Estudo de viabilidade para implementação de energias … · VI Resumo O presente trabalho incide sobre a viabilidade da instalação de fontes de energia renováveis num empreendimento

Estudo de viabilidade para implementação de energias

renováveis num complexo turístico rural - Lugar dos Devas

– Galiza

Pedro Nuno Rodrigues Bento

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em

Engenharia Mecânica

Orientadores: Prof. Carlos Augusto Santos Silva Prof. Carlos Manuel do Amaral Alegria

Júri

Presidente: Prof. Edgar Caetano Fernandes Orientador: Prof. Carlos Augusto Santos Silva

Vogal: Dr. Rui Pedro da Costa Neto

Novembro 2017

III

Este trabalho foi escrito em desacordo com o novo acordo ortográfico.

V

Agradecimentos

O presente trabalho marca simultaneamente o fechar de um ciclo e o início do seguinte. Como tal é a

aplicação da experiência e conhecimento adquiridos projectados na vontade de melhorar e valorizar

um local para mim muito especial, onde vive a minha família e ao qual associo o verdadeiro conceito

de lar.

Começo por agradecer à minha família - pais e oito irmãos mais novos, que me ajudaram durante todo

o curso, em particular nesta fase final. Mais importante que toda a informação facultada foi o apoio e

motivação, a confiança e a paciência que sempre tiveram para comigo.

Um destaque especial à Catarina Quatorze, minha companheira. O seu apoio e colaboração foram

fundamentais nos momentos mais atribulados, foi ela que acompanhou todos os dias e passo a passo,

o desenvolvimento do trabalho.

Uma palavra de sentido agradecimento a todos os colegas e amigos que na forma de uma dica, opinião,

disponibilidade ou sentido crítico estiveram disponíveis para me ajudar na escrita, revisão e

organização deste trabalho, em particular ao João Cunha e ao José Matos.

Especial agradecimento ao Gonçalo Moura, que me acompanhou nas últimas disciplinas do curso e de

forma mais próxima, na dissertação. Foi o seu apoio em termos de planeamento, organização,

estratégia, gestão de tempo e de sobretudo de energia que me permitiu chegar à conclusão.

Agradeço ao Professor Mário Costa pela sua disponibilidade e por acreditar neste projecto, sem o seu

incentivo este trabalho poderia ter ficado só pela ideia.

O Professor Carlos Alegria teve um papel importante, tendo em conta o cariz prático deste trabalho,

numa fase inicial de aprendizagem e recolha de informação, pelas visitas ao Hotel Rural Vale do Rio e

à Central Termoeléctrica de Biomassa de Terras de Santa Maria.

Ao Professor Carlos Silva agradeço todo o auxílio, aconselhamento e orientação na redacção do

presente trabalho, pela sua visão cuidada e experiência que me ajudou a ter o foco necessário à sua

conclusão.

Por último, os devidos agradecimentos ao Professor Luís Guerra e Silva, ao Eng.º Jorge Matias e ao

Eng.º Jorge Prates, por todo o apoio e compreensão no meu trabalho na Direcção de Serviços de

Informática, ao longo da escrita e desenvolvimento da dissertação.

VI

Resumo

O presente trabalho incide sobre a viabilidade da instalação de fontes de energia renováveis num

empreendimento turístico rural, localizado na Galiza – Lugar dos Devas. Como tal, este estudo partiu

da análise da região, respectivo clima e recursos disponíveis com o objectivo do levantamento de

necessidades energéticas, com base na instalação já existente e análise de histórico e estimativa de

consumos (226kWh). Foram comparadas com as necessidades energéticas obtidas pela análise dos

graus-dia de aquecimento (170kWh), de forma independente, foi feita a simulação de um modelo de

uma das casas, para avaliar as necessidades energéticas, utilizando um software específico para o

efeito – Energy Plus (55kWh). Posteriormente, foram avançadas várias opções de instalação de fontes

de energia renováveis, em particular opções de biomassa e geotérmica. Foi seleccionada a solução de

geotérmica, por ser uma tecnologia limpa, cómoda, fiável, de baixa manutenção e com um período de

amortização de investimento de metade do tempo das opções de biomassa, entre 5 e 8 anos, conforme

a taxa de ocupação e os subsídios aplicáveis. Independentemente da fonte de energia utilizada, a

prioridade neste complexo é o investimento no isolamento e envolventes, que vão permitir uma

economia significativa em termos energéticos. Considerando a perspectiva futura do empreendimento,

deverá ser escolhida a aplicabilidade de cada solução.

Palavras Chave:

Energias renováveis, Turismo rural, Galiza, Biomassa, Geotérmica, Sustentabilidade

VII

Abstract

The present work focuses on the viability of installing renewable energy sources in a rural tourism

project, located in Galicia – Lugar dos Devas. The approach included the analysis of the region, its

climate and the available resources with the aim of evaluating energy needs, based on the existing

installation and estimation of consumption (226kWh). It was compared with the energy requirements

obtained by the analysis of heating degree-days (170kWh), independently, a model of one of the houses

was simulated to evaluate the energy needs, using specific software Energy Plus (55kWh).

Subsequently, various options for the installation of renewable energy sources, in particular biomass

and geothermal options were pointed. Geothermal solution has been chosen because it is a clean,

comfortable, reliable, low-maintenance technology with a half-time investment amortization period of the

biomass options, between 5 and 8 years, depending on the occupation rate and the applicable support.

Regardless of the power source used, the priority is the investment in insulation and enclosures, which

will allow significant energy savings. From the feasibility study of the business and considering the future

perspective of the enterprise, the applicability of each solution would be chosen.

Keywords:

Renewable energy; Rural tourism; Galicia; Biomass; Geothermal; Sustainability

VIII

Índice

1 Introdução ........................................................................................................................................ 1

1.1 Motivação ................................................................................................................................ 1

1.2 Objectivos ................................................................................................................................ 2

1.3 Revisão bibliográfica ............................................................................................................... 2

1.3.1 Energias renováveis e a sua importância ........................................................................... 2

1.3.2 As energias renováveis em Espanha .................................................................................. 4

1.3.3 Energias renováveis no turismo .......................................................................................... 6

1.3.4 Turismo sustentável ............................................................................................................ 6

1.3.5 Modelos de estudo .............................................................................................................. 6

1.4 Estrutura .................................................................................................................................. 7

2 Metodologia ..................................................................................................................................... 9

2.1 Caso de estudo – Lugar dos Devas ........................................................................................ 9

2.1.1 História ................................................................................................................................. 9

2.1.2 Localização .......................................................................................................................... 9

2.1.3 Descrição ........................................................................................................................... 11

2.1.4 Clima .................................................................................................................................. 13

2.2 Necessidades energéticas .................................................................................................... 15

2.2.1 Análise das condições de serviço ..................................................................................... 15

2.2.2 Histórico de consumos de gás propano ............................................................................ 17

2.2.3 Histórico de consumos de electricidade ............................................................................ 19

2.2.4 Análise de graus-dia de aquecimento ............................................................................... 21

2.2.5 Recursos disponíveis ........................................................................................................ 22

3 Modelação ..................................................................................................................................... 25

3.1 Determinação das necessidades de aquecimento da casa B .............................................. 25

3.2 Resultados da modelação ..................................................................................................... 27

3.2.1 Necessidades de aquecimento, na casa B ....................................................................... 27

3.2.2 Necessidades de aquecimento, com uma ocupação de 60% .......................................... 28

3.2.3 Necessidades de aquecimento, com uma ocupação de 80% .......................................... 28

3.2.4 Necessidades de aquecimento, com uma ocupação de 100% ........................................ 29

3.3 Comparação de resultados ................................................................................................... 30

IX

4 Potenciais soluções ....................................................................................................................... 31

4.1.1 Solução A – biomassa com pellets.................................................................................... 31

4.1.2 Solução B – biomassa de diversas fontes ........................................................................ 31

4.1.3 Solução C – energia geotérmica ....................................................................................... 32

4.1.4 Solução D – propano ......................................................................................................... 32

4.1.5 Análise comparativa .......................................................................................................... 33

5 Discussão ...................................................................................................................................... 35

5.1 Estudo de viabilidade económica .......................................................................................... 35

5.2 Comparação da instalação com as necessidades energéticas do modelo em EP .............. 36

6 Conclusões e reflexão ................................................................................................................... 37

Bibliografia ............................................................................................................................................. 39

Anexos ................................................................................................................................................... 43

A - Relação de radiadores por divisão e por edifício ........................................................................ 43

Casa A ........................................................................................................................................... 43

Casa B ........................................................................................................................................... 43

Casa C ........................................................................................................................................... 44

Casa D ........................................................................................................................................... 44

Restaurante ................................................................................................................................... 44

B - Consumos de electricidade ......................................................................................................... 45

Tabela do consumo eléctrico do conjunto restaurante, casa A e casa B ..................................... 45

Tabela do consumo eléctrico do conjunto da casa C e casa D .................................................... 46

C – Cálculos para a solução A .......................................................................................................... 48

Orçamento exemplo para instalação de caldeiras de biomassa [23]. .......................................... 48

Orçamento estimado para a caldeira Pereko KSR 100 ................................................................ 48

Custo da solução A ....................................................................................................................... 48

D – Cálculos para a solução B .......................................................................................................... 49

Orçamento estimado para duas caldeiras Vento Multi ................................................................. 49

Custo da solução B, com pellets ................................................................................................... 49

Custo da solução B, com estilha ................................................................................................... 49

Custo da solução B, com lenha ..................................................................................................... 50

E – Cálculos para a solução C .......................................................................................................... 51

X

Orçamento para a solução C, com T=50ºC .................................................................................. 51

