O impacto do consumo standby numa Passive House

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O impacto do consumo standby numa

Passive House

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Definição do standby Alguns números

A importância do consumo em standby O problema

Soluções para mitigar o consumo em standby

Monitorização do consumo em standby na 1ª PH em Portugal Cenários de mitigação do consumo em standby

Conclusões Trabalho futuro

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As primeiras Passive Houses certificadas em Portugal

• Projecto iniciado em 2008 – não foi projetada como uma Passive House

• Construção iniciada em Maio 2011 – assim como a adaptação à Passive House

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As primeiras Passive Houses certificadas em Portugal

Specific building characteristics with reference to the treated floor area

Treated floor area m² 223,7 Criteria Fullfilled?2 Space heating Heating demand kWh/(m²a) ₇ ≤ 15

-Heating load W/m² ₉ ≤ - 10

Space cooling Cooling & dehum. demand kWh/(m²a) _- ≤ - -Cooling load W/m² _- ≤ -

-Frequency of overheating (> 25 °C) % ₀ ≤ 10 _yes Frequency excessively high humidity (> 12 g/kg) % ₁ ≤ 20 _yes

Airtightness Pressurization test result n501/h 0,5 ≤ 0,6 yes

PE demand kWh/(m²a) ₅₃ ≤ - -PER demand kWh/(m²a) ₂₄ ≤ 60 60

kWh/(m²a) 14 ≥ -

-2_{Empty field: Data missing; '-': No requirement} Non-renewable Primary Energy

(PE)

Primary Energy

Renewable (PER) Generation of renewable

energy yes yes -Alternative criteria

PER demand PER generation PER demand PER generation

Passive House Premium Passive House Plus

0 92 0 32

15 92 30 32

30 120 45 60

45 148 60 88

45 200 60 200

Passive House Classic PHI Low Energy Building

0 0 0 0 60 0 75 0 60 0 75 0 75 28 90 28 75 200 90 200 Current building 24 14

Primary Energy Renewable PER

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 15 30 45 60 75 90 105 P E R g e n e ra ti o n [ k W h /( m ²Pr oj ec ted *a )]

PER demand [kWh/(m²TFA*a)]

Passive House Premium Passive House Plus Passive House Classic PHI Low Energy Building Current building

Premium

Plus

Classic Resultados do PHPP 9

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Monitorização do consumo de eletricidade (2014)

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As primeiras Passive Houses certificadas em Portugal

0 92 0 32

15 92 30 32

30 120 45 60

45 148 60 88

45 200 60 200

Premium

Plus

Classic Situação actual (2016):

Instalação de 6 PV com uma produção anual de 2100 kWh

Esta Passive House atinge o critério da classe Passive House Plus.

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Definição - Standby

60% perdas totais do

standby

30% perdas totais do

standby

Standby - termo normalmente usado para descrever os modos de baixa energia em que muitos produtos elétricos e eletrónicos estão quando não estão a executar a sua função principal.

de acordo com a Agência Internacional de Energia

modo off: o aparelho não cumpre qualquer tarefa, parece estar desligado, mas ainda usa

energia.

modo standby: o aparelho cumpre pelo menos uma função, mas não a finalidade principal.

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• O standby foi identificado em meados dos anos 1980.

• O standby representa atualmente uma das maiores utilizações

de energia no setor residencial (+/- 10 %).

• O standby representa atualmente um dos maiores potenciais

de poupança de energia no setor residencial .

• Existe uma crescente preocupação internacional sobre o impacto de todo o consumo de energia nas alterações climáticas. É

urgente uma ação rápida para reduzir o consumo de energia em standby.

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305 kWh/ano

é o consumo médio em standby nas

habitações europeias, correspondendo a:

11 %

do consumo total anual de eletricidade;

40 W

potência do standby por habitação;

50 %

(+ / - )

dos consumos eletrónicos;

75 TWh/ano

da eletricidade consumida nas habitações

e escritórios da EU-27;

13 000

million €

desperdiçados;

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fonte: IEA 4E Solid State Lighting Annex, 06 Set 16

Standby das “lampadas inteligentes” pode ser maior

do que o consumo de energia para iluminação.

