Atualmente a medição de energia elétrica para residências em centros urbanos é realizada por meio de medidores eletromecânicos lidos de forma manual. Neste processo uma série de problemas foram observados, dos quais se destacam: erros de leitura, dificuldade de acesso ao ponto de medição, bancos de dados sem atualização, dentre outros. A automação do processo de medição e da leitura, com base nos medidores existentes ou com o uso de medidores eletrônicos da energia elétrica, além de resolver os problemas citados, tem potencialmente uma série de vantagens, que incluem: combate a fraudes e furto de energia, implementação de tarifas diferenciadas em função da hora de consumo (tarifa amarela), corte e religamento remoto de energia, implementação de programas de energia pré-paga, levantamento de curvas de carga e eliminação de erros e custos do processo de leitura manual. Por outro lado observa-se que existem no Brasil cerca de 43 milhões de medidores residenciais instalados, sendo relativamente baixos os custos dos medidores eletromecânicos e do sistema de leitura manual. Desta forma, somente será possível implementar sistemas de automação da medição de energia elétrica residencial se os sistemas ora propostos forem ao mesmo tempo de custo reduzido e altamente confiáveis. O sistema de automação em estudo irá considerar inclusive o aproveitamento dos medidores eletromecânicos existentes, com a instalação de sistemas eletrônicos de coleta dos dados de consumo comunicando-se com concentradores locais, que por sua vez são interligados a sistemas computacionais instalados dentro da concessionária. Os resultados do estudo mostram que hoje existe uma concreta possibilidade de se obter sistemas de automação da medição de energia elétrica residencial seguros e de custos reduzidos. O trabalho ora proposto será desenvolver um sistema automatizado para a medição de energia residencial em centros urbanos, constituído por um módulo concentrador para oito residências, com comunicação deste para um centro de operação da concessionária. Será apresentada a metodologia para a implementação do sistema e considerado um estudo de caso. / In these days, the energy measurement system for residences in urban areas is carried out by eletromechanical meters, which are read manually. Several problems have been observed in this process, which we can emphasize: reading errors, difficulty to access the measurement place, outdated databases, etc. The reading and the measurement automation processes, based in the current eletromechanical meters or with the electronic version of these equipment, besides solving the mentioned problems, have several advantages, such as: minimization of fraud and robbery of energy, implementation of differentiated rates depending on the time of the day (ex:yellow rate), remote energy switch-off and switch-on, implementation of a prepaid system, possibility to get the load curve of each consumer and elimination of error and costs embedded in the manually reading process. On the other hand, we can observe that in Brazil there are an estimated 43 millions residential meters already installed, and the costs for the current measurement system, and also of the meters, are very low. In this scenario, the implementation of a automated system for residential energy measurement is that the proposed system has a very low cost at the same time provides a high reliability. The proposed automation system will consider the reutilization of the current mechanical meters, with the installation of an electronic systems for the consumption data collection, communicating with local concentrators, which in their turn are linked to a computing systems in the energy company. The results of the present work show that, nowadays, there is a real possibility to get, a trustable and cheap automated measurement system for energy in residential urban area. The proposed work is the development of an automated system, for residential energy measurement in urban area. It's composed of a concentrator module for eight residences, with communication from this point to the energy company's operation center. It will be presented a methodology to implement such a system and also a case study.

