Gestão ótima do consumo de energia e o conforto em edificações inteligentes ligadas a uma microrede

Resumo

Este projeto de pesquisa visa desenvolver uma estratégia para a gestão do consumo de energia e conforto em edifícios inteligentes equipados com recursos renováveis, tais como a geração fotovoltaica (PV) e sistema de armazenamento de energia (ESS). A abordagem considera a gestão das unidades de ventilação e ar condicionado (HVAC) e aparelhos de iluminação, uma vez que representam as duas maiores cargas em um edifício típico, e coordena PV, ESS e a energia comprada da rede principal. O objetivo é reduzir a conta de energia elétrica do edifício, gerenciando as cargas, bem como a operação do ESS, entretanto as condições internas adequadas são asseguradas para garantir o conforto dos usuários. Na literatura existem diferentes estratégias para resolver o problema da operação do edifício. Abordagens baseadas em ferramentas de análise de edificações podem capturar bem a dinâmica do edifício, mas têm a desvantagem de exigir uma fase de desenho para desenvolver o modelo e alto tempo de processamento. Algumas estratégias são baseadas em modelos não-lineares que requerem o uso de métodos iterativos. Por outro lado, as estratégias que utilizam modelos mais simples permitem uma solução ótima com um menor tempo de processamento, mas podem comprometer a precisão da análise. Assim, o presente projeto combina modelos aproximados com a precisão de uma ferramenta de análise de edifícios, neste caso o EnergyPlus, para obter um novo modelo de programação linear inteira mista (MILP) que pode ser resolvido usando softwares comerciais que garantem a otimalidade. Esta abordagem reduz o tempo de processamento, uma vez que não utiliza várias simulações, tais como as estratégias de co-simulação, e melhora a precisão da modelagem executando uma fase de pré-processamento pelo EnergyPlus. O objetivo principal do projeto é estudar os impactos da estratégia de gestão nas condições do interior, no consumo de energia do edifício e na rede de distribuição.