DesenvolvimentoSustentável

Visão Holística

Desenho de SistemasComplexos

Conversão de energia

Processos de Transferência

de energia

Energia e Sustentabilidade

Aplicações emergentes

Desafios do futuro ?

Desenvolvimentode produtos e

serviços

Projecto

Gestão de Energia

Conversão de EnergiaOtimização de sistemas de combustãoCaldeiras ...

Conversão de EnergiaDiagnóstico laser e modelação de sistemas de combustão

Conversão de Energia

UpUjUpUj

0 . 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4r / R

0 . 0

0 . 2

0 . 4

0 . 6

0 . 8

1 . 0

1 . 2

1 . 4

1 . 6

1 . 8

2 . 0

2 . 2

z/R

300

600

900

1200

1500

1800

2100

Tmed (K)

[ U,V ]

Gaseous fue l(6 x 1.5 m m )

Sw irl generator

L iq uid fuel

Atom izer

Duranglass

Quartzglass

100100100

110 50

Air D = 110d = 50

z

r4 0

P 0

P W

... sistemas de queima domésticos

... Turbinas a gás

Contributo IST: Diagnóstico laser, espectral,sonoro e

modelação de sistemas de combustão

Queimador típicoEscoamento de gases em

torno de uma chama de metano

(Diagnóstico Laser)

Modelação Matemática/Experimental de Sistemas Reactivos

Identificação da mistura Ar/Fuel e do tipo de combustível através da análise espectral de imagens fotográficas(Técnica Espectral desenvolvida no IST)

Conversão de Energia

Processos de transferência

Primary Droplets

Fuel InjectorIntake Manifold

Air Flow

Secondary Breakup

Spray/Wall Interaction mechanismsWall Film

Evaporation of dropletsIntake Valve

Wall Film EvaporationSuper CriticalFilm Flow

Airblast

Liquid Fuel

Elsaer, Samenfink, Hallman and Wittig (1994)

Primary Droplets

Fuel InjectorIntake Manifold

Air Flow

Secondary Breakup

Spray/Wall Interaction mechanismsWall Film

Evaporation of dropletsIntake Valve

Wall Film EvaporationSuper CriticalFilm Flow

Airblast

Liquid Fuel

Elsaer, Samenfink, Hallman and Wittig (1994)

... Motores de combustão interna alternativos

Working Section

NI5411 Function

Generator

Wind Tunnel

Air

Injector Control Driver

FluidoSup TThAQ

SupTFluidoT

Aplicações emergentesAnálise do desempenho dos sistemas de arrefecimento

IGBT (Integrated Gate Bipolar Transistor)

Transitor Bipolar de Porta Integrada

Aplicações emergentes

Mecanismos de transferência de energia :

Entalpia de vaporizaçãoTemperatura de saturaçãoTensão superficialTemperatura de Nukiyama

Natureza da superfícieTopografia da superfície

Weber das gotas no impacto: menor do que o limite de splash mas maior do que o de reflexão

Molhabilidade

Arrefecimento directo com fluidos dieléctricos

Gestão da energia

Contributo IST: Modelação do impacto da barragem com bombagem da EDP Baixo Sabor, no sistema

energético nacional em 2035

O primeiro passo consiste na capacidade de modelar sistemas energéticos complexos

Mas a batalha decisiva está nas cidades, os nós de uma rede que,

consome cerca de 2/3 da energia e alberga 50% da humanidade.

Nas cidades consome-se mais electricidade, carvão e gás do que a

média mundial, mas menos combustíveis liquidos.

World Energy Outlook 2008

O Exemplo vem de dentro: a gestão inteligente de energia no IST – Tagus Park

Contributo IST: Desenvolvimento de metodologias para gestão inteligente de campus universitários – Projeto IST

Smart Campus

44 equipamentos de medição de energia elétrica19 equipamentos de medição de consumo de gás72 equipamentos de medição de entalpia em água quente e fria

Deteção da atividade humana (Tagus sensor network)

– WSN – Bluetooth– Wi-Fi (em curso)– GSM (em curso)

Gestão da energia

Iluminação pública inteligente

Micro Geração e distribuidoVirtual Power Plant

Veículos EléctricosSistemas de transporte inteligentes

Mobilidade suave e modos partilhados

Integração de previsões meteorológicas com previsão e gestão da procura

Redes inteligentes

Segurança

Do edifício ao Bairro, OPORTUNIDADES

Contributo IST: Modelos de modelação integrada de mobilidade e sistemas energéticos. Modelação e otimização

de “smart grids”

Gestão da energia

Otimizar o uso de energia em edifícios existentes, o primeiro passo em cidade “maduras”

Contributo IST: Desenvolvimento de metodologias para otimizar o uso de energia em edifícios existentes

Otimização de sistemas de conversão descentralizada de

energia em edificios existentesReabilitação de edifícios em Lisboa

Gestão da energia

Integrar energias renováveis na cidade e promover “microgrids”, que contribuam para gerir a dinâmica dos sistemas energéticos

Contributo IST: Modelos de optimização do uso de sistemas energéticos isolados e “smart grids”

Necessidades energéticas complementares e armazenamento”

Gas engines

PCCPhotovoltaics

Residential

Office

Absorption

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

kWh

"Electricity only" Week

January

February

March

April

May

June

July

August

September

October

November

December

0

50

100

150

200

250

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

kWh

Space Heating Week

January

February

March

April

May

June

July

August

September

October

November

December

Gestão da energia

Visão mais global: a energia está em todas as entradas e saídas, que há que quantificar

Contributo IST: Desenvolvimento de metodologias para a quantificação do metabolismo urbano

Gestão da energia

Metabolismo Urbano - caracterização do “DNA de uma cidade”, que codifica os consumos de materiais associados às suas funções (actividades económicas)

Contributo IST: Caracterização do metabolismo urbano de cidades asiáticas, benchmarking. Aqui representa-

se Seoul

B – BiomassC – ChemicalsF – Fossil fuelsM – Metallic mineralsN – Non-metallic mineralsO – Other

S01 – Agriculture, hunting, forestry and fishingS02 – Mining and quarryingS03 – Food products, beverages and tobaccoS04 – Textiles, textile products, leather and footwearS05 – Wood and products of wood and corkS06 – Pulp, paper, paper products, printing and publishingS07 – Coke, refined petroleum products and nuclear fuelS08 – Chemicals and chemical productsS09 – Rubber and plastics productsS10 – Other non-metallic mineral productsS11 – Basic metalsS12 – Fabricated metal products except machinery and equipmentS13 – Machinery and equipment n.e.cS14 – Office, accounting and computing machineryS15 – Electrical machinery, radio, television and communication equipmentS16 – Medical, precision and optical instrumentsS17 – Motor vehicles, trailers and semi-trailersS18 – Other transport equipmentS19 – Manufacturing n.e.c; recyclingS20 – Electricity, gas and water supplyS21 – ConstructionS22 – Wholesale and retail trade; repairsS23 – Hotels and restaurantsS24 – Transport and storageS25 – Post and telecommunicationsS26 – Finance and insuranceS27 – Real estate activitiesS28 – Renting of machinery and equipmentS29 – Computer and related activitiesS30 – Research and developmentS31 – Other Business ActivitiesS32 – Public admin. and defense; compulsory social securityS33 – EducationS34 – Health and social workS35 – Other community, social and personal services

Seoul221 Million tonnes

Gestão da energia