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- Resultados e conclusões do GTAER : Grupo de Trabalho para a definição das Áreas de Aceleração de Energias RenováveisPublication . Simoes, Sofia; Barbosa, Juliana; Oliveira, Paula; Quental, Lídia; Simões, Teresa; Catarino, Justina; Rodrigues, Carlos; Costa, Paula; Patinha, Pedro; Picado, AnaRESUMO: Este documento apresenta os resultados e conclusões do GTAER (Grupo de Trabalho para a definição das áreas de Aceleração de Energias Renováveis) criado pelo Despacho n.º 11912/2023. Uma parte importante do documento foca o objetivo de consolidar e robustecer o trabalho realizado na identificação das áreas com menor sensibilidade para a localização de unidades de produção de eletricidade renovável. Este trabalho desenvolve-se na sequência do trabalho anteriormente realizado pelo grupo de trabalho informal em atividade entre setembro de 2022 e janeiro de 2023 e que foi alvo de atualização pelo LNEG em junho de 2023. São também apresentados elementos no que respeita a: • potencial de implementação de unidades de geração em superfícies artificializadas; • proposta das áreas de aceleração de energias renováveis; • proposta de regras adequadas à implementação dos projetos de energias renováveis nestas áreas e as medidas de mitigação aplicáveis; • proposta de método de disponibilização pública das áreas de aceleração de energias renováveis a designar, bem como a metodologia para a sua revisão e a periodicidade associada.
- Atlas Nacional do H2 Verde SustentávelPublication . Ponce Leao, Maria Teresa; Simoes, Sofia; Simões, Teresa; Quental, Lídia; Catarino, Justina; Amorim, Filipa; Brás, Teresa; Patinha, Pedro; Lopes, Tiago; Rodrigues, Carlos; Machado, Susana; Rangel, C. M.; Gírio, Francisco; Picado, AnaRESUMO: O "Atlas Nacional do H2 Verde Sustentável" tem como objetivo apoiar o processo de decisão quanto à localização de projetos de produção de hidrogénio verde no território de Portugal continental. O Atlas foi desenvolvido pelo LNEG em colaboração com várias entidades públicas e privadas nacionais. De uma forma mais geral, apoia à a transição para um país neutro em carbono, desenvolvendo uma economia de baixo carbono, liderando em inovação e desenvolvimento tecnológico.
- Solar XXI building PV systems: performance during the first two yeras of operationPublication . Rodrigues, Carlos; Viana, Susana; Joyce, A; Goncalves, Helder; Silva, António Rocha eThe purpose of this paper is to present the results obtained in the first two years of operation of the grid-connected photovoltaic (PV) systems installed in the named “Solar XXI” building. One PV system, made with multicrystalline silicon modules, has a peak power of 12 kW and was installed on the façade; another system made with amorphous silicon modules has a peak power of 6 kW and was installed in the surrounding park area near the building. From 1st February 2006 until 31 July 2008, the measured daily average, of the building electrical energy consumption, was about 75 kWh and the two PV systems produced in average about 72 % of this energy. The averaged measured Performance Ratio of the systems was about 0.84 for the PV Façade and about 0.76 for the PV in the Park.
