Aprèn - Cristóbal Voz Sánchez

Transparent Photovoltaic (TPV) technologies represent a promising branch within photovoltaics, seeking to expand their applications by overcoming challenges related to on-site integration, especially within architectural elements related to Building Integrated Photovoltaic (BIPV), and more recently, also in the areas of Internet of Things (IoT) and Agrivoltaics. Unlike conventional approaches solely focused on efficiency, TPV introduces two additional aspects: transparency and aesthetics, which propose added challenges to the device design. This work introduces wide-bandgap inorganic-based TPV devices utilizing ultrathin intrinsic hydrogenated amorphous silicon-carbon (a-SiCx:H) as a semi transparent absorber, along with carrier-selective contacts and transparent electrodes. This innovative approach achieves a Power Conversion Efficiency (PCE) above 2.3% and an Average Photopic Transmittance (APT) of 52%, yielding a Light Utilization Efficiency (LUE) of 1.2%, comparable to best reported state of the art inorganic devices. This work holds significant relevance for the development of inorganic thin-film TPV technologies, especially those employing ultrathin absorbers.

Las tecnologías fotovoltaicas transparentes (TPV) representan una rama prometedora dentro de la fotovoltaica, que busca ampliar sus aplicaciones superando los retos relacionados con la integración in situ, especialmente dentro de los elementos arquitectónicos relacionados con la fotovoltaica integrada en edificios (BIPV) y, más recientemente, también en las áreas del Internet de las cosas (IoT) y la Agrivoltaica. A diferencia de los enfoques convencionales centrados únicamente en la eficiencia, el TPV introduce dos aspectos adicionales: la transparencia y la estética, que proponen retos añadidos al diseño del dispositivo. En este trabajo se presentan dispositivos TPV inorgánicos de banda prohibida ancha que utilizan silicio-carbono amorfo hidrogenado intrínseco ultrafino (a-SiCx:H) como absorbente semitransparente, junto con contactos selectivos de portador y electrodos transparentes. Este innovador enfoque logra una eficiencia de conversión de potencia (PCE) superior al 2,3% y una transmitancia fotópica media (APT) del 52%, lo que da lugar a una eficiencia de utilización de la luz (LUE) del 1,2%, comparable a la de los mejores dispositivos inorgánicos reportados en la literatura. Este trabajo es de gran importancia para el desarrollo de tecnologías TPV inorgánicas de capa fina, especialmente las que emplean absorbedores ultrafinos.

Les tecnologies Fotovoltaiques Transparents (TPV) representen una branca prometedora dins de la fotovoltaica, buscant ampliar les seves aplicacions mitjançant la superació de reptes relacionats amb la integració in situ, especialment dins d'elements arquitectònics, el que es coneix amb el nom de Building Integrated Photovoltaic (BIPV), i més recentment, també en les àrees d'Internet de les Coses (IoT) i Agrivoltaics. A diferència dels enfocaments convencionals centrats únicament en l'eficiència, TPV introdueix dos aspectes addicionals: transparència i estètica, que proposen reptes afegits al disseny del dispositiu. Aquest treball introdueix dispositius TPV basats en materials inorgànics de banda prohibida ampla que utilitzen silici amorf hidrogenat amb alt contingut en carboni (a-SiCx:H) com a absorbidor semitransparent, juntament amb contactes selectius de portadors i elèctrodes transparents. Aquest enfocament innovador aconsegueix una Eficiència de Conversió de Potència (PCE) per sobre del 2,3% i una Transmissió Fotòpica Mitjana (APT) del 52%, produint una Eficiència d'Utilització de la Llum (LUE) de l'1,2%, comparable als millors dispositius inorgànics reportats en la literatura. Aquest treball presenta una gran rellevància en el desenvolupament de tecnologies TPV inorgàniques, especialment aquelles que utilitzen absorbidors ultrafins.

