Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-08-29T18:46:25Z No. of bitstreams: 1 HARLLAN ANDRYÊ BEZERRA SILVA – DISSERTAÇÃO (PPGCC) 2017.pdf: 2631344 bytes, checksum: beb0769167a696c9f8afd54cf5b99127 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-29T18:46:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HARLLAN ANDRYÊ BEZERRA SILVA – DISSERTAÇÃO (PPGCC) 2017.pdf: 2631344 bytes, checksum: beb0769167a696c9f8afd54cf5b99127 (MD5) Previous issue date: 2017-05-12 / O consumo de energia elétrica vem crescendo a cada dia. Precisamos utilizar a energia elétrica de forma consciente, pois os recursos naturais que são utilizados para a geração de energia podem acabar devido ao seu uso ineficiente. O crescimento populacional das últimas décadas, o aparecimento de mais aparelhos eletrônicos e eletrodomésticos geram um consumo excessivo de energia. Devido ao crescimento no consumo de energia elétrica é necessária a implantação de programas de eficiência energética, que se dá através da introdução de novas tecnologias, incentivo à mudança de hábito do próprio consumidor e uso racional de energia elétrica. O foco deste trabalho é no setor residencial, que é o segundo maior consumidor de energia elétrica no Brasil, e como há consumidores que compartilham características e padrões de carga semelhantes, isso possibilita o uso de agrupamento de dados. Pensando nisso é proposto o uso de agrupamento para auxiliar programas de eficiência energética na análise dos dados dos consumidores e na criação de grupos representativos de uma população. A criação de grupos ajuda a concessionária de energia a fornecer ofertas comerciais ou recomendações específicas para grupos específicos, diminuir a complexidade das análises que teriam que ser feitas em uma população e obter relacionamentos personalizados, mais eficazes e equitativos entre os fornecedores de energia e seus clientes. O agrupamento irá proporcionar a aplicação de soluções que ajudem o consumidor a utilizar energia elétrica de forma eficiente, a partir do momento em que ele recebe informações sobre seu consumo e como ele poderá utilizar essas informações, sabendo o que elas irão proporcionar como resultado. Este trabalho iniciou-se com a investigação de medidas de dissimilaridade para representar a semelhança entre perfis de consumo de energia elétrica (um dos fatores utilizados para os agrupamentos) e entre as três medidas utilizadas a distância Euclidiana se destacou com os melhores resultados nos experimentos feitos, seja variando a quantidade de observações das séries ou a base de dados. Após isso foram feitos agrupamentos utilizando 4 fatores extraídos da base de dados e assim criados 15 cenários de agrupamentos a partir da combinação desses fatores. Por meio dos resultados desses agrupamentos foi possível reduzir a quantidade de cenários por serem semelhantes e também escolher os cenários (fatores) mais relevantes a serem considerados quando se quer criar grupos de consumidores residenciais. / The consumption of electric energy has been increasing every day. We need to use electric power in a conscious way, because the natural resources that are used for the generation of energy can end up due to its inefficient use. The population growth of the last decades, the appearance of more electronic devices and appliances generate an excessive consumption of energy. Due to the growth in the consumption of electric energy, it is necessary to implement energy efficiency programs, which are carried out through the introduction of new technologies, an incentive to change the consumer’s habit and rational use of electric energy. The focus of this work is on the residential sector, which is the second largest consumer of electricity in Brazil, and since there are consumers who share similar characteristics and load patterns, this allows the use of data grouping. Thinking about that, the use of clustering to support energy efficiency programs in the analysis of consumer data and in the creation of representative groups of a population is proposed. Groups creation helps the utility to provide commercial offers or specific recommendations for specific groups, reduce the complexity of the analyzes that would have to be done in a population, and get personalized, more effective and equitable relationships between energy suppliers and their customers. The clustering will provide the application of solutions that help the consumer to use electricity efficiently, from the moment he receives information about his consumption and how he can use that information, knowing what they will provide as a result. This work began with the investigation of measures of dissimilarity to represent the similarity between profiles of electric energy consumption (one of the factors used for the clustering) and among the three measures used the Euclidean distance stood out with the best results in the experiments made, either by varying the number of observations of the series or the database. After that, clusters were made using 4 factors extracted from the database and thus 15 clustering scenarios were created from the combination of these factors. Through the results of these clustering it was possible to reduce the number of scenarios to be similar and also to choose the most relevant scenarios to consider when creating groups of residential consumers.

