Thesis. (M. Tech. (Dept. Electronic Engineering, Faculty of Engineering and Technology))--Vaal University of Technology, 2011. / There are a number of ways to produce hydrogen using solar energy as the primary source. Water electrolysis, which uses solar electrical energy, is the rapidly available process. Hydrogen can be produced by using solar electric energy from photovoltaic (PV) modules for the electrolysis of water without emitting carbon dioxide or requiring fossil fuels. Solar hydrogen energy systems are considered one of the cleanest hydrogen production technologies, where the hydrogen is obtained from sunlight by directly connecting the photovoltaic modules to the hydrogen generator. This dissertation presents a designed solar photovoltaic electrolyser hydrogen production and storage system for various applications such as in the power generation and telecommunications industries. Various experiments were performed on the designed system to ensure its reliability and conformity with theoretical findings. The purity of the generated hydrogen was determined. The relationship between the amount of solar irradiance reaching the surface of the PV panel, the PV panel surface temperature, the PV panel tilt angle and the maximum power point voltage and current of the PV panel array were also considered. The effect of dust on the panel voltage and current outputs was also determined. Finally, the factors to consider when designing a solar photovoltaic electrolyser hydrogen system (based on this study) were enumerated.

Este trabalho apresenta uma metodologia para a determinação do potencial de conservação de energia elétrica de usos finais, orientada para a análise de instalações de ensino, aplicável, também, a instalações comerciais em geral. Os usos finais considerados no trabalho são: iluminação, ar condicionado, microcomputadores pessoais e outros equipamentos elétricos. São apresentados procedimentos para o levantamento de dados e para a determinação do potencial de conservação de energia elétrica de cada uso final analisado, além de uma metodologia estatística para a análise de contas de energia elétrica. São definidos, também, indicadores do uso de energia elétrica bastante úteis em diagnósticos energéticos, permitindo estimar o potencial de conservação da instalação a partir da análise comparativa de seus índices com valores típicos obtidos em outros diagnósticos energéticos ou em publicações especializadas. A aplicação prática da metodologia é apresentada na forma de um estudo de caso, realizado em 1996 na Cidade Universitária Armando de Salles Oliveira - CUASO, o maior campus da Universidade de São Paulo – USP e um dos maiores do Brasil, localizado na cidade de São Paulo. Um volume considerável de informações é analisado e discutido em detalhes, fornecendo dados globais e desagregados em usos finais sobre as características de consumo e os potenciais de conservação de energia elétrica do campus. / This work presents a methodology for determining the potential of electric energy conservation of electricity end uses. The methodology is oriented to university premises, but it is also applicable to other types of installations. End uses considered in this work include lighting, air conditioning, personal computers and other electric devices. Procedures for data gathering and determination of conservation potential of each end use are presented. A statistical methodology for analyzing electricity bills is also presented. Furthermore, some useful indicators for energy diagnoses are developed. These indicators allow the estimation of the conservation potential of a given installation through comparison with typical values extracted from the other energy diagnoses or technical literature. The proposed methodology was applied in the main campus of University of São Paulo – USP, one of the largest in Brazil with some 30,000 undergraduate students. A large amount of data is analyzed and discussed, yielding global and specific indicators regarding end use characteristics and conservation potential within the campus.

