Os efeitos multidisciplinares presentes em projetos de engenharia, sobretudo naqueles de infra-estrutura, têm alargado as fronteiras de pesquisas para avaliá-los não só do ponto de vista convencional técnico econômico, mas também sob a ótica ambiental e social. Por outro lado, o investidor que tradicionalmente buscava oportunidades apenas considerando o desempenho econômico e financeiro, atualmente é levado a analisar os empreendimentos também no âmbito social e ambiental. Fundamentado em várias informações disponíveis em bases de dados constituídas por diversas instituições, o modelo desenvolvido nesta pesquisa é uma solução para avaliar o mérito de um empreendimento de geração distribuída de origem térmica, considerando os aspectos econômico, social e ambiental, por meio de indicadores que quantificam, objetivamente, aspectos econômicos como taxa de retorno de capital e margem liquida, bem como fatores sociais como o impacto na educação, na saúde, na renda e no emprego e ainda, verifica o atendimento das restrições ambientais. A solução apresentada, sem prejuízo da avaliação dos aspectos pragmáticos relativos à viabilidade econômica e respeito à regulamentação ambiental, traz uma forma simples e clara de atribuir um grau de mérito agregado às alternativas de implementação de geração distribuída, considerando a intensidade da responsabilidade social subjetiva do investidor. A análise de cenários e de sensibilidade diante da variação de parâmetros diversos que o modelo oferece, permite aferir o grau de robustez e de importância da precisão de variáveis específicas. Embora não esgote o tema, o modelo apresentado contribui para estimular diferentes formas de avaliar e priorizar multidisciplinarmente a implementação um empreendimento de geração distribuída, podendo inclusive, se prestar como indicador de financiamentos privilegiados ou outros incentivos do gênero. / The multidiscipline effects in engineering projects, mainly in those of infrastructure, have extended the borders of research to not only evaluate them of the conventional point of view, economic and technical, but also environmental and social. On the other hand, the investor who traditionally searched alternatives only considering the economic and financial performance currently is taken to analyze also the social and environmental aspects. Based on some information available in several institutions databases, the model developed in this research is a solution to evaluate the merit of an enterprise of distributed generation of thermal origin, considering the economic, social and environmental aspects, using merit indexes that quantify, directly, economic aspects as capital return tax and operating income eliminates, as well as social factors like the impact in the education, health, income and employment rates and still, it verifies the attendance of the environmental restrictions. The solution presented, without damage the evaluation of the pragmatic aspects related to economic viability and respect to the ambient regulation, brings a simple and clear form to attribute a merit degree of aggregate to the alternatives to embed distributed generation, considering the intensity of the subjective social responsibility of the investor. The analysis of sceneries and sensitivity ahead of the diverse parameter variation that the model offers, allows investigating the robustness degree and accuracy importance of specific variable. Although it does not deplete the subject, the presented model is an important contribution to stimulate a form to evaluate and to prioritize the multidiscipline implementation to a distributed generation enterprise, also being able, to be used as financial index or other incentives of the sort.

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.

Este trabalho apresenta uma análise de sistemas alternativos de pagamento de energia elétrica enfocando principalmente a utilização de pré-pagamento como forma de diminuir perdas comerciais de empresas distribuidoras. Adicionalmente enfoca o seu uso como forma de cobrança em sistemas isolados, rurais e urbano-rurais e comunidades de baixa renda. A análise inclui uma breve síntese de experiências no uso de pré-pagamento no mercado internacional de ?utilities? e no mercado nacional em setores como telefonia e distribuição de água. Além disso, esse trabalho descreve o desenvolvimento de um sistema de pagamento de energia elétrica utilizando cartões com tecnologia indutiva e unidades leitoras/gravadores com circuito de desconexão de linha e interface para medidores existentes no mercado nacional. Apresenta, ainda, o Cartão Vale Energia como alternativa ao subsídio para a subclasse residencial de baixa renda evitando, dessa forma, a necessidade do cadastramento do usuário junto às empresas concessionárias e racionalizando os procedimentos contábeis. São mostrados os resultados experimentais desse sistema e as análises de viabilidade econômica. / This work presents an analysis of alternative systems of electric energy payment focusing the pre-payment used mainly as a form to decrease commercial losses of local energy companies and an alternative form of payment in countryside areas, isolated electric installations and in poor areas for social purposes. The analysis includes one brief synthesis of international experiences in the daily pre-payment use in the utilities segment and national experiences in other areas such as telephony and water distribution. Moreover, this work develops an alternative form of payment of electric energy using cards with inductive technology and read/write units with circuit breakers and interfaces for electric measurement equipments. The experimental results show the technical and commercial viability of implantation in the commercial operation.