O Brasil alavanca novamente sua economia, o desenvolvimento tão esperado durante as décadas de 80 e 90 é realidade. Esse crescimento exige novas tecnologias, novas pesquisas e uma infra-estrutura que suporte este crescimento.A energia elétrica faz parte dessa infra-estrutura, porem o país não esta preparado para esse desenvolvimento. Surge a possibilidade de cogeração de energia elétrica utilizando o bagaço de cana-de-açúcar. As usinas de açúcar e álcool já possuem essa prática com um volume de geração pequeno, com algum investimento esse volume de geração poderá ser aumentado, acrescentando cerca de 10% a matriz energética nacional. O objetivo do trabalho é apresentar uma análise da utilização de um subproduto da cana, o bagaço, como cogerador de energia elétrica. O presente trabalho apresenta a situação energética do país, algumas experiências já implantadas em alguns países no mundo e algumas opções para melhoria dos equipamentos utilizados nas usinas de açúcar e álcool. São mostradas as fontes alternativas de geração de energia elétrica estudadas no país, bem como a forma como a Eletrobrás planeja o programa energético nacional. O trabalho analisa mais detalhadamente a utilização do bagaço de cana-de-açúcar, que já é utilizado nas usinas do Estado de São Paulo para gerarem energia elétrica. São discutidos os possíveis sistemas viáveis e os problemas para a implantação deste nas usinas de açúcar e álcool. / Brazil impels its economy again. A development expected in \'80 and \'90 years it\'s real. This growth demands new technologies, new researches and bases that bear that growth. Electric power is in these bases, but Brazil is not ready for that. Electric power cogeneration possibility appears, using sugar cane bagasse. Alcohol and sugar plants have already that practice working with a low generation volume, with some investment this volume can be increased, adding about 10% to national energetic matrix. The aim of this work is present a short time alternative for national electric matrix. This work shows country electric situations, some experiences already implanted in some countries around the world and some options to equipment improvement used in alcohol and sugar plants. It\'s shown alternatives fonts of electric power generation studied on Brazil, as well how Eletrobrás projects its National Energetic Program. It analyses detailed bagasse cane sugar use, which is working on São Paulo plants to generate electric power. It\'s discussed possibles systems and troubles on its implantation on sugar and alcohol plants.

Atualmente, o setor elétrico se prepara para o terceiro ciclo de revisões tarifárias das distribuidoras. Com o cenário regulatório mais consolidado em termos de definição da receita requerida, os agentes estão voltando suas atenções para a necessária adequação e correção da estrutura de tarifas. De fato, a ANEEL definiu temas para os projetos de pesquisa e desenvolvimento (P&D) considerados estratégicos para o desenvolvimento do setor elétrico nacional, dentre eles, o de Estrutura Tarifária. Recentemente, a agência também divulgou consultas públicas que tratam da alocação dos custos de referência que formam as tarifas, dos sinais de preço e das tarifas para os consumidores atendidos em BT. Em sintonia com a discussão atual do setor de distribuição de energia elétrica, a tese defendida neste trabalho procura analisar a metodologia de cálculo das tarifas, sistematizando um conhecimento disperso em várias referências bibliografias. Para isso são discutidos os principais aspectos da teoria de precificação de ponta, abrangendo as abordagens americana, britânica e francesa, e pesquisada a conexão entre a lógica embutida na alocação horária dos custos e os critérios de dimensionamento do sistema de distribuição de energia elétrica. Visando refletir os custos decorrentes do atendimento de cada tipo de consumidor, indicando o melhor aproveitamento do sistema elétrico de distribuição, são apresentadas propostas de aprimoramentos e inovação cujos destaques são a mudança de paradigma da alocação dos custos de expansão somente no horário de ponta do sistema, a definição ex-post dos postos tarifários, a agregação média dos custos horários para formar as tarifas de referência dos postos tarifários e um estudo de caso com a aplicação da metodologia sobre as curvas de carga abstraídas do possível efeito do sinal tarifário existente. A tese defendida neste trabalho busca provar, então, que a metodologia atual, embora desenhada na época em que o setor elétrico era verticalizado, pode ser adaptada segundo os aprimoramentos e inovações propostas e, assim, aplicada ao ambiente atual no qual as empresas e as tarifas estão segregadas. / Currently, the electric energy sector is preparing for the third round of the distributors tariff revisions. Since the regulatory environment is more consolidated in terms of required revenue, the agents are turning their attention to the necessary adjustment and correction of the tariff structure. In fact, ANEEL (regulatory agency) set topics for R&D projects considered strategic for the development of national energy sector, among them, the Tariff Structure Project. Recently, the regulatory agency also announced public hearings dealing with the costs allocation, price signals and tariffs for low-voltage consumers. In line with this debate, the thesis finds to analyze the methodology for calculating tariffs, systematizing knowledge dispersed in various references. For this, it discusses the major aspects of peak pricing theory, including American, British and French approaches, and researches the connection between the logic built into the costs allocation by hour and the criteria for electricity distribution system planning. Aiming to reflect the costs of each customer type, indicating a better utilization of the distribution system, are proposed improvements and innovation whose highlights are: shifting the idea that expansion costs should be only allocated in peak time of the system, setting the periods after calculating the costs, changing how to derive the reference charges by average aggregation of the costs and applying the methodology on altered load curves. Finally, this thesis seeks to prove that the current methodology, although designed by the time in which the electricity sector was aggregated, can be adapted according to the proposed improvements and innovations, and thus applied to the current environment in which electric energy businesses and tariffs are separated in generation, transmission, and distribution and retail areas.