Custo da solução C, com T=50ºC ................................................................................................. 51

Orçamento para a solução C, com T=60ºC .................................................................................. 52

Custo da solução C, com T=60ºC ................................................................................................. 52

F – Cálculos para a Solução D .......................................................................................................... 53

Custo da solução D, para ocupação de 60% ................................................................................ 53

Custo da solução D, para ocupação de 80% ................................................................................ 53

Custo da solução D, para ocupação de 100% .............................................................................. 54

XI

Índice de Figuras

Figura 1 - Consumo energético proveniente de fontes renováveis na União Europeia [5]. ................... 3

Figura 2 - Mapa do Lugar dos Devas, adaptado de [14]. ...................................................................... 10

Figura 3 - Vista aérea do empreendimento Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza. ................. 10

Figura 4 - Casas A e B do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza. ........................................... 11

Figura 5 - Pátio entre as casas C e D do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza. .................... 11

Figura 6 - Piso térreo do restaurante do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza. ...................... 12

Figura 7 - Plantas das casas A, B e restaurante do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza. .... 12

Figura 8 - Plantas das casas C e D do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza. ........................ 13

Figura 9 - Histórico das temperaturas médias mensais 1982-2012 e 2014-2016, [16]. ....................... 14

Figura 10 - Radiador Roca Jet 60 utilizado no aquecimento central do Lugar dos Devas, [17] ........... 15

Figura 11 - Consumo eléctrico por núcleo de casas e total do Lugar dos Devas................................. 21

Figura 12 - Mapa europeu do potencial de energia solar fotovoltaica, adaptado de [19] [20]. ............. 22

Figura 13 - Mapa do potencial de energia solar PV em Espanha, adaptado de [19] [20]. ................... 23

Figura 14 - Vista lateral da casa B do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza. ......................... 25

Figura 15 - Perspectiva nordeste do modelo da casa B do Lugar dos Devas, Cernadela, Galiza. ...... 26

Figura 16 - Perspectiva sudeste do modelo da casa B do Lugar dos Devas, Cernadela, Galiza. ....... 26

Figura 17 - Necessidades energéticas mensais, em função da taxa de ocupação (TO). .................... 29

Figura 18 - Comparativo dos resultados das análises de necessidades energéticas. ......................... 30

XII

Índice de Tabelas

Tabela 1 - Áreas e volumes por edifício do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza. ................. 12

Tabela 2 - Histórico de temperaturas médias mensais 1982-2012 e 2014-2016, [16]. ........................ 14

Tabela 3 – Energia mensal disponibilizada pelo sistema de aquecimento central 17]. ........................ 16

Tabela 4 - Potência de aquecimento instalada na casa B do Lugar dos Devas................................... 16

Tabela 5 – Potência e consumo energético mensal do equipamento eléctrico do restaurante do Lugar

dos Devas. ............................................................................................................................................. 17

Tabela 6 - Histórico de consumos de propano no Lugar dos Devas entre 2008 e 2017. ..................... 18

Tabela 7 - Consumo estimado [kg] mensal de gás propano, em função da taxa de ocupação. .......... 18

Tabela 8 - Custo e consumo de gás propano, em função da taxa de ocupação.................................. 18

Tabela 9 - Consumo eléctrico do restaurante, casas A e B do Lugar dos Devas, entre 2008 e 2017. 19

Tabela 10 - Consumo eléctrico das casas C e D do Lugar dos Devas, entre 2014 e 2017. ................ 20

Tabela 11 - Consumo eléctrico total do Lugar dos Devas entre 2016 e 2017. ..................................... 20

Tabela 12 - Graus-dia de aquecimento em função do consumo de propano [18]. ............................... 21

Tabela 13 - Necessidades energéticas anuais estimadas pelo método HDD. ..................................... 22

Tabela 14 - Recursos de biomassa disponíveis na região. .................................................................. 24

Tabela 15 - Características dos materiais de construção definidos para a simulação [27]. ................. 26

Tabela 16 - Energia necessária ao longo do ano, na casa B. .............................................................. 27

Tabela 17 – Necessidades de aquecimento, com uma taxa de 60% de ocupação. ............................ 28

Tabela 18 - Necessidades de aquecimento, com uma taxa de 80% de ocupação. ............................. 28

Tabela 19 - Necessidades de aquecimento, com uma taxa de 100% de ocupação. ........................... 29

Tabela 20 - Consumo e custos, na solução A....................................................................................... 31

Tabela 21 - Consumo e custos, na solução B, em função do tipo de combustível. ............................. 31

Tabela 22 - Consumo e custos, na opção C, em função do modelo considerado. .............................. 32

Tabela 23 - Consumos e custos estimados de gás propano, em função da taxa de ocupação (TO). . 32

Tabela 24 – Comparação dos resultados do estudo de viabilidade. .................................................... 33

Tabela 25 - Previsão de amortização em função da solução. .............................................................. 33

XIII

Nomenclatura

Acrónimos

AQS

AENOR

EP

ER

FER

GEE

HDD

INEGA

IVA

OCDE

PIB

RED

Águas quentes sanitárias

Asociación Española de Normalización e Certificación

Energy Plus

Energias renováveis

Fontes de energias renováveis

Gases de efeito de estufa

Graus-dia de aquecimento

Instituto Enerxético de Galicia

Imposto sobre o valor acrescentado

Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Económico

Produto interno bruto

Renewable Energy Directive

1

1 Introdução

Considerando o paradigma energético actual, a dependência dos combustíveis fósseis é um aspecto

importante, atendendo às nefastas consequências para o meio ambiente e tendo em conta que estes

recursos são cada vez mais escassos.

Na era da informação, existe cada vez mais consciência destas questões e os destinos de férias

começam a ser escolhidos com essa preocupação. À semelhança do que já acontece na verificação

das emissões de poluentes, aquando a compra de um carro ou na sua rotina diária, as pessoas estão

cada vez mais sensíveis para estes temas e adoptam práticas mais sustentáveis e responsáveis para

com o futuro do meio ambiente. Como tal, o turismo sustentável tem apresentado um desenvolvimento

importante quer em termos de novas instalações projectadas de raiz, quer na reformulação das fontes

de energia para opções mais económicas, limpas e sustentáveis de empreendimentos ainda

dependentes de combustíveis fósseis.

1.1 Motivação

Num contexto de turismo rural de aldeia recuperada de acordo com os princípios de bioconstrução, o

uso de fontes renováveis de energia e a consequente redução da dependência das formas de energia

mais tradicionais são argumentos relevantes, aos quais o público-alvo é particularmente sensível e

representam um desafio importante no panorama actual.

As fontes de energia renováveis, em particular eólica, geotérmica e biomassa surgem como opções

interessantes, considerando a localização – Galiza e a respectiva disponibilidade de recursos. Estas

alternativas devem colmatar as necessidades de aquecimento e de águas quentes sanitárias. Com este

propósito, foram consideradas duas abordagens – por um lado, mantendo a instalação de radiadores

já existente e projectando com vista a fornecer a energia necessária para a suportar uma ocupação

total; por outro foi feito um estudo de auditoria energética baseado nas condições climatéricas locais e

nos materiais utilizados na construção, verificando assim, o projecto da instalação original, face às

condições actuais.

As opções alternativas de electricidade mostraram-se pouco realistas numa primeira fase,

considerando as necessidades e a dimensão do complexo nas vertentes de habitação e restauração.

Como tal, a total independência das fontes de energia actuais poderá ser alvo de um estudo futuro.

Qualquer passo neste sentido será uma mais-valia que terá um impacto profundo, potenciando a

sustentabilidade pela valorização em geral, e simultaneamente assegurando a autonomia do projecto.

2

1.2 Objectivos

O objectivo desta dissertação é avaliar e quantificar as diferentes possibilidades de tornar o complexo

turístico rural Lugar dos Devas num hotel verde, de forma sustentável, idealmente independente das

fontes de energia provenientes de combustíveis fósseis.

Será dada particular ênfase à biomassa, considerando a sua disponibilidade na Galiza e a possibilidade

de reduzir o investimento, utilizando grande parte da instalação já existente.

Por ambas as razões, estas fontes de energias renováveis surgem como pertinentes alternativas para

substituição do gás propano, que suporta as necessidades de aquecimento e águas quentes sanitárias.

O levantamento das necessidades energéticas foi feito com base na instalação actual, em termos de

equipamentos e histórico de consumos, analisando também de forma independente, as necessidades

do complexo, no sentido de verificar a instalação projectada inicialmente.

1.3 Revisão bibliográfica

1.3.1 Energias renováveis e a sua importância

Considerando as mudanças climáticas a nível global, os países desenvolvidos continuam a diminuir o

recurso a combustíveis fósseis e aumentar o uso de energias renováveis [1].

Os combustíveis fósseis são a principal fonte de electricidade e o seu uso implica a descarga de gases

nocivos para o meio ambiente. A redução dos gases de efeito de estufa (GEE) tornou-se uma séria

preocupação a nível global e, consequentemente, um objectivo alcançável pelo recurso a fontes de

energia mais limpas e renováveis [2].

As fontes de energias renováveis (FER) podem contribuir significativamente para o desenvolvimento

sustentável, fornecendo benefícios socioeconómicos, incluindo a diversificação das fontes de energia,

reforço de oportunidades de desenvolvimento regional, rural e de postos de trabalho [3].

As características socioeconómicas de muitos países membros da Organização para a Cooperação e

Desenvolvimento Económico (OCDE) tornam-nos particularmente adequados a investimentos em FER,

tais como zonas consideravelmente rurais, com dispersão populacional, acentuada dependência do

sector agrícola, que está em declínio, quadro de redução de subsídios agrícolas, elevada taxa de

desemprego, escassas alternativas de desenvolvimento regional, declínio e envelhecimento das

populações. Os benefícios são reconhecidos pela directiva Renewable Energy Directive (RED), que

aponta a necessidade de promover as FER como medida prioritária, considerando o seu contributo

para o desenvolvimento sustentável, criação de emprego a nível local, com um impacto positivo na

coesão social, entre outros benefícios [3].