Technology roadmap of lightweight materials in the energy sector (wind and solar): a comprehensive analysis and strategy for future development

Projecte Final de Màster Oficial

Moreno Sierra, Alvaro Alexander

Tutor/a - Director/a: Voz Sánchez, Cristóbal

Data de publicació: 2024

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

Optimising business models for AI-based battery analytics platforms: a multi-sector analysis in the Swedish electric vehicle and energy storage market

Projecte Final de Màster Oficial

Riyaz, Fayiz

Tutor/a - Director/a: Voz Sánchez, Cristóbal

Data de publicació: 2024

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

Techno-Economic Site Selection of e-SAF Production Sites in Iberia

Projecte Final de Màster Oficial

Berezhnoy, Alex

Tutor/a - Director/a: Voz Sánchez, Cristóbal; Prieto Araujo, Eduardo

Data de publicació: 2024

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

Study of solvent based Mobile carbon Capture for diesel engines: focus on heat exchangers, pumps, and system integration

Projecte Final de Màster Oficial

Abdullah, Abdullah

Tutor/a - Director/a: Voz Sánchez, Cristóbal; Font, Francesc

Data de publicació: 2024

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

Enmig de les creixents preocupacions sobre l'impacte ambiental de les emissions de diòxid de carboni dels motors dièsel, que s'utilitzen àmpliament en el transport i maquinària pesada, aquest estudi investiga l'aplicació de la tecnologia de captura de carboni basada en dissolvents per mitigar aquestes emissions directament en la seva font. Aquesta recerca implica un examen detallat de la integració tèrmica en diversos punts operacionals per a motors dièsel i de metà de diferents configuracions (Diesel de 6 cilindres, Metà de 5 cilindres i Metà de 4 cilindres). Es va dur a terme un disseny i optimització exhaustius d'un recuperador i un intercanviador de calor reboiler, adaptats per a la potència nominal d'un motor dièsel de 6 cilindres, utilitzant Aspen EDR, al costat de la selecció de dues bombes basades en les taxes de flux derivades de simulacions Aspen Plus. La metodologia adoptada comporta una discussió extensa sobre el desenvolupament del mapa de processos, considerant factors crucials com l'eficiència de costos, les restriccions espacials i la disponibilitat de calor. Una anàlisi profunda del balanç tèrmic i la integració proporciona informació sobre la recuperació de calor dels gasos d'escapament i el refrigerant del motor en 28 punts operacionals diferents per als tres tipus de motors. Aquests punts van ser avaluats més a fons per determinar les taxes de flux de CO2 amb i sense el sistema de captura de carboni, permetent el càlcul de les emissions de carboni en grams per tonelada-quilòmetre per a cada tipus de motor. A més, es va dur a terme una anàlisi de costos rigorosa, cobrint les despeses operatives i de capital ajustades per la inflació. L'anàlisi incloïa la valoració del recuperador i el reboiler, amb consideracions per al consum addicional de dièsel requerit per l'operació de les bombes i les seves implicacions econòmiques sota escenaris de preus de dièsel futurs a Europa, que van des de 0,5 a 3 euros per litre. Cap al final, he parlat breument sobre l'abast futur en aquest camp i mètodes per fer el procés factible i més eficient. Aquesta tesi no només avança en la nostra comprensió de la integració de tecnologies de captura de carboni en els sistemes de motors dièsel sinó que també proporciona un marc escalable per avaluar la seva viabilitat econòmica i impacte ambiental, destacant les vies potencials per a la investigació i desenvolupament futurs en el camp del transport sostenible

Exploring the potential of waste heat in sorbent mobile carbon capture: an energy feasibility study

