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Energy-Efficient Distributed Estimation by Utilizing a Nonlinear Amplifier

January 2013 (has links)
abstract: Distributed estimation uses many inexpensive sensors to compose an accurate estimate of a given parameter. It is frequently implemented using wireless sensor networks. There have been several studies on optimizing power allocation in wireless sensor networks used for distributed estimation, the vast majority of which assume linear radio-frequency amplifiers. Linear amplifiers are inherently inefficient, so in this dissertation nonlinear amplifiers are examined to gain efficiency while operating distributed sensor networks. This research presents a method to boost efficiency by operating the amplifiers in the nonlinear region of operation. Operating amplifiers nonlinearly presents new challenges. First, nonlinear amplifier characteristics change across manufacturing process variation, temperature, operating voltage, and aging. Secondly, the equations conventionally used for estimators and performance expectations in linear amplify-and-forward systems fail. To compensate for the first challenge, predistortion is utilized not to linearize amplifiers but rather to force them to fit a common nonlinear limiting amplifier model close to the inherent amplifier performance. This minimizes the power impact and the training requirements for predistortion. Second, new estimators are required that account for transmitter nonlinearity. This research derives analytically and confirms via simulation new estimators and performance expectation equations for use in nonlinear distributed estimation. An additional complication when operating nonlinear amplifiers in a wireless environment is the influence of varied and potentially unknown channel gains. The impact of these varied gains and both measurement and channel noise sources on estimation performance are analyzed in this paper. Techniques for minimizing the estimate variance are developed. It is shown that optimizing transmitter power allocation to minimize estimate variance for the most-compressed parameter measurement is equivalent to the problem for linear sensors. Finally, a method for operating distributed estimation in a multipath environment is presented that is capable of developing robust estimates for a wide range of Rician K-factors. This dissertation demonstrates that implementing distributed estimation using nonlinear sensors can boost system efficiency and is compatible with existing techniques from the literature for boosting efficiency at the system level via sensor power allocation. Nonlinear transmitters work best when channel gains are known and channel noise and receiver noise levels are low. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Electrical Engineering 2013
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Eficiência energética industrial: um modelo de governança de energia para a indústria sob requisitos de sustentabilidade / Industrial energy efficiency: a model for energy governance to the industry under sustainability requirements.

José Maria Alves Godoi 21 January 2011 (has links)
As condições de vida na terra estão sendo alteradas de forma ainda desconhecida pelo homem. A eficiência energética é apontada como uma das estratégias de mitigação das mudanças climáticas e melhoria da qualidade de vida. De todos os setores de atividade, a indústria é o maior usuário de energia. Assim, este trabalho focaliza a eficiência energética industrial; trata da questão energia e sustentabilidade, e dos respectivos custos; da evolução dos programas de racionalização de energia e do seu marco regulatório no Brasil, dentre outras forças de mercado, como as resultantes da estrutura competitiva, etc. Finalmente, o trabalho define a gestão da energia com seus instrumentos de controle e, baseado na concepção universal de governança e na governança corporativa, propõe um modelo de governança de energia para a indústria sob requisitos de sustentabilidade. / Life conditions on Earth are being changed by ways still unknown to man. Energy efficiency is one of the strategies to mitigate climate change and to improve quality of life. As manufacturing is the greatest energy user, this work studies industrial energy efficiency, examines the energy and sustainability issue, its costs, the evolution of the regulatory framework, the development of energy rationalizing programs and other relevant market forces in Brazil, as those resulting from the competitive dynamic etc. Finally, the work defines energy management, its control instruments and, based on corporate governance concepts, proposes an energy governance model for manufacturing under sustainability requirements.
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Aquecimento solar de água: metodologia de avaliação da incerteza na medição do desempenho térmico de coletores solares planos utilizando simulador artificial de radiação solar. / Solar water heating: methodology for uncertainty evaluation of solar thermal collectors performance using a solar simulator.