A busca de melhoria de produtos siderúrgicos leva uma atenção especial para a área de aciarias. A introdução da metalurgia da panela, e portanto no refino secundário, contribuiu fundamentalmente para o aumento da qualidade do aço produzido. Um dos efeitos foi o aumento do tempo de residência do aço na panela, o que obrigou a utilização de materiais refratários de melhor qualidade. O controle da temperatura do aço líquido ao longo do processo de produção é de fundamental importância para se atingir os requisitos de qualidade e produtividade exigidos atualmente. Com o desenvolvimento de tecnologias siderúrgicas e a busca pela eficiência energética, torna-se necessário o conhecimento e redução das perdas térmicas do aço durante todo o ciclo produtivo. Neste trabalho foram estudadas, em uma aciaria elétrica a arco, as correlações entre as perdas térmicas das panelas através do conhecimento dos tempos de espera e do tempo de transporte das panelas do forno elétrico a arco até o forno-panela, além de comparar a temperatura do revestimento refratário de panelas com e sem isolante refratário. Melhorias no ciclo de panelas foram propostas visando diminuir as perdas térmicas das panelas, otimizar o ciclo de panelas e, consequentemente, reduzir o consumo de energia elétrica do forno-panela, diminuindo os custos envolvidos durante o processo de fabricação do aço. Os resultados apresentaram significância estatística entre o consumo de energia elétrica do fornopanela e as perdas térmicas das panelas. Através dos resultados obtidos observou-se que a minimização do tempo de espera da panela antes de iniciar o vazamento e a diminuição do tempo de transporte da panela até o forno-panela são fundamentais para diminuir as perdas térmicas nas panelas. / The search for improved steel products takes special attention to the melthops. The introduction of ladle metallurgy, and therefore the secondary refining, contributed essentially to increase the quality of steel produced. One effect was to increase the residence time of the steel in the ladle, forcing the use of refractory materials of better quality. Temperature control of liquid steel during the process is of fundamental importance for achieving the requirements of quality and productivity currently required. With the development of technologies and the reach of energetic efficiency, it becomes necessary to reduce the thermal losses during the steel production cycle. In this study the correlations between the thermal losses in the ladles through the knowledge of waiting times and transport times of the ladles to the of the electric arc furnace to the ladle furnace were determined as well as a comparison between temperatures of ladle refractory lining with and without refractory insulation. Improvements in the ladle cycle were proposed to reduce the thermal losses in the ladles and to optimize the ladle cycle and, consequently, to reduce the electric energy in the ladle furnace, reducing the costs involved during the manufacturing process of steel. The results showed statistical significance between the energy consumption in the ladle furnace and heat losses in the ladles. The results obtained showed that minimizing the waiting time of the ladle before the tap and reducing transportation time of the ladle to the ladle furnace are essential to reduce the heat losses in the ladles.

