SILVA, P. S. G. Ligas de zinco de interesse tecnológico: estudo do revestimento anticorrosivo ZnAl e da eletrodeposição do semicondutor ZnTe. 2006. 120 f. Tese (Doutorado em Química Orgânica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2006. / Submitted by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2014-10-13T19:14:50Z No. of bitstreams: 1 2006_tese_psgsilva.pdf: 6028608 bytes, checksum: 376f5b5ead97f1943dc88fb119901d44 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-03-11T22:01:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_tese_psgsilva.pdf: 6028608 bytes, checksum: 376f5b5ead97f1943dc88fb119901d44 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-11T22:01:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_tese_psgsilva.pdf: 6028608 bytes, checksum: 376f5b5ead97f1943dc88fb119901d44 (MD5) Previous issue date: 2006 / The present work consists of the functional coatings study with industrial application in the sectors metal-mechanic and energy. For this, coatings of ZnAl had been studied, as protective layer against the corrosion and carried through the development and the characterization of the coatings (film) ZnTe semiconductor for use to advantage of the solar energy. Additionally, an coatings was developed (fine film) transparent SnO2:F conductor, deposited on common glass, to be used as substratum in the electroplating of the ZnTe film. The study of corrosion of the Zn5Al coatings (galvalume), deposited on steel, it was made as part of the characterization of technological materials that are being produced in Brazil. The film polycrystalline semiconductor of ZnTe was produced by electrochemical technique as well as its basic characterization by cyclic voltammetry and chronoamperometry. The conducting transparent substratum was produced by spray pyrolysis from defined operational parameters in our laboratory. The production of the conducting transparent substratum was made by being one still inexistent technique in industrial and commercial processes in Brazil, having that to be mattered. They had been used electrochemical techniques for the study of corrosion of the industrial coatings Zn5Al, attainment and characterization of the ZnTe and chemical stability of the SnO2:F. The morphologic characterization was made by scanning electron microscopy (MEV), and the compositional measurements by EDX to complementation of the morphologic study. The technique of DRX, was used as qualitative and structural studies to complement the information gotten for MEV and EDX. The characterization optics of the films SnO2:F and ZnTe was made by transmittance in the band of the visible, that it is the band of operation for photovoltaic systems. It was observed that the Zn5Al coatings, with a less potential of corrosion then pure zinc, presented greater resistance to the corrosion due formation of passiveness xiv layer and the corrosion process initiated in the interdendritics regions, rich in zinc with cracks formation. This behaviour was comparative as well as immersion tests and sea atmospheric tests and evaluation for loss of mass. An stoichiometric ZnTe films, it was observed that in pH = 4.5 the formation of the film of stoichiometry 1:1 at -0,60V (vs. Ag/AgCl), and temperature of 60°C, on the absence of the visible light. Additionally, by measures of transmittance was determined the energy gap of 2.4 eV, with lmáx = 702.3nm, satisfactory condition for the use in windows of photovoltaic conversion. The films of SnO2:F had presented maximum transmittance of 92.27% in l =682 nm and average resistance of surface of 30±10 W/ . On the other hand, it was observed an electrochemical stability in acid medium (pH = 1) by cyclic voltammetry. / O presente trabalho consiste no estudo de revestimentos funcionais com aplicação industrial nos setores metal-mecânico e energia. Para isto, foram estudados revestimentos de ZnAl, como camada protetora contra a corrosão, e realizado o desenvolvimento e a caracterização do revestimento (filme) semicondutor ZnTe para o aproveitamento da energia solar. Adicionalmente, foi desenvolvido um revestimento (filme fino) transparente condutor SnO2:F, depositado sobre vidro comum, para ser usado como substrato na eletrodeposição do filme ZnTe. O estudo de corrosão do revestimento Zn-55Al (galvalume), depositado sobre substrato de aço carbono, foi feito como parte da caracterização de materiais tecnológicos que estão sendo