Daniel Setrak Sowmy 30 August 2013 (has links)
Este trabalho apresenta uma metodologia de avaliação da incerteza associada à medição do desempenho térmico de coletores solares térmicos, utilizados em aquecedores de água residenciais. A determinação desta grandeza tem influência direta na estimativa da fração solar obtida pelo sistema, e consequentemente no tempo de retorno sobre o investimento do mesmo. Coletores solares planos, construídos a partir de perfis de alumínio, com absorvedores metálicos, pintura preta não seletiva, tubulação interna de cobre, cobertura de vidro simples e isolante térmico na parte traseira, foram ensaiados individualmente em laboratório para determinação do seu desempenho. O procedimento adotado foi o indoor, onde os ensaios são realizados sob um simulador artificial de radiação solar, e envolveu a configuração da câmara de testes, estabilização das variáveis ambientais, ensaios das amostras, cálculo do desempenho térmico e estimativa da sua incerteza associada. Esta última levou em consideração as contribuições da instrumentação empregada, da estabilidade temporal das condições de contorno para realização das medições e do método estatístico utilizado na determinação da curva de desempenho térmico do coletor. Ao final do estudo foram ponderados os limites aceitos pelo programa de etiquetagem brasileiro de coletores em comparação com os resultados obtidos. / This work presents a methodology for assessing the thermal performance uncertainty of solar collectors used in residential water heaters. The uncertainty has a direct influence on the solar fraction prediction and consequently on its payback time. Flat solar collectors, built in aluminum frames, metallic absorber with non-selective black paint, copper pipes, single glass cover and thermal insulation on the back, were tested individually at the laboratory to measure their performance. The test procedure was the indoor, performed on an artificial solar simulator, and included the test chamber set-up, environmental variables control, sample testing, thermal performance calculating and its uncertainty estimate. The latter considered the instrumentation, temporal stability of variables and the statistical method used on the collectors thermal performance curve fitting. The study also compared the results obtained with the performance limits accepted by the Brazilian collector labeling program.
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Integração das principais tecnologias de obtenção de etanol através do processamento de celulose (2ª geração) nas atuais usinas de processamento de cana-de-açúcar (1ª geração). / Integration of ethanol production technologies throw the cellulose processing (2nd generation) on existing sugar cane processing units (1st generation).

Osvaldo Bernardo Neto 25 March 2009 (has links)
A demanda por energia é crescente devido ao desenvolvimento mundial. A energia renovável advinda de Biomassa, na forma de biocombustível e energia elétrica, tem um papel importante no atendimento desse crescimento, devido às políticas de desenvolvimento sustentável e à pressão das organizações mundiais. Este trabalho tem como objetivo demonstrar que a integração de tecnologias de segunda geração, aproveitamento da celulose, em unidades existentes de processamento de cana-deaçúcar (etanol e energia elétrica), resulta em uma melhor eficiência energética, com um aumento de aproximadamente 25% na produção atual, visto que as unidades existentes convertem apenas sacarose em etanol e utiliza o bagaço apenas como insumo para caldeiras de vapor. Além disso, definem-se as plataformas bioquímica e termoquímica, informando o estado atual das principais tecnologias de segunda geração, realizando uma comparação entre as plataformas. Em seguida, é demonstrada a eficiência energética utilizando quatro cenários: cenário I unidade industrial atual sem aproveitamento do bagaço excedente; cenário II unidade industrial atual com aproveitamento do bagaço excedente; cenário III integração parcial com aproveitamento do bagaço excedente e 50% da palha com a tecnologia de Biomass Integrated Gasification/Gas Turbine (BIG/GT); cenário IV integração total utilizando 100% de bagaço e 50 % da palha com a tecnologia BIG/GT. Na seqüência, é realizado um estudo de caso, que simula a integração da tecnologia BIG/GT em uma usina existente de primeira geração, demonstrando os três cenários finais. Conclui-se que as unidades de processamento de cana-de-açúcar, produtoras de etanol e energia elétrica, existentes podem possuir um melhor aproveitamento energético, melhorando as suas instalações de primeira geração, reduzindo o consumo de vapor através de equipamentos eficientes. Porém, a utilização de tecnologias de segunda geração elevam para outro patamar a eficiência energética da planta, mesmo comparado com a primeira geração otimizada. É válido informar que essas novas tecnologias ainda estão em desenvolvimento, possuindo barreiras tecnológicas a serem ultrapassadas, possibilitando o desenvolvimento de diversas linhas de pesquisa. O conhecimento das tecnologias de segunda-geração, tanto da plataforma bioquímica como da termoquímica, e a consideração da utilização dessas tecnologias em curto prazo, no