A busca de melhoria de produtos siderúrgicos leva uma atenção especial para a área de aciarias. A introdução da metalurgia da panela, e portanto no refino secundário, contribuiu fundamentalmente para o aumento da qualidade do aço produzido. Um dos efeitos foi o aumento do tempo de residência do aço na panela, o que obrigou a utilização de materiais refratários de melhor qualidade. O controle da temperatura do aço líquido ao longo do processo de produção é de fundamental importância para se atingir os requisitos de qualidade e produtividade exigidos atualmente. Com o desenvolvimento de tecnologias siderúrgicas e a busca pela eficiência energética, torna-se necessário o conhecimento e redução das perdas térmicas do aço durante todo o ciclo produtivo. Neste trabalho foram estudadas, em uma aciaria elétrica a arco, as correlações entre as perdas térmicas das panelas através do conhecimento dos tempos de espera e do tempo de transporte das panelas do forno elétrico a arco até o forno-panela, além de comparar a temperatura do revestimento refratário de panelas com e sem isolante refratário. Melhorias no ciclo de panelas foram propostas visando diminuir as perdas térmicas das panelas, otimizar o ciclo de panelas e, consequentemente, reduzir o consumo de energia elétrica do forno-panela, diminuindo os custos envolvidos durante o processo de fabricação do aço. Os resultados apresentaram significância estatística entre o consumo de energia elétrica do fornopanela e as perdas térmicas das panelas. Através dos resultados obtidos observou-se que a minimização do tempo de espera da panela antes de iniciar o vazamento e a diminuição do tempo de transporte da panela até o forno-panela são fundamentais para diminuir as perdas térmicas nas panelas. / The search for improved steel products takes special attention to the melthops. The introduction of ladle metallurgy, and therefore the secondary refining, contributed essentially to increase the quality of steel produced. One effect was to increase the residence time of the steel in the ladle, forcing the use of refractory materials of better quality. Temperature control of liquid steel during the process is of fundamental importance for achieving the requirements of quality and productivity currently required. With the development of technologies and the reach of energetic efficiency, it becomes necessary to reduce the thermal losses during the steel production cycle. In this study the correlations between the thermal losses in the ladles through the knowledge of waiting times and transport times of the ladles to the of the electric arc furnace to the ladle furnace were determined as well as a comparison between temperatures of ladle refractory lining with and without refractory insulation. Improvements in the ladle cycle were proposed to reduce the thermal losses in the ladles and to optimize the ladle cycle and, consequently, to reduce the electric energy in the ladle furnace, reducing the costs involved during the manufacturing process of steel. The results showed statistical significance between the energy consumption in the ladle furnace and heat losses in the ladles. The results obtained showed that minimizing the waiting time of the ladle before the tap and reducing transportation time of the ladle to the ladle furnace are essential to reduce the heat losses in the ladles.

A busca de melhoria de produtos siderúrgicos leva uma atenção especial para a área de aciarias. A introdução da metalurgia da panela, e portanto no refino secundário, contribuiu fundamentalmente para o aumento da qualidade do aço produzido. Um dos efeitos foi o aumento do tempo de residência do aço na panela, o que obrigou a utilização de materiais refratários de melhor qualidade. O controle da temperatura do aço líquido ao longo do processo de produção é de fundamental importância para se atingir os requisitos de qualidade e produtividade exigidos atualmente. Com o desenvolvimento de tecnologias siderúrgicas e a busca pela eficiência energética, torna-se necessário o conhecimento e redução das perdas térmicas do aço durante todo o ciclo produtivo. Neste trabalho foram estudadas, em uma aciaria elétrica a arco, as correlações entre as perdas térmicas das panelas através do conhecimento dos tempos de espera e do tempo de transporte das panelas do forno elétrico a arco até o forno-panela, além de comparar a temperatura do revestimento refratário de panelas com e sem isolante refratário. Melhorias no ciclo de panelas foram propostas visando diminuir as perdas térmicas das panelas, otimizar o ciclo de panelas e, consequentemente, reduzir o consumo de energia elétrica do forno-panela, diminuindo os custos envolvidos durante o processo de fabricação do aço. Os resultados apresentaram significância estatística entre o consumo de energia elétrica do fornopanela e as perdas térmicas das panelas. Através dos resultados obtidos observou-se que a minimização do tempo de espera da panela antes de iniciar o vazamento e a diminuição do tempo de transporte da panela até o forno-panela são fundamentais para diminuir as perdas térmicas nas panelas. / The search for improved steel products takes special attention to the melthops. The introduction of ladle metallurgy, and therefore the secondary refining, contributed essentially to increase the quality of steel produced. One effect was to increase the residence time of the steel in the ladle, forcing the use of refractory materials of better quality. Temperature control of liquid steel during the process is of fundamental importance for achieving the requirements of quality and productivity currently required. With the development of technologies and the reach of energetic efficiency, it becomes necessary to reduce the thermal losses during the steel production cycle. In this study the correlations between the thermal losses in the ladles through the knowledge of waiting times and transport times of the ladles to the of the electric arc furnace to the ladle furnace were determined as well as a comparison between temperatures of ladle refractory lining with and without refractory insulation. Improvements in the ladle cycle were proposed to reduce the thermal losses in the ladles and to optimize the ladle cycle and, consequently, to reduce the electric energy in the ladle furnace, reducing the costs involved during the manufacturing process of steel. The results showed statistical significance between the energy consumption in the ladle furnace and heat losses in the ladles. The results obtained showed that minimizing the waiting time of the ladle before the tap and reducing transportation time of the ladle to the ladle furnace are essential to reduce the heat losses in the ladles.