The decreasing availability of fossil fuels and their negative environmental impacts requires urgent need of developing renewable energy. The main objective of this research was to develop low-dimensional nanomaterials for harvesting solar and mechanical energy with high conversion efficiency. In particular, photoelectrochemical water splitting and photovoltaic cell applications driven by sunlight were investigated in this project. A highly efficient triboelectric nanogenerator was investigated for harvesting mechanical energy. The device was further integrated with an organic solar cell for harvesting both mechanical energy and solar energy. My research work started with the synthesis of nanostructured materials. Electrospinning, as well as electrospray, was developed to synthesise nanofibres and hollow hemispheres. The influences of processing parameters to the morphologies and structures of the nanomaterials were systematically investigated. An electrophoretic deposition method was also developed to form good-quality nanostructured metal oxide thin films, which were applied in photoelectrochemical water splitting. The metal oxide hollow hemisphere thin films were also applied in dye-sensitised solar cells. A transparent and flexible triboelectric nanogenerator was developed in order to harvest mechanical energy. The contact electrodes were created using metal nanowire percolation networks embedded in a polymer matrix. The correlation between the energy conversion performances and optical property of the triboelectric electrodes were comprehensively studied as a function of the areal fraction of the metal nanowires. A flexible hybrid cell, integrating the solar cell with the triboelectric device, was designed by constructing an organic solar cell under a single-electrode triboelectric nanogenerator. The hybrid cell could convert both solar and mechanical energies into electricity independently and simultaneously. Such devices are potentially able to supply electricity day and night. Nanomaterials offer novel approaches for enhancing the efficiency of harvesting solar and mechanical energy in a hybrid device.

A number of alternative economic and economic geography theories have been developed to account for the divergence of national political economy and industrial dynamics. These include the varieties of capitalism, developmental state, neo-Schumpeterian innovation, and Gerschenkronian catching-up theories. In this thesis I shall argue that in these theories a core and often shared concept of "institutional advantage" plays a central role in explaining different economic performances across nations. This concept is elaborated as a means of examining the causal relationships between institutional advantages and four necessary functions (market creation, capital mobilisation, process innovation and cost reduction) in the development of the photovoltaic (PV) industry of Germany, China, and South Korea. The development of these industries is examined in detail on the basis of empirical evidence in the form of archival and interview based data. Two main conclusions are reached. Firstly, domestic market creation is not a generally necessary condition for the development of a local PV industry at a national level. China's PV industry grew fast without a sufficient domestic market unlike in Germany. However, domestic market creation is important, because the domestic PV industry, national support policy and the domestic market are interrelated. Secondly, capital mobilisation is a core function in establishing the PV industry. In the 2000s, Korea failed to establish its local PV industry despite an institutional advantage in creating domestic markets, mainly due to the fact that it had an institutional disadvantage in mobilising capital. However, Germany and China succeeded in mobilising capital in their PV sectors, governments playing a decisive role in facilitating the raising of funds in both cases. This research contributes to a better understanding of the nature of industrial dynamics in the context of institutional configurations of a national political economy, broadening the usage of "institutional advantage" by applying this concept to comparative analysis on the national PV trajectories. Moreover, from the perspective of the social system, four necessary functions for the PV industry have been proposed and investigated.