1.3.1.1 Metas europeias

Considerando os aspectos positivos duma mudança de paradigma e no sentido de promover a

utilização de FER, a 30 de Novembro de 2016, a Comissão Europeia (CE) apresentou uma proposta

3

ao Conselho da União Europeia (UE) e ao Parlamento Europeu para reformular a directiva Renewable

Energy Directive (RED) 2009/28/EC2, que expirará no final de 2020, onde se propunha um aumento

do uso de Energias Renováveis (ER) até 20% do consumo de energia final e de 10% no sector dos

transportes em 2020. A nova proposta de directiva - Renewable Energy Directive II (RED II) sucede a

regulamentação já existente e propõe um conjunto de medidas políticas, no sentido de atingir uma

quota de energia renovável de 27% para energia consumida em electricidade, aquecimento e

arrefecimento e sectores de transportes até 2030. Esta meta foi aprovada pelo Conselho da UE e é

vinculativo na Europa [4].

Em geral, o consumo de energia de fontes renováveis tem vindo a aumentar em toda a União Europeia,

e de 2004 até 2015, a energia consumida proveniente de fontes renováveis passou de 8,5% para

16,7%, tendo em alguns casos já sido atingida a meta fixada para 2020 [5].

1.3.1.2 Metas em Espanha

A nível nacional, Espanha é um claro exemplo de uma tendência negativa no cumprimento dos

objectivos traçados relativamente às ER para 2020, com uma projecção no intervalo 12,6-17,1% de

relatórios dos últimos anos, relativamente distantes do previsto, quando a directiva relativa a economia

sustentável, estabelece como objectivo um mínimo de contribuição de energias renováveis no consumo

bruto de energia final de 20% [6]. Este caso merece especial atenção, considerando a escassez inata

de recursos energéticos no país. Em termos de gás e hidrocarbonetos líquidos, a disponibilidade é

limitada e de baixa qualidade, sendo o carvão um caso semelhante, com a agravante do custo

acrescentado face ao importado. Nos últimos anos a situação tem sido atenuada pela utilização de

FER, com o apoio dos governos e o investimento em energia eólica, solar e biomassa [7].

Por oposição, em Portugal, existe uma clara tendência positiva, com um consumo energético em 2004

de 19,2% de fontes renováveis e atingindo a quota de 28% em 2015, próximo da meta de 31%, fixada

para 2020. Esta evolução colocou Portugal em oitava posição, tal como é visível no gráfico da Figura

1, dentro dos países europeus com maior valor consumido através de renováveis e o quinto na zona

euro [5].

Figura 1 - Consumo energético proveniente de fontes renováveis na União Europeia [5].

4

1.3.2 As energias renováveis em Espanha

O sector de energia renovável em Espanha tem vindo a ganhar importância na economia do país e

esta contribuição tende a aumentar nos próximos anos. O seu contributo directo para o produto interno

bruto (PIB) apresentou um desenvolvimento positivo, com um crescimento aproximado de 56,7% entre

2005 e 2009. Considerando as previsões do Fundo Monetário Internacional, publicado para o

crescimento do PIB espanhol, assumindo um crescimento anual de 2,5% entre 2016 e 2020, a

contribuição directa do sector de ER corresponderá a 1,03% em 2020. O potencial das ER espanholas

é amplo e largamente superior às necessidades internas e aos recursos fosseis – pode ser considerado

o maior activo energético do país [6].

1.3.2.1 Solar

Espanha tem mais horas de sol do que qualquer outro país da Europa, tal como os países do arco do

Mediterrâneo e, portanto, oferece condições ideais para a utilização de energia solar. Os valores

médios da luz do sol (em horas por ano) variam de 1600 h na zona Norte para até 3100 h na zona

sudeste. Em termos de energia fotovoltaica, em 2006, Espanha ocupou o quarto lugar no mundo (atrás

da Alemanha, do Japão e dos EUA) em instalações fotovoltaicas (PV), com 97 MW. Em 2007, 400 MW

de energia eléctrica instalada foram distribuídos entre 14567 instalações existentes. Em 2008 e 2009,

Espanha subiu ao segundo lugar (a seguir à Alemanha) em potência instalada. A energia total

acumulada em 2012 atingiu 4525 MW [6].

A tecnologia termoeléctrica solar ainda está numa fase inicial, apesar da existência de centrais

experimentais desde a década de 1980. A Espanha é líder mundial na implantação comercial de plantas

concentradas de energia solar térmica (CSTP) e seu desenvolvimento técnico. No final de 2012, o país

produziu 1950 MW em 43 instalações, espalhadas principalmente nas regiões do Sul, onde o sol é mais

abundante (Andaluzia, Extremadura, Castilla-La Mancha e Múrcia). Ao contrário da tecnologia

fotovoltaica, espera-se que a expansão da energia solar térmica continue porque houve pedidos de

15563 MW de acesso à rede eléctrica até o final de 2010. A taxa de crescimento continua a aumentar

apesar dos regulamentos legais de energia renovável que estão a afectar a indústria fotovoltaica desde

2008 [6].

Apesar dos aspectos favoráveis, o sector fotovoltaico foi afectado pelo corte dos subsídios e pelas

políticas que pouco incentivam a instalação desta tecnologia, medidas que levaram à redução de 80%

nesta forma de energia, entre 2008 e 2013 [8].

1.3.2.2 Energia eólica

A energia eólica, a forma de energia sustentável de crescimento mais elevado, permitiu superar muitos

dos problemas associados a combustíveis convencionais, tornando-se não apenas uma alternativa,

mas uma forma viável e dominante de geração de energia. A Espanha tem sido líder na implantação

de energia eólica. Os fabricantes espanhóis de turbinas eólicas são líderes internacionais, estando

entre os 10 maiores fabricantes do mundo e produzindo uma quota de mercado conjunta de 16,4% em

2002. Das fontes de energia renováveis, a energia eólica teve o maior crescimento em Espanha durante

a última década. A difusão da energia eólica em terra durante o período 1995-2004 foi descrita como

5

impressionante e tornou Espanha a segunda na capacidade instalada de energia eólica, atrás da

Alemanha e a par com os EUA. Em apenas 12 anos, a contribuição da energia eólica deixou de

considerada insignificante para desempenhar um papel importante no balanço eléctrico do país. No

final de 2012, o vento gerou cerca de 22622 MW de potência em Espanha, com uma produção eléctrica

acima de 48212 GW h e atingiu aproximadamente 18% das necessidades totais de electricidade, tendo

ocasionalmente superado 21% das necessidades mensais e até 60% de cobertura, em termos de carga

horária. O desenvolvimento anual da energia eólica instalada é significativo, o total das conexões de

rede acumuladas em Espanha até 2012 e o número de parques eólicos conectados à rede, atingiu

1299 em 2012. Os picos históricos ocorreram nos anos de 2007 (2640 MW) e 2009 (2542 MW) [6].

1.3.2.3 Biomassa

O sector da biomassa engloba qualquer matéria orgânica capaz de produzir energia. Em particular, a

Associação Espanhola de Normalização e Certificação (AENOR) usa a definição dada pela

Especificação Técnica Europeia CEN/TS 14588 para classificar biomassa como qualquer material de

origem biológica, excluindo apenas os provenientes de formações geológicas que tenham sofrido

processo de mineralização. Como tal, os recursos de biomassa provêm de fontes diversas e

heterogéneas. Essa heterogeneidade e as tecnologias disponíveis ou em desenvolvimento permitem

que os produtos energéticos obtidos substituam qualquer fonte de energia convencional, incluindo

combustíveis sólidos, líquidos ou gasosos, para a produção térmica. Os dados relativos ao uso de

biomassa para geração de energia eléctrica colocam Espanha em nono lugar, comparativamente aos

países do Norte da Europa, como Alemanha, Polónia ou Suécia. No entanto, estudos mostraram que

o potencial combinado de resíduos agrícolas e florestais em Espanha correspondiam a 11,25% da

energia eléctrica líquida gerada em Espanha em 2008 [6].

1.3.2.4 Energia hidroeléctrica

A energia hidroeléctrica depende da geografia e Espanha tem um sistema de geração hidroeléctrica

significativo e consolidado, resultante de uma longa tradição histórica de desenvolvimento, devido ao

terreno do país e ao grande número de barragens. A capacidade total dos reservatórios do país é de

55000 hm3 e 40% dessa capacidade corresponde a hidroeléctricas, das quais a Espanha tem uma das

maiores proporções da Europa e do mundo. Ocupa o quinto lugar na energia hidroeléctrica a nível

europeu, depois da Suécia, França, Áustria e Itália. Em termos de centrais hidroeléctricas instaladas

com capacidade inferior a 10 MW, a Espanha ocupa o terceiro lugar em relação ao resto dos países da

União Europeia. Em 2011, sua energia hidroeléctrica instalada total atingiu 18682 MW, dos quais 1974

MW (10,6%) foram pequenas centrais [6].

1.3.2.5 Energia marítima

Além dos sectores solar, eólica, biomassa e hidráulica, o desenvolvimento de outras fontes de energia

renováveis ainda tem sido muito limitado em Espanha. As duas tecnologias mais avançadas neste

sector foram a energia marinha e geotérmica. Espanha tem uma vasta linha de costa e um recurso

energético adequado de ondas que poderia contribuir para o uso desta forma de renováveis. Embora

6

o desenvolvimento da tecnologia marítima seja ainda recente, a indústria tem estado principalmente

focada em tecnologia de ondas e correntes [6].