- Economia do Hidrogénio Verde: Ferramentas para o Apoio à Decisão [Poster]Publication . Simoes, Sofia; Simões, Teresa; Quental, Lídia; Catarino, Justina; Amorim, Filipa; Brás, Teresa; Patinha, Pedro; Lopes, Tiago; Rodrigues, Carlos; Machado, Susana; Rangel, C. M.; Gírio, Francisco; Picado, Ana; Ponce Leao, Maria Teresa; Portillo, Juan C. C.RESUMO: O Hidrogénio (H2) Verde perspetiva-se como um vetor energético indispensável para alcançar a neutralidade carbónica em 2050, porém a economia deste vetor está em desenvolvimento e os agentes económicos precisam de fontes de informação confiáveis e ajustadas ao contexto nacional e Europeu. Neste sentido, o LNEG desenvolve investigação em vários domínios relacionados com o H2 verde, desde o estudo e desenvolvimento de processos de produção eficientes até a análise e modelos de negócios para estudar a viabilidade económica das cadeias de valor, passando pela análise de políticas públicas e ao mesmo tempo fornecendo informação de alto valor acrescentado para o apoio à decisão de entidades públicas e privadas. Com o objetivo de estabelecer pontes entre a investigação e a economia do H2 verde foram criadas ferramentas associadas à avaliação de projetos presentes e futuros em todas as cadeias de valor relacionadas. Uma destas ferramentas é o Atlas Nacional do H2 Verde Sustentável (LNEG, 2022) disponível para o público desde 2022 e que está a ser atualizado para incorporar os custos de produção, transporte e distribuição do hidrogénio verde em Portugal. O LNEG participa em importantes agendas mobilizadoras, como a Moving2Neutrality (LNEG, 2023) ou a H2Driven (LNEG, 2024), as quais abordam o desafio da transição energética no setor dos transportes, produzindo combustíveis sustentáveis, com um foco no hidrogénio e e-combustíveis verdes. O LNEG está a desenvolver um simulador de custos nivelados do hidrogénio incluindo todas as fases da cadeia de valor (produção, armazenagem, distribuição e transformação) produto da investigação do LNEG com os parceiros da agenda e que será disponibilizado em 2024 para o público geral. Este Poster apresenta o trabalho desenvolvido e em curso para estas ferramentas.
- Estimativa de potenciais técnicos de energia renovável em Portugal: eólico, solar fotovoltaico, solar concentrado, biomassa e oceanosPublication . Simoes, Sofia; Simões, Teresa; Barbosa, Juliana; Rodrigues, Carlos; Azevedo, Pedro; Cardoso, João P.; Facão, Jorge; Costa, Paula Silva; Justino, Paulo Alexandre; Gírio, Francisco; Reis, Alberto; Passarinho, Paula; Duarte, Luís C.; Moura, Patrícia; Abreu, Mariana; Estanqueiro, Ana; Couto, António; Oliveira, Paula; Quental, Lídia; Patinha, Pedro; Catarino, Justina; Picado, AnaExecutive Summary: There is a clear need to accelerate the energy transition, including the implementation of renewable electricity production plants, as well as the increase in consumption of other renewable energy carriers in buildings, industry, transport and other sectors. This work provides key information to make this transition possible, that is, the technical renewable energy potentials for Portugal. The aim is thus to contribute to policy support, as well as to decision-making by various Portuguese stakeholders (public and private) in the domains of energy, energy transition and greenhouse gases emissions mitigation. The work presents the technical renewable energy potentials for Portugal to: (i) decentralized solar photovoltaic (PV) plants in artificialized (or built-up) areas; (ii) centralized solar PV plants in non-artificialized (or natural) areas; (iii) concentrated solar power; (iv) onshore wind; (v) offshore wind (floating and fixed); (vi) bioenergy, and (vii) solar thermal. The wave energy primary energy resource potential is also presented (not the technical potential). The technical potential values of renewable energy sources (RES) presented are dynamic values, given the substantial uncertainty associated with their estimation. The study identifies technical RES potentials i.e., the technically viable energy generation achievable from a specific technology, considering the primary energy resource available and the geographic, environmental and land use limitations. RES economic potentials represent the fraction of RES technical potential that is economically viable, but they are not presented in this work. Likewise, this report does not address market potential, that translate the capacity and energy generation that the market effectively manages to implement. The presented RES technical potentials include the total capacity currently installed in the country. The technical potentials are estimated mostly for mainland Portugal, in most cases with a spatial disaggregation of at least NUT2 and sometimes for NUT5 and/or type of building. Despite adopting an approach based on a territorial analysis in