planejamento de ampliações das plantas existentes ou em novos empreendimentos de processamento de cana-de-açúcar que estão ocorrendo no Brasil, é essencial para um melhor aproveitamento energético da cana-de- açúcar e um bom aproveitamento dos equipamentos que estão sendo implantados. / The demand for energy has been increasing due to world development. Renewable energy of biomass, biofuel and electric energy have an important role to assist this growth, due to sustainable development policies and to the pressure of global organizations. The main aim of this dissertation is to demonstrate that the integration of second-generation technologies, cellulose utilization, in processing sugar cane units (Ethanol and Electric Energy), results in an increase of the energy efficiency, a rise of 25% in the current production, due to the fact that first-generation tecnologies convert only sucrose in ethanol and use the bagasse just as fuel to steam-boiler. Besides, this paper brings the concept of biochemical and thermochemical platforms, informing the second-generation status and making a comparision between the plataforms. After that, it demonstrates the energy efficiency using four scenarios: Scenario I present industrial plant without using the bagasse, Scenario II present industrial plant using the bagasse, Scenario III parcial integration using the bagasse and 50% sugar cane trash with the BIG/GT technology, Scenario IV- total integration using the bagasse and 50% sugar cane trash with the BIG/GT technology. Besides, it makes a case study that simulates the integration of BIG/GT technology in a real first-generation unit, showing the scenarios II, III and IV. It will be concluded that the existent plants of sugar cane processing, producers of ethanol and electric energy, can increase their energy efficiency, improving their instalation of firstgeneration, reducing steam consumption through more efficient equipment. Nevertheless, the application of second-generation technology takes to an even higher level the energy efficiency of the unit than the improved first-generation plant. It is important to inform that these new technologies are still being developed, and have to overcome technological barriers, leading to several research lines. The knowledge of second generation technologies, including thermochemical and biochemical platforms, and the possibility to utilize these technologies in a short period of time to plan the amplifications of the existing plants of sugar cane processing or to new ventures that are being established in Brazil, are essencial to a better sugar cane energetic utilization and good use of equipments that are being implanted.
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Demanda de energia na indústria brasileira: efeitos da eficiência energética / Energy demand of brazilian industry: effects of energy efficiency

Marlon Bruno Salazar 09 March 2012 (has links)
A conservação de energia, mais precisamente a eficiência energética, vem ganhando importância nos últimos anos no Brasil e no mundo em função dos impactos ambientais que o uso intensivo de energia gera ao meio ambiente e pelo fato de a oferta de energia, principalmente as derivadas de fontes não renováveis, estar se tornando cada vez mais escassa. Estudos que abordam os impactos que os ganhos de eficiência podem gerar em termos de custos e na conservação de energia e, por conseguinte, na diminuição dos efeitos da atividade industrial no meio ambiente vem ganhando importância. Este trabalho teve como motivação principal determinar o impacto da Eficiência Energética na demanda de energia da indústria brasileira. Para isso utilizaram-se duas metodologias complementares para dissertar a respeito do tema. Primeiramente, a intensidade energética foi decomposta em dois efeitos distintos, Efeito Intensidade e Efeito Estrutural. Os resultados encontrados sugerem que o Efeito Intensidade foi o principal responsável pela perda de Eficiência no consumo de energia pela indústria. Como o Efeito Intensidade é uma importante proxy para a Eficiência Energética, buscou-se determinar o impacto desta no consumo de energia pela industria brasileira. Outras variáveis também foram utilizadas para compor a função de demanda de energia, como PIB industrial, preços médios ponderados das diferentes fontes de energia e o nível de salários pagos na indústria. Os resultados encontrados sugerem que um aumento de 1% no Efeito Intensidade tem impacto de 0,297% no consumo de energia industrial. Procurou-se também neste trabalho buscar os determinantes da Eficiência Energética. Para tal, utilizou-se como variáveis explicativas a Formação Liquida de Capital Fixo como proxy dos investimento feitos pela indústria, a Utilização da Capacidade Instalada como um indicador de excesso ou de subutilização do parque industrial e por fim a Taxa de Câmbio Real, dado que a maior parte dos setores energo-intensivos industriais também se caracterizam pela forte abertura ao comércio exterior. Os resultados encontrados sugerem que o aumento na Utilização da Capacidade Instalada implica na perda de Eficiência Energética. Por outro lado, aumento na Formação Liquida de Capital Fixo contribui para a redução do Efeito Intensidade que implica