Innovative & collaborative program led by Schneider Electric. 25 de Outubro de 2012

Innovative & collaborative program led by

Schneider Electric

2 Schneider Electric Portugal - Influence – Carlos Duarte – 25 Outubro 2012

agenda

●

Apresentação do programa

●

Abordagem para o desempenho energético dos edifícios

●

Controlo Ativo

●

Arquiteturas

●

Estudo de caso

Schneider Electric Portugal - Influence – Carlos Duarte – 25 Outubro 2012 ₃

“ Dotar cada edifício de soluções de

Eficiência Energética Ativa para

atingir o melhor desempenho

energético ”

Europa

Edifícios existentes e novos

Residencial e de serviços

Carta de identidade do programa

4 domínios de investigação :

- Para que serve a energia ?

- Como reduzir perdas & desperdícios?

- Qual o impacto da informação nos

comportamentos ?

- Quais as ferramentas e os métodos para

os profissionais ?

13 parceiros + 7 ent. cooperantes

4 anos - de 09/2008 a 09/2012

26 projetos - 120 investigadores

88 M€ - fundado por OSEO

Schneider Electric Portugal - Influence – Carlos Duarte – 25 Outubro 2012 ₄ Energia fornecida + Energia renovável utilizada localmente

Quantificação do desempenho energético dos

edifícios

Eletricidade Gás Natural Produtos petrolíferos Outros Serviços energéticos a ocupantes Conforto físico Temperatura Iluminação Ruído Qualidade de ar Acessibilidade Conforto psicológico Segurança Proteção Estética Ergonomia Eficiência atividade Disponibilidade Flexibilidade Comunicação Produtividade Conetividade Indicadores energéticos kWh energia final € kg CO₂

fonte energia eq.

Serviços energéticos °C lux PMV MTBF …

Indicador do desempenho energético

SAEI : Site Actual Energy Index em

kWh/m².ano

kWh - utilização final da energia, todos os usos m² - área bruta, o mais fácil de medir

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A aborbagem sistémica da energia mostra três

subsistemas (quase) independentes.

Eletricidade Gás Petróleo Energia fornecida € CO² kWh/m².ano Serviços energéticos Equipamentos de produção Equipamtos de distribuição Equipamentos de armazenagem Equipamentos de produção energia renovável OCUPANTE Conforto físico Conforto psicológico Eficiência da atividade Consumos dos Equipamentos Área local Vetores de distribuição Sistemas técnicos Aplicações Atividade Aquecimento/ Arrefecimento Iluminação AQS Tubagens Condutas Cabos

Clima (temperatura, vento, iluminação)

Ganhos

gratuitos

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A aborbagem sistémica da energia mostra dois

subsistemas MUITO DIFERENTES.

mundo

Das máquinas

Das pessoas

ciências

Tecnologia

Sociologia

Instrumentação

Quanto é que medimos

(

consequências

)

Porque é que medimos

(

causas

)

energias

Reduzir as

perdas

Identificar as ineficiências

Schneider Electric Portugal - Influence – Carlos Duarte – 25 Outubro 2012 ₇

As soluções de eficiência energética

●

Qualidade intrínseca do edifício (BIQ)

●

Isolamento

<<

● Estanqueidade

ao ar < (0,2 ACH)

●

Fator solar

<<

●

Inércia

?

●

Escolha dos equipamentos técnicos

●

Produção

< rendimento

●

Distribuição

> perdas

●

Consumos

< desempenho

●A Eficiência Energética Activa

●

A otimização

> ineficiências

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Solução : Estratégias de controlo

● Princípios do controlo de Zona

● « O edifício não é (apenas) inteligente mas,

(principalmente) obediente »: o ocupante define a sua perceção do ambiente quando

entra… mas a sua ação é simples… e recebe em troca, a medida das consequências dos seus atos.

● Na presença de ocupante(s), as condições de conforto e de atividade são geridas por objectivos, ...

com um controlo multivariável... dado que « a otimização de uma zona não é a soma das otimizações de cada aplicação independente ».

● Após a saída dos ocupantes, a zona é gerida para contribuir para a otimização do site.

● Princípios do controlo de Energia

● A produção e a distribuição dependem da soma das necessidades das zonas em cada vetor.

● As fontes de energia são geridas para optimizar um indicador (frequentemente CO2, por vezes €)

● O controlo de energia pode ser gerido em condições impostas por políticas da « smart grid » (contribuição para a previsão da capacidade no mercado por

sobriedade energética: operação de antecipação das sobrecargas ou deslastre de cargas efectuado

automaticamente ).

Primeiro, reduzir as necessidades energéticas em

cada

zona

otimizando o conforto e a actividade

Adaptar à ocupação e ao tipo de actividade Considerar os ganhos gratuitos Optimizar usando o sistema de regulação e controlo multivariável Aumento dos desempenhos de produção e de distribuição.