produzidos no Brasil. O filme semicondutor policristalino de ZnTe foi produzido por técnica eletroquímica, bem como a sua caracterização básica por voltametria cíclica e cronoamperometria. O substrato transparente condutor foi produzido por spray pyrolysis a partir de parâmetros operacionais definidos no próprio laboratório. A produção do substrato transparente condutor foi feita por ser uma técnica ainda inexistente em processos industriais e comerciais no Brasil, tendo que ser importado. Foram usadas técnicas eletroquímicas para o estudo de corrosão do revestimento industrial Zn55Al, obtenção e caracterização do ZnTe e estabilidade química do SnO2:F. A caracterização morfológica foi feita por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Associada ao MEV pode-se citar a técnica de Energia Dispersiva de raios-X (EDX) como uma técnica semi-quantitativa e semi-qualitativa na complementação do estudo morfológico. A técnica de difração de raios-X (DRX) foi utilizada como técnica qualitativa e estrutural que esclareçam as informações obtidas por MEV e EDX. A xii caracterização ótica dos filmes SnO2:F e ZnTe foi feita por transmitância na faixa do visível, que é a faixa de operação para sistemas fotovoltaicos. Foi observado que o revestimento Zn55Al, mesmo com um potencial de corrosão menor que o zinco puro, apresentou maior resistência à corrosão devido à formação de camada passivante e que o processo de corrosão inicia-se nas regiões interdendríticas, ricas em zinco com formação microrrachaduras. Este comportamento foi comparativo entre os testes acelerados em meio aquoso, em atmosfera marinha e avaliação por perda de massa. Na obtenção dos filmes ZnTe, foi observado que no pH = 4,5 ocorre a formação do filme de estequiometria 1:1 a um potencial –0,60V (versus Ag/AgCl), e temperatura de 60oC, ao abrigo da luz visível (escuro). Adicionalmente, por medidas de transmitância, foi determinado o gap de energia (Eg) de 2,44 eV, com lmáx = 702,3nm, condição satisfatória para o uso em janelas de conversão fotovoltaica. Os filmes de SnO2:F apresentaram transmitância máxima de 92,27% em l = 682nm e resistência média de superfície de 30±10 W/ . Por outro lado, foi observado por volttametria cíclica, uma boa estabilidade eletroquímica em meio ácido (pH = 1) por voltametria cíclica.

MELO, R. R. Conversor CC-CC bidirecional intercalado aplicado a supercapacitores para veículos elétricos. 2014. 157 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014 / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-19T18:31:37Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_rrmelo.pdf: 25202408 bytes, checksum: 1b4f085765dc0f0c8dcef4dcee4bd36a (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-02-19T18:53:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_rrmelo.pdf: 25202408 bytes, checksum: 1b4f085765dc0f0c8dcef4dcee4bd36a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-19T18:53:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_rrmelo.pdf: 25202408 bytes, checksum: 1b4f085765dc0f0c8dcef4dcee4bd36a (MD5) Previous issue date: 2014-06-16 / The electric vehicle is increasingly present in our cities every day, and in the technological context it has shown great progress. Two essential elements to the success of these vehicles are the electric energy storage devices and electronic converters for processing and management of this energy. In this context, this dissertation presents a study on the current situation of the electric vehicle on the world scenario and its embedded technologies. Another object of research are supercapacitors for application in electric vehicles as an energy storage source and fast energy transfer. Thus, these studies provide the basis for achieving the main objective of this work: developing a bidirectional dc-dc converter for managing the energy flow provided by a supercapacitor module applied in an electric vehicle. A 2 kW laboratory a prototype with two phase interleaved dc-dc bidirectional topology has been implemented. Also, all used methodology is exposed, such as qualitative analysis, dimensioning of components, modeling and design of PI type controllers for the proposed converter. The digital implementation of the control circuit was designed using the dsPIC30f4011 by Microchip. Through simulation and experimental tests, it was evaluated the behavior of the converter and a performance comparison was held, with the converter showing efficiency