Climawin demo: remodelação dos componetes do sistema (hardware e software)

Abstract

Na Europa, apenas 2% das habitações construídas recentemente são baseadas em projetos verdes [1]. Foi então acordado um consenso na União Europeia para que entre 2007 e 2020, um dos objetivos seria reduzir o consumo energético em 20%. No entanto, os objetivos da União Europeia. relativamente à eficiência energética, estão ainda muito longe de serem atingidos [2]. Para que tal feito seja possível, muitos dos imóveis, tanto os de habitação como os comerciais, necessitam de ser modificados. Porém, a comunidade não está disposta a investir demasiado em habitações ou em edifícios. Outro fator negativo é a necessidade de modificar a estrutura dos edifícios, com o intuito de colocar isolamento térmico mais eficiente, ou mesmo novas instalações elétricas, usadas nos sistemas que controlam a eficiência energética dos edifícios. A União Europeia decidiu então encontrar soluções que incentivassem a população e as empresas a contribuir para esse objetivo, sem que fossem necessárias modificações exageradas nos edifícios [3]. O Climawin é uma solução que vai de encontro com este propósito. O objetivo principal é criar janelas inteligentes, capazes de monitorizar a humidade, a temperatura e a qualidade do ar dentro de um edifício. Este sistema, além de possibilitar um aumento do rendimento energético, poderá também contribuir para a redução do consumo energético, uma vez que o sistema será construído com componentes de baixo consumo de energia (a eficácia da solução permite um rendimento energético 20% superior ao das janelas normais)[1]. Além disso, essas janelas apenas são alimentadas por baterias, que serão recarregadas durante o dia, através da luz solar. É um sistema low-power [4], que faz uso de energias renováveis, e ainda consegue contribuir para a o aumento da eficiência energética [5]. Em cada uma das janelas existe um sistema com sensores, responsáveis por avaliar as condições do ar no interior de um edifício, e atuar automaticamente de acordo. O objetivo deste projeto visa manter a temperatura, a humidade e o nível de oxigénio o melhor possível, no interior dos edifícios [2], [6]. Este sistema tem duas grandes vantagens, a de reduzir significativamente as modificações necessárias nas estruturas dos edifícios e, ser um sistema de fácil instalação. O Climawin é um projeto europeu que começou a ser desenvolvido em 2010. Já existem versões de teste deste sistema, no entanto ainda não se chegou a um produto final. Foi então decidido criar o Climawin Demo, cujo objetivo é melhorar e acrescentar funcionalidades ao sistema, e por fim realizar um conjunto de testes de integração. No final será realizada uma demonstração do funcionamento do produto, previamente à sua comercialização. Alguns parâmetros estão ainda por melhorar e novas funcionalidades a acrescentar ao sistema. O presente trabalho está enquadrado na contribuição da Universidade do Minho para a finalização do sistema com todos os requisitos necessários.[7].

In Europe, only 2% of recently constructed buildings are based on “green projects”. Therefore, between 2007 and 2020 one of the goals would be the reduction of the energy consumption by 20%. However, the objectives for energy efficienty are still far away from accomplishment. To do that, many buildings such as residencial or commercial, need to be modified, although, the community is not willing to invest too much into habitations or buildings. Another negative factor is the need to modify buildings structure in order to improve the isolation, or new electrical installations, used in the systems to control the energy consumption of the building. As a result, he European Union decided to find solutions to encourage the habitants and companies to achieve the mentioned goal, without changing in the building structure. The main objective of this project is to create smart windows, capable to control the humidity, temperature and air quality inside a building. This system will be a contribution to reduce the energy consumption, and therefore, achieve the new energy efficiency objectives (the solution effectiveness allow an energetic performance 20% higher than the common windows). Moreover, the windows are powered only by batteries, which are recharged during the day by solar light. It is a low power system which uses renewable energy and increase the energy efficiency. Each window is composed by sensors, responsible to evaluate the air conditions inside the building, and automatically act accordingly. In addition to fulfill the European Union requirements, it improves the quality of life of the habitants. This system has two major advantages. the first one is the capability of reducing significantly the changes on buindings structures, and other is the easy system installation Climawin is a European project that started in 2010. There are already trial versions of this system, however there is not a final product. Was decided to create Climawin Demo, whose objective is upgrade and add functionalities to this system, and then realize some integration tests. At the end, will be done a demonstration of the working of the product, prior to its’ market entrance. There are still some parameters that require improvement and some need more functionalities to be added. The current work is being done in the University of Minho in order to provide a complete solution considering all the proposed requirements.