Gestão das fontes de energia contratada, prioritizando as renováveis e interação com a rede inteligente (Smart Grid)

De seguida, optimizar o fornecimento de energia em

cada vetor

para servir estas necessidades

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Arquiteturas: o coração é um ecossistema

« controlo de zona »…

Conforto

Ocupação

Ligação a

montante

IHB

ferramentas

*RCT = Remote Commissionning Tool

Acionamentos

*IHB = Human Building Interface

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…que altera a visão dos sistemas de controlo de

edifícios…

Passado

Aplicações independentes

Presente

Integração de nível superior

Conetividade

Futuro

Controlo multivariável de zona EXTERIOR ARQUIVOS SALA DE REUNIÕES COZINHA OPEN SPACE GABINETE CEO RESTAURANTE CORREDOR SALA IT HALL ENTRADA VETOR ENERGIAS ANFITEATRO VETOR TUBAGENS Nível superior RENOVÁVEIS TECNOLOGIAS IP SADI VIDEO SECURANÇA ACESSOS ENERGIA ILUMINAÇÃO IT AVAC POTÊNCIA MONITORIZAÇÃO 24/7 AVAC ELEVADORES ILUMINAÇÃO MONITORIZAÇÃO 24/7 ENERGIA ACESSO VIDEO SEGURANÇA TECNOLOGIAS IP SADI VETOR CONDUTAS

Schneider Electric Portugal - Influence – Carlos Duarte – 25 Outubro 2012 ₁₁

…para ser integrado num esquema global de

Maruschkas…

● A nível ZONA

● Consumidores : os equipamentos aplicativos

● Controlo de ZONA : reduzir as necessidades nas zonas, considerando as condições de conforto e de actividade

● A nível do EDIFÍCIO: 3 “microredes” (eletricidade, água, ar)

● Consumidores : as diferentes zonas

● Controlo de Energia : optimizar o fornecimento de energia nos 3 vetores ● E gerir as fontes de energia

● A nível do CAMPUS, BLOCO, ZONA URBANA, CIDADE (smart cities)

● Consumidores : os diferentes edifícios

● Controlo técnico agregado : Mutualização da produção ( exemplo : rede de aquecimento urbano), transporte, renováveis, redes de fluídos,

● Agregação das necessidades e das capacidades

● A nivel da rede regional ou nacional (REDES inteligentes)

● Consumidores : edifícios, cidades, territórios

● Controlo da rede : Gestão das proteções, estabilidade e disponibilidade da rede ● Balanço entre a produção e o consumo

● Gerir o equilíbrio por solicitações de deslastragem ou produção de “Negawatt”

● Cada nível tem um papel para integrar

● As ambições em injeção da componente renovável

● E o veículo elétrico com as suas interações na habitação, no local de trabalho e o seu impacto no equilíbrio da rede

P

R

D

S

P

R

D

S

P

R

D

S

P : Produção R : Energias Renováveis S : Armazenamento(Storage) D : Distribuição

Schneider Electric Portugal - Influence – Carlos Duarte – 25 Outubro 2012 ₁₂

Make the most…das tecnologias pervasivas

• sistemas multivariáveis

que integram controladores com

entrada múltipla e saída múltipla

• aplicações sensíveis ao

contexto do usuário (perfil, localização, etc) •auto-aprendizagem adoção de

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Tipologia dos atores, suas preocupações e

necessidades de informação

● Perfil

Proprietário:

responsabilidade jurídica e financeira,

CapEx, valor patrimonial.

● 1 Identificar, medir, imagem, benchmark de acordo com etiquetagem “verde”…

● 2 Identificar os potenciais investimentos de melhoria e a remuneração equitativa dos capitais investidos

● 3 Selecionar as prioridades

● Perfil

Gestor/Administrador das instalações:

gere os custos e

OpEx (faturas e salários) e as condições de atividade no local.

● 1 Evitar ineficiências: Onde ? Quando ? O quê ?

● 2 Aumentar o desempenho: balanço entre o consumo e os serviços energéticos

● 3 Corrigir a discordância entre a promessa e a realidade

● 4 Pilotar as transações de energia e os fornecedores de serviços energéticos

● Perfil

“Facility Manager”:

execução da actividade diária de

manutenção, reparação , exploração de toda (ou parte) dos

sistemas técnicos do local

● 1 Ver remotamente que tudo está bem

● 2 Identificar as avarias técnicas e as soluções para as corrigir

● 3 Reduzir as perdas, vindas do desvio do “ funcionamento” normal.