Este trabalho tem como objetivo principal analisar o desenvolvimento da indústria da energia elétrica brasileira, a formação e composição das tarifas de energia elétrica e suas implicações e reflexos na economia em geral. Nesse sentido foi feito um breve histórico dessa indústria desde o ano de 1.993, que foi o ano em que se migrou de uma regulação de tarifas pelo sistema denominado custo do serviço para o sistema regulatório denominado price cap, ou seja, preços máximos pelo sistema de incentivos. Foi analisada essa linha regulatória que passou basicamente por dois governos sucessivos, com dois mandatos consecutivos. Fernando Henrique Cardoso no período de 1994 a 2003, que traçou as linhas mestras dessa regulação, com um programa de privatizações de empresas geradoras, transmissoras e distribuidoras de energia elétrica, delegando à iniciativa privada a maior parte da responsabilidade desse serviço. Nessa fase foram constituídas diversas agências reguladoras, sendo criada a ANEEL Agência Nacional de Energia Elétrica, com o objetivo de regular e mediar os interesses dos investidores e dos consumidores. Posteriormente, no governo Luis Inácio Lula da Silva, foi dada continuidade à esse tipo de regulação, com algumas modificações, basicamente na área do planejamento indicativo da expansão do sistema elétrico, que havia sido abandonado. Para analisar o comportamento das tarifas de energia elétrica desde o ano de 2005, foram eleitas cinco distribuidoras de energia elétrica representativas da diversidade geográfica brasileira, e comparado o crescimento do IGP-M com o crescimento das tarifas de consumidores típicos. / This dissertation has as main goal the analysis of the Brazilian electrical energy industry development, the formation and composition of electrical energy fees and its implication and reflexes in the economy as general. This way it is made a small historic of this industry since the year of 1993, which was the year that the regulation of fees by the system named custo do serviço migrated to the regulatory system named price cap, in other words, maximum prices by the system of incentives. This regulatory line, which basically went through two governments successively, was analyzed with two consecutive mandates, Fernando Henrique Cardoso during the period from 1994 to 2003, who wrote the main lines of this regulation, with a program of privatization of generation, transmission and distribution companies, delegating to the private initiative the major part of the responsibility of this service. In this phase were constituted many regulatory agencies, being also created the ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica (Electrical Energy National Agency), with the goal to regulate and mediate the interests of the investors and consumers. Lately, during the government of Luiz Inácio Lula da Silva, it was given continuity to this kind regulation, with some modifications, basically in the area of planning indicating the expansion of the electrical system, which was abandoned. To analyze the behavior of the electrical energy fees since the year of 2005, were chosen five distributors of electrical energy representatives of the Brazilian geographical diversity and it was made the comparison between the growth of the IGP-M and the growth of the typical consumer fees.

O presente trabalho compreende o estudo de campanhas de comunicação de racionamento de água e luz elétrica pela ótica dos conceitos de dilema social e comunicação de riscos. Para tal, revisamos a bibliografia desses temas e elaboramos uma proposta de análise de conteúdo temática que busca identificar valores e normas sociais desses conceitos nas campanhas publicitárias de dois casos brasileiros escolhidos. / This dissertation involves the study of communication campaigns of water and electrical energy in rationing situations by using concepts of social dilemmas and risk communication. In order to achieve these results, we have reviewed the literature of these subjects, and we have proposed a model of content thematic analysis to identify values and norms of these two concepts on social campaigns of two Brazilian cases.