1.3.2.6 Energia geotérmica

A tecnologia geotérmica espanhola também passou por uma fase inicial de desenvolvimento. Até agora,

foram estudados recursos geotérmicos na região noroeste da Espanha (Bacia do Carvão Central das

Astúrias) e dois sistemas de aquecimento urbano, incluindo uma rede de baixa temperatura (35°C) para

aquecimento doméstico e uma rede de baixa temperatura (20°C) para grandes edifícios, como centros

comerciais, que requerem aquecimento e resfriamento. A extrapolação desses resultados para outros

reservatórios de água das minas no centro das Astúrias estimou uma capacidade de abastecimento de

energia perto de 260 GWh térmicos por ano. Apesar dos grandes recursos energéticos geotérmicos

estimados em Espanha (aproximadamente 19 GW, dos quais 1 GW poderiam ser explorados), sua

exploração seria dispendiosa e requer maior desenvolvimento tecnológico. Foram instalados 22,3 MW

em 2007, usando 347,2 TJ / ano com um factor de capacidade de 0,49 [6].

1.3.3 Energias renováveis no turismo

Dentro dos serviços, a indústria do turismo é das mais dinâmicas no sector dos serviços,

particularmente no Sul da Europa (Espanha, França, Grécia, Itália e Portugal), onde este sector é

fundamental para o desenvolvimento, como exemplo - contribuindo com 16,3% do PIB Grego no ano

2000 e representando o sector mais importante na indústria dos serviços [9].

1.3.4 Turismo sustentável

A concepção do turismo sustentável evoluiu das visões mais conservadoras e ambientais para uma

abordagem mais holística, que compreende o seu propósito enquanto mecanismo de desenvolvimento

económico, incremento do bem-estar e conservação ambiental. Apesar do carácter ambíguo, inerente

ao conceito de sustentabilidade, que dificulta a sua aplicação prática, é inegável que a sustentabilidade

é amplamente aceite como característica do turismo, até indissociável deste, na noção de turismo

contemporâneo. Qualquer iniciativa que vise influenciar o turismo, no contexto actual deve considerar

a sustentabilidade como um factor decisivo, pois representa uma diferença qualitativa na forma como

a actividade é considerada [10].

O turismo “verde” é promovido por operadores turísticos com particular foco na relação entre a natureza

e a actividade turística, adoptando estratégias operacionais em harmonia e com respeito pela natureza.

A qualidade ambiental é cada vez mais entendida como uma vantagem importante na escolha de um

destino, demonstrando um comportamento responsável e protector, face ao meio ambiente. O turismo

pode tornar-se o principal mecanismo de salvaguarda do território, recuperação da cultura e tradições

locais. Além disso, o turismo “verde” é um investimento ao nível das populações, dos operadores e

municípios que pode trazer benefícios para todos, inclusive para o turista [11].

1.3.5 Modelos de estudo

Considerando a complexidade de um estudo preciso do comportamento e necessidades energéticas

de um edifício, que deriva de muitos factores e diversas variáveis, são muitas vezes utilizados os

7

modelos de engenharia, que assentam nos princípios físicos e passam pelo estudo termodinâmico e

pela modelação do edifício. Normalmente com funções complexas que incluem muitas condições,

relativas à edificação, clima, utilização e especificações técnicas, mas na sua forma simplificada

permitem a adaptação de um modelo, com as devidas simplificações que podem ser suficientes para a

análise pretendida [12].

A compreensão do desempenho de um edifício é fundamental na redução do seu consumo energético

e correspondentes emissões de GEE. Os graus-dia de aquecimento é uma abordagem que engloba a

severidade e duração do tempo frio e é habitualmente utilizado para análises relacionadas com o tempo

de consumo de combustível, desempenho e conformidade. A precisão desta predição depende da

temperatura de base correcta, que varia em função da construção, características térmicas, operação

e ocupação [13].

1.4 Estrutura

A presente dissertação está dividida em cinco capítulos. No primeiro capítulo encontram-se a

abordagem do problema, os objectivos e o enquadramento no contexto Espanhol em particular na

Galiza, no tema de energias renováveis.

O segundo capítulo é dedicado ao caso de estudo, que se subdivide em duas partes. Na primeira surge

a caracterização do empreendimento, sua história, localização e clima. Na segunda é feito um estudo

de necessidades energéticas, onde é feito um levantamento de necessidades, consumos e

identificação de recursos disponíveis.

No terceiro capítulo é feita a simulação em Energy-Plus das necessidades energéticas para

aquecimento, através da modelação de uma das casas.

São apresentadas as potenciais soluções no quarto capítulo, para instalação de renováveis, finalizando

com uma análise comparativa.

O quinto capítulo apresenta a discussão em duas fases, relativa às opções apresentadas e respectiva

viabilidade e feita a comparação entre as necessidades obtidas pela simulação face às consideradas

no projecto.

Por fim, o sexto capítulo inclui um breve comentário relativo às limitações deste estudo e às opções e

variantes abordadas, resumo das conclusões e algumas propostas complementares ao âmbito deste

trabalho.

9

2 Metodologia

2.1 Caso de estudo – Lugar dos Devas

2.1.1 História

No início do século XX, a centenária aldeia de Cernadela viveu tempos áureos. Foi um lugar de

destaque da vida local na época e toda a aldeia chegou a estar cultivada. Foram os antepassados do

actual proprietário – Jaime Bento, que construíram as casas em granito e apesar de serem de Lisboa,

habitavam frequentemente nesta aldeia.

Ainda jovem, Jaime conheceu e começou a frequentar a casa dos caseiros, herdada e renovada pelo

seu pai. Mais tarde constituindo uma família numerosa de nove filhos, este foi, entre os anos 80 e finais

da década de 90, o destino de eleição para longas estadias, devido ao contacto privilegiado com a

natureza no seu estado mais puro e o isolamento da civilização que permitiu a sua preservação.

Já em 1997, quando surgiu a oportunidade e com o sonho de partilhar com outros a paixão por este

local, começou o processo de compra, aos herdeiros e familiares afastados, das ruínas das antigas

casas, que já só tinham as paredes exteriores e dos respectivos terrenos, onde viria a ser construído o

empreendimento turístico Lugar dos Devas, segundo normas de bio construção e mantendo a traça

antiga de casas rústicas, em granito.

No ano de 2002, quando foi lançado o projecto, teve notoriedade a nível ibérico, com projecção na

imprensa nacional e comunicação social galega. Se por um lado foi reconhecido com o prémio do

primeiro projecto de turismo de aldeia na Galiza, em Espanha, por outro destacava-se em Portugal, o

sucesso de um projecto português no mercado espanhol, na medida em que era e é contra a tendência

habitual.

2.1.2 Localização

O empreendimento turístico Lugar dos Devas encontra-se na aldeia de Cernadela, município de Covelo,

na província de Pontevedra, enquadrado entre o 42º16’03.0’’ e 42º16’06.8’’ de latitude Norte e

8º18’49.8’ e 8º18’53.2’ de longitude Oeste. O concelho de Covelo tem uma área total de 127 km² e

cerca de 2719 habitantes (em 2014). A aldeia de Cernadela está uma altitude de 690 m e dista 41 km

da fronteira com o Norte de Portugal, em Monção.

O complexto turístico localiza-se no ponto a vermelho identificado na Figura 2, no concelho de Covelo

(área a azul), na província de Pontevedra à escala 1: 771265, em detalhe a localização de Pontevedra

(área a verde) na Galiza e na península ibérica [14].

https://pt.wikipedia.org/wiki/Quil%C3%B4metro_quadrado

10

Figura 2 - Mapa do Lugar dos Devas, adaptado de [14].

Na Figura 3 está a fotografia aérea do empreendimento, inserido na aldeia de Cernadela, com a

identificação de cada edifício.

Figura 3 - Vista aérea do empreendimento Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza.

11

2.1.3 Descrição

O empreendimento é constituído por um restaurante com dois pisos e quatro casas em dois núcleos

separados, o primeiro inclui as casas A e B, na Figura 4 e o segundo as casas C e D. Cada casa tem

dois pisos e está dividida em quartos independentes, duas das casas estão ligadas com um pátio

central com um telhado em vidro, visível na Figura 5. Uma das casas tem uma tipologia diferente porque

é adequada para grupos ou famílias, tem cozinha, duas casas de banho três quartos de acesso com

mezzanine, em vez de quartos independentes.

Figura 4 - Casas A e B do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza.

Figura 5 - Pátio entre as casas C e D do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza.

Com um total de 19 quartos e 2 cozinhas, tem a possibilidade de albergar um máximo de 40 pessoas.

O restaurante, na Figura 6, pode levar até um máximo de 60 pessoas, tendo a mesma área em ambos

os andares.

12

Figura 6 - Piso térreo do restaurante do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza.

Na Tabela 1, são apresentadas as áreas e volumes, em cada edifício e totais, considerando os vários

pisos do restaurante e de cada casa.

Tabela 1 - Áreas e volumes por edifício do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza.

Área [m²] Volume [m³]

Casa A 146 414

Casa B 88 265

Casa C 120 360

Casa D 158 578

Restaurante 170 530

Total 682 2147

Na Figura 7 são apresentadas as plantas das casas A, B e restaurante, com destaque a sombreado

azul para a casa B. A casa A está no centro da figura e o restaurante no lado direito.

Figura 7 - Plantas das casas A, B e restaurante do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza.

13

Na Figura 8 estão as plantas das casas C e D. A casa C do lado direito e a casa D do lado esquerdo,

com o pátio coberto no centro.

