shown that the absorption technology with collec-tors in the medium term surpasses the usual compression system, both from eco-nomic and environmental viewpoints.

Tratamento de dados associados com a radiação solar fornecidos pelo Instituto Português do Mar e da Atmosfera, Madeira

Este relatório técnico tem como objetivo descrever o modo como os registos das amostras de dados, i.e., medições das grandezas meteorológicas fornecidas pelo Instituto Português do Mar e da Atmosfera (IPMA), ilha da Madeira, foram tratadas. Foram utilizados registos de oito estações meteorológicas distribuídas pela ilha. No relatório técnico estão descritos os processos de filtragem das medições de radiação solar global e radiação solar difusa, de temperatura máxima e mínima do ar, a correção da radiação solar difusa, o preenchimento de lacunas nas medições e a dimensão da amostra de dados utilizada em cada estação. Este relatório também descreve os métodos utilizados para preencher as lacunas nas séries de dados originais, bem como os métodos utilizados na construção do ano médio e do ano meteorológico típico. O ano meteorológico típico será posteriormente usado na simulação da produção de energia solar através de sistemas fotovoltaicos instalados na ilha da Madeira.

Impacto ambiental associado à utilização intensive de algumas energies renováveis – Pequeno contributo

A utilização da energia hídrica, obtida em grandes barragens, é uma prática muito antiga, em Portugal. Nas ultimas décadas de anos , o seu número tem aumentado, existindo ou estando em fase de conclusão, 57 grandes barragens, no Alentejo. Os problemas associados a este tipo de barragens são conhecidos. Iremos falar de um, extremamente importante, na região. Devido à profundidade atingida, existe pouco oxigénio no fundo destes reservatórios, e a decomposição de matéria morta origina grandes quantidades de metano. Em termos de efeito de estufa o metano é 30 vezes mais potente que o CO2. O facto de não ter havido limpeza do solo antes do enchimento das albufeiras e de algumas se encontrarem com problemas de eutrofização, vem aumentar este problema. Outro tipo de energia muito utilizada é a energia solar, existindo grandes centrais fotovoltaicas em funcionamento e prevendo-se a construção de novas centrais com uma potência total de 1300 MW para o país. Em Évora, Ourique, Alcoutim e Nisa já foi anunciada a construção de novas centrais com uma potência total de 155 MW. Os problemas associados a este tipo de centrais, são de vários tipos. Iremos debruçar-nos sobre os produtos tóxicos que as células solares contêm e que variam com o tipo de célula. Estando algumas centrais já em funcionamento e outras em fase de montagem, importa refletir sobre o que fazer depois de a central deixar de funcionar. O que fazer com os resíduos tóxicos, as toneladas de aço e outros materiais envolvidos, formação de pessoal que saiba manusear os produtos tóxicos, custos associados às soluções possíveis, etc. Não se conhecendo informação relativa a estes problemas, por parte da comunicação social, importa refletir sobre a informação fornecida à população e autoridades locais envolvidas.

Impacto ambiental associado à utilização intensive de algumas energies renováveis – Pequeno contributo

A utilização da energia hídrica, obtida em grandes barragens, é uma prática muito antiga, em Portugal. Nas ultimas décadas de anos , o seu número tem aumentado, existindo ou estando em fase de conclusão, 57 grandes barragens, no Alentejo. Os problemas associados a este tipo de barragens são conhecidos. Iremos falar de um, extremamente importante, na região. Devido à profundidade atingida, existe pouco oxigénio no fundo destes reservatórios, e a decomposição de matéria morta origina grandes quantidades de metano. Em termos de efeito de estufa o metano é 30 vezes mais potente que o CO2. O facto de não ter havido limpeza do solo antes do enchimento das albufeiras e de algumas se encontrarem com problemas de eutrofização, vem aumentar este problema. Outro tipo de energia muito utilizada é a energia solar, existindo grandes centrais fotovoltaicas em funcionamento e prevendo-se a construção de novas centrais com uma potência total de 1300 MW para o país. Em Évora, Ourique, Alcoutim e Nisa já foi anunciada a construção de novas centrais com uma potência total de 155 MW. Os problemas associados a este tipo de centrais, são de vários tipos. Iremos debruçar-nos sobre os produtos tóxicos que as células solares contêm e que variam com o tipo de célula. Estando algumas centrais já em funcionamento e outras em fase de montagem, importa refletir sobre o que fazer depois de a central deixar de funcionar. O que fazer com os resíduos tóxicos, as toneladas de aço e outros materiais envolvidos, formação de pessoal que saiba manusear os produtos tóxicos, custos associados às soluções possíveis, etc. Não se conhecendo informação relativa a estes problemas, por parte da comunicação social, importa refletir sobre a informação fornecida à população e autoridades locais envolvidas.