Projecte Final de Màster Oficial

Singh, S Paramjeet

Tutor/a - Director/a: Voz Sánchez, Cristóbal; Font, Francesc

Data de publicació: 2024

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

La descarbonització del sector del transport és una demanda ambiental crítica per reduir les emissions de diòxid de carboni del sector del transport. Les possibles solucions inclouen vehicles elèctrics, el canvi a biocombustibles o la captura i el processament del diòxid de carboni. Tot i que els vehicles elèctrics de bateria redueixen les emissions per a viatges de curta distància, persisteixen obstacles importants per a distàncies més llargues, l'electrificació de vehicles pesants i aplicacions de llarg recorregut, i preocupacions creixents sobre les emissions de gasos d'efecte hivernacle. Al mateix temps, la descarbonització del transport presenta nous reptes degut al cost, la conveniència (xarxes de càrrega) i l'expansibilitat de la tecnologia actual. Això planteja un desafiament per als clients, la indústria de l'automòbil i els legisladors. Aquestes circumstàncies requereixen estratègies innovadores com la captura i l'emmagatzematge de carboni per a la xarxa de transport pesant. Aquest estudi investiga la possibilitat d'utilitzar calor residual dels gasos d'escapament dels motors dièsel en un sistema mòbil de captura de carboni basat en sorbents. Els motors dièsel generen quantitats substancials de calor residual perquè s'utilitzen àmpliament en moltes aplicacions industrials i de transport. Aquesta calor es desaprofita i es deixa anar a l'atmosfera, la qual cosa és una gran ineficiència. La sostenibilitat i l'eficiència energètica dels motors dièsel poden augmentar recollint i utilitzant aquesta calor residual. L'objectiu d'aquest estudi és avaluar la viabilitat d'aquesta estratègia, amb especial èmfasi en la calor residual que es pot utilitzar per al procés de captura de carboni. Combinant la captura de carboni i la recuperació de calor residual, els motors dièsel poden apropar-se a ser vehicles de zero emissions mentre deixen una empremta de carboni global menor. Hem realitzat una anàlisi exhaustiva de la viabilitat energètica per avaluar la integració de la recuperació de calor residual amb un sistema de captura de carboni basat en sorbents. L'estudi va incloure modelització termodinàmica, consideracions de disseny del sistema i avaluacions de rendiment en condicions operatives estacionàries. Es van examinar paràmetres crítics, com les temperatures dels gasos d'escapament i els cabals, per quantificar l'energia tèrmica disponible.

Internship Report as International Project Manager for Hello Watt

Projecte Final de Màster Oficial

Salazar Muñoz, Danny Leandro

Tutor/a - Director/a: Voz Sánchez, Cristóbal

Data de publicació: 2024

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

Dynamic simulation of Swedish residential building renovations and its impact on the district heating network

Projecte Final de Màster Oficial

Pinzón Muñoz, Nicolás

Tutor/a - Director/a: Voz Sánchez, Cristóbal; Larijani, Hatef Madani; Sommerfeldt, Nelson

Data de publicació: 2024

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

Design of a blockchain-based P2P energy marketplace within a single energy retailer framework

Projecte Final de Màster Oficial

Brasero Romo, Adrian

Tutor/a - Director/a: Voz Sánchez, Cristóbal; Thakur, Jagruti R.

Data de publicació: 2024

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

In the era of rapid technological innovation, the convergence of blockchain technology and energy management has garnered significant attention. The escalating numbers of prosumers—individuals both producing and consuming energy—indicate a shift in the energy paradigm, demanding new frameworks for energy exchange. Traditional energy marketplaces have struggled to keep pace with these changes, necessitating a solution that is transparent, decentralized, and tailored to all stakeholders involved. There's a clear opportunity for a platform that not only seamlessly facilitates energy transactions but also addresses wider stakeholder implications. This thesis aims to develop and critically assess a blockchain-based energy marketplace, targeting diverse stakeholders: prosumers, consumers, energy retailers, and the broader environment. The research approach begins with a presentation of a blockchain-driven energy trading model, especially tailored to the Spanish electricity market's specifics. Employing Grid Singularity as an open-source tool, the study simulates the virtual interactions between prosumers and consumers, ensuring a practical understanding of the model amidst the complex web of energy utility participants. The implementation of this decentralized platform showcases tangible benefits across the board: prosumers see a notable uptick in revenue, consumers benefit from almost 30% savings on energy expenses, and energy retailers discover new revenue streams, all while promoting an eco-friendly energy landscape. The intersection of blockchain technology with the energy sector, as explored in this study, is not a mere academic exercise but a critical exploration into the future of energy management and trading. By introducing a transparent and equitable trading avenue, the platform empowers prosumers to harness the true economic potential of their energy surplus, further incentivizing the proliferation of renewable energy generation. In essence, this thesis introduces more than just a technological solution; it presents a vision for the future of the energy sector.