No mundo moderno a energia elétrica tem um papel fundamental; ela é a base do progresso e desenvolvimento mundial. O seu surgimento propiciou a melhora no saneamento, na saúde, no abastecimento de água e alimentos, na qualidade de vida e também fez surgir a sociedade capitalista e de consumo. A utilização do petróleo como fonte geradora de energia foi o impulso da revolução industrial e através dele foram desenvolvidos motores, geradores e máquinas que contribuíram para o progresso. Com isto veio também a emissão de gases (CO2, CO, SOX e NOX) e outras substâncias que agravaram o efeito estufa, o buraco na camada de ozônio e a chuva ácida alterando o equilíbrio do planeta. O desenvolvimento de outras formas de geração de energia provocou mudanças nos locais onde estas foram instaladas, impactando o meio ambiente. Este trabalho apresenta uma avaliação ambiental sobre as diferentes formas de geração de energia elétrica e os impactos ambientais pertinentes a cada uma delas. Inclui cinco formas de geração de energia elétrica: termelétrica, nuclear, hidrelétrica, eólica e solar. No tópico energia termelétrica apresenta-se a geologia do petróleo, a sua extração e beneficiamento. Mostra também a descoberta e o desenvolvimento da indústria petrolífera no mundo e no Brasil. Detalha o funcionamento de três tipos de centrais termelétricas: a carvão, a gás e a óleo. São relacionados os impactos ambientais comuns a elas e os característicos de cada tipo de usina. Assim como o decorrente da desativação de cada uma delas. É apresentado um pequeno histórico da energia nuclear, seu desenvolvimento no Brasil e no mundo, bem como o funcionamento de uma usina e os impactos causados durante a sua operação e seu descomissionamento. A história, o funcionamento e o avanço da energia hidrelétrica no Brasil, as grandes usinas e a sua relação com o meio ambiente, são mostrados juntamente com os impactos ambientais na sua implantação, operação e desativação. A energia eólica é mostrada desde a sua implantação e funcionamento até os impactos ambientais decorrentes do processo de geração de energia elétrica e da sua desativação. No caso da energia solar é apresentado o funcionamento dos painéis solares, a implantação da central e os impactos ambientais relacionados a utilização desta. Os impactos originados na sua desativação também são apresentados. Destacados os impactos ambientais para cada forma de geração de energia elétrica, estes são correlacionados e comparados pela área de implantação da usina, a capacidade de geração, a eficiência, a potência e o custo do kW. Não existe uma forma totalmente limpa de geração de energia elétrica. Existem, sim, formas que não emitem os gases responsáveis pelo efeito estufa. Assim, todas as formas de geração de energia são importantes para um país, ou seja, quanto mais diversificada for a matriz energética, melhor. / Electric energy has an important function in the modern world; it is fundamental for progress and development. The electricity discovery allowed improvements in several areas: health, water and food supply, quality of life and sanitary conditions, and contributed also to the establishment of the capitalist and consumption society. The use of oil as an energy generation source was the impulse for the industrial revolution and machines, motors and generators were developed contributing to the progress. This also brought the pollutant gases emission (CO2, CO, SOX and NOX) and other substances that had contributed to the greenhouse effect, the ozone hole and the acid rain, modifying the balance of the planet. The development and implementation of other forms of energy generation caused local changes, where they were installed, giving rise to environmental impacts. This work presents an evaluation about different forms of electrical energy generation and the environmental impacts relative to each one of them. Five forms of electric energy generation were considered: thermoelectric, nuclear, hydroelectric, wind and solar energy. The implementation and the development of the petroleum industry in the world and in Brazil are presented. The geology of the oil, its extraction and quality improvement, besides details of the functioning of three types of thermoelectric power plants - coal, gas and oil - are also discussed. The specific as well as the environmental impacts they have in common are highlighted. The impacts originated from the deactivation of each one of them are also pointed out. The discovery and the development of nuclear energy in Brazil and in the world as well as the functioning of a nuclear power plant, the impacts generated by its operation and decommissioning are presented. The history, functioning and development of hydroelectric energy generation in Brazil, characterized by the great plants, are related to environmental aspects The environmental impacts due to its implantation, operation and deactivation are also evinced. The wind power plant implantation and functioning and the environmental impacts involved in the process of electric energy generation and its deactivation are analyzed. The functioning of the solar panels, the implantation of the power plant and the environmental impacts related to the use of solar energy are discussed. The impacts resulting from the deactivation are also presented. Once outlined the environmental impacts from each form of electric energy generation, they were correlated and compared considering the area of the power plant implantation, the generation capacity, the efficiency, the power and the cost per kW. There is no totally clean form of electric energy generation. There is, however, generation without emission of gases responsible for the green house effect. Therefore, all forms of energy generation are important for a country; in other words, the best situation is the diversity of the energy matrix.