Figura 8 - Plantas das casas C e D do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza.

2.1.4 Clima

Segundo a classificação climatérica de Köppen-Geiger [15], este local está inserido numa região do

tipo Csb (clima temperado com Verão seco e suave, com chuvas no Inverno), semelhante ao Norte de

Portugal, caracterizado por um clima temperado de mediterrâneo, com Verão seco sem precipitação,

com temperaturas médias abaixo de 22°C todos os meses, com média acima dos 10°C pelo menos 4

meses por ano.

Na Tabela 2, são apresentadas as médias mensais de temperatura, numa análise feita num período de

20 anos e anualmente de 2014 a 2016. A temperatura média anual é de 13.4°C. Os meses de Janeiro

e Dezembro são os mais frios e com mais chuva, em que as necessidades de aquecimento são

superiores. Nos meses mais secos e quentes, entre Julho e Agosto, a temperatura média ronda os

20°C. Com base nesta análise de temperaturas e respectivas características climáticas da região, é de

prever que os edifícios do complexo terão apenas necessidades de aquecimento.

Como as temperaturas médias exteriores ficam abaixo dos 30°C, mesmo nos mais quentes dias do

ano, é possível manter o interior em condições de conforto térmico, considerando a humidade e a

temperatura nesta região.

14

Tabela 2 - Histórico de temperaturas médias mensais 1982-2012 e 2014-2016, [16].

1982 - 2012 2014 2015 2016 2014-2016

Tmin. [°C]

Tmáx. [°C]

Tmédia [°C]

Tmin. [°C]

Tmáx. [°C]

Tmin. [°C]

Tmáx. [°C]

Tmin. [°C]

Tmáx. [°C]

Tmédia [°C]

Jan 4,1 10,8 7,4 5,2 9,6 3,3 10,7 5,1 10,7 7,4

Fev 4,7 11,9 8,3 3,6 9,4 2,6 9,4 4,4 10,9 6,7

Mar 6,6 14,1 10,3 5,3 16,2 5,6 16,9 3,9 13,4 10,2

Abr 7,6 16,4 12,0 8,2 16,7 8,6 18,0 5,6 14,8 12,0

Mai 9,9 18,9 14,4 8,0 20,0 9,0 21,8 8,7 18,4 14,3

Jun 12,6 22,3 17,4 11,5 22,7 12,7 26,3 11,9 22,9 18,0

Jul 14,4 25,0 19,7 13,1 25,1 13,8 26,6 14,3 29,1 20,3

Ago 14,6 24,9 19,7 12,8 24,3 13,0 24,0 14,3 29,9 19,7

Set 13,2 22,3 17,7 13,7 23,3 11,1 23,2 12,7 25,6 18,2

Out 10,1 18,5 14,3 12,5 21,0 10,0 18,9 10,3 20,2 15,5

Nov 6,8 13,7 10,2 7,1 12,4 8,0 16,0 6,0 13,5 10,5

Dez 4,7 11,2 7,9 3,6 10,5 7,4 14,4 5,3 14,5 9,3

No gráfico da Figura 9, é visível o efeito do aquecimento ao nível das temperaturas máximas mensais,

sobretudo em 2016, mas no que diz respeito às temperaturas médias mensais, as alterações são

praticamente desprezáveis nos últimos 35 anos.

Figura 9 - Histórico das temperaturas médias mensais 1982-2012 e 2014-2016, [16].

0

5

10

15

20

25

30

35

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Tem

per

atu

ra m

édia

men

sal [

°C]

Mês

Tmin 1982-2012 Tmax 1982-2012 Tmed 1982-2012 Tmin 2014

Tmax 2014 Tmin 2015 Tmax 2015 Tmin 2016

Tmax 2016 Tmed 2014-2016

15

2.2 Necessidades energéticas

Atendendo à localização do empreendimento turístico, numa zona com um clima idêntico ao Norte de

Portugal e à respectiva edificação, com paredes exteriores em granito, com uma densidade média de

2620 kg/m³ [22] e com cerca de 80 cm de espessura com elevada inércia térmica, mesmo nos meses

mais quentes (Junho, Julho, Agosto e Setembro), dispensa o arrefecimento. Nos restantes meses do

ano necessita de aquecimento, dado que a exposição solar é insuficiente para manter uma temperatura

mínima de condições de conforto térmico (acima de 18°C). Para esse efeito existe uma rede de água

quente, que é distribuída através dos radiadores de calor em todos os quartos, casas de banho e

espaços comuns. Além da água quente para aquecimento, existem também as necessidades de águas

quentes sanitárias (AQS) ao longo de todo o ano.

2.2.1 Análise das condições de serviço

As casas A e B têm cada uma a sua caldeira, ambas a propano da marca Vaillant, modelo VM 240/2-5

com a potência nominal de 24 kW, com respectivos depósitos de água quente, com o volume de 120 L

cada, que sustentam as necessidades do sistema de aquecimento através da instalação de radiadores

e as AQS dos quartos correspondentes. O restaurante tem uma caldeira equivalente às das casas A e

B, mas sem depósito, pois aqui não é necessária a acumulação de água quente.

Para o abastecimento das casas C e D, é usada uma caldeira a propano da marca Immergas, modelo

Hercules 27 com a potência nominal de 32 kW e um depósito de água quente, com o volume de 120 L,

fornecendo as AQS e a água da rede hidráulica de radiadores instalados nos quartos e espaços

comuns.

Os radiadores de calor instalados utilizam água quente como fluido de serviço e são do modelo Jet 60

da marca Roca, como o da Figura 10. Segundo o catálogo do fabricante, as potências, por módulo de

aquecimento são de 171 W ou 126 W, conforme a diferença de temperatura (ΔT) entre a água quente

que circula na rede seja de 60°C ou de 50°C, relativamente à temperatura ambiente [17].

Figura 10 - Radiador Roca Jet 60 utilizado no aquecimento central do Lugar dos Devas, [17]

16

Em cada divisão, a potência é determinada pelo produto do número de elementos de aquecimento pela

potência de cada elemento, em cada uma das duas condições de diferença de temperatura indicadas.

A energia disponibilizada numa análise mensal é obtida com base na potência instalada, que é o

somatório das potências de todas as suas divisões. Os diferentes valores de energia, apresentados na

Tabela 3, dizem respeito às definições de potência no catálogo do fabricante dos radiadores.

Tabela 3 – Energia mensal disponibilizada pelo sistema de aquecimento central 17].

Casa A Casa B Casa C Casa D Restaurante Total

Energia 1 [kWh] 17557 12277 14119 9699 19767 73419

Casa A Casa B Casa C Casa D Restaurante Total

Energia 2 [kWh] 13006 9095 10460 7185 14643 54390

A partir das potências de aquecimento indicadas pelo fabricante, relativas a uma das diferenças de

temperatura, é possível definir a Energia 1 é relativa à emissão calorífica com ΔT = 60°C e Energia 2

com ΔT = 50°C. Na Tabela 4, a Potência/área 1 é relativa à emissão calorífica com ΔT = 60°C e

Potência/área 2 com ΔT = 50°C [17].

No Anexo A estão incluídas tabelas relativas a todos os edifícios, com detalhe das potências instaladas

e das relações potência/área por divisão. O exemplo da casa B, está na Tabela 4.

Tabela 4 - Potência de aquecimento instalada na casa B do Lugar dos Devas.

Divisão quarto 6 quarto 7 quarto 8 quarto 9 quarto 10 quarto 11

Área [m²] 8,65 7,65 11,15 16,40 11,65 13,10

Altura [m] 2,50 2,50 2,50 3,50 3,50 3,50

Volume [m³] 21,63 19,13 27,88 57,40 40,78 45,85

Nº de elementos 8 7 10 17 10 17

Potência 1 [kW] 1,36 1,19 1,71 2,90 1,71 2,90

Potência 2 [kW] 1,01 0,88 1,26 2,15 1,26 2,15

Potência /área 1 [W/m²] 157,7 156,0 152,9 176,8 146,4 221,3

Potência /área 2 [W/m²] 116,8 115,6 113,3 130,9 108,4 163,9

Durante a instalação inicial, a colocação de radiadores foi feita de forma a garantir em valores de

potência/área acima de 100 W/m², que sugere um perfil bastante conservador, e acima dos valores

máximos de referência na norma EN1264-3, para a emissão de energia num compartimento. Desta

análise, tudo indica que a interpretação da norma tenha sido feita considerando o valor de 100 W/m²

como mínimo.

A potência necessária exclusivamente para AQS, é estimada em função do volume de água quente

necessária, assumindo uma ocupação máxima e considerando a necessidade individual de 40 L por

pessoa, a uma temperatura máxima de 60ºC [28]. Para uma ocupação máxima de 40 pessoas e para

uma diferença de temperaturas de 48°C, é possível obter uma potência máxima de 179 kW.

17

Em termos de energia, para 40 pessoas * 40 L / dia * 365 dias * 1kcal/kg * 38ºC = 28032 kWh.

No que diz respeito ao consumo de energia eléctrica, nos quartos existe apenas instalação de

iluminação, pelo que têm um gasto muito inferior ao do equipamento instalado no restaurante,

identificado na Tabela 5.

Tabela 5 – Potência e consumo energético mensal do equipamento eléctrico do restaurante do Lugar dos Devas.

Equipamento Potência [W] Energia [kWh]

Forno 4800 499

Moinho de café 400 10

Máquina de café 5000 1560

Arca de refrigeração 1 68 49








Máquina de lavar louça 2000 416

Total 14128 3874

2.2.2 Histórico de consumos de gás propano

Ao longo de todo o ano, a queima do gás propano é a fonte que assegura as necessidades das cozinhas

e o abastecimento de AQS dos quartos, logo, o seu consumo varia proporcionalmente com a taxa de

ocupação.