Battery storage implementation in Sweden and sizing software development

Projecte Final de Màster Oficial

Moreano Rojas, Santiago

Tutor/a - Director/a: Voz Sánchez, Cristóbal; Ekman, Kristoffer; Chiu, Justin

Data de publicació: 2024

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

Due to the rampant growth of the penetration of renewables into the electrical grids across the world, more challenges appear in the way to assure the optimal operation of the energy system. More particularly, in the case of Sweden, the nuclear power decommissioning tendency and the 100% renewable energy target by 2040, set two strong additional motivations for the rise of issues regarding variability, uncertainty, stability, balancing and quality in the grid. Because of this, the objectives of this degree project were to generate a strategy to implement BESS in the Swedish market and develop a digital tool to perform grid-scale BESS sizing. To achieve these objectives, a robust review of the services provided by BESS, the different types of BESS, the Swedish electrical grid, the Nordic energy market and the legislation involving BESS was conducted to establish a rigid conceptual framework to develop the research. Afterwards, the project was divided in two parts, the first one dedicated to creating a business model based on information collected from market research and the second one dedicated to developing the digital tool. From the first part, it was found that the grid-scale BESS market size in Sweden is 779M SEK and that Li-ion batteries are by far the one and only option currently used in the market. Additionally, it was found that frequency regulation is the most consumed service from BESS, accompanied by arbitrage and peak shaving, and that the average CAPEX for BESS projects lies between 4.4M SEK-5.5M SEK/MW. Finally, a business model involving BESS sales was proposed and a SWOT analysis was performed to identify possible opportunities and threats for the future development of the project. In the second part, it was possible to create the digital tool using the information collected from the market research and assumptions made along the process. The tool can be used to size BESS meant to provide frequency regulation, arbitrage, and peak shaving in Sweden, resulting in a visualization of the operation of the battery and an overview of the financial forecast of the project. As a conclusion, there are multiple growth opportunities for the BESS market in Sweden and, due to the early development stage of the market, there is broad space for innovation and creativity, attributes that can be regarded as opportunities in an evercompetitive market as the energy market is. Further improvements are proposed for the digital tool to make it stronger, more reliable, and more accurate in order to deliver enhanced results more proximate to real experience.

Top-down cost assessment and market regulatory conditions affecting BESS feasibility in the spanish framework : Exploring the viability of utility-scale stand-alone battery energy storage systems in Spain

Projecte Final de Màster Oficial

Abelló Sunyer, Pere

Tutor/a - Director/a: Voz Sánchez, Cristóbal; Gallardo, Felipe Ignacio; Chiu, Justin

Data de publicació: 2024

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

This thesis report provides a comprehensive analysis of the regulatory landscape governing Battery Energy Storage Systems (BESS) in Spain and offers insights into their operational optimization and economic viability. The study centers on a 40 MW BESS and explores three distinct case studies, each representing varying system durations (one, two, and four hours) and two different electricity price scenarios (2019 and 2022). A techno-economic analysis encompassing all scenarios concludes the investigation. The research findings reveal that BESS projects can be financially lucrative when operating under the 2022 scenario, particularly when participating in Spain's Wholesale and Secondary Regulation service (aFRR) markets. Notably, as the system duration increases, project profitability also rises, with Net Present Values (NPVs) amounting to 29.6 M€, 50.4 M€, and 80.6 M€ for one-hour, two- hour, and four-hour BESS durations, respectively. However, this trend is not consistent, as observed in the 2019 scenario, where the opposite holds true due to significantly lower prices in both Wholesale and Secondary Regulation service markets, resulting in negative NPVs that increase with longer BESS durations (specifically, -3.3 M€, -6.9 M€, and -17.7 M€ for one-hour, two-hour, and four-hour BESS durations, respectively). In terms of optimal dispatching strategy, the study identifies consistent patterns across all case studies and scenarios. The BESS prioritizes participation in the Secondary Regulation service due to its higher remuneration compared to arbitrage activities in the Wholesale market. Despite Spain's efforts to promote the adoption of BESS technologies, several barriers exist that could impede their deployment. Key challenges include the absence of Capacity Markets (CM), restrictions on BESS participation in technical constraints and black-start markets, and the lack of remunerated markets for Frequency Control Reserve (FCR) and voltage control. In summary, this study highlights the need for a more investor-friendly environment characterized by greater revenue stream certainty and streamlined administrative processes