above 90%. Thus, through theoretical and practical results it was possible to evaluate the performance of the converter and future studies involving the complete structure of a model of a small electric vehicle. / O veículo elétrico está cada vez mais presente em nossas cidades, e no âmbito tecnológico ele vem apresentando grandes avanços. Dois elementos essenciais para o sucesso desses veículos são os dispositivos de armazenamento de energia elétrica e os conversores eletrônicos para processamento e gerenciamento dessa energia. Nesse contexto, esta dissertação apresenta um estudo sobre a atual situação do veículo elétrico no cenário mundial e suas tecnologias embarcadas. Outro objeto de pesquisa são os supercapacitores para aplicação em veículos elétricos como fonte de armazenamento e transferência rápida de energia. Neste contexto o presente trabalho aborda o desenvolvimento de um conversor cc-cc bidirecional para gerenciamento do fluxo de energia em um módulo de supercapacitores para utilização em um veículo elétrico. É projetado e desenvolvido em laboratório um protótipo com potência de 2 kW, cuja topologia adotada é um conversor cc-cc bidirecional intercalado de duas fases. Deste modo, é exposta toda metodologia empregada onde é abordada a análise qualitativa, o dimensionamento dos componentes, a modelagem e o projeto dos controladores tipo PI para o conversor proposto. Para a implementação digital do circuito de controle foi utilizado o dsPIC30f4011 da Microchip. Por meio de simulação e dos ensaios experimentais avaliou-se o comportamento do conversor e realizou-se uma comparação de desempenho, tendo o conversor apresentado rendimento acima de 90%. Assim, pelos resultados teóricos e práticos foi possível avaliar o desempenho do conversor e creditar a continuidade de sua aplicação a trabalhos futuros envolvendo a estruturação completa de um modelo de veículo elétrico de pequeno porte.

MORAIS, E. E. C. Filtro híbrido de dupla sintonia a quatro fios e a quatro braços. 2014. 183 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-19T18:08:56Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_eecmorais.pdf: 22039936 bytes, checksum: 06aa0bdc80422502132324050f445786 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-02-20T11:21:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_eecmorais.pdf: 22039936 bytes, checksum: 06aa0bdc80422502132324050f445786 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-20T11:21:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_eecmorais.pdf: 22039936 bytes, checksum: 06aa0bdc80422502132324050f445786 (MD5) Previous issue date: 2014-01-29 / The modernization process has increased the use of loads with strongly non-linear characteristic. This situation is leading engineers to review the concepts of energy efficiency and power quality, in order to conciliate these two definitions. Then, the concept of power conditioning intrinsic to the power quality appears to be an interesting solution. With this concept, the solutions are designed to meet characteristics such as harmonics compensation and power factor correction, in order to ensure an electrical system that provides conditions for maximum energy efficiency of loads connected to the grid. Then arise passive filters and active as the most common solutions, both in practice and in the scientific and technical literature, with each other their advantages and disadvantages. Seeking to benefit from the advantages of both solutions, this work proposes the study and design of a hybrid filter. The proposed structure named dual tune hybrid filter allows the dissociation of the active stage from the passive stage, giving greater autonomy and practicality to the filter during replacement or maintenance operations in the active stage. This work also proposes a design methodology for the passive power stage, as well as the modeling and control of the active filter power stage. Because it is a new hybrid structure, it is made comparative analysis between the proposed hybrid power filter and shunt hybrid power filter, with the series converter with the passive filter, in order to validate the performance and its lower rated for the active stage with respect to the transformer in which it will be connected. Through modeling and design of the proposed hybrid filter, were obtained from a test case, satisfactory results as the correction of power factor and minimizing harmonic distortion