Parte do complexo foi explorado por outra empresa entre 2015 e 2016, razão por isso não foram cedidos

os dados relativos às taxas de ocupação do restaurante e das casas A e B.

Independentemente dos registos, tirando raras excepções, a taxa de ocupação dos quartos foi reduzida

até ao mês de Julho de 2017, pelo que as necessidades de aquecimento foram pontuais e o consumo

reflecte praticamente na totalidade o gasto exclusivo com o restaurante e AQS. Durante vários anos o

empreendimento esteve encerrado e o consumo foi nulo. Estão assinalados na Tabela 6 os períodos

de descontinuidade no serviço, nomeadamente entre Setembro de 2009 e Agosto de 2010, e entre

Novembro de 2011 e Abril de 2016.

18

Tabela 6 - Histórico de consumos de propano no Lugar dos Devas entre 2008 e 2017.

Período Volume [L] Massa

[kg] Preço [€/kg]

Desconto Total s/

IVA Total c/

IVA

01-12-2008 12-02-2009 1896 967 1,085 0,00 1049,10 1216,95

13-02-2009 22-04-2009 908 463 1,158 0,00 536,34 622,15

23-04-2009 08-09-2009 784 400 1,158 0,00 463,36 537,50

23-08-2010 10-11-2010 784 400 1,254 0,00 501,68 591,98

26-04-2016 03-10-2016 1961 1000 0,671 60,10 611,30 739,67

04-10-2016 22-05-2017 1961 1000 0,653 60,10 592,70 717,17

23-05-2017 10-10-2017 943 481 0,732 28,91 330,31 399,67

Analisando o histórico de consumo, no ano de 2004, com temperaturas mínimas entre os 0 e 5ºC, num

típico mês de Inverno, o consumo mensal foi de 2700 kg, num cenário de ocupação máxima e no

momento de maior necessidade de aquecimento.

Com base nesta referência, foi estimado um consumo anual, apresentado na Tabela 7, considerando,

para uma taxa de ocupação de 100%, que nos meses mais frios (Dezembro, Janeiro, Fevereiro e

Março) são consumidos em média 2800 kg de propano, enquanto que nos meses mais quentes (Junho,

Julho, Agosto e Setembro) são apenas necessários 400 kg para assegurar as necessidades conjuntas

das cozinhas e AQS, e valores intermédios nos restantes meses.

Tabela 7 - Consumo estimado [kg] mensal de gás propano, em função da taxa de ocupação.

Taxa de ocupação

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Total anual

60% 1690 1690 1690 1250 920 220 220 220 220 1400 1250 1690 11980

80% 2300 2300 2300 1700 1250 300 300 300 300 1250 1700 2300 16300

100% 2800 2800 2800 2000 1400 400 400 400 400 1400 2000 2800 19600

Com base nas estimativas de ocupação, foram calculados os custos relativos ao respectivo consumo

de propano, sendo apresentados na Tabela 8 em médias mensais e totais anuais, para uma taxa de

IVA de 21%.

Tabela 8 - Custo e consumo de gás propano, em função da taxa de ocupação.

Taxa de ocupação

Massa [kg/ano]

Energia [MWh]

Imposto sobre hidrocarbonetos[€]

Outros gastos[€]

Preço s/ IVA

[€]

Preço c/ IVA

[€]

Custo total

anual [€]

Custo médio

mensal [€]

60% 11980 138 180 270 8043 9912 9967 831

80% 16300 188 245 270 10944 13487 13541 1128

100% 19600 226 294 270 13159 16217 16271 1356

Foram também determinados os valores de energia disponibilizada por esta fonte, considerando uma

eficiência de 0.90 das caldeiras e um PCI de 12,83 kWh/kg, nas diferentes ocupações estimadas.

19

2.2.3 Histórico de consumos de electricidade

O consumo eléctrico é registado em dois contadores independentes, estando um deles associado ao

conjunto do restaurante, casa A e casa B, apresentado na Tabela 9 e outro corresponde às casas C e

D, na Tabela 10.

Na Tabela 9, relativa ao conjunto do restaurante, casas A e B, os consumos são significativamente

superiores, o que é consequência do equipamento necessário ao funcionamento do restaurante e

indicado na Tabela 5. À semelhança do que acontece no consumo de propano, não existe registo entre

2010 e o início de 2016, porque esta parte do empreendimento esteve encerrada.

Tabela 9 - Consumo eléctrico do restaurante, casas A e B do Lugar dos Devas, entre 2008 e 2017.

Período Total consumo (kWh)

29-10-2008 31-12-2008 2793

01-01-2009 30-01-2009 790

31-01-2009 25-02-2009 1485

26-02-2009 27-03-2009 966

28-03-2009 24-04-2009 1069

25-04-2009 24-05-2009 1314

25-05-2009 26-06-2009 981

27-06-2009 26-08-2009 1646

27-08-2009 30-10-2009 384

31-10-2009 28-12-2009 76

01-03-2016 20-04-2016 1621

21-04-2016 20-06-2016 4775

21-06-2016 17-08-2016 6713

18-08-2016 24-10-2016 5643

25-10-2016 25-12-2016 3605

26-12-2016 06-02-2017 2202

07-02-2017 23-02-2017 330

24-02-2017 25-04-2017 2323

26-04-2017 27-06-2017 4348

28-06-2017 31-08-2017 5506

Média mensal 1518

Os consumos relativos aos períodos anteriores a 2015, têm valores muito inferiores porque a ocupação

foi mínima, nestes anos. A Tabela 10 apresenta os valores consumidos em electricidade para as casas

C e D, entre 2015 e Agosto de 2017, por serem os que melhor representam o alojamento, e é apenas

um excerto do consumo total que é apresentado no Anexo B.

20

Tabela 10 - Consumo eléctrico das casas C e D do Lugar dos Devas, entre 2014 e 2017.

.Período Consumo (kWh)

18-12-2014 12-01-2015 33

13-01-2015 18-02-2015 0

19-02-2015 20-04-2015 523

21-04-2015 21-06-2015 372

22-06-2015 18-08-2015 311

19-08-2015 25-10-2015 991

26-10-2015 22-12-2015 1839

23-12-2015 21-02-2016 2451

22-02-2016 05-04-2016 1993

06-04-2016 20-04-2016 484

21-04-2016 20-06-2016 1221

21-06-2016 17-08-2016 542

18-08-2016 24-10-2016 655

25-10-2016 25-12-2016 1438

26-12-2016 23-02-2017 2058

24-02-2017 25-04-2017 2263

26-04-2017 27-06-2017 580

28-06-2017 31-08-2017 579

Média mensal 573

Considerando o total eléctrico consumido desde 2016, em todo o empreendimento, pela soma directa

dos consumos das tabelas anteriores, nos mesmos períodos de tempo, é obtido o valor médio mensal

de 2716 kWh, na Tabela 11.

Tabela 11 - Consumo eléctrico total do Lugar dos Devas entre 2016 e 2017.

Período Total consumo (kWh)

22-02-2016 20-04-2016 4098

21-04-2016 20-06-2016 5996

21-06-2016 17-08-2016 7255

18-08-2016 24-10-2016 6298

25-10-2016 25-12-2016 5043

26-12-2016 23-02-2017 4590

24-02-2017 25-04-2017 4586

26-04-2017 27-06-2017 4928

28-06-2017 31-08-2017 6085

Média mensal 2716

Como se pode observar no gráfico da Figura 11, o consumo eléctrico do restaurante é o principal

responsável pela diferença no consumo global, o que é justificado, dado o equipamento necessário ao

seu funcionamento.

21

Figura 11 - Consumo eléctrico por núcleo de casas e total do Lugar dos Devas.

Atendendo ao facto de que efectivamente o empreendimento só começou a trabalhar com uma taxa de

ocupação acima de 90% a partir do mês de Julho de 2017, é pertinente a análise do consumo neste

período. Nos meses de Julho e Agosto de 2017, o consumo diário é de 85 kWh (com o custo diário de

14.48 €) e numa análise aos últimos dois anos, o consumo médio diário é de 34 kWh (com o custo

diário de 5.90 €), de acordo com a indicação na factura da empresa fornecedora do serviço, disponível

no Anexo C.

2.2.4 Análise de graus-dia de aquecimento

Este método permite quantificar o calor necessário num intervalo de tempo e consequentemente a

prever a quantidade de energia necessária para aquecer um edifício. O cálculo é feito a partir de uma

temperatura base, que serve de referência, neste caso, foi considerada 𝑇𝑟𝑒𝑓 = 19°C, durante um

período de um ano.

Os graus-dia de aquecimento heating degree days (HDD), no período de um ano, são calculados por:

𝐻𝐷𝐷𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 = ∑ 𝑚𝑎𝑥(0, 𝑇𝑟𝑒𝑓 − 𝑇𝑗)365𝑗=1, (1)

onde 𝑇𝑟𝑒𝑓 é a temperatura base de referência no interior e 𝑇𝑗 é a temperatura no exterior média diária

[18], sendo nulas as necessidades de aquecimento quando 𝑇𝑟𝑒𝑓 < 𝑇𝑗, ou seja, quando a temperatura

exterior é superior à temperatura interior pretendida.

Considerando os abastecimentos de propano e estabelecendo a relação entre os graus dias no período

respectivo, pode-se determinar o consumo em kWh correspondente, apresentado na Tabela 12.

Tabela 12 - Graus-dia de aquecimento em função do consumo de propano [18].