Denna avhandling ger en omfattande analys av den reglerande landskapskontexten som styr batterilagringssystem (BESS) i Spanien och ger insikter om deras drifts- och ekonomiska livskraft. Studien fokuserar på en 40 MW BESS och utforskar tre olika fallstudier, var och en representerar varierande systemtider (en, två och fyra timmar) och två olika elprisscenarier (2019 och 2022). En teknisk-ekonomisk analys som omfattar alla scenarier avslutar undersökningen. Forskningsresultaten visar att BESS-projekt kan vara ekonomiskt lönsamma när de verkar enligt 2022-scenariot, särskilt när de deltar i Spaniens grossist- och sekundärregleringstjänst (aFRR) marknader. Inte minst ökar lönsamheten i projektet när systemtiden förlängs, med nuvärdet (NPV) uppgår till 29,6 M€, 50,4 M€ och 80,6 M€ för BESS-varaktigheter på en timme, två timmar respektive fyra timmar. Denna trend är dock inte konsekvent, som observerats i 2019- scenariot, där motsatsen gäller på grund av betydligt lägre priser både på grossist- och sekundärregleringsmarknaderna, vilket resulterar i negativa NPV-värden som ökar med längre BESS-varaktigheter (specifikt -3,3 M€, -6,9 M€ och -17,7 M€ för BESS-varaktigheter på en timme, två timmar respektive fyra timmar). När det gäller optimal distributionsstrategi identifierar studien liknande mönster i alla fallstudier och scenarier. BESS prioriterar deltagande i sekundärregleringstjänsten på grund av dess högre ersättning jämfört med arbitrageaktiviteter på grossistmarknaden. Trots Spaniens ansträngningar att främja antagandet av BESS-teknologier finns det flera hinder som kan hämma deras utrullning. Viktiga utmaningar inkluderar frånvaron av kapacitetsmarknader (CM), begränsningar för BESS-deltagande i tekniska begränsningar och svartstartmarknader, samt avsaknaden av marknader med ersättning för frekvensreglering (FCR) och spänningsreglering. Sammanfattningsvis belyser denna studie behovet av en mer investerarvänlig miljö präglad av större säkerhet i intäktsströmmar och förenklade administrativa processer

Policy and regulation options for new and emerging offshore wind markets

Projecte Final de Màster Oficial

Mendes Letra Martins, Inês Margarida

Tutor/a - Director/a: Voz Sánchez, Cristóbal

Data de publicació: 2023

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

This thesis addresses the need for policy and regulatory frameworks to support the sustainable growth of the offshore wind industry in new and emerging markets. The global need for clean and renewable energy is driving the emergence of offshore wind energy as a viable solution to achieve net-zero emissions goals. The offshore wind market has experienced significant growth, with a current installed capacity of 54.9 GW in 19 countries. However, new and emerging markets face challenges in establishing suitable policy and regulatory frameworks to support OW development. Policy targets and instruments play a crucial role in converting OW potential into electricity generation. This study identifies a research gap in literature for policy and regulatory frameworks for new and emerging markets, and thus, the research proposes a comprehensive set of policy and regulation options derived from the findings. The research methodology includes a systematic literature review, case studies of well-established offshore wind markets (United Kingdom, Germany, and Denmark), and experts' interviews from government agencies and industry players, ensuring a robust and holistic approach to meet the research objectives. Findings for policy options emphasize the importance of clear targets and vision, stable support mechanisms, indirect industry support, and other policy tools. New and emerging markets should establish ambitious offshore wind targets with specific timelines and develop a long-term vision and strategy with a predicatble pipeline of projects. Direct support mechanisms, tailored to market conditions, provide certainty for investors. Indirect support mechanisms, such as local content requirements and investment in research and development, foster industry growth. Regulatory considerations highlight that transparent and streamlined procedures for leasing and licensing, along with simplified and integrated processes, are crucial. Inclusiveness through public consultation and improved information dissemination promotes transparency and engagement. Strategic planning approaches, including marine spatial planning and seabed management, minimize environmental impact and ensure efficient grid connection.

Technical and technoeconomic analysis of Floating Photovoltaics on Pumped-Storage Hydropower dams

Projecte Final de Màster Oficial

Rizos, Dimitrios

Tutor/a - Director/a: Voz Sánchez, Cristóbal

Data de publicació: 2023

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

Building of a methodology to assess the opportunities of battery energy storage systems in different countries for business development purposes

Projecte Final de Màster Oficial

Cano Iranzo, Alex

Tutor/a - Director/a: Voz Sánchez, Cristóbal

Data de publicació: 2023

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Accés al text complet

Contribution to the study of the interconnection of ceramic substrates integrating transparent solar cells

Treball Final de Grau

Morales Lascano, Carlos Sebastian

Tutor/a - Director/a: Ortega Villasclaras, Pablo Rafael; Voz Sánchez, Cristóbal

Data de publicació: 2023

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB)