Em função do crescimento populacional e econômico brasileiro, o sistema elétrico nacional está sempre em modificação a fim de atender às necessidades do país. Na última década, ganhou destaque o aumento da geração termoelétrica na matriz elétrica nacional, primeiro proveniente do gás natural, e mais recentemente de fontes renováveis, como a cogeração termoelétrica proveniente do bagaço de cana. Em virtude desta realidade, é importante que, frente ao volume significativo e crescente de centrais de cogeração no país, seja pensada uma forma de administrar esta parcela da geração de maneira a se aprimorar de forma constante o desempenho destes sistemas. No entanto, verifica-se que os programas de eficiência energética no Brasil e no mundo estão geralmente associados aos usos finais de energia elétrica e praticamente inexiste uma ação estruturada de gestão da eficiência nas transformações energéticas para geração de eletricidade ao longo de sua operação. Portanto, este trabalho tem como objetivo, propor uma metodologia de gestão continuada da eficiência energética de centrais de cogeração a biomassa que operam em ciclo Rankine no Brasil. A metodologia está baseada no ciclo de melhoria contínua da qualidade, conhecido como PDCA. São estabelecidas as etapas para implementação da metodologia: enquadramento, cálculo, medição, verificação e ação. O parâmetro escolhido para cálculo e medição na metodologia é o fator de utilização de energia (FUE). A implementação da metodologia permite passar por cada fase do ciclo PDCA: planejamento, execução, verificação e ação. O ciclo Rankine foi o escolhido para o desenvolvimento do modelo de aplicação por representar a totalidade das centrais de cogeração a biomassa no Brasil. É apresentado um estudo de caso no qual a metodologia foi aplicada a duas centrais de cogeração enquadradas em classes semelhantes. Os resultados demonstram a validade da metodologia para o propósito de implementar um sistema de gestão continuada da eficiência energética global em centrais de cogeração a biomassa. São por fim recomendadas as ações de melhoria decorrentes da aplicação do ciclo nas centrais, e recomendações de desenvolvimento futuro complementares a este trabalho. / Due to the Brazilian population and economic growth, the national grid is in continuous change in order to meet the country needs. During the last decade, the highlights are the thermoelectric generation expansion, first by natural gas plants growth and recently by alternative renewable cogeneration sugarcane bagasse plants. Due to this situation, face to the significant growing number of biomass cogeneration plants in Brazil, it is important to think a way to manage this electric generation portion in order to have a continuous improvement of its performance. However, it is noticed that the energy efficiency policies either in Brazil or worldwide are usually connected to end uses of electricity and actually there is not any structured action towards the energy efficiency management for electricity generation along operation. Thus, this work proposes a methodology for energy efficiency management in Rankine cycle operated biomass cogeneration plants in Brazil. The methodology is based on the so called PDCA continual improvement cycle. The steps for implementation of the methodology: classification, calculation, measurement, verification and action, are established. The energy utilization factor (EUF) was chosen for calculation and measurement in the methodology. The implementation of it permits to pass through each phase of PDCA cycle: plan, do, check and act. The Rankine cycle was chosen for the application model development because it represents 100% of biomass cogeneration commercial plants operating in Brazil. A application of the methodology for two cogeneration plants with the same class is presented in the study case. The results show the validity of the application of the proposed methodology for establishment of an overall energy efficiency management system in biomass cogeneration plants. Improvement actions are recommended as results from the application of the cycle. Further development recommendations for this work are also presented.