(11)

fonte: IEA 4E Solid State Lighting Annex, 06 Set 16

Inserir exemplo do edifício que saiu na revista

edifícios e energia com 40.000 sensores e com 1

prémio LEED.

http://www.lighting.philips.pt/sistemas/areas-de-sistema/escritorio-e-industria/escritorio/futureoffice/connectivity/connecting-with-the-future-of-office-design.html

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Em 2013…

616 TWh

de consumo em standby nas habitações e

escritórios a nível mundial, correspondendo a:

59 000

million €

desperdiçados;

fonte: IEA (International Energy Agency), 2014

…e em 2030…

15 %

do consumo total de eletricidade na Europa pode ser

devido ao standby

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E na Alemanha…

…em 2004…

22 TWh

de consumo em standby nas habitações e

escritórios, correspondendo a:

4 000

million €

desperdiçados;

Vamos comparer com a energia renovável gerada…

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Em 2014, a mitigação de 75% do consumo em standby na Alemanha induziria poupanças de 15,4 TWh, uma média de 1,4 TWh/ mês

Mitigação do standby e produção de energia renovável

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15,4

43,0

32,4

As poupanças em standby, 15,4 TWh de energia final, são equivalentes: • 53 % de toda a eletricidade produzida a partir de PVs (PE);

• 40 % de toda a eletricidade produzida a partir do vento (PE).

source: Fraunhofer ISE, 2014

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O que está a União Europeia a fazer?

EU estabeleceu limites aos fabricantes para reduzir o consumo em standby dos equipamentos.

fonte: EuP Directive (Energy-Using Product, 2014)

Modos Limites (W) *

Off-mode 0,5

Standby – sem display 0,5

Standby – com display 1,0

* produtos colocados no Mercado a partir de 2013

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Soluções simples e baratas

Mitigação do Standby - soluções

Internet das Coisas

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Equipamento de mitigação automática

Mais soluções disponíveis em todo o lado!

Equipamento de monitorização

Equipamento de mitigação

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1. Monitorização do consumo standby

• Cada equipamento foi monitorizado nos diferente modos, em Junho de

2015, com um medidor de energia com a resolução de 0,1 PeakTech 9035, baseado numa monitorização prévia realizada com o Cloogy e Owl.

2. Os dados foram organizados e analisados

• Foi definido o número de horas de utilização para cada equipamento para

os diferentes modos, baseado no padrão de comportamento familiar.

3. Cenários de mitigação

• 1st_{Cenário: baseado nas melhores soluções disponíveis no mercado.}

• 2nd_{Cenário: baseado nos limites impostos para cada equipamento (pela nova}

regulamentação da EU) para Off-mode e o Standby.

O Standby na 1ª Passive House em Portugal

Metodologia

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Equipamentos de monitorização

20€

O Standby na 1ª Passive House em Portugal

Monitorização -

“tomar consciência do problema”

Painel junto da porta de entrada

Medidor de energia

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O Standby na 1ª Passive House em Portugal

Análise dos dados

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O consumo total medido do standby foi

823,5 hWh/a e corresponde a:

• 17,9 %

do consumo total de energia medida

• 13,4 %

da energia final obtida com o PHPP 9

A única fonte de energia é a eletricidade.

O Standby na 1ª Passive House em Portugal

Análise dos dados

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1º_problema:_{TV, leitor de DVD, Sistema de som, Set-top Box}

O Standby na 1ª Passive House em Portugal

Identificação dos problemas – escolha das soluções

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2º_{problema: Impressora, Monitores, Portáteis}

O Standby na 1ª Passive House em Portugal

Identificação dos problemas – escolha das soluções

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3º_{problema: Equipamentos da cozinha.}

O Standby na 1ª Passive House em Portugal

Identificação dos problemas – escolha das soluções

1 x contactor disjuntor

1 x Interruptor Standby

Esta solução mitiga 67% do consumo em standby.