which some areas of the country are excluded, this potential does not correspond to the work done in mapping less-sensitive areas towards future definition of RES “Go-To Areas”. The decentralized solar PV potential in artificialized areas is divided into 6 area types: industrial areas; commercial buildings; residential and mixed-use buildings; villas; health, education, cultural, tourist and military buildings, and other land uses (including parking lots and patios, ports, waste and wastewater treatment infrastructure, sports facilities, among others). It is estimated a technical potential of 23.33 GW that could generate up to 36.84 TWh/year. This potential is distributed throughout the entire territory of mainland Portugal but is higher in the North and Center regions. The RES technical potential for centralized solar PV was estimated as a range of values that translate the uncertainty associated with using different levels of concern in excluding certain areas in which solar PV can be deployed (for example to safeguard ecosystems, water resources, agriculture or archaeological heritage). The centralized solar PV potential varies between 168.82 GW and 45.63 GW. The maximum threshold of installed capacity could generate 278.11 TWh/year of electricity. The value is high and reflects on the one hand, the excellence of the solar resource throughout the country, and on the other, the large size of the considered areas. The CSP potential is 62.6 GW with a corresponding electrical production potential of 183.61 TWh/year. It is mainly located in the Alentejo region, although other areas have also been identified in other regions of the country. The wind onshore technical potential is 15.7 GW, that could generate 37.13 TWh/year, taking into account the safeguarding of various areas for the protection of ecosystems and also social acceptability issues. In the case of offshore wind and considering a capacity density of 4 MW/km2 for floating offshore and 5.5 MW/km2 for fixed offshore, a total of 36 GW and 2 GW are obtained, respectively. This capacity could generate up to 126.14 TWh/year (floating offshore) or 6.31 TWh/year (fixed offshore). The solar thermal energy potential focused residential and service buildings (such as nursing homes, barracks, etc., tourism, hospitals, indoor swimming pools and other sports facilities). The potential is of 0.95 GWt and 0.95 TWh/year for service buildings, 7.26 GWt and 5.84 TWh/year for residential buildings. For industry there is a potential of 1.06 GWt, which could generate up to 1.15 TWh/year for applications up to 160 ºC. The total technical potential of solar thermal is 9.25 GWt and 7.93 TWh/year of thermal energy generated, with a substantial weight of residential buildings in the total value. Potential values are disaggregated by NUTS III and type of building. In terms of biomass and bioenergy potential, annual values of forest biomass, agricultural biomass, agro-industrial waste, urban waste and wastewater treatment are estimated, totaling around 58 TWh/year. Regarding the production of biofuels (HVO and FAME) it is estimated that the annual production of domestic used oils and other similar residues is 1.4 TWh/year. The use of oils from food crops such as soybean, sunflower and rapeseed is limited by European (and national) policy guidelines and is 2.1 TWh/year. Regarding wave energy, the resource potential is estimated between 1.4 GW for 80 m bathymetry and 4.8 for 20 m bathymetry. There are substantial uncertainties associated with the presented values, inherent to the methodological approach considered. Nevertheless, these estimates are a valuable starting point to be refined and improved in subsequent updates.
- Conversão de edifícios existentes em nzeb através da integração de energias renováveis, de micro-redes e de soluções de eficiência energéticaPublication . Estanqueiro, Ana; Joyce, A; Aelenei, Laura Elena; Facão, Jorge; Rodrigues, Carlos; Loureiro, David; Teixeira, J.; Correia, J.B.; Ramalho, Álvaro; Camelo, Susana; Silva, Carlos; Neto, Rui C.RESUMO: O Projeto IMPROVEMENT “Integration of combined cooling, heating and power microgrids in zero-energy public buildings under high power quality and continuity of service requirements” é um projeto financiado pelo Programa INTERREG SUDOE, de cariz marcadamente multidisciplinar e que reúne competências da área de integração e modelação de sistemas energéticos, da gestão de energia em edifícios, de energias renováveis, micro-redes inteligentes e sistemas de monitorização e gestão de consumo. Tem ainda como objetivo geral renovar edifícios públicos existentes, convertendo-os em edifícios com necessidades de energia quase nulas (NZEB), e para tal integra micro-redes com fontes renováveis e geração combinada de calor, frio, eletricidade, equipadas com sistemas de armazenamento.