Aprendizagem das ciências em espaços não-formais: visita de estudo na rota das energias renováveis

Nos programas actuais defende-se um ensino contextualizado numa perspectiva CTSA - Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente, e a diversificação de estratégias e actividades é recomendada. Numa perspectiva construtivista, a aprendizagem fora da sala de aula, aprendizagem em espaços não-formais - as visitas de estudo - são consideradas como uma das estratégias com elevado potencial pedagógico. No presente estudo foram realizadas e avaliadas duas visitas de estudo no âmbito da disciplina de Física e Química do 10° ano de escolaridade, tendo a primeira sido feita como estudo-piloto ao Centro de Ciência Viva de Constância e uma segunda como estudo principal, Na Rota das Energias Renováveis, à Barragem do Alqueva, Central Solar Fotovoltaica da Amareleja, Parque de Natureza de Noudar e Herdade do Esporão. Realizou-se uma pré-visita aos locais a visitar, estabeleceram-se contactos privilegiados com as instituições visitadas, preparam-se materiais didácticos, um Roteiro e um Guia de Campo para cada local visitado, foram elaborados e apresentados aos alunos questionários sobre o seu grau de satisfação com as visitas e realizaram-se ainda entrevistas em grupo com alguns alunos para recolher as suas impressões. Os alunos realizaram trabalhos de divulgação da visita tendo sido disponibilizada, no "site" da escola, informação detalhada sobre a visita. Neste estudo analisou-se em que medida uma aprendizagem contextualizada num espaço não-formal foi promotora de um envolvimento produtivo dos alunos. As aprendizagens realizadas situaram-se no domínio cognitivo, social ou atitudinal e os materiais didácticos, como o Guia de Campo tiveram um papel relevante para essas aprendizagens. A motivação dos alunos para a disciplina melhorou durante e após a visita. A colaboração com as instituições visitadas mostrou-se importante no estabelecimento de uma interface entre o espaço formal e o não-formal. A realização de visitas de estudo é uma componente importante dos curricula e deve ser encarada com naturalidade a sua realização frequente, como parte de uma estratégia para motivar os alunos para a disciplina e aumentar a sua capacidade de aprender os conteúdos. ABSTRACT: Nowadays programs defend teaching model that follows a perspective based in Science, Technology, Society and Environment, with special focus in the diversification of strategies. Outside of classroom teaching, in non-formal spaces, as in field trips, is considered one of the strategies with the highest pedagogic potential. ln this study, two field trips were made based on the Physics and Chemistry program for the 1Oth grade, with the first one as the pilot visit to Centro de Ciência Viva de Constância, and the second one as the main study, ln the Path of Renewable Energies, to Alqueva’s dam, Amareleja's Solar Photovoltaic Center, Noudar's Nature Park and Herdade do Esporão. A pre-visit was made for each one of the places to visit, contacts were made, materials were created, an itinerary and a Field Guide for both field trips, satisfaction questionaries were made to the students and the teacher also interviewed some students for appreciations about the visit. The students created posters about the field trip, and information was also showed in the school website. With this study, the benefits of a contextualized learning in a non-formal space were demonstrated. These acquisitions of knowledge were in various domains, such as cognition, social behavior and the didactic materials had a relevant role in these acquirements. Moreover, the students' motivation for the subject in question improved significantly during and after the field trip. The cooperation with the visited institutions revealed to be important in the establishment of an interface between the formal and the non-formal spaces. Making field trips is an important component in the curricula and should be encouraged and seen as a natural part of a strategy of motivation of the students for a certain subject, increasing its ability to learn matters.