aumento na utilização eficiente de energia. Concluiu-se que o aumento da Taxa de Investimento na economia, além de aumentar a Eficiência Energética na indústria, também é responsável por reduzir o consumo de energia e assim beneficiar o próprio setor industrial através da redução de custos como também toda a sociedade através dos benefícios que a redução da produção de energia pode gerar no meio ambiente e na poupança de recursos não renováveis. / The conservation of energy, specifically energy efficiency is gaining importance lately in Brazil and the world due environmental impacts that intensive use of energy generates to the environment and for the fact that the supply of energy, mainly derived from nonrenewable sources, is becoming increasingly scarce. Studies which approach the impacts that efficiency gains can generate in terms of cost and energy conservation and, therefore, to reduce the effects of industrial activity on the environment are gaining importance. This work had as its main motivation to determine the impact of energy efficiency in energy demand of Brazilian industry. For this we used two complementary methodologies to discourse on the subject. First, the energy intensity was decomposed into two distinct effects: Intensity effect and Structural effect. The results suggest that the Intensity effect was mainly responsible for the loss of efficiency in energy used by industry. As the Intensity Effect is an important proxy for the Energy Efficiency, we attempted to determine the impact of energy consumption in Brazilian industry. Other variables were also used to compose the function of energy demand, such as industrial GDP, weighted average prices of different energy sources and the level of salaries paid in the industry. The results suggest that a 1% increase in the intensity effect has an impact of 0.297% in industrial energy consumption. We also sought to pursue the determinants of Energy Efficiency. For this purpose, we used as explanatory variables the Net Fixed Capital Formation as a proxy of the investment made by the industry, the Use of Installed Capacity as an indicator of excess or industrial underused and finally the Real Exchange Rate, as most energy-intensive industrial sectors are also characterized by a strong opening to foreign trade. The results suggest that increased use of installed capacity implies the loss of energy efficiency. On the other hand, increase in Net Fixed Capital Formation contributes to the reduction of the Intensity Effect which implies an increase in the efficient use of energy. It was concluded that the increased Rate of Investment in the economy, besides increasing the Energy Efficiency in industry, is also responsible for reducing energy consumption and thus benefit the industrial sector itself by reducing costs as well as the whole society through the benefits that the reduction of energy production can have on the environment and saving non-renewable resources.
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Estimativa da disposição a pagar por eficiência energética no mercado de carros novos no Brasil / Estimation of the willingness to pay for energy efficiency in the new car market in Brazil

Arthur de Souza Godeli 09 June 2017 (has links)
É esperado que o consumidor, no momento de decidir qual carro ele irá adquirir, leve em conta, entre diversos outros fatores, a eficiência energética do modelo. Contudo, diversos trabalhos apontam que o consumidor subvaloriza o gasto total que terá com combustível no momento que decide qual modelo de carro irá comprar. Como carros são grandes produtores de externalidades, e por isso, frequentemente são objetos de política pública, é necessário entender esse comportamento do consumidor para que os formuladores o possam levar em conta no momento de fazer as políticas públicas. O objetivo principal desse trabalho ´e estimar o peso relativo que o consumidor brasileiro dá à economia de combustível no momento da escolha da compra do carro, e verificar se, de fato, há uma subvalorização da importância do gasto com combustível no mercado de carros novos no Brasil. Para tentar responder a pergunta proposta serão utilizados duas metodologias distintas. A primeira será uma regressão de preços hedônicos, e a segunda um modelo de demanda aninhado. / It is expected that the consumer, in the moment when deciding which car he will buy, take in account the energetic efficiency of the model. However, many works show that the consumer undervalues the total spent that he will have with fuel in the moment he decides which model to buy. Cars are important externalities creators, and so, are frequently target of public policies, it is necessary to understand this behave of the consumer in order that the policies makers can design the most useful policy. The main objective of this work is to estimate the relative weight that the Brazilian consumer gives to the fuel economy in the moment of the car purchase choice, and verify if indeed, there is a undervaluation of the weight of the fuel spending in the Brazilian new car market. To try to answer this question will be used two different methodologies. The first one is a hedonic prices regression, and the second a nested demand model.