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4º_{problema: Comandos das persianas}

O Standby na 1ª Passive House em Portugal

Identificação dos problemas – escolha das soluções

disconnector

Controladores que consumissem 1 W em standby representaria 191 kWh/a.

1 x Standby switch 3 x contactors Control of shutters

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O Standby na 1ª Passive House em Portugal

Identificação dos problemas – escolha das soluções

5º_{problema: Comando de abertura do portão da garagem.}

1 x analog socket switch clock

Esta solução permite mitigar 83% do consumo standby.

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O total estimado da mitigação do standby é

716,7 hWh/a e corresponde a:

• 15,5 %

do consumo total de energia medida

• 11,6 %

da energia final obtida com o PHPP 9

O Standby na 1ª Passive House em Portugal

Resultados

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O consumo resmanescente do standby é

106,8 hWh/a e corresponde a :

• 2,7 %

do consumo de energia medido remanescente

• 2,0 %

da energia final remanescente obtida com o PHPP 9

O Standby na 1ª Passive House em Portugal

Resultados

(30)

0 92 0 32

15 92 30 32

30 120 45 60

45 148 60 88

45 200 60 200

Premium

Plus

Classic

Mitigar o standby reduz ainda mais as necessidades de energia

de um edifício, especialmente numa Passive House.

0 92 0 32

15 92 30 32

30 120 45 60

45 148 60 88

45 200 60 200

Premium

Plus

Classic

O Standby na 1ª Passive House em Portugal

Resultados

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O Standby na 1ª Passive House em Portugal

Resultados

A mitigação do standby na 1ª Passive House em Portugal induziu

poupanças 716,7 kWh/a de eletricidade, que é equivalente a 34 % da

eletricidade total produzida a partir de 6 coletores fotovoltaicos.

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O Standby na 1ª Passive House em Portugal

Resultados

A mitigação do standby em 716,7 kWh/a é equivalente a 103 % da eletricidade total produzida a partir de 2 painéis fotovoltaicos.

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O Standby na 1ª Passive House em Portugal

Resultados

O preço da energia poupada pela mitigação do standby é

estimado em 0,025 €/kWh.

O preço da energia poupada pelos 2 painéis fotovoltaicos

é estimado em 0,131 €/kWh.

Considerando:

Investimento total para a mitigação do standby: 291€ 2 painéis fotovoltaicos instalados: 1500 €

20 anos - periodo (em ambas as situações)

2 % taxa de juro (em ambas as situações)

Nenhum valor residual após 20 anos (em ambas as situações)

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O Standby na 1ª Passive House em Portugal

Resultados

87% savings 717 kWh/a 823 3.69 7% 107 0.48 1% Kwh/a kWh/(m2_a) PE demand =53 276 1.24 2% 101 0.45 1% 66% savings 547 kWh/a 87% savings 722 kWh/a

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• O consumo do standby já representa 11% do consumo total de electricidade nos edifícios e há um enorme potencial de poupança. • A quota do consumo do standby pode ainda ser maior nas

Passive Houses, devido à redução das necessidades de energia

para aquecimento e arrefecimento.

…pode ser ainda mais relevante nas Passive Houses nos climas

mais amenos.

• Já é possivel mitigar grande parte do consumo standby de forma

económica e fácil.

• A mitigação do standby pode ser mais interessante do que a

geração da energia renovável, em pequena e em larga escala.

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• Rotular o consumo do standby de cada dispositivo e equipamento é essencial para sensibilizar os consumidores.

• PHPP poderia responder a este problema exigindo inputs dos

consumos do standby dos dispositivos e equipamentos.

• Estabelecer um limite para o consumo do standby na

certificação de unidades de ventilação, p.e. menos que 0,3 W.

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Obrigado!

João Marcelino | João Gavião

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