A presente pesquisa teve como objetivo primordial a verificação da viabilidade técnica de empregar sistema do tipo célula a biocombustível para tratamento de esgoto sanitário com geração de energia elétrica. A célula a biocombustível, em escala de bancada, adotada foi constituída por reator anaeróbio seguido de reator aeróbio, visando à remoção de matéria orgânica carbonácea e à nitrificação Cada reator apresentou área de 0,6275 m2 e volume útil de 24,0 L. A célula a biocombustível foi alimentada com esgoto sanitário com tempo de detenção hidráulica médio de 8 horas (nos dois módulos). Em cada reator instalou-se um eletrodo imerso, de modo que os dois eletrodos foram unidos por fio condutor externo. Foi verificada a potencialidade do sistema em gerar energia elétrica a partir das reações químicas e bioquímicas que se deram junto aos eletrodos e nos biofilmes aderidos aos mesmos. A operação da célula a biocombustível foi dividida em cinco Fases, denominadas de I, II, III, IV e V, sendo que o fator principal que distinguiu essas Fases consistiu no material eletródico. Manta de fibra de carbono e placa de grafite foram adotadas como ânodo da célula (reator anaeróbio). Chapa de aço inoxidável (AISI 316) e malhas de aço inoxidável (AISI 316) foram usadas como cátodo do sistema (reator aeróbio). Para monitoramento do sistema foram realizadas análises físico-químicas do afluente, do efluente do reator anaeróbio e do efluente do reator aeróbio e para o acompanhamento da produção de energia elétrica utilizou-se potenciômetro acoplado a software específico. Microssensores de OD, pH e potencial redox foram empregados como ferramentas auxiliares para o acompanhamento do crescimento e desenvolvimento dos biofilmes aderidos aos eletrodos da célula a biocombustível. Como resultados concernentes ao tratamento do esgoto sanitário foram obtidas eficiências médias de remoção de DQO de (74,4±17,1)% e de nitrificação de (65,8±21,0)%, no decorrer das cinco Fases. O valor da maior densidade de potência média verificada foi de 107,0 mW.m-2, ocorrida quando o ânodo da célula a biocombustível consistiu em placa de grafite e o cátodo em malha de aço inoxidável (AISI 316) do tipo 20, na Fase V. A dosagem de cloreto férrico e a colocação de meio suporte de material plástico no sistema para limpeza automática do cátodo, realizadas na Fase em que se observou a maior densidade de potência média foram consideradas como positivas no aprimoramento da obtenção de energia elétrica. Por meio da combinação dos resultados relacionados à geração de energia elétrica e da aplicação dos microssensores constatou-se que o desenvolvimento de biofilmes espessos sobre os eletrodos da célula a biocombustível consiste em fator negativo da sua eficiência energética. Concluiu-se que a célula a biocombustível é tecnicamente viável para o tratamento de esgoto com geração de energia elétrica, contudo diante do conhecimento que se tem sobre essa tecnologia, a sua adoção em escala real ainda é economicamente inviável. / This research aimed mainly to verify the technical feasibility of employing a system called biofuel cell for treating wastewater and generating electricity at the same time. The biofuel cell, in lab scale, adopted consisted of an anaerobic followed by an aerobic reactor, aiming the removal of carbonaceous organic matter and nitrification. Each reactor had an area of 0.6275 m2 and useful volume of 24.0 L. The biofuel cell was fed with sanitary wastewater with hydraulic retention time of eight hours (in both modules). In each reactor was installed an electrode immersed, and the two electrodes were connected by a wire conductor. The capability of the system to generate electricity from the chemical and biochemical reactions that occurred along the electrodes and in biofilms attached to them was verified. The biofuel cell operation was divided into five Phases, named I, II, III, IV and V, and the main factor that distinguished these Phases consisted of the electrode material. Carbon fiber felt and graphite plate were adopted as the anode of the cell (on anaerobic reactor). Stainless steel plates (AISI 316) and stainless steel meshes (AISI 316) were used as the cathode (on aerobic reactor). Monitoring system were carried out with physicochemical analyzes of the influent, anaerobic effluent and aerobic effluent and for monitoring the electricity production it was used a potentiometer coupled with a specific software. DO, pH and redox potential microsensors were employed as auxiliary tools for monitoring the growth and development of biofilms attached to the electrodes of the biofuel cell. The results concerning the treatment of wastewater were COD efficiencies removal of (74.4 ± 17.1)% and nitrification of (65.8 ± 21.0)%, throughout the five Phases. The amount of the higher power density observed was 107.0 mW.m-2 occurred when the anode of the biofuel cell consisted of graphite plate and cathode of stainless steel mesh (AISI 316) type 20, on Phase V . The dosage of ferric chloride and the placement of plastic midia on the aerobic module of the system for automatic cleaning of the cathode, conducted on Phase V, were considered positive for the improvement in obtaining electricity. By combining the results related to power generation and application of microsensors it was concluded that the development of thick biofilms on the electrodes of a biofuel cell is a negative factor in their energy efficiency. It was also concluded that the biofuel cell is technically feasible to treat sanitary wastewater and to generate electricity, but actually, based on the knowledge we have about this technology, its adoption in large scale is still not economically feasible.