Este trabalho tem por objetivo quantificar as relações entre a demanda de energia elétrica e suas principais relações com os indicadores econômicos, socioeconômicos e comportamentais do País, busca a relação do consumo de eletricidade com o PIB - Produto Interno Bruto, seus agregados econômicos e o consumo de eletricidade do Brasil, Região Sudeste e o Estado de São Paulo, com suas principais classes de consumo residencial, comercial e Industrial, no período de 1984 a 2007. Para análise estatística, foi utilizado o E-Views como suporte e avanços para obtenção de melhores coeficientes estatísticos e tratamento dos dados. Os resultados encontrados foram condizentes com o esperado. A demanda nacional mostrou-se elástica ao comportamento do Produto Interno Bruto do País, para o período de 2003 2007, sendo constatada uma forte correlação aos indicadores econômicos. A Região Sudeste, denominada a locomotiva do crescimento nacional por sua maior predominância de indústria e comércio na região, mostrou-se elástica ao PIB, mas ligeiramente menor comparada ao comportamento do consumo nacional, reflexo de mudanças e incentivos governamentais para expansão e criação de pólos industriais em regiões pioneiras e em plena expansão demográfica. Com relação à classe residencial do Estado de São Paulo, o consumo mostrou-se inelástico com as taxas de crescimento da renda, isto é, o crescimento do consumo residencial é inferior ao crescimento da renda, mas com fracos resultados estatísticos nas variações apresentadas por este indicador econômico; necessitando porém, de estudos mais avançados incluindo outras variáveis de controle como o preço e outros fatores que são apresentados ao decorrer do trabalho. Para a classe comercial do Estado de São Paulo, encontrou-se a melhor relação com PIB Serviços Brasil e para a demanda industrial, sua aderência ao PIB Industrial Brasileiro. / The objective of this work is to quantify the relations between the demand of electric energy and its main relations with the economic, socio-economic and behavioral indicators of the Country, searching the relation of electricity consumption with the GDP Gross Domestic Product, its economic aggregates and the consumption of electricity of Brazil, Southeast region and the State of São Paulo, with its main classes of residential, commercial and Industrial consumption, in the period between 1984 to 2007. For statistical analysis, the E-Views were used as a support and advances to obtain the best statistical coefficients and data processing. The results obtained were compatible with those expected. The national demand proved to be flexible to the behavior of the Gross Domestic Product of the Country for the period of 2003 - 2008, being evidenced the strong relation to the economic indicators. The Southeast Region called the locomotive of the national growth for its bigger predominance of industry and commerce in the region, proved to be elastic to the GDP, but slightly lower compared with the behavior of the national consumption, reflexion of changes and government incentives for expansion and the creation of industrial areas in pioneer regions with booming population. Regarding to the residential classes of the State of São Paulo, the consumption proved to be inelastic with the growth rates of the income, that is, the growth of the residential consumption is inferior to the growth of the income, but with small statistics relations in the variations presented for this economic indicator, needing however, more advanced studies including other control variables as the price and other things presented in the work. For the commercial class of the State of São Paulo, the relation with the Services GDP Brazil was better and for the industrial demand its adhesion to the Brazilian Industrial GDP.