Meses Abr-Out Nov-Abr Mai-Set

HDD 554 1638 239

Massa [kg] 1000 1000 481

Energia [kWh] 12830 12830 6171

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0 5 10 15 20Co

nsu

mo

elé

ctr

ico

[kW

h]

Meses

A, B e Restaurante C e D Total

22

Como seria de prever, o consumo é claramente superior no período de Inverno, momento em que

existem necessidades de aquecimento. Nos meses de Verão, o consumo de gás serve apenas para

AQS, pelo que os graus-dia de aquecimento foram de 239 HDD.

Considerando uma taxa de ocupação média de 15% neste período de um ano, entre Abril de 2016 e

Abril de 2017, é possível estimar as necessidades energéticas para o período de um ano, se a taxa de

ocupação fosse de 60%, 80% e 100%, na .Tabela 13.

Tabela 13 - Necessidades energéticas anuais estimadas pelo método HDD.

Taxa de ocupação 15% 60% 80% 100%

Energia [kWh] 25660 102640 128300 171067

Uma estimativa retirada desta relação corre o risco de não corresponder à realidade do consumo quer

em termos de taxa de ocupação, quer em termos de necessidades, na medida em que os

abastecimentos foram muito espaçados e pontuais. Como tal podem ser insuficientes para tirar

conclusões, de forma independente.

2.2.5 Recursos disponíveis

Em termos de exposição solar, Espanha é o país com mais horas de sol, na Europa, tal como é visível

na Figura 12 [6]. No entanto, esta alternativa tem sofrido fortes penalizações em termos de corte de

subsídios e exigente fiscalização, o que a tem levado a uma redução na sua aplicabilidade.

Figura 12 - Mapa europeu do potencial de energia solar fotovoltaica, adaptado de [19] [20].

No entanto, como é visível na Figura 13, comparativamente à média em Espanha, a Galiza é a parte

com menos irradiação solar [19] [20].

23

Figura 13 - Mapa do potencial de energia solar PV em Espanha, adaptado de [19] [20].

Relativamente à energia eólica e apesar de ser uma zona adequada à instalação de turbinas mini

eólicas, atendendo ao relevo, as necessidades diárias do empreendimento, em particular do

equipamento instalado no restaurante identificado na Tabela 5, tornam pouco adequada uma instalação

deste tipo, dado que o consumo é elevado para ser possível assegurar com um pequeno sistema de

painéis fotovoltaicos ou uma turbina mini eólica.

Está definida uma estratégia para implementação da biomassa como FER na Galiza, que acarreta

diversas vantagens como a criação de uma nova indústria que valoriza as áreas montanhosas

promovendo o emprego nas zonas rurais, melhoria da gestão da vegetação, diminuindo o risco de

incêndios. Pode também trazer melhorias na economia e eficiência energética, em particular, redução

das despesas em 70 M€ por ano na compra de combustíveis fósseis, poupança de até 65%

relativamente ao gasóleo e 45% ao gás natural, promovendo o investimento e geração de riqueza pela

mobilização de 450 M€ em investimentos até 2020, com subsídios directos acima de 89 M€ e geração

de mais de 1000 postos de trabalho, com uma previsão de redução nas emissões de dióxido de

carbono( 𝐶𝑂2 ) em 246.000 t/ano [21].

Com várias centrais de biomassa instaladas na Galiza, existem diversas opções de fornecimento,

conforme se considere uma caldeira a pellets, estilha ou lenha, com diferentes preços e condições de

compra, apresentados na Tabela 14. A lenha seca também pode ser obtida no terreno que faz parte do

empreendimento, até um máximo de 5 t por ano.

24

Tabela 14 - Recursos de biomassa disponíveis na região.

Fornecedor Localização Tipo Custo de

transporte[€]

Preço s/

IVA [€/t]

Preço c/

IVA [€/t]

Encomenda

mínima [t]

1 Ourense pellets 0 100 121 20

2 Ferrol pellets 0 205 248 1

3 Santiago de

Compostela

pellets 0 230 278 2,5

estilha 0 80 97 2,5

4 Ourense

pellets 36 240 334 1

estilha 36 170 249 1

lenha 36 139 212 0,6

Apesar da Galiza ser rica em fontes de energia geotérmica, nas zonas montanhosas, o processo de

perfuração até uma profundidade suficiente que permita captar água a temperaturas elevadas não se

aplica por ser demasiado dispendioso. No que diz respeito à fonte de energia geotérmica, o que é cada

vez mais utilizado é a associação de uma bomba de calor com um sistema de piso radiante ou

radiadores de baixa temperatura, que podem funcionar com convecção. Estes sistemas podem ser

instalados tirando partido de uma fonte de água a temperatura constante, com um caudal mínimo

exigido.

No empreendimento já existe um ponto de captação de águas freáticas, à temperatura de 12°C, que é

armazenada um depósito com 60000 L, pelo que esta alternativa poderá ser considerada.

25

3 Modelação

De uma forma geral, quando é solicitada informação relativamente a um estudo para uma potencial

instalação de uma opção de renováveis, a abordagem das empresas que comercializam os

equipamentos ou dos respectivos agentes instaladores é baseada na informação requerida pelos

programas ou simuladores que utilizam, que se limita à área útil total que necessita de aquecimento

e/ou pela potência de equipamento já instalado, ignorando aspectos como a taxa de ocupação,

condições de isolamento, o tipo de equipamento instalado ou a eventual compatibilidade com a

instalação de aquecimento já existente. Nesta perspectiva é pertinente analisar as necessidades

indicadas por um modelo, que permita obter esta informação de forma independente e tendo em conta

mais alguns dos factores referidos.

3.1 Determinação das necessidades de aquecimento da casa B

Considerando a semelhança estrutural das casas que constituem este empreendimento, foi definido o

modelo de uma das casas em OpenStudio, utilizando o Google SketchUp, em particular a casa B,

visível na Figura 14, que é constituída por seis quartos, foi escolhida para ser feita a modelação e

depois a simulação das necessidades térmicas em Energy Plus (EP). Esta escolha baseia-se na forma

simples da casa e consequentemente do modelo apresentado nas Figura 15 e Figura 16,

comparativamente às alternativas, no número de quartos que tem, que permite determinar cerca de um

terço da totalidade do alojamento, quando ocupada na totalidade e também por ser das mais

requisitadas.

Para este modelo, foram definidas seis zonas térmicas iguais, três em cada andar, correspondendo

cada uma a cada um dos quartos, com as respectivas portas e janelas. Foram também definidas seis

zonas de sombra, para modelarem o telheiro do primeiro andar e a varanda em torno da casa.

Figura 14 - Vista lateral da casa B do Lugar dos Devas, Cernadela, Covelo, Galiza.

26

Figura 15 - Perspectiva nordeste do modelo da casa B do Lugar dos Devas, Cernadela, Galiza.

Figura 16 - Perspectiva sudeste do modelo da casa B do Lugar dos Devas, Cernadela, Galiza.

Em Energy Plus foi editado o ficheiro IDF do OpenStudio, onde foram definidas as características dos

materiais utilizados na construção, portas e janela, apresentados na Tabela 15.

Tabela 15 - Características dos materiais de construção definidos para a simulação [27].

Material Granito Gesso

cartonado Cortiça

Lã de rocha

Terracota Madeiras

tecto

Madeira portas e janelas

Placa gesso e areia

Telha

Espessura [m] 0,8 0,016 0,06 0,04 0,03 0,05 0,05 0,100 0,010

Condutividade [W/m-K]

2,98 0,250 0,045 0,046 0,150 0,120 0,150 0,220 0,60

Densidade [Kg/m3]

2620 900 120 190 2300 510 608 1680 1600

Calor específico [J/Kg-K]

800 1090 1800 - 960 1380 1630 1085 800

Em cada zona térmica foram associadas as respectivas fronteiras, com os materiais constituintes das

paredes exteriores, interiores, chão, tecto, portas e janelas. Nas portas e janelas foram considerados

vidros duplos de 3 mm de espessura com caixa de ar de 13 mm e caixilhos de madeira, com as

características indicadas na coluna 8 da Tabela 15.

27

Em termos de fontes de calor, foram consideradas a iluminação e a ocupação, com duas pessoas por

quarto, que permanecem entre as 22h e as 8h, em repouso 8h e actividades como leitura nas restantes

2h.

Em termos de iluminação, cada quarto tem duas lâmpadas incandescentes de 40 W e cada casa de

banho tem uma de 20 W, as dos quartos estão ligadas 2h e a da casa de banho apenas 1h por dia.

No que diz respeito à infiltração de ar, e no sentido de garantir a qualidade do ar interior, foi utilizado o

valor de referência é de 0,6 renovações de ar por hora, [28].

No que diz respeito às condições climáticas, foi utilizado o ficheiro climático (EPW) da cidade de

Ourense, por ser o mais próximo e foram definidas as necessidades de aquecimento sempre que a

temperatura estiver abaixo dos 19ºC entre as 18h e as 8h do dia seguinte e se baixar dos 15ºC entre

as 8h e as 18h, que é o período de menor ocupação. Foi considerada a temperatura de 19ºC, por ser

mais realista e para compensar a diferença de humidade relativamente a diferentes localizações e

altitudes. No entanto esta temperatura está muito próxima do valor de referência de 20ºC, para a

estação de aquecimento [28]. Com este modelo foi feita a simulação em EP em várias condições de

serviço, considerando a altura do ano e diferentes ocupações.

3.2 Resultados da modelação

Em termos de ocupação, o cenário mais realista, na maior parte do ano é ser inferior a 100%, no entanto

esta não ocorre por igual em todas as casas e por norma algumas casas e quartos tendem a ser

ocupadas preferencialmente.

3.2.1 Necessidades de aquecimento, na casa B

Pela análise dos resultados da simulação em EP, podemos identificar na Tabela 16 o período de Verão,

com muito reduzidas necessidades nos meses de Junho a Setembro, comparativamente ao resto do

ano.