Accés al text complet

Design & Operation Optimization of Green H2 Production for Industrial Use under EU regulation

Projecte Final de Màster Oficial

Rafie, Wadah

Tutor/a - Director/a: Voz Sánchez, Cristóbal

Data de publicació: 2023

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

Electromobility solutions for enhanced flexibility in energy markets

Projecte Final de Màster Oficial

Maza Ruiz, Raul

Tutor/a - Director/a: Voz Sánchez, Cristóbal; Johnson, Erik; Chacko, Aby

Data de publicació: 2023

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Accés al text complet

Ultrasonic hydrogen production from water

Projecte Final de Màster Oficial

Poirot, Victoria

Tutor/a - Director/a: Voz Sánchez, Cristóbal; Stegner, Alexandre; Kwan, James

Data de publicació: 2023

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

Analysis and modelling of recovery mechanisms in perovskite solar cells

Projecte Final de Màster Oficial

Álvarez Pérez, Guillem

Tutor/a - Director/a: Voz Sánchez, Cristóbal; Johnson, Erik; Roca i Cabarrocas, Pere

Data de publicació: 2023

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Accés al text complet

Hydrogen fuel cells for cogeneration in residential applications

Projecte Final de Màster Oficial

Muthukumar Muthukumar, Mervyn

Tutor/a - Director/a: Voz Sánchez, Cristóbal; Lienkamp, Markus; Huch, Sebastian

Data de publicació: 2023

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

As a solution to limiting carbon dioxide emissions in the residential sector, multiple technologies have emerged shown promising potential. The aim of the dissertation was to study the feasibility of hydrogen fuel cells for residential applications for cogeneration. The efficiency, emissions and running cost were of fuel cells were calculated and compared against heat pumps and the existing energy system i.e., gas boilers for the city of London and Lisbon. A building, designed in Google Sketchup was simulated using EnergyPlus. The outputs given by the EnergyPlus were indoor temperatures, heating energy demands for all the zones for three floors. After calculations it was found that the emissions saved by switching to heat pumps and fuel cells for both cities were almost two times. The emissions saved is expected to grow more with the use of green hydrogen as opposed the current, grey hydrogen with emission rating of 9.2CO2 kg/kgH2. However, the initial cost of investment for fuel cells and heat pumps were €12000 and €7000. The means and technology of hydrogen production and making it available to the end-users were also studied. It is estimated according to the reports of certain projects in the United Kingdom and other parts of Europe, the price of hydrogen could be at 2.5 €/kg in the near future, hence the price spent on heating energy would fall by 15% in Lisbon. To make fuel cells viable, it will be imperative for the Portuguese Government to make policies, provide incentives and invest in suitable infrastructures

Como solução para limitar as emissões de dióxido de carbono no setor residencial, surgiram várias tecnologias com potencial promissor. O objetivo da dissertação foi estudar a viabilidade de células de combustível de hidrogênio para aplicações residenciais para cogeração. A eficiência, as emissões e o custo de funcionamento das células de combustível foram calculados e comparados com as bombas de calor e o sistema de energia existente, ou seja, caldeiras a gás para a cidade de Londres e Lisboa. Um edifício, projetado no Google Sketchup, foi simulado usando o EnergyPlus. As saídas fornecidas pelo EnergyPlus foram temperaturas internas, demandas de energia de aquecimento para todas as zonas de três andares. Após cálculos, descobriu-se que as emissões economizadas ao mudar para bombas de calor e células de combustível para ambas as cidades foram quase duas vezes. Espera-se que as emissões economizadas cresçam mais com o uso de hidrogênio verde em oposição ao atual hidrogênio cinza com classificação de emissão de 9,2CO2 kg/kgH2. No entanto, o custo inicial de investimento para células de combustível e bombas de calor foi de € 12.000 e € 7.000. Os meios e a tecnologia de produção de hidrogênio e sua disponibilização aos usuários finais também foram estudados. Estima-se de acordo com os relatórios de alguns projetos no Reino Unido e noutras partes da Europa, o preço do hidrogénio poderá estar nos 2,5€/kg num futuro próximo, pelo que o preço gasto na energia de aquecimento cairia 15% em Lisboa . Para viabilizar as células de combustível, será imperativo que o Governo português faça políticas, dê incentivos e invista em infraestruturas adequadas