O aumento da população, o crescimento das grandes cidades, da industrialização e do consumo, tem trazido preocupação com relação a sustentabilidade quanto à disponibilidade energética e quanto à destinação dos resíduos sólidos urbanos gerados. Dessa forma, é fundamental realizarem-se os estudos visando novas formas de reutilização dos resíduos gerados pelas atividades industriais. Os resíduos sólidos urbanos e os pneus inservíveis gerados trazem conseqüências ao meio ambiente e às populações quando destinados inadequadamente. A destinação final dos resíduos sólidos urbanos é complexa, sendo sempre um grande desafio para as administrações públicas. Com a Política Nacional de Resíduos Sólidos (instituída pela Lei n 12.305/2010), tem-se um marco da preservação ambiental, coma a gestão e gerenciamento de resíduos sólidos, com a ordem de prioridade: não geração, redução, reutilização, reciclagem, tratamento dos resíduos sólidos e disposição final ambientalmente adequada dos rejeitos e prevê, de forma inteligente, a atribuição aos fabricantes de responsabilidade pelo retorno de produtos descartados pelos consumidores. Uma alternativa para minimizar estes aspectos e impactos ambientais é o tratamento térmico com aproveitamento energético. Este processo contribui para mais uma solução de destinação dos resíduos, proporcionado uma redução das áreas a serem utilizadas nos aterros sanitários e contribuindo como uma fonte de geração de energia elétrica / The increase in population, the growth of big cities, industrialization and consumption, have brought with them a kind of awareness about sustainability towards availability of energy and toward the destination of generated municipal solid waste. This way, it is primordial to carry out studies aiming to find new ways to reutilize the waste generated by industrial activities. The municipal solid waste and unusable tires produced cause serious consequences to the environment and to the population when these issues are improperly addressed. The final destination of the municipal solid waste is complex and it is always a big challenge to public management. With our National Policy of solid waste (established by the law number 12.305/2010).It consists of the administration and management of solid waste with the following order of priority: non-generation, reduction, reuse, recycling, treatment of solid waste and final environmentally appropriate disposal. With this we can foresee, in an intelligent way, a responsible plan for the return of goods discarded by consumers to the original manufacturers. An alternative to minimize these aspects and the negative environmental impacts caused is the usage of the thermal treatment with the good use of energy. This process contributes to another solution to the problem of the aforementioned waste, providing a reduction of landfill spaces and contributing to a new source of electrical energy generation

Este trabalho apresenta uma metodologia para a determinação do potencial de conservação de energia elétrica de usos finais, orientada para a análise de instalações de ensino, aplicável, também, a instalações comerciais em geral. Os usos finais considerados no trabalho são: iluminação, ar condicionado, microcomputadores pessoais e outros equipamentos elétricos. São apresentados procedimentos para o levantamento de dados e para a determinação do potencial de conservação de energia elétrica de cada uso final analisado, além de uma metodologia estatística para a análise de contas de energia elétrica. São definidos, também, indicadores do uso de energia elétrica bastante úteis em diagnósticos energéticos, permitindo estimar o potencial de conservação da instalação a partir da análise comparativa de seus índices com valores típicos obtidos em outros diagnósticos energéticos ou em publicações especializadas. A aplicação prática da metodologia é apresentada na forma de um estudo de caso, realizado em 1996 na Cidade Universitária Armando de Salles Oliveira - CUASO, o maior campus da Universidade de São Paulo – USP e um dos maiores do Brasil, localizado na cidade de São Paulo. Um volume considerável de informações é analisado e discutido em detalhes, fornecendo dados globais e desagregados em usos finais sobre as características de consumo e os potenciais de conservação de energia elétrica do campus. / This work presents a methodology for determining the potential of electric energy conservation of electricity end uses. The methodology is oriented to university premises, but it is also applicable to other types of installations. End uses considered in this work include lighting, air conditioning, personal computers and other electric devices. Procedures for data gathering and determination of conservation potential of each end use are presented. A statistical methodology for analyzing electricity bills is also presented. Furthermore, some useful indicators for energy diagnoses are developed. These indicators allow the estimation of the conservation potential of a given installation through comparison with typical values extracted from the other energy diagnoses or technical literature. The proposed methodology was applied in the main campus of University of São Paulo – USP, one of the largest in Brazil with some 30,000 undergraduate students. A large amount of data is analyzed and discussed, yielding global and specific indicators regarding end use characteristics and conservation potential within the campus.