Tabela 16 - Energia necessária ao longo do ano, na casa B.

Mês Energia [MJ] Energia [kWh]

Janeiro 13074 3635

Fevereiro 9132 2539

Março 8196 2278

Abril 5567 1548

Maio 2719 756

Junho 546 152

Julho 41 11

Agosto 71 20

Setembro 230 64

Outubro 3054 849

Novembro 8167 2270

Dezembro 11826 3288

Total anual 62622 17409

28

3.2.2 Necessidades de aquecimento, com uma ocupação de 60%

Nesta opção estariam ocupados 12 dos 19 quartos, pelo que as necessidades equivalem a duas casas

como a casa B, com 6 quartos cada, tal como apresentado na Tabela 17.

Tabela 17 – Necessidades de aquecimento, com uma taxa de 60% de ocupação.


Janeiro 26148 7269

Fevereiro 18264 5077

Março 16392 4557

Abril 11133 3095

Maio 5437 1512

Junho 1093 304

Julho 82 23

Agosto 143 40

Setembro 459 128

Outubro 6109 1698

Novembro 16334 4541

Dezembro 23652 6575



Nesta opção estariam ocupados 15 dos 19 quartos, pelo que as necessidades são apresentadas na

Tabela 18.

Tabela 18 - Necessidades de aquecimento, com uma taxa de 80% de ocupação.


Janeiro 32685 9086


Março 20490 5696

Abril 13916 3869

Maio 6797 1889

Junho 1366 380

Julho 103 29

Agosto 178 50

Setembro 574 160

Outubro 7636 2123

Novembro 20417 5676

Dezembro 29565 8219


29


Este caso, sendo menos provável na maior parte do ano, acontece com frequência nos meses de

Verão, onde as necessidades de aquecimento são nulas ou desprezáveis. Nesta situação, todos os

quartos estariam ocupados, sendo extrapolados os valores das necessidades a partir do obtido na

simulação da casa B, como apresentado na Tabela 19.

Tabela 19 - Necessidades de aquecimento, com uma taxa de 100% de ocupação.


Janeiro 41401 11509


Março 25954 7215

Abril 17627 4900

Maio 8609 2393

Junho 1730 481

Julho 130 36

Agosto 226 63

Setembro 727 202

Outubro 9672 2689

Novembro 25862 7190

Dezembro 37449 10411


Em relação às necessidades de aquecimento, pode verificar-se a relação de proporcionalidade entre a

energia que é necessário fornecer, para atingir as condições estabelecidas, nos meses de Inverno, com

temperaturas inferiores, tendo os seus máximos nos meses de Janeiro e Dezembro, tal como é visível

no gráfico da Figura 17. Face aos resultados obtidos, poderia ter sido excluído da simulação o período

de Verão, onde as necessidades de aquecimento são praticamente desprezáveis, nomeadamente

entre Junho e Setembro. Os máximos de consumo apontam para uma necessidade de potência

instantânea muito inferior ao obtido nas outras análises (16 kW), que poderá ser explicado

conjuntamente pelas limitações e simplificações admitidas neste modelo e pelo sobredimensionamento

da instalação actual.

Figura 17 - Necessidades energéticas mensais, em função da taxa de ocupação (TO).

0

2

4

6

8

10

12

Ener

gia

[Mw

h]

Casa B TO 60% TO 80% TO 100%

30

3.3 Comparação de resultados

Como se pode observar na tabela e gráfico da Figura 18, as necessidades energéticas obtidas pela

estimativa dos consumos de propano e pela análise dos graus-dia de aquecimento está na mesma

ordem de grandeza, no entanto os resultados obtidos a partir da extrapolação da simulação do modelo

da casa B em EP a todo o complexo apresentam valores significativamente inferiores aos outros

métodos.

Figura 18 - Comparativo dos resultados das análises de necessidades energéticas.

Estes resultados sugerem necessidades muito inferiores às obtidas nas abordagens anteriores, o que

se poderá dever em parte ao valor considerado para as infiltrações de ar, desprezo das reais condições

de isolamento e eventual existência de pontes térmicas e falhas no isolamento entre o interior e o

exterior dos edifícios.

Consumos propano Graus-dia Energy Plus

TO 60% 138 103 35

TO 80% 188 128 44

TO 100% 226 170 55

0

50

100

150

200

250

Ener

gia

[MW

h]

31

4 Potenciais soluções

4.1.1 Solução A – biomassa com pellets

Neste caso foi considerada a opção de uma caldeira a pellets, modelo Pereko KSR 100 [24], com

100 kW de potência e indicada para o aquecimento de um volume médio de 2500 m³, que pode fornecer

todas as necessidades de AQS e radiadores, com os custos apresentados na Tabela 20. Os cálculos

são apresentados em detalhe no Anexo C, bem como o estudo de viabilidade económica a 20 anos.

Tabela 20 - Consumo e custos, na solução A.

Combustível PCI

[kWh/kg] Massa

[kg] Eficiência

Energia [MWh]

Preço [€/kg]

Investimento inicial [€]

Custos fixos

[€/ano]

Custo anual

[€/ano]

Pellets 4,80 48000 0,90 216 0,25 20480 270 12270

Esta solução, à imagem da instalação actual, poderá estar neste momento acima das necessidades

reais, no entanto foi considerada não só pelo preço a que se encontra neste momento, mas também

por ser uma oportunidade em termos de investimento num equipamento superior, com a perspectiva

de um potencial ampliamento do empreendimento, com uma casa que está por recuperar ou

necessidades futuras, como aquecimento de uma piscina.

4.1.2 Solução B – biomassa de diversas fontes

Uma outra alternativa, dentro da biomassa, é a instalação de duas caldeiras modelo Vento Multi [25],

com 50 kW de potência, indicadas para um volume médio de 2000 m³, com as características e custos

apresentados na Tabela 21, que permitem a combustão de diferentes tipos de biomassa, tais como

pellets, estilha de madeira e lenha, com um máximo de humidade até 25%. Os cálculos são

apresentados em detalhe no Anexo D, bem como o estudo de viabilidade económica a 20 anos [26].

Tabela 21 - Consumo e custos, na solução B, em função do tipo de combustível.

Combustível PCI

[kWh/kg] Massa

[kg] Eficiência

Energia [MWh]

Preço [€/kg] Investimento

inicial [€]

Custos fixos

[€/ano]

Custo anual

[€/ano]

Pellets 4,80 49000 0,90 212 0,25 22179 270 12520

Estilha 4,00 66000 0,80 211 0,15 22179 270 10170

Lenha 4,00 62000 0,85 211 0,12 22179 270 7710

Além do facto destas caldeiras permitirem a utilização de diferentes combustíveis, por serem equacionados dois

equipamentos, podem ser instalados em locais diferentes, o que pode ser vantajoso do ponto de vista da ocupação

assimétrica das casas do complexo, na medida em que permite uma economia significativa, face à solução anterior.

32

4.1.3 Solução C – energia geotérmica

Nesta alternativa, a proposta baseia-se num sistema geotérmico de captação de águas freáticas já

existente. Empregando uma bomba de calor e usando o caudal de água disponível, com vários

permutadores e respectivos fluidos de serviço propõe-se a cobrir as necessidades de aquecimento da

totalidade dos radiadores, fornecendo ainda 2000 litros de AQS.

Foram considerados dois cenários alternativos, com diferentes temperaturas máximas de aquecimento,

um a 50°C e outro a 60°C, na Tabela 22, que implicam o uso de diferentes modelos de bomba de calor,

o que se reflecte ao nível da potência térmica disponibilizada em cada um dos casos e

consequentemente na diferença do preço entre os modelos. Os cálculos são apresentados em detalhe

no Anexo E, bem como o estudo de viabilidade económica a 20 anos [26].

Tabela 22 - Consumo e custos, na opção C, em função do modelo considerado.

Modelo

Temperatura máxima [°C]

Potência de aquecimento

[kW]

Energia [MWh]

Investimento inicial [€]

Custos fixos

[€/ano]

Custo anual [€/ano]

DS 5056.5T 50 52,6 79 44814 220 1984

DS 5063.4T 60 59,5 89 51312 220 2252

Relativamente aos valores avançados nos orçamentos iniciais existe um acréscimo de 5000 € já

considerado na tabela do orçamento do anexo E, porque não foi contemplada a rede hidráulica, que

liga a divisão onde ficam os equipamentos ao ponto de captação de água, referentes à obra, instalação

e todo o equipamento necessário nesta implementação.

4.1.4 Solução D – propano

Este é o cenário actual, com a instalação já existente em que as várias caldeiras alimentadas a propano

fornecem as necessidades de aquecimento e AQS de todo o empreendimento. Na opção apresentada

na Tabela 23 não existe qualquer investimento e são contabilizados apenas os consumos de gás, em

função das estimativas de ocupação futura. Os cálculos são apresentados em detalhe no Anexo F, bem

como o estudo de custos nesta opção, a 20 anos [26].

Tabela 23 - Consumos e custos estimados de gás propano, em função da taxa de ocupação (TO).

Taxa de ocupação

PCI [kWh/kg]

Massa [kg/ano]

Eficiência Energia [MWh]

Preço [€/kg]

Imposto sobre hidrocarbonetos

[€]

Custos fixos

[€/ano]

Custo anual

[€/ano]

60% 12,83 11980 0,90 138 0,671 180 223 10236

80% 12,83 16300 0,90 188 0,671 245 223 13811

100% 12,83 19600 0,9

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Estudo de viabilidade para implementação de energias … · VI Resumo O presente trabalho incide sobre a viabilidade da instalação de fontes de energia renováveis num empreendimento