Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Energia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Tese de doutoramento. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2005

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação dos Prof. Doutor Almeida do Vale, Maciel Barbosa e Vladimiro Miranda

Prova complementar para doutoramento em Engenharia Civil, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Tese de doutoramento. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Orientador: Nelson Miguel Teixeira / Resumo: Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo matemático, baseado na Teoria Fuzzy, para calcular o tempo de aeração em silos verticais que atenda as necessidades tanto para o armazenamento como para a conservação de grãos, utilizando a energia elétrica de forma racional. O objetivo principal para este trabalho foi o desenvolvimento da aeração de forma racional. O modelo desenvolvido permite a verificação da possibilidade e a necessidade de aerar uma certa massa de grãos, através da análise das condições de temperatura e umidade do grão e do ar externo. Através deste modelo, é possível determinar o tempo de aeração necessário para que uma certa massa de grãos atinja as condições desejadas para o armazenamento. O tempo de aeração é obtido em função da umidade e temperatura inicial do grão, da umidade relativa e temperatura do ar externo, cujos valores podem ser obtidos através de sensores ou fornecidos pelo operador; é também função da umidade e temperatura finais do grão (condição desejada para o armazenamento), da quantidade de grãos a ser aerada, da vazão específica do ventilador e das dimensões do silo. O tempo de aeração, determinado através destes dados será definido como tempo de aeração de referência, com o motor que aciona o ventilador operando com tensão e freqüência nominais. A utilização racional de energia elétrica, ou seja, a redução do consumo de energia elétrica durante o período de aeração, está baseada na possibilidade de alimentar o motor de indução que aciona o ventilador através de um conversor de freqüência que permite a operação com velocidade variável. O modelo desenvolvido permite a obtenção da freqüência necessária da tensão de alimentação para que o motor opere com velocidade reduzida e, em função das características do ventilador... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: This work develops a mathematical model based on Fuzzy Theory in which it is possible to calculate aeration time in vertical silos attempting to storing and mantaining grains using electrical energy in its best possibilities. The main objective is, in effect, to improve the process of aeration. The model developed allows for checking possibilities and necessities in the aeration of a given quantity of grains, analysing its temperature and humidity. Model also detects the best time for aeration, verifying the best conditions to storage. Time of aeration is given as a function in which the variables are initial humidity and temperature of the grains and weather conditions. These variables are given by sensors or by users. Aeration time is also a function of final humidity and temperature of the grains (the best condition to storage), grain quantity to be envolved in the process of aeration, dimension of the silos and, finally, the air that came from the ventilator used. These data help in getting the time of aeration which is, in its turn, defined not in an absolute way, but as a referential time of aeration. Reduction in the use of electric energy during this process is based on the possibility in using an engine of induction which allows the ventilator to work through a converter of frequency with which the activity can be done in a motion not uniform. Our model gives the best frequency to reduce this motion. This feature and other features related to the ventilator give us, as a result, the reduction in the use of electric energy in the process of aeration. Data used in this research came from simulations made in a lab in the Departament of Electric Engineering in UNESP at Bauru. In this lab, that has a perfect groundwork in technology and a complete system to test mechanical engines, all the processes are automatized being the data given by digital computers. / Doutor

Resumo: Este trabalho desenvolve o estudo de um sistema híbrido para geração de energia elétrica a ser aplicado em pequenas comunidades rurais não servidas pelo serviço de eletrificação rural. Fatores geográficos e econômicos, em muitos casos, impossibilitam as empresas de energia em construírem sistemas de distribuição rurais. Mas estas pequenas comunidades rurais desenvolvem uma micro-economia, necessitando de energia elétrica. O sistema proposto produz energia a partir de fontes alternativas utilizando um sistema fotovoltaico, eólico e a biogás. A sistemática de apresentação do trabalho tratará da operação de cada uma dos sistemas de geração de energia, discutirá os respectivos modelos e os implementará utilizando o programa MATLAB. O sistema de controle a ser implementado utiliza a lógica fuzzy e será desenvolvido e modelado. Os procedimentos adotados na sistemática de fuzzyficação e de defuzzyficação das variáveis de entrada e saída bem como da base de regras do controlador serão apresentados. Resultados de simulação serão obtidos e comentados. Finalmente será apresentado o sistema de supervisão que foi desenvolvido utilizando-se o LABVIEW. / Abstract: This work presents the development of a hybrid system for electrical energy generation study, to be applied to small countryside communities, not yet supplied by electricals services. In general, geographics and economics factors establish and create difficulties to supply this kind of communities. Therefore, the microeconomics developed by themselves, need this energy supply. The proposed system delivery energy from alternatives sources, as photovoltaics panels, wind energy and biomass-gas systems generation. This presentation hereby, will be dealing each one of these operation forms, modeling and so, by implementing in MATLAB software. The control systems to be used, will support fuzzy logic and will be here developed and analysed, like as, yours fuzzyfication and defuzzyfication techniques and controllers rules, applied to input and output variables. Results achieved, will be here analysed and commented on. Finally, will be show a supervisory system based on LABVIEW software. / Orientador: Galdenoro Botura Júnior / Coorientador: José Luz Silveira / Banca: Ronaldo Rossi / Banca: Luiz Roberto Carrocci / Banca: Luiz Eduardo Borges da Silva / Banca: Germano Lambert Torres / Doutor

A crescente demanda energética no mundo visa uma racionalização do uso de energia da melhor forma possível. Os sistemas de cogeração visam produzir energia elétrica e aproveitar a energia térmica residual proveniente da geração de energia elétrica. O caso das micro empresas, onde a geração de energia elétrica não é de grande escala, e conseqüentemente o resíduo térmico também não é muito grande, requer sistemas com grande eficiência. O aproveitamento da energia térmica residual de um motor alternativo, utilizado para gerar energia elétrica, depende de vários fatores, entre eles destacam-se a qualidade e quantidade de energia disponível. A cogeração objetiva aproveitar a energia térmica proveniente dos gases do escapamento e também a energia térmica da água do radiador. Este trabalho visa fazer uma análise para uma possível implantação de um sistema de cogeração em uma micro empresa, com a aplicação de um motor alternativo para a geração de energia elétrica suficiente para suprir a demanda da empresa e aproveitar o calor residual proveniente do funcionamento deste, para aplicar no processo produtivo, que utiliza vapor produzido em uma caldeira a óleo. Mediante avaliação de todo o processo produtivo da empresa, de sua necessidade de energia elétrica, aplicação da energia térmica produzida pela caldeira, constatou-se que haveria a possibilidade da implantação de um sistema de cogeração para produzir energia elétrica e aproveitar o calor residual proveniente do funcionamento do motor diretamente no processo produtivo. Foram calculadas todas as energias disponíveis no motor, previamente determinadas em função da capacidade de geração de energia elétrica para suprir a demanda da empresa. Através de consultas executadas com fabricantes dos equipamentos verificou-se o rendimento dos mesmos para poder avaliar a disponibilidade de energia, bem como o preço e instalação de todo o sistema. Os cálculos mostram que existe inviabilidade econômica na implantação do sistema de cogeração, como é proposto. Diante dos valores encontrados pode ser feita uma análise financeira da aplicação do investimento relacionado com o seu retorno.

Tese (doutorado) - University of Manchester. Institute of Science and Technology / Made available in DSpace on 2012-10-16T02:32:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0

Tese (doutorado) - University of Manchester. Institute of Science and Technology / Made available in DSpace on 2012-10-16T02:57:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0