Orientador: José Angelo Cagnon / Banca: Odivaldo José Seraphim / Banca: Mário Eduardo Bordon / Banca: José Pissolato Filho / Banca: Diogenes Pereira Gonzaga / Resumo: O presente trabalho teve como objetivo a análise do sistema de armazenamento de energia elétrica gerada a partir de um sistema fotovoltaico, composto por baterias de chumbo-ácido. A crescente demanda de energia no mundo, além da necessidade de utilização de recursos renováveis de forma a preservar o nosso meio ambiente, obriga o desenvolvimento de técnicas de eficiência na produção e controle dessa energia. A escassez apresentada atualmente na área energética ao redor do mundo chama a atenção de toda a comunidade científica que se preocupa em desenvolver projetos alternativos para suprir as necessidades do ser humano de um modo produtivo, não poluente e de baixo custo. Para o desenvolvimento desse trabalho, foram utilizados dois sistemas fotovoltaicos, o primeiro, convencional, com painel solar estacionária e o segundo com um sistema de posicionamento automático com relação ao sol. Esta análise comparativa permitirá avaliar as vantagens ou não de um sistema, em relação ao outro. Além disso, foram levantadas as curvas de carga, descarga, capacidade da bateria, determinação da taxa hora-funcional, a reação de auto-descarga (através do estado de flutuação) entre outras informações relevantes que permitam entre outras coisas, obter uma maior vida útil da bateria estacionária em questão. Esse trabalho levantará as características elétricas, como tensão, corrente, potência e energia, utilizará ferramentas de modelagem através de circuitos elétricos equivalentes para simulação do comportamento da bateria, em situações de carga e descarga, e principalmente o levantamento experimental das baterias funcionando nos dois sistemas distintos. Este trabalho evidencia as diferenças comportamento da bateria, e mostra a configuração que permite a operação da bateria em condições mais favoráveis. Os resultados obtidos, indicam que a bateria ligada... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work aimed at analyzing the electric energy storage system generated from a photovoltaic system with lead-acid batteries. The increasing claim for energy in the world in addition to the need of utilizing renewable sources of energy in order to preserve the environment makes necessary the development of efficient techniques for energy generation and control. The energy shortage experienced in today's world attracts attention from the scientific community, which is concerned about developing alternative projects towards the human being's need in a productive way, without pollution and low cost. Two photovoltaic systems were used in this work, a conventional one with stationary solar panel and another with automatic solar position system. The comparative analysis has allowed assessing the advantages of both systems. The following characteristics were obtained during the development of this work: charge, discharge, battery capacity, operating time rate, auto-discharge reaction (through fluctuation state), among other important information that allowed to attain an extended life to the stationary battery studied. The characteristics described in the references of this work have been obtained, and modeling techniques through electric circuits were used to simulate the battery behavior for charge and discharge conditions. The experimental tests of the battery operation in both systems were carried out. This research has searched for showing the main differences of the battery behavior in order to get the configuration in which the battery operation is developed in more favorable conditions. / Doutor

nÃo hà / A privatizaÃÃo iniciada na dÃcada de 90 teve no setor de energia elÃtrica, que tem caracterÃsticas de monopÃlio natural nos segmentos de transmissÃo e distribuiÃÃo, o seu grande impulsionador. Junto a essas privatizaÃÃes veio a necessidade da regulaÃÃo do setor elÃtrico, de forma a beneficiar nÃo sà o consumidor como tambÃm as empresas que nele estavam investindo. Para conseguir esse fim os ÃrgÃos reguladores se utilizam de mecanismos de regulaÃÃo tarifÃria na maioria das vezes jà existentes em outros paÃses. No Brasil podemos citar o price-caps, ou preÃo teto, com um dos mecanismos adotados pela ANEEL ÃrgÃo regulador brasileiro. Esse trabalho por sua vez se baseia na teoria de preÃos de Ramsey- Boiteux para o monopÃlio natural de distribuiÃÃo de energia elÃtrica no Estado do Cearà dividido em dois mercados: o residencial e o nÃo-residencial. Sabemos das limitaÃÃes dessa teoria, mas sua aplicaÃÃo à bastante ampla e crescente nÃo se limitando apenas a serviÃos pÃblicos. Pode ser aplicada a economias de mercado e estende-se inclusive a organizaÃÃes com propÃsitos nÃo-lucrativos, que teriam como restriÃÃo na sua funÃÃo-objetivo um eventual lucro negativo, em vez de lucro zero ou lucro competitivo, atendendo dessa forma a questÃes de eficiÃncia alocativa como condiÃÃo bÃsica na consecuÃÃo de seus objetivos. / The privatization process initiated in the 90âs had in the sector of electric energy, which has characteristics of natural monopoly in the transmission and distribution sectors, its great booster. These privatizations brought together the need of the regulation of the electric sector, in a way to benefit not only the consumer, but also the companies that were investing on the consumer. To accomplish this objective, the regulating agencies use several tax regulation mechanisms. One example in Brazil is the price-caps, as one of the mechanisms adopted by the ANEEL - The Brazilian regulating agency. This article is based on the Ramsey-Boiteuxâs theory of prices for the natural monopoly of distribution of electric energy in the State of the Cearà divided in two markets: residential and non-residential market. Despite the difficulties of this theory, its application is wide and increasing and it is limited to public services. It may be applied to market economies and may be extended to non-profit organizations, which would have as a constraint in its objective function, a possible negative profit, instead of null profit or competitive profit, which is in accordance with the issues of allocative efficiency as a basic condition to the achievement of its objectives.

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.