● 4 Reduzir as perdas, vindas da inadaptação dos sistemas à flexibilidade na utilização

● Perfil

Ocupante:

utilização dos serviços (energéticos) do edifício

● 1 Poder adaptar o ambiente interior à sua atividade

● 2 Deve receber, em retorno, as consequências energéticas das suas escolhas

600

entrevistas

na Europa

Elemento chave para um edifício eficiente:

Cooperação entre os ≠ atores nas suas diferentes dimensões

Schneider Electric Portugal - Influence – Carlos Duarte – 25 Outubro 2012 ₁₄

IHB: o conceito Aplicação ou o conceito Zona

não induzem as mesmas ações…

por Zona: centrada nos

consumos

(7/10)

por Aplicação

: centrada nos

meios técnicos

(0/10)

Schneider Electric Portugal - Influence – Carlos Duarte – 25 Outubro 2012 ₁₅

Mudança na forma de projetar edifícios

Cooperação entre os ≠ parceiros durante todo o ciclo de vida de um edifício

● Uma nova ferramenta (uma plataforma colaborativa),

● Permite que a informação, necessária para a cooperação eficiente e

eficaz, possa ser partilhada,

● Considera o desempenho energético.

Schneider Electric Portugal - Influence – Carlos Duarte – 25 Outubro 2012 ₁₆

: 5 sites piloto muito diversos para

avaliação da solução.

5 exemplos representativos da diversidade europeia • Equipamentos técnicos : 2 bombas de calor, 2 caldeiras a gás, um totalmente elétrica • Setores: Ed. de escritórios, 2 hoteis, Escola Residência coletiva • Dimensões: entre 500 m² e 3,000 m² • Construção: 1890, 1970, 1990, 2008, 2010 • Zonas climáticas: Mediterrânico, Oceânico, Continental, Montanhoso

Escola construída em 1990, situada em

Montbonnot

Ed. Escritórios construídos em 2007, situado perto de Chambery

Hotel 3 * de 1890, situado em Nice Residência multifamiliar de 2010,

situado em Vaux-sur-Seine

Hotel 1 * de 1970, situado em Carcassonne

Metodologia

• Implementação do plano de instrumentação do desempenho energético

efetivo des sites (SAEI). • Aquisição, registo de

todos os indicadores do desempenho energético. • Criação de 5

simuladores des sites pilotos ( integrando as medidas reais).

• Teste por simulação das funções de controlo definidas pelo programa HOMES.

• Estimativa dos ganhos obtidos em todos os indicadores

Schneider Electric Portugal - Influence – Carlos Duarte – 25 Outubro 2012 ₁₇

Economias de energia devidas à

estratégia

- 56 % Escola 1990 _{Escritórios 2007} Hotel 1890 Residência multifamiliar 2010 - 36 % - 37 % - 25 % Hotel 1970

Simulation results : Energy consumptions per applications

0 50 100 150 200 250

Carcassonne - BeforeCarcassonne - HOMES Lama - Be fore Lama - HO MES Mon tbon not - Be fore Mon tbon not - HO MES Nic e - Befo re Nice - HOM ES Vaux - Be fore Vaux - HO MES k W h /m ²/ y e a r

Heating Cooling Auxiliairies Lighting Ventilation DHW OUE

- 30 %

Schneider Electric Portugal - Influence – Carlos Duarte – 25 Outubro 2012 ₁₈ Nova construção Edifícios existentes

80%

edifícios

40%

área construída

15%

edifícios

25%

área construída

5%

edifícios

35%

área construída 500m² 2500m² 10000m² pequena média grande

difuso

concentrado

280 Milhões

(Parque edificado)

250M edifícios Residenciais 30M edifícios Não Residenciais (16.000.000 m2) (13.000.000 m2)

200 kwh/m2.ano 300 kwh/m2.ano

20

€/m2 Valor médio EU27

Conclusões e perspectivas sobre a

eficiência energética ativa

Schneider Electric Portugal - Influence – Carlos Duarte – 25 Outubro 2012 ₁₉

● De um ponto de vista económico

● Podemos atingir economias entre 20 e 60% da fatura total de um site.

● Com um retorno de investimento entre 3 e 7 anos nos edifícios de serviços e entre 5 e 15 anos no setor habitacional.

● De um ponto de vista ambiental

● Aplicando aos 280 milhões de edifícios europeus , eliminamos 40% da fatura de energia ● Contribuição para a smart grid e de igual forma a introdução das renováveis..

● Criação de 300 000 empregos

● Evolução necessária da regulamentação : na nova construção…

● A arquitetura das redes técnicas deve respeitar a topologia ● Equipamentos técnicos pilotáveis em cada zona

● Instrumentação de medida ( ex: viatura sem painel de instrumentos para velocidade, sem computador de bordo para medir consumos,...

● Controlo ativo de ajuda à condução ( a norma existe EN15232 )

● …E no parque existente : incentivar e simplificar

● Medida global todas as utilizações em kWh final (SAEI) ● O melhor benchmark de um edifício é ele próprio

● Objectivos de melhoria em percentagem e não em valor absoluto

Conclusões e perspectivas sobre a

eficiência energética ativa

20 Schneider Electric Portugal - Influence – Carlos Duarte – 25 Outubro 2012

Make the most of

your energy™

informação complementar em:

www.homesprogramme.com