O biohidrogênio, obtido a partir da fermentação de carboidratos, surge como alternativa aos combustíveis derivados de petróleo. O hidrogênio possui elevada densidade energética (141,9 J/kg) e a sua queima não emite carbono na atmosfera. Além disso, tecnologias modernas como as Células a Combustível Microbianas (CCM) estão sendo desenvolvidas para produção de energia elétrica a partir de matérias primas renováveis. O funcionamento dessas células envolve algumas reações, entre elas a oxidação dos compostos orgânicos, catalisada por microrganismos. Desse modo, o objetivo deste trabalho foi combinar duas formas de obtenção de energia renovável: a produção fermentativa de hidrogênio por uma cepa de Clostridium beijerinckii Br21 e o aproveitamento dos subprodutos dessa fermentação na geração de energia elétrica, através de uma CCM com um consórcio de microrganismos. Foi realizado um estudo de diferentes composições de meio de cultura para a produção fermentativa de H2 pelo C. beijerinckii Br21 visando aumentar a concentração de ácidos orgânicos a partir da glicose. Como principais subprodutos da fermentação foram detectados os ácidos lático, acético e butírico nas concentrações de 0,26, 0,30 e 2,90 g/L, respectivamente. Desse modo, uma CCM, na qual uma cultura mista de microrganismos cresceu no bioânodo foi alimentada com estes ácidos orgânicos separadamente (cerca de 1 g/L) e, posteriormente, com o efluente da produção de H2 para geração de energia elétrica. Em 7 dias de operação da CCM, a densidade de potência média se estabilizou em 1,2, 0,50, 0,62, 0,73 e 0,60 W/m2 nas CCMs alimentadas com os ácidos acético, butírico, lático, a mistura dos ácidos e com o efluente, respectivamente. Além disso, foi verificado por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por quantitative Polymerase Chain Reaction (qPCR) que o ácido lático, o ácido butírico e o efluente da fermentação promoveram maior crescimento do biofilme. Entretanto, na CCM alimentada com ácido acético, a qual teve o menor crescimento do biofilme, foi obtida a maior densidade de potência (1,2 W/m2). Portanto, nota-se que é possível combinar processos para aproveitar a energia contida em subprodutos da fermentação de H2 para gerar outro tipo de energia: a energia elétrica em uma célula a combustível microbiana. Desta forma as matérias primas renováveis podem ser aproveitadas de forma integral. / Biohydrogen obtained from carbohydrate fermentation constitutes an alternative to fuel oil derivatives. Hydrogen has high energy density (141.9 J/kg), and its burning does not release carbon into the atmosphere. Moreover, modern technologies such as Microbial Fuel Cells (MFCs) are being developed to produce electric energy from renewable raw materials. These cells operate through reactions, like organic compound oxidation, catalyzed by microorganisms. This study has combined two ways of obtaining renewable energy: fermentative hydrogen production by Clostridium beijerinckii Br21 strain and use of fermentation byproducts in electric energy production by a MFC associated with a microorganism consortium. Different culture medium compositions were evaluated for fermentative hydrogen production by C. beijerinckii Br21 in an attempt to increase the concentration of organic acids originating from glucose. The main fermentation byproducts were lactic, acetic, and butyric acids at concentrations of 0.26, 0.30, and 2.90 g/L, respectively. The MFC containing a mixture of microorganisms grown on the bioanode was fed with these organic acids separately (approximately 1 g/L) and subsequently fed with effluent from hydrogen production to generate electric energy. On day 7 of MFC operation, the average power density stabilized at 1.2, 0.50, 0.62, 0.73, and 0.60 W/m2 in MFCs fed with acetic acid, butyric acid, lactic acid, a mixture of the acids, and the effluent, respectively. Scanning Electron Microscopy (SEM) and quantitative Polymerase Chain Reaction (qPCR) revealed that lactic acid, butyric acid, and fermentation effluent promoted higher biofilm growth. However, the MFC fed with acetic acid provided the lowest biofilm growth and the highest power density (1.2 W/m2). Therefore, it is possible to combine processes to take advantage of the energy contained in hydrogen fermentation byproducts to generate another type of energy: electric energy in a microbial fuel cell. In this way, entire renewable raw materials can be used.

