Autoevaluación de sostenibilidad propia para un edificio alto basada en programación lineal y dinámica de fluidos computacional
Autores: Oliveira, Carlos; Baptista, José; Cerveira, Adelaide
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Autoevaluación de sostenibilidad propia para un edificio alto basada en programación lineal y dinámica de fluidos computacional
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Fuentes de energía renovable
Edificios de gran altura
Turbinas eólicas
Sistemas de almacenamiento de energía
Autoconsumo
Dinámica de fluidos computacional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
Con el uso excesivo de energía de fuentes no renovables, es necesario adoptar nuevas soluciones de generación de energía para compensar este exceso. En este sentido, la integración de fuentes de energía renovable en edificios de gran altura reduce la necesidad de energía de la red eléctrica nacional para maximizar la autosuficiencia de los servicios comunes. Además, el autoconsumo en redes de baja y media tensión facilita en gran medida la reducción de la dependencia energética externa. Para los consumidores, los beneficios de instalar pequeños aerogeneradores y sistemas de almacenamiento de energía incluyen beneficios fiscales y facturas de electricidad reducidas, así como un sistema rentable después del período de amortización. Este documento se centra en evaluar el potencial eólico en un edificio de gran altura a través de simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD), cuantificando el potencial de producción de energía eólica por pequeños aerogeneradores (WT) en el sitio de instalación. Además, se propone un modelo matemático para optimizar la producción de energía eólica para un sistema de autoconsumo con el fin de minimizar el costo total de energía comprada de la red, maximizando el retorno de la inversión. El potencial de una práctica de proyecto basada en CFD que tiene una amplia aplicación en el desarrollo de los procesos y equipos más variados resulta en una gran reducción en el tiempo y los costos comparados con las prácticas convencionales. Además, el modelo de optimización garantiza una disminución significativa en la energía comprada en horas pico a través de la energía almacenada en sistemas de almacenamiento de energía (ESS). Los resultados muestran que la eficiencia del modelo propuesto conduce a un período de amortización de la inversión de 7 años para una vida útil de 20 años.
Descripción
Con el uso excesivo de energía de fuentes no renovables, es necesario adoptar nuevas soluciones de generación de energía para compensar este exceso. En este sentido, la integración de fuentes de energía renovable en edificios de gran altura reduce la necesidad de energía de la red eléctrica nacional para maximizar la autosuficiencia de los servicios comunes. Además, el autoconsumo en redes de baja y media tensión facilita en gran medida la reducción de la dependencia energética externa. Para los consumidores, los beneficios de instalar pequeños aerogeneradores y sistemas de almacenamiento de energía incluyen beneficios fiscales y facturas de electricidad reducidas, así como un sistema rentable después del período de amortización. Este documento se centra en evaluar el potencial eólico en un edificio de gran altura a través de simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD), cuantificando el potencial de producción de energía eólica por pequeños aerogeneradores (WT) en el sitio de instalación. Además, se propone un modelo matemático para optimizar la producción de energía eólica para un sistema de autoconsumo con el fin de minimizar el costo total de energía comprada de la red, maximizando el retorno de la inversión. El potencial de una práctica de proyecto basada en CFD que tiene una amplia aplicación en el desarrollo de los procesos y equipos más variados resulta en una gran reducción en el tiempo y los costos comparados con las prácticas convencionales. Además, el modelo de optimización garantiza una disminución significativa en la energía comprada en horas pico a través de la energía almacenada en sistemas de almacenamiento de energía (ESS). Los resultados muestran que la eficiencia del modelo propuesto conduce a un período de amortización de la inversión de 7 años para una vida útil de 20 años.