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Avaliação do consumo de energia elétrica do setor residencial brasileiro: propostas de ações governamentais para o aumento de sua eficiência / An evaluation of electric energy consumption in the Brazilian residential sector: a set of governmental proposals in order to increase its efficiency

Mário Henrique da Fonseca Oliveira 05 August 2014 (has links)
Com o desenvolvimento sócio-econômico brasileiro nos últimos vinte anos, a população tem maior acesso a bens de consumo fazendo com que a eletricidade consumida apresente crescimento acelerado, resultando na necessidade de altos investimentos em geração e transmissão de energia elétrica. Em contrapartida, as instituições governamentais responsáveis pelo consumo de energia têm tomado ações de baixa representatividade para o aumento da eficiência energética dos eletrodomésticos mais impactantes, o que reduziria a necessidade em investimentos. O trabalho identifica quais itens têm maior influência no consumo de energia elétrica no setor residencial e quais tecnologias ao redor do mundo podem ser utilizadas para reduzir seu consumo. Por meio de modelos baseados em econometria, a necessidade do consumo de eletricidade residencial brasileira é projetada até o ano de 2030 e avaliam-se quais resultados poderão ser obtidos caso, por meio de isenção tributária, o uso de tecnologias mais eficientes seja incentivado ao longo dos anos. Por meio de uma avaliação econômico-financeira, analisa-se quais seriam os impactos da diminuição em arrecadação do Estado pela redução dos impostos junto à redução da necessidade de investimentos em geração e transmissão de energia. Por fim, um conjunto de ações governamentais são propostas para que o país consiga manter, de forma sustentável, uma política com maior atuação na eficiência energética no setor residencial. / Regarding the economic and social development in Brazil in the latest twenty years, the population access to consumer goods and electricity has been increasing in an accelerated way, resulting on the necessity of high investments in energy generation and transmission. Nevertheless, the government institutions responsible for the energy consumption have taken actions with low representativeness to increase the efficiency of home appliances with more impact. The present work identifies which items present more influence on electricity consumption in the residential sector and which technologies, all over the world, can be used to reduce its consumption. By the use of econometric models, the energy consumption has been projected until 2030 and also which results shall be achieved in case of the government incentivizes the use of more efficient technologies by tax reductions. By the use of a financial and economic evaluation, the impacts of the lower incomes to the government, due to tax reductions, have been compared against the reduction of the necessity of investments on energy generation and transmission. Lastly, a set of governmental actions have been proposed in order to handle the country to a sustainable police, with higher energy efficiency for the residential sector.
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Contribuição da inércia térmica na eficiência energética de edifícios de escritórios na cidade de São Paulo. / Effect of the thermal inertia on the energy performance of office buildings in the city of São Paulo.