Este trabalho tem por objetivo quantificar as relações entre a demanda de energia elétrica e suas principais relações com os indicadores econômicos, socioeconômicos e comportamentais do País, busca a relação do consumo de eletricidade com o PIB - Produto Interno Bruto, seus agregados econômicos e o consumo de eletricidade do Brasil, Região Sudeste e o Estado de São Paulo, com suas principais classes de consumo residencial, comercial e Industrial, no período de 1984 a 2007. Para análise estatística, foi utilizado o E-Views como suporte e avanços para obtenção de melhores coeficientes estatísticos e tratamento dos dados. Os resultados encontrados foram condizentes com o esperado. A demanda nacional mostrou-se elástica ao comportamento do Produto Interno Bruto do País, para o período de 2003 2007, sendo constatada uma forte correlação aos indicadores econômicos. A Região Sudeste, denominada a locomotiva do crescimento nacional por sua maior predominância de indústria e comércio na região, mostrou-se elástica ao PIB, mas ligeiramente menor comparada ao comportamento do consumo nacional, reflexo de mudanças e incentivos governamentais para expansão e criação de pólos industriais em regiões pioneiras e em plena expansão demográfica. Com relação à classe residencial do Estado de São Paulo, o consumo mostrou-se inelástico com as taxas de crescimento da renda, isto é, o crescimento do consumo residencial é inferior ao crescimento da renda, mas com fracos resultados estatísticos nas variações apresentadas por este indicador econômico; necessitando porém, de estudos mais avançados incluindo outras variáveis de controle como o preço e outros fatores que são apresentados ao decorrer do trabalho. Para a classe comercial do Estado de São Paulo, encontrou-se a melhor relação com PIB Serviços Brasil e para a demanda industrial, sua aderência ao PIB Industrial Brasileiro. / The objective of this work is to quantify the relations between the demand of electric energy and its main relations with the economic, socio-economic and behavioral indicators of the Country, searching the relation of electricity consumption with the GDP Gross Domestic Product, its economic aggregates and the consumption of electricity of Brazil, Southeast region and the State of São Paulo, with its main classes of residential, commercial and Industrial consumption, in the period between 1984 to 2007. For statistical analysis, the E-Views were used as a support and advances to obtain the best statistical coefficients and data processing. The results obtained were compatible with those expected. The national demand proved to be flexible to the behavior of the Gross Domestic Product of the Country for the period of 2003 - 2008, being evidenced the strong relation to the economic indicators. The Southeast Region called the locomotive of the national growth for its bigger predominance of industry and commerce in the region, proved to be elastic to the GDP, but slightly lower compared with the behavior of the national consumption, reflexion of changes and government incentives for expansion and the creation of industrial areas in pioneer regions with booming population. Regarding to the residential classes of the State of São Paulo, the consumption proved to be inelastic with the growth rates of the income, that is, the growth of the residential consumption is inferior to the growth of the income, but with small statistics relations in the variations presented for this economic indicator, needing however, more advanced studies including other control variables as the price and other things presented in the work. For the commercial class of the State of São Paulo, the relation with the Services GDP Brazil was better and for the industrial demand its adhesion to the Brazilian Industrial GDP.

This master’s thesis is focused on opportunities of optimization of electric power consumption from photovoltaic power plant. In theoretical part are presented basic principles and possibilities of photovoltaic system connection. It continues with an overview of backup systems and types of batteries. Practical part is about prediction of production and consumption of electric power, possibilities of power management and optimization. Next chapter deals with battery life cycle and their suitability for photovoltaic system. The last part of this thesis is the quantification of the stored electric energy economic value.