voltage and current forward technical standards existing. These results validate the hybrid filter as an economically viable solution for improving the power quality of a distribution system at low voltage. / A modernização de processos tem aumentado o emprego de cargas com característica fortemente não linear. Tal situação está levando os engenheiros a uma revisão dos conceitos de eficiência energética e qualidade de energia, com o intuito de conciliar essas duas definições. Surge, então, o conceito de condicionamento de potência intrínseco ao de qualidade de energia. Com este conceito são desenvolvidas soluções que visam atender características como compensação de harmônicos e correção do fator de potência, de maneira a garantir um sistema elétrico que proporcione condições para a máxima eficiência energética de cargas conectadas à rede. Surgem, então, os filtros passivos e ativos como as soluções mais comuns, tanto na prática quanto na literatura técnica e científica, apresentando entre si as suas vantagens e desvantagens. Buscando usufruir das vantagens de ambas as soluções, este trabalho propõe o estudo e projeto de um filtro híbrido. A estrutura do filtro híbrido de dupla sintonia proposto permite ao mesmo a dissociação da malha ativa de sua malha passiva, dando ao filtro maior autonomia e praticidade durante operações de troca ou manutenção no estágio ativo. Este trabalho também apresenta uma metodologia para o projeto da malha passiva, bem como a modelagem e controle da malha ativa do filtro. Por se tratar de uma estrutura híbrida nova, são realizados ensaios comparativos entre o filtro híbrido proposto e o filtro híbrido emph{shunt}, com conversor em série com o filtro passivo, a fim de validar o desempenho e a baixa potência nominal da malha ativa em relação à potência do transformador ao qual será conectado. Através da modelagem e dimensionamento do filtro híbrido proposto, foram obtidos, a partir de um estudo de caso, resultados satisfatórios quanto a correção do fator de potência e minimização das distorções harmônicas de corrente e tensão frente as normas técnicas vigentes. Tais resultados validaram o filtro híbrido como uma solução tecnicamente viável para a melhoria da qualidade de energia de um sistema de distribuição em baixa tensão.

CHAVES, C. M. N. M. Utilização do modelo numérico WRF para fins de geração eolioelétrica: estudo de caso para Maracanaú, Ceará. 2013. 57 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-07-01T16:06:12Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_cmnmchaves.pdf: 6997687 bytes, checksum: 9d64c6faf666abe342cf3f71856b1d53 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-07-22T16:44:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_cmnmchaves.pdf: 6997687 bytes, checksum: 9d64c6faf666abe342cf3f71856b1d53 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-22T16:44:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_cmnmchaves.pdf: 6997687 bytes, checksum: 9d64c6faf666abe342cf3f71856b1d53 (MD5) Previous issue date: 2013-01-31 / This paper analyzes the mesoscale model WRF (Weather Research And Forecast) to verify its reliability in use as a research tool in areas with potential for eolioeletric generation. The area chosen for study was a farm located in Maracanaú in the state of Ceará. On the farm was installed an anemometer tower of 80 meters high with three anemometers, 1 windsock, 1 temperature sensor and a pyranometer, all sensors connected to a datalogger. The data collected in this tower were used for comparison with the data obtained through simulations in WRF. In the simulations the model was evaluated for two different climatic conditions in the region, the rainy and the dry seasons. The periods chosen to perform the simulations are: March/2012 (representing the rainy season) and November/2011 (representing the dry season). Was performed five sensitivity tests, which were exchanged in the parameterizations of the Planetary Boundary Layer (PBL), Surface Layer (CS) and Ground Surface Model (GSM). The simulation results were evaluated according to the Pearson's correlation method, that one has parameter values from -1 to 1 which presents an index of correlations ranging from bad (-1) to great (1). The simulation with the best performance in the dry and rainy periods presented values for correlations of 0.76 and 0.58, respectively, considered good and fair to the Pearson's parameters. The model was able