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- Comparação de diferentes conceitos de consumidor/produtor, fotovoltaico, com armazenamento, usando um modelo de integração na redePublication . Joyce, A; Moosdorf, KarlRESUMO: Um modelo de integração na rede elétrica de diferentes consumidores/produtores fotovoltaicos (Prosumer), com e sem armazenamento, foi desenvolvido com o objetivo de comparar diferentes opções em termos de modelos de negócio. O modelo considera os conceitos Prosumer básicos identificados no âmbito do projeto europeu PV Prosumers for Grid. Dados anuais, hora a hora, de irradiância solar e de temperatura ambiente, bem como diferentes perfis de carga são fornecidos ao modelo, que consiste basicamente na integração na rede elétrica (trifásica) dos diferentes conceitos PV Prosumer. O armazenamento é considerado e os resultados são expressos, quer em termos de balanço de energia produzida, consumida e entregue à rede, quer em termos de benefícios económicos dos diferenteconceitos. O modelo foi desenvolvido na plataforma MatLab Simulink. Conclui-se que os conceitos de Prosumers agregados em sistemas coletivos, como os condomínios ou redes fechadas têm um melhor desempenho do que o conceito de consumidor/produtor individualizado e que a presença do armazenamento beneficia, pelo contrário este conceito. O presente artigo descreve o modelo desenvolvido e mostra os principais resultados que podem ser obtidos a partir desta ferramenta de simulação.
- Optimization of a seasonal storage solar system using Genetic AlgorithmsPublication . Durão, Bruno; Joyce, A; Mendes, J. FarinhaSeasonal storage solar systems are capable of storing thermal energy, from one season to another (typically a few months). In the present paper solar thermal energy generated during summer time, is stored for use in winter time (typically 120 days). The analyzed system consists of solar thermal collectors and a sensible heat storage device using water as storing media. The area of solar collector and the capacity of the storage tank are the basic sizing parameters, which have to meet the requirements of the load. The present case study considers the utilization of the seasonal storage solar system for heating greenhouses, with a 50 kW heating load. The whole system was modeled using a dynamic modeling tool and the sizing parameters were optimized through a Genetic Algorithm process. This optimization process was compared with other optimization methods by a pattern search, and the results showed the benefits of the Genetic Algorithm process.
- Novo modelo de integração de sistemas avançados de energia renovável nos edifíciosPublication . Aelenei, Laura Elena; Brites, Maria João; Joyce, A; Esteves, M. Alexandra; Rodrigues, Carlos; Barros, Helio; Valente, D.RESUMO: O projeto IDEAS “Novel building Integration Designs for increased Efficiencies in Advanced climatically tunable renewable energy Systems” é um projeto financiado pelo Programa HORIZON2020, multidisciplinar que reúne várias temáticas científicas e competências para o desenvolvimento e demonstração de um novo conceito de design para integração de edifícios. O modelo combina várias tecnologias de energia renovável, incluindo solar fotovoltaica, solar térmica, armazenamento de energia térmica e bombas de calor (aerotérmica e geotérmica) acopladas a piso radiante. No presente trabalho os autores querem partilhar a visão e descrição geral do projeto IDEAS, alguns trabalhos que foram desenvolvidos nas primeiras atividades e tarefas do projeto relativamente à fabricação e testes de camadas luminescentes downshifting (LDS) para o módulo fotovoltaico híbrido PVT com concentrador parabólico composto (CPC), bem como apresentar o modelo numérico de todo o sistema IDEAS que se encontra em desenvolvimento para a análise técnico económica do sistema IDEAS.