Adriana Camargo de Brito 02 October 2015 (has links)
Diante das crises energéticas mundiais é oportuna a retomada de técnicas passivas de climatização de ambientes, como aquelas que consideram a inércia térmica das edificações. No Brasil é reconhecida a sua importância na melhoria do desempenho térmico de habitações, como indicado na norma NBR 15575 que, no método simplificado de avaliação do desempenho térmico, estabelece valores limites para a transmitância térmica e para a capacidade térmica de paredes, de modo a contemplar a influência da inércia térmica. Entretanto, não se dispõe de informações que permitam extrapolar esses critérios para edifícios de escritórios, que têm diferentes dinâmicas de uso e volumetria. Tendo como principal objetivo apresentar recomendações e critérios para o projeto de edifícios de escritórios na cidade de São Paulo, onde a inércia térmica dos ambientes pode contribuir para a redução ou a eliminação do uso de sistemas de ar condicionado, foi desenvolvido o presente trabalho. Para tal foram efetuadas simulações computacionais da resposta térmica de escritórios, analisados com variações nos seguintes parâmetros: área de piso; proporção de área na fachada em relação ao seu volume; nível de ocupação; taxa de ventilação; cor da fachada; sombreamento de aberturas; tipo de parede e temperatura de referência para o conforto térmico dos usuários. De modo geral, os resultados demonstraram que: ambientes ocupados, com paredes de maior capacidade térmica, menor área de piso e maior área na fachada em relação ao volume do ambiente, têm melhor desempenho térmico, especialmente com o uso de cores claras nas fachadas e dispositivos de sombreamento em aberturas. Tais características têm contribuição mais significativa na redução da demanda por climatização de ambientes somente se for adotada uma temperatura de referência do ar interior acima dos valores tipicamente usados nessas edificações. As recomendações e critérios apresentados para o projeto de escritórios consideram o uso de ambientes com ventilação, utilizando-se sistemas de climatização somente em menos de 15% das horas de um ano típico da cidade de São Paulo. / The global energy crises provide a further reason to use passive techniques, such as the thermal inertia, for cooling buildings. In Brazil, the importance of thermal inertia for the improvement of the thermal performance of dwellings is recognized and has been incorporated into the standard NBR 15575. For the assessment of the thermal performance, this standard establishes limit values for the thermal transmittance and the thermal capacity of walls, taking into account the influence of thermal inertia. However, there is no equivalent information available for offices, which can have very different characteristics. This thesis develops recommendations and criteria for the design of office buildings in the city of São Paulo, where the thermal inertia contributes to a reduction of energy consumption for cooling. Parametric simulations of typical offices were performed, varying the following parameters: floor area; façade-surface-area/volume ratio; internal gains (people, equipment etc.); ventilation rate; facade color and shading. The results showed that offices with walls made of components with higher thermal capacity, smaller floor area and larger façade-surface-area/volume ratio have better thermal performance. Light colors of the façade, shading devices and increased ventilation rate provided further improvement in the thermal performance of the offices. These characteristics may have significant contribution in reducing the energy demand for cooling depending on the value of the inside air temperature adopted. The recommendations and criteria presented for design of offices consider the use of air conditioning in less than 15% of the hours in a typical year in the city of São Paulo.
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Análise do uso de estratégias para a melhoria de eficiência energética e do conforto térmico em edificações com sistemas de automação predial-residencial

Vizzotto, Marcos Rodrigues January 2015 (has links)
O presente trabalho apresenta uma proposta para melhoria da eficiência energética e do conforto térmico em edificações com sistemas de automação predial-residencial. O desenvolvimento da proposta do trabalho foi dividido em três etapas: na primeira etapa foi realizada uma análise inicial do desempenho de uma sala de aula automatizada, com relação ao consumo de energia elétrica do sistema de climatização e o conforto térmico dos usuários, em 4 cenários típicos de uso da sala. Esta análise indicou claras possibilidades de melhorias no sistema de automação, de forma a aumentar o conforto térmico e reduzir-se o consumo de energia. Numa segunda etapa da proposta foi aplicada uma estratégia de alteração dos horários de funcionamento do sistema de climatização com o objetivo de melhorar o conforto térmico dos usuários. Para validação das estratégias propostas foi desenvolvido, utilizando-se o software EnergyPlus, um modelo computacional para simulação da variação de temperatura da sala. Com a análise comparativa de simulações observou-se que alterando o horário de funcionamento do sistema de climatização foi possível manter a sala 100% do tempo na faixa de conforto térmico durante as aulas, porém com um aumento no consumo de energia. Em função disto, numa terceira etapa da proposta foi aplicada uma estratégia para ajustar o valor de