Calibração radiométrica de instrumentação óptica espectrofotométrica

Os espectrómetros instalados a bordo de satélites e à superfície da Terra têm desempenhado um papel fundamental na compreensão da química e dinâmica da atmosfera e na monitorização da poluição ambiental. O SPATRAM (SPectrometer for Atmosferic TRAcers Measurements) é um espectrómetro ultravioleta – Visível que compreende a região espectral entre 250-950nm e se encontra instalado no Instituto de Ciências da Terra (ICT) desde Abril de 2004. Enquanto isso, em 2012, um novo modelo do instrumento SPATRAM foi desenvolvido no ICT e foi chamado SPATRAM2. O objectivo do trabalho proposto é a calibração radiométrica do espectrómetro SPATRAM2, utilizando uma lâmpada de halogéneo e uma esfera de integração. A calibração radiométrica do sistema SPATRAM2 permitirá obter a radiação solar directa, com alta resolução espectral, o que actualmente não se encontra disponível. Este tipo de medição poderá ter um papel importante na investigação e desenvolvimento na área da energia solar e aplicações; Radiometric Calibration of Spectrophotometric Optical Instrumentation Abstract: Spectrometers installed aboard satellites and located on Earth’s surface have played a fundamental role to understand atmosphere’s chemistry and dynamic and to monitor environmental pollution. The SPATRAM (SPectrometer for Atmosferic TRAcers Measurements) instrument is an ultraviolet spectrometer – visible that covers spectral region between 250-950nm and it is installed in Instituto de Ciências da Terra (Institute of Earth Sciencies), ICT, since April 2004. Meanwhile, in 2012, a new model of SPATRAM instrument was developed in ICT and was called SPATRAM2. The goal of this project is the radiometric calibration of the SPATRAM2 spectrometer using a halogen lamp and an integrating sphere. Radiometric calibration of SPATRAM2 system will provide direct solar radiation, with high spectral resolution, that is not available nowadays. This type of measurement may play an important role in solar energy’s progress and investigation.

Metodologia de otimização estocástica para coordenação eólico-fotovoltaica

Esta dissertação incide sobre o tema da coordenação entre sistemas eólicos e fotovoltaicos que participam no mercado de eletricidade. A incerteza da potência eólica e fotovoltaica é uma caraterística predominante nesta coordenação, devendo ser considerada no planeamento ótimo de sistemas eólico-fotovoltaicos. A fim de modelizar a incerteza é apresentada uma metodologia de otimização estocástica baseada em programação linear para maximizar o lucro esperado de uma empresa produtora de energia elétrica que participa no mercado diário. A coordenação entre sistemas eólicos e fotovoltaicos visa mitigar os desequilíbrios de energia, resultantes das ofertas horárias submetidas no mercado diário e, consequentemente, reduzir as penalizações financeiras. Os resultados da coordenação entre um sistema eólico e um sistema fotovoltaico são comparados com os resultados obtidos para a operação não coordenada. Estes resultados permitem concluir que a metodologia desenvolvida aplicada à coordenação apresenta um lucro esperado superior ao lucro obtido para a operação não coordenada; Abstract Stochastic Optimization Methodology for Wind-Photovoltaic Coordination This dissertation focuses on the issue of coordination between wind and photovoltaic systems participating in electricity markets. The uncertainty of wind and photovoltaic power is a main characteristic of these systems, which must be included in the optimal scheduling of the coordination of wind with photovoltaic systems. In order to model the uncertainty is presented a stochastic approach based on linear programming to maximize the profit of a wind photovoltaic power producer which participates in electricity markets. The coordination of wind with photovoltaic systems aims to mitigate the energy deviations, as a result of the participation in day-ahead market and therefore reducing economic penalties. The results obtained by the coordination are compared to results obtained by the separated operation of wind and photovoltaic systems. The results allow concluding that the proposed approach applied to the coordination presents an expected profit higher than the expected profit without coordination.