Este trabalho tem como objetivo principal analisar o desenvolvimento da indústria da energia elétrica brasileira, a formação e composição das tarifas de energia elétrica e suas implicações e reflexos na economia em geral. Nesse sentido foi feito um breve histórico dessa indústria desde o ano de 1.993, que foi o ano em que se migrou de uma regulação de tarifas pelo sistema denominado custo do serviço para o sistema regulatório denominado price cap, ou seja, preços máximos pelo sistema de incentivos. Foi analisada essa linha regulatória que passou basicamente por dois governos sucessivos, com dois mandatos consecutivos. Fernando Henrique Cardoso no período de 1994 a 2003, que traçou as linhas mestras dessa regulação, com um programa de privatizações de empresas geradoras, transmissoras e distribuidoras de energia elétrica, delegando à iniciativa privada a maior parte da responsabilidade desse serviço. Nessa fase foram constituídas diversas agências reguladoras, sendo criada a ANEEL Agência Nacional de Energia Elétrica, com o objetivo de regular e mediar os interesses dos investidores e dos consumidores. Posteriormente, no governo Luis Inácio Lula da Silva, foi dada continuidade à esse tipo de regulação, com algumas modificações, basicamente na área do planejamento indicativo da expansão do sistema elétrico, que havia sido abandonado. Para analisar o comportamento das tarifas de energia elétrica desde o ano de 2005, foram eleitas cinco distribuidoras de energia elétrica representativas da diversidade geográfica brasileira, e comparado o crescimento do IGP-M com o crescimento das tarifas de consumidores típicos. / This dissertation has as main goal the analysis of the Brazilian electrical energy industry development, the formation and composition of electrical energy fees and its implication and reflexes in the economy as general. This way it is made a small historic of this industry since the year of 1993, which was the year that the regulation of fees by the system named custo do serviço migrated to the regulatory system named price cap, in other words, maximum prices by the system of incentives. This regulatory line, which basically went through two governments successively, was analyzed with two consecutive mandates, Fernando Henrique Cardoso during the period from 1994 to 2003, who wrote the main lines of this regulation, with a program of privatization of generation, transmission and distribution companies, delegating to the private initiative the major part of the responsibility of this service. In this phase were constituted many regulatory agencies, being also created the ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica (Electrical Energy National Agency), with the goal to regulate and mediate the interests of the investors and consumers. Lately, during the government of Luiz Inácio Lula da Silva, it was given continuity to this kind regulation, with some modifications, basically in the area of planning indicating the expansion of the electrical system, which was abandoned. To analyze the behavior of the electrical energy fees since the year of 2005, were chosen five distributors of electrical energy representatives of the Brazilian geographical diversity and it was made the comparison between the growth of the IGP-M and the growth of the typical consumer fees.

Este trabalho tem por objetivo localizar faltas em sistemas de distribuição de energia elétrica utilizando apenas dados de tensão pós-falta. Não são utilizados dados de corrente pois sua medição não é um requisito mínimo dos medidores inteligentes. Os dados coletados são fornecidos a um sistema fuzzy multicamadas. A seleção dos dados de entrada para o treinamento do sistema inteligente é uma característica exclusiva deste trabalho, por ser continuação da metodologia desenvolvida durante o mestrado do autor desta tese. O cenário estudado é um alimentador de um sistema de distribuição real, com 1600 barras e 505 transformadores. Para efeito de comparação de resultados, a distância da falta é obtida de duas formas: pela composição das estimações das impedâncias de sequência zero e positiva e pela estimação direta da distância. Os resultados se mostram satisfatórios, com erros condizentes aos que são encontrados na literatura, sendo que a estimação direta da distância da falta mostrou resultados ligeiramente melhores. / This work aims to locate faults in electrical energy distribution systems using only post-fault voltage data. Current data is not used because their measurement is not a minimum requirement of smart meters. The collected data is applied to a multilayer fuzzy inference system. The way voltage data is selected to train the fuzzy system is an exclusive feature of this work, since it is a continuation of the methodology developed during the master\'s dissertation of this thesis author. The scenario studied is a feeder of an actual distribution system, with 1600 buses and 505 transformers. For the purpose of results comparison, the distance of the fault is obtained in two ways: by the composition of the zero and positive sequence impedances estimations and by the direct estimation of the distance. The results are satisfactory, with errors that are consistent with those found in the literature, while the direct estimation of the fault distance presented slightly better results.