- Acciones para el desarrollo de las energias renovablesPublication . Pinto, Filomena; Rodrigues, Carlos; Viana, Susana; Marques, Isabel PaulaO parque experimental de energias renováveis da Herdade da Mitra, em Évora integra um sistema de microgeração de abastecimento eléctrico em Portugal, através da integração de diferentes unidades utilizadoras de fontes renováveis: fotovoltaica, eólica, gasificação e digestão anaeróbica. Neste capítulo serão abordadas estas diversas tenologias referindo os princípais conceitos teóricos que suportam cada uma delas, antes de descrever cada uma das instalações projectadas no âmbito do projecto PETER. Na instalação de gasificação a biomassa florestal existenet na Zona do Parque é utilizada para a produção de um gàs. O gasificador de leito fluidizado tem uma capacidade térmica de 350 kW e um consumo de cerca de 80 kg/h de biomassa. Após as operações de limpeza do gás obtido para melhorar as respecivas características, este é convertido em enrgia através de um grupo gerador, que é constituído por um motor de combustão interna "dual-fuel" acoplado a um gerador eléctrico de 70kWe. A instalação de digestão anaeróbica do parque destna-se à conversão da matéria orgânica da biomassa húmida em biogás, tendo como fonte os efluentes agro-pecuários e industriais que são produzidos na herdade e/ou na região Alentejana. A unidade de digestão anaeróbia é um protótipo de demonstração que corresponde a um digestor híbrido de fluxo ascendente com 15 m3 de capacidade. As unidades de digestão anaeróbica e de gasificação partilham os sitemas de colecta e de tratamento do gás produzido e da sua conversão em energia eléctrica e térmica. A energia eléctrica é, por seu turno injectada no circuito de microgerção e a energia térmica é valorizada através da manutenção da temperatura de digestão da unidade anaeróbica. Assim, a gestão integrada de diversas tecnologias, vocacionadas para a remoção da carga poluente contida nos efluentes agro-pecuários e para a reutilzação dos fluxos obtidos, apresenta-se como um sistema de valorização energética e agrícola de recursos endógenos da região onde são produzidos. O sistema fotovoltaico tem uma potência de pico de 10 kW, permitindo a demonstração de diferentes tecnologias de conversão. O sistema fotovoltaico encontra-se ligado à rede eléctrica da herdade da Mitra.
- 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.
- Solar Resource and Energy Demand for Autonomous Solar Cooking Photovoltaic Systems in Kenya and RwandaPublication . Cardoso, João P.; Couto, António; Costa, Paula; Rodrigues, Carlos; Facão, Jorge; Loureiro, David; Wambugu, Anne; Banda, Sandra; Da Silva, Izael; Simões, TeresaABSTRACT: The challenges associated with traditional cooking methods in African countries, particularly the use of firewood and charcoal, which have negative impacts on the environment, health and human and economic development and safety, are addressed in this work. Given the high annual solar irradiation on the African continent, photovoltaic-powered electric cooking alternatives, such as electric pressure cookers (EPCs), are identified as a potential efficient, clean and affordable cooking solution. This work focuses on the potential of standalone solar electric cookers for use in rural African locations, namely, if this type of solution can satisfy cooking demand. Surveys and experimental data from several households in two different countries (Rwanda and Kenya) were collected. Specifically, the researchers performed a survey regarding cooking habits and an experimental campaign to determine real energy consumption profiles of EPCs. The main results are analyzed and discussed in this work. An assessment of the solar power capability to directly supply the EPCs’ energy demand, as determined from the experimental data, is performed. The findings indicate that, for the most commonly prepared food types, using EPCs saves considerable time in comparison with traditional cooking methods. In Rwanda, time savings range from 55% to 84%, while in Kenya, the time saved varies from 9% to 64%. Results show that, even for scenarios with high installed solar capacity, storage solutions are required to enable the PV-powered EPC system to supply more than 50% of meal demand.
- The Road Towards “Zero Energy” in Buildings: Lessons Learned from SOLARXXI Building in PortugalPublication . Aelenei, Laura Elena; Goncalves, Helder; Rodrigues, CarlosIn this paper the authors intend to share the lessons learned in the designing process of a solar office building currently underway to reach the Net Zero-Energy performance. Solar XXI building was built in Lisbon in 2006 as a demonstration project [1]. The building, which design is based on a combination of passive design techniques with renewable energy technologies (PV, solar collectors), may be currently considered, from this perspective, a near Net Zero Energy Building. Despite Solar XXI falling short the NZEB status, it is believed that the experience acquired and lessons learned in the designing phase are worth noting. The demonstration of the building energy performance is done by means of experimental monitoring data and energy modelling results using the simulation engine EnergyPlus [2]. In addition of this, it is important to stress out the fact that the authors of this paper, who are participants in the SHC Task 40-ECBCS Annex 52, “Towards Net Zero Solar Energy Buildings” are currently engaged in studying possible strategies for “upgrading” Solar XXI to NZEB status [3].
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