Made available in DSpace on 2015-03-05T17:04:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 26 / Nenhuma / As mudanças ocorridas no setor elétrico brasileiro e a sofisticação do mercado consumidor têm exigido, ao longo do tempo, padrões cada vez mais elevados de qualidade nos serviços. Este segmento, que antes das reformas estruturais, caracterizava-se por grandes conglomerados estatais e monopolistas atualmente é composto por empresas estatais, privadas e cooperativas regionais inseridas em um novo ambiente competitivo. Com isso, as concessionárias necessitam buscar a excelência em gestão dos serviços para possibilitar o retorno financeiro almejado associado ao atendimento das exigências regulatórias. A proposição de um método de posicionamento estratégico baseado na Matriz de Posicionamento Estratégico de Materiais (MPEM) permite a segmentação no fornecimento aplicado ao escopo dos serviços, auxilia o planejamento de ações estratégicas na cadeia de fornecimento (tanto verticalizada quanto terceirizada), além de possibilitar o desenvolvimento de critérios qualificadores para a seleção de fornecedores. Este trab / The changes occurred in the Brazilian electric sector and the sophistication of consumer market have demanded, throughout time, services with quality standards increasingly more and more. This segment, which before structural reforms was characterized by large state and monopolist conglomerates, currently is composed by private, state and regional cooperative enterprises, placed in a new competitive environment. Therewith, the concessionaries need to reach excellence in service management to enable the desired financial return associated with the fulfillment of regulatory requirements. The proposition of a strategic positioning method based on the Strategic Positioning Matrix of Materials (MPES) allows the segmentation in the supply applied to the scope of services, it supports the planning of strategic actions in the supply chain (as much verticalized as outsourced), and, moreover, it enables the development of qualifying criteria for the choice of suppliers. This work was developed in three stages. The firs

As redes elétricas inteligentes significam um novo paradigma de fornecimento de energia, cuja concepção integra várias áreas de concentração, novas funcionalidades e funções até então não realizáveis, bem como uma pluralidade de tecnologias e a necessidade de infraestrutura de apoio para a sua realização. A transição das redes elétricas atuais para o modelo de rede inteligente constitui-se num processo complexo, que envolve aspectos técnicos, econômicos, regulatórios e sociológicos. Esta pesquisa visa contribuir significativamente para a solução dessa questão pela proposição das bases conceituais para realizar efetivamente um plano de implementação, respeitando condições vigentes e impostas por cenários de outros setores. O modelo proposto, centrado na expansão da automação, lança as bases para a análise dos impactos da rede elétrica inteligente, para a formulação, análise e seleção de alternativas de implementação. É introduzido o conceito e forma de avaliação de uma rede por meio da definição de um índice de inteligência de uma rede elétrica, composto de vários indicadores, de forma a expressar padrões de eficiência energética e operativa, aspectos de gestão de ativos e da qualidade do serviço. A proposta de alternativas para evolução da automação se baseia em um conjunto de funções pré-estabelecidas, que melhoram os indicadores de desempenho e apresentam custos e benefícios quantificáveis. / The smart grids mean a new paragon for energy supply, whose concept integrates several areas of concentration, functionalities and functions non achievable up to now, as well as a plurality of technologies and the need of supporting infrastructure for its accomplishment. The transition of the present electrical networks to the smart grid model constitutes a complex process, which involves technical, economical, regulatory and sociological aspects. This research aims to contribute significantly to the solution of this issue by proposing the conceptual basis for effectively perform an implementation plan taking into account the constraints imposed by scenarios from other sectors. The proposed model, focused in automation expansion, launches the basis for the impact analysis of Smart Grid in order to formulate, analyze and selection alternatives of implementation. The concept and evaluation method of grid through the definition of a grid intelligence index, composed by several indicators is introduced in order to express standards of energy and operational efficiency, asset management and quality of supply. The proposal of alternatives for automation evolution is based on a set of pre established functions, which improve the performance indicators and present valuable costs and benefits.