setpoint de resfriamento do sistema de climatização integrado ao sistema de automação da sala com o objetivo de melhorar a eficiência energética. O algoritmo foi inicialmente desenvolvido com o software Matlab e foi co-simulado com o modelo computacional utilizando a ferramenta MLE+. Com a análise comparativa de simulações e co-simulações observou-se que houve uma redução no consumo de energia de cerca de17% na sala numa comparação com os cenários validados na primeira etapa. Os conceitos desenvolvidos foram então aplicados no projeto de uma nova edificação, no qual uma redução no consumo de energia em torno de 6%. / The present paper presents a proposal of improvement of energy efficiency and thermal comfort in buildings with home and building automation. The development of the proposal of the paper was divided into three stages: At the first stage it was realized an initial analysis of the performance of an automated room in relation to the consumption of electrical energy by the air conditioning system and the thermal comfort of the users in four typical scenarios of the room use. This analysis indicated clear possibilities of improvement on the automation system in terms of improving thermal comfort and decreasing energy consumption. At the second stage of the proposal it was applied a strategy of alteration of the operation times of the air conditioning system with the objective of improving the thermal comfort of the users. To validate the strategies proposed it was developed, using the EnergyPlus software, a computational model to simulate the variations in temperature in the room. With the comparative analysis of the simulations it was observed that altering the operation times of the air conditioning system it was possible to maintain the room in the thermal comfort zone 100% of the time, however, with an increase in energy consumption. Therefore, at the third stage of the proposal it was applied a strategy to adjust the cooling set point of the air conditioning system integrated to the automation system with the objective of improving energy efficiency. The algorithm was developed initially with the Matlab software and it was co-simulated with the computational model utilizing the MLE+ tool. With the comparative analysis of simulations and co-simulations it was observed that there was a reduction of around 17% in the consumption of energy in the room compared with the scenarios validated at the first stage. The concepts developed were then applied on the project of a new building, in which the reduction of energy consumption was around 6%.
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Middleware adaptativo para sistemas embarcados e de tempo-real / Adaptive middleware for real-time embedded systems

Silva Júnior, Elias Teodoro da January 2008 (has links)
Um dos principais desafios no desenvolvimento de ferramentas e metodologias para sistemas multiprocessados, embarcados e de tempo-real é o reuso de software já desenvolvido, mantendo baixa utilização de recursos como memória, energia e desempenho de CPU, e ainda atendendo às restrições temporais. O presente trabalho procura atacar este problema no nível do middleware, comumente utilizado como forma de integrar componentes de software reusáveis, diminuindo o tempo e o esforço desprendido no desenvolvimento de aplicações e serviços com alta qualidade. Este trabalho especifica e implementa um middleware para uma plataforma MPSoC voltada para sistemas embarcados e de tempo-real, permitindo adaptações durante o projeto e/ou execução da aplicação, a fim de otimizar o uso dos recursos e atender às restrições de projeto. Ao projetista da aplicação é permitido reusar os serviços do middleware e da plataforma em diferentes aplicações. Igualmente, aplicações escritas sobre o middleware podem ser portadas para outras plataformas onde o middleware possa ser executado. O middleware proposto oferece serviços implementados em hardware e encapsulamento da comunicação hardware-software na própria aplicação. Além disso, são oferecidos meios para gerenciamento de requisitos não funcionais de energia e tempo-real, como deadline e tempo de execução. / One of the main challenges in the development of tools and methodologies for a multiprocessor real-time embedded system is to reuse already developed software, but at the same time obtaining low memory footprint, low energy consumption, and minimal area, obviously addressing the real-time constraints. This work aims at facing these problems at the middleware level, frequently used to integrate components of reusable software, accelerating development cycle and reducing the effort to develop applications and services with high quality. The present work specifies and implements a middleware for an MPSoC platform oriented to real-time and embedded systems, providing adaptations at development and execution time, in order to optimize resources usage and fulfill design restrictions. The designer can reuse middleware services and the platform as well, when developing different applications. Likewise, applications developed under the middleware can be ported to run in other platforms where the middleware was ported to. The proposed middleware offers hardware implemented services and encapsulates hardware-software communication in the application. Moreover, it permits to specify non-functional requirements of energy and real-time, as deadline and execution time.

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