Orientador: Jônatas Boás Leite / Resumo: A análise de curto-circuito é um método extremamente importante para os sistemas de energia elétrica (SEE), pois fornece os parâmetros necessários para o dimensionamento adequado dos equipamentos elétricos e ajuste dos dispositivos de proteção que garantem a segurança do SEE e contribuem para a redução dos riscos associados às pessoas próximas ao SEE. Assumindo o atual cenário de intensa inserção de fontes de energia renováveis no SEE, este trabalho propõe métodos e modelos matemáticos para representar os geradores distribuídos de fontes renováveis e não renováveis na análise de curto-circuito em sistemas de distribuição. As características da corrente de curto-circuito de quatro tecnologias de geradores distribuídos são apresentadas: síncrono, indução, fotovoltaico e gerador de indução duplamente alimentado (DFIG, do inglês, Doubly Fed Induction Generator). Neste trabalho considera-se um sistema elétrico trifásico desbalanceado real onde são realizadas simulações de faltas mono-, bi- e trifásicas permitindo, assim, avaliação e compreensão dos efeitos dessas tecnologias nas correntes de curto-circuito em redes de distribuição. Na análise de curto-circuito proposta, o método de varredura para cálculo do fluxo de potência em sistemas radiais, e/ou fracamente malhados, é utilizado na obtenção das condições de operação do sistema de distribuição. A determinação da matriz de impedância nodal com redução de Kron para cada gerador presente no SEE e o princípio da superposição são ut... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

[pt] As perdas de energia elétrica, particularmente as comerciais, constituem problema importante e complexo para as empresas distribuidoras. O problema só se apresenta de forma aguda nos países em desenvolvimento, onde o percentual de perdas por furto é elevado e adquire importantes conotações sociais, políticas e culturais. Isso explica o fato de empresas brasileiras de distribuição de energia elétrica investirem recursos apreciáveis para mitigar esse problema e ressalta a importância de um tema ainda pouco explorado na literatura técnico-científica. Esta dissertação, de caráter exploratório, tem como objetivo estudar o problema de perda de energia por desvio e a eficácia de soluções tecnológicas investigando o caso de uma empresa e os resultados obtidos em projeto recente. Ao tempo do estudo, a empresa implantava uma tecnologia cujo objetivo principal era identificar os clientes que desviam energia elétrica e, posteriormente, tornar o processo de faturamento automatizado. O estudo partiu de algumas questões julgadas mais relevantes, incluindo: Quanto a empresa ganhou com a instalação desta tecnologia? Como se comporta o consumo dos clientes antes e depois da instalação da tecnologia? Há correlação entre o ganho da empresa e o poder aquisitivo da população da área? Há efeito demonstração de uma área sobre suas vizinhas? A partir destas questões foram analisadas séries de dados referentes ao consumo medido antes e após a instalação da nova tecnologia. Os resultados indicam a viabilidade da tecnologia como eficaz paliativo de curto-prazo para o problema cuja solução definitiva envolve tratamento concomitante dos aspectos sociais, políticos e culturais. / [en] Electrical energy losses, chiefly, commercial losses, constitute an important and complex problem for energy distribution companies worldwide. However, only in developing countries the problem becomes acute because theft losses are large, and coupled with social, legal, political and cultural issues. This explains why Brazilian energy distribution companies dedicate sizable investments for mitigating the problem, and stresses the importance of a theme still largely unexplored in the technical-scientific literature. This thesis, of exploratory nature, addresses the problem and assesses the effectiveness of technological solutions by investigating the case of a recent project developed in a Brazilian company. At the time of the research, the company was implementing a new and original technology, whose main objective was to identify pilfering clients, and later on, to make the billing process more automated. The study started with some questions judged more relevant, including: How large was the gain yielded by the new technology? How does the energy consumption behave after the technological change? Is there a correlation between the gain obtained and the areas of lesser purchasing power? Is there a demonstration effect upon neighboring areas? Starting from these questions, series of historical data on measured consumption before and after the new technology were analyzed. The results indicate the feasibility of the technology as an effective shortterm palliative for the problem whose ultimate solution involves the concurrent treatment of the social, legal, political e cultural aspects.