BIZARRIA, J. W. P. Leitura automatizada de medidores de consumo de energia elétrica eletromecânicos. 2006. 255 f. Tese (Doutorado) - Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2006. Este trabalho aborda o projeto conceitual de um sistema voltado para a leitura automatizada de medidores de consumo de energia elétrica eletromecânicos, residenciais, com transdutores por indução acoplados a registradores mecânicos ciclométricos, sendo esse sistema denominado de Sistema Automatizado para Leitura de Medidores Eletromecânicos (SALME). Nessa abordagem, são explorados conceitos que visam contribuir para a evolução desse tipo de medidor e de outros, aos quais esses conceitos possam ser estendidos. Os elementos desse sistema oferecem contribuição voltada para a busca de soluções dos atuais problemas existentes, principalmente no que se refere à automatização dos processos de aquisição de dados do consumo de energia elétrica, e no combate às fraudes. O SALME está fundamentado numa arquitetura de sistema distribuído que separa o medidor em duas unidades: uma destinada para a medição do consumo; outra para a visualização dos dados referentes à leitura do medidor. O modelo de aplicação dessa arquitetura prevê a instalação da unidade de medição no âmbito da via pública, sendo a unidade de visualização instalada no âmbito da unidade consumidora. A instalação da unidade de medição no âmbito da via pública dificulta a implementação e utilização de circuitos não autorizados, que impeçam ou interfiram na medição dos corretos valores de consumo de energia elétrica, a serem utilizados para a cobrança desse insumo. A instalação da unidade de visualização no âmbito da unidade consumidora proporciona ao consumidor a leitura do medidor, prevista para esse tipo de aplicação. Nesse sistema, a leitura do medidor é automatizada, de forma que a aquisição dos dados de leitura dos consumos pode ser realizada no âmbito da via pública, por meio do uso de coletores de dados ou por interligação a sistemas de comunicação que utilizam redes de longa distância. Para a comunicação com os coletores de dados, é prevista a utilização da radiação infravermelha como meio de comunicação sem fio. A automatização da leitura dos medidores é fundamentada no conceito de leitura eletrônica do registrador mecânico ciclométrico, sendo exploradas abordagens que envolvem: a conversão optoeletrônica analógica; a aquisição e o processamento de imagens, e a conversão optoeletrônica digital. Os resultados obtidos nos ensaios práticos efetuados com os protótipos dos elementos do SALME foram satisfatórios, sendo validados os princípios de funcionamento desses elementos, ratificando os conceitos propostos, mostrando que os objetivos previstos neste trabalho foram alcançados em toda a sua plenitude. / BIZARRIA, J. W. P. Automated reading of electromechanical electric energy consumption meter. 2006. 255 f. Thesis (Doctoral) - Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2006. This work embodies a conceptual design of a system focalized in automatic reading of electromechanical electric energy consumption meter, residential, with inductive transducers coupled together with cyclic mechanical registers, being that system called by Automated System for Reading of Electromechanical Meter (ASREM). On that approach are explored concepts that aim to contribute for evolution of that type of meter and others of which those concepts can be extended. The elements of that system offer contribution dedicated for the search of solutions of the current problems, mainly referring to automation of data acquisition processes of electric power consumption, and against to swindle. ASREM is based on architecture of distributed system that splits the meter into two units, being one destined to consumption measurement and other for visualization of the data related to the meter reading. The model of application of that architecture, foresees the installation of a measurement unit in the ambit of public electrical network, being the unit of visualization installed in the ambit of consumer demand. The installation of measurement unit in the ambit of public electrical network, obstructs the implementation and use of non authorized circuits that prevent or interfere in the measurement of correct values of electric power consumption to be utilized for the collection of that tariff. The installation of unit for visualization in the ambit of consumer demand, provides to the consumer the reading of the meter foreseen for that type of application. On that system the reading of the meter is automated, so that the acquisition of the reading data of the consumptions it can be accomplished in the ambit of public electrical network, by means of usage either by data collectors or by interconnection to communication systems that use long distance networks. For the communication with the data collectors that is forecasted the utilization of infrared radiation as a mean of wireless communication. The automation of meters reading is based on concept of electronic reading of the cyclic mechanical register, being explored approaches that involve: the analogical optoelectronic conversion, acquisition and image processing, and digital optoelectronic conversion. The results obtained in the practical tests performed with the prototypes of ASREM elements, were satisfactory, being validated the principles of operation of those elements, ratifying the proposed concepts, showing that the objectives foreseen in this work were fully reached.