- On differential temperature controller setpoint selection for active photovoltaic-thermal (PV-T) systemsPublication . Magalhães, Pedro; Martins, João F.; Joyce, AABSTRACT: Active photovoltaic-thermal (PV-T) systems for solar heating and electricity generation are likely to employ the same differential temperature pump controllers as equivalent non-hybrid solar thermal (ST) systems. However, the typical controller setpoint selection methods for cost-effective and stable pump operation fail to consider the effect on photovoltaic (PV) electricity generation taking place in PV-T systems. Analytical relations for the same goals were derived to anticipate this influence using the steady-state Florschuetz PV-T collector model and compared with equivalent numerical methods relying on an extension of the Perers model designed to encompass PV-T collectors, namely by modelling electricity generation and the associated thermal performance reduction. Both methods indicate the minimum turn-on and turn-off setpoints for cost-effective and stable operation increase and decrease, respectively, relative to those for non-hybrid operation of PV-T systems or equivalent non-hybrid systems, and more so at higher irradiance levels, though the variations are shown not to be significant for a range of PV-T systems represented and can be reasoned to be inflated or of limited practical relevance. In conclusion, the effect of pump operation on electricity generation is not predicted to be a determining factor for differential temperature controller setpoint selection in PV-T systems.
- Recursos locais para aplicações multifuncionais de captação de energia com base em tetraedritePublication . Neves, Filipe; Esperto, Luís; Figueira, Isabel; Mascarenhas, João; Correia, J.B.; Joyce, A; Guimarães, Fernanda; Salgueiro, Rute; Silva, Teresa; de Oliveira, Daniel Pipa Soares; Lopes, E.B.; Gonçalves, António Pereira; Centeno, Pedro; Mendes, M.J.; Águas, H.; Martins, Rodrigo; Gil, Luís; Almeida, PatríciaRESUMO: Este trabalho descreve as principais linhas de investigação que estão em curso no âmbito do projeto LocalEnergy (http://localenergy.lneg.pt). LocalEnergy é um projeto multidisciplinar de Investigação, Desenvolvimento e Inovação (I&D&I), envolvendo atividades no domínio da ciência dos materiais, da geologia e das energias renováveis. Essas atividades estão orientadas para a indústria e assentam numa abordagem disruptiva visando o desenvolvimento de materiais termoelétricos, através da utilização de materiais à base de tetraedrites naturais e sintéticas, e o desenvolvimento de novos absorsores para células solares de filmes finos, usando materiais à base de tetraedrites sintéticas. Considerando que Portugal é um dos países europeus com maior nível de irradiação de energia solar e que a tetraedrite é um recurso mineral local, presente na Zona Sul Portuguesa da Faixa Piritosa Ibérica, o projeto LocalEnergy representa uma oportunidade para o desenvolvimento de sistemas energéticos sustentáveis baseados na maximização e exploração de dois importantes recursos endógenos (energia solar e recursos minerais).
- Infraestrutura nacional de investigação na área de energia: NZEB_LAB - Integração dos sistemas solares em edifíciosPublication . Aelenei, Laura Elena; Goncalves, Helder; Carvalho, Maria João; Facão, Jorge; Joyce, A; Cunha Diamantino, Teresa; Rodrigues, Carlos; Salema, David; Rodrigues, R.RESUMO: NZEB_LAB representa uma infraestrutura nacional de investigação na área da integração de sistemas de energia solar em edifícios, localizada nas instalações do Laboratório Nacional de Energia e Geologia coordenada pelo Laboratório Nacional de Energia e Geologia (LNEG) e localizada nas suas instalações do Lumiar, em Lisboa. A plataforma experimental do NZEB_LAB oferece condições únicas para desenvolver e ensaiar sistemas inovadores de energia solar para a integração nos edifícios, como: Edifício Solar XXI a Nearly Zero Energy (NZE) Living Laboratory, Laboratório de Energia Solar e Laboratório de Materiais e Revestimentos. Os principais objetivos da NZEB_LAB são desenvolver e consolidar as capacidades experimentais, o conhecimento sistemático, a investigação e inovação bem como e formar novos profissionais. No presente trabalho a equipa do projeto quer partilhar com a comunidade científica e outros stakeholders as principais atividades dos projeto, funcionamento e perspetivas futuras.