to satisfactorily represent the local wind behavior for the dry season of the year, and more research is needed in the area to analyze how the model behaves in the representation of the rainy season. Thus, this model provides satisfactory results to be used as a tool for evaluate areas with potential for eolioeletric generation, more research is needed to fit better / O presente trabalho analisa o modelo de mesoescala WRF (Weather Research and Forecast) para verificar a sua confiabilidade na utilização como ferramenta de investigação de áreas com potencial para geração eolioelétrica. A região escolhida para estudo foi uma fazenda localizada no município de Maracanaú, no estado do Ceará. Na fazenda foi instalada uma torre anemométrica de 80 metros de altura com 3 anemômetros, 1 biruta, 1 sensor de temperatura e um piranômetro, todos os sensores conectados a um datalogger. Os dados coletados nesta torre foram utilizados para comparação com os dados obtidos através das simulações no WRF. Nas simulações o modelo foi avaliado para duas situações climatológicas distintas na região, o período chuvoso e o seco. Os períodos escolhidos para realizar as simulações são: março/2012 (representando o período chuvoso) e novembro/2011 (representando o período seco). Foram realizados cinco testes de sensibilidade, nos quais foram permutadas as parametrizações da Camada Limite Planetária (CLP), Camada de Superfície (CS) e o Modelo de Solo Superfície (MSS). Os resultados das simulações foram avaliados segundo o método de correlação de Pearson, método este que possui parâmetros de valores de -1 a 1 onde apresenta um indicativo de correlações que vão de péssimas (-1) a ótimas (1). A simulação com o melhor desempenho no período seco e chuvoso apresentaram valores de correlações de 0,76 e 0,58, consideradas forte e moderada, para os parâmetros de Pearson, respectivamente. O modelo conseguiu representar de forma satisfatória o regime de vento local para a estação seca do ano, sendo necessárias mais pesquisas na área para analisar como o modelo se comporta na representação do período chuvoso. Assim este modelo apresenta resultados satisfatórios para ser utilizado como ferramenta para avaliação de regiões com potencial em geração eolioelétrica, sendo necessárias mais pesquisas para ajustá-lo melhor

CARVALHO, Francisco Ivanhoel Aguiar de. Uma avaliação de viabilidade financeira no uso da energia solar fotovoltaica apoiada pela resolução ANEEL 482/2012 sobre geração distribuída no setor elétrico do Brasil. 2014. 109 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Faculdade de Economia, Administração, Atuária e Contabilidade, Mestrado Profissional em Administração e Controladoria, Fortaleza-CE, 2014. / Submitted by Dioneide Barros (dioneidebarros@gmail.com) on 2016-03-21T16:25:05Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_fiacarvalho.pdf: 1889508 bytes, checksum: d32837337b49aa89316b1c78c8f8918d (MD5) / Approved for entry into archive by Dioneide Barros(dioneidebarros@gmail.com) on 2016-03-22T14:49:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_fiacarvalho.pdf: 1889508 bytes, checksum: d32837337b49aa89316b1c78c8f8918d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-22T14:49:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_fiacarvalho.pdf: 1889508 bytes, checksum: d32837337b49aa89316b1c78c8f8918d (MD5) Previous issue date: 2014 / This dissertation is to examine, through an economic analysis the impacts of the implementation of ANEEL Resolution 482/2012 laying down the general conditions for the access of micro and minigeneration conferred to the distribution systems of electric power from the method of energy compensation. As a way to evaluate the economic feasibility for implementation of the methodology in the Brazilian electric sector, the survey was conducted on Photovoltaic Systems Connected to the Network - SFCR by building two scenarios: (i) proposal for self-sufficiency in photovoltaic generation, paying availability cost of distribution and taxes due and (ii) where the aim is to use photovoltaic in order to cancel the "sun time" in alternative generation, also paying costs availability and taxes. A model KD140SX-UPU panel was used, for their benefit cost and compatible with lifetime-researched bibliography. Also was used to rate the residential consumer B1 approved by ANEEL for COELCE through the approving resolution 1.711/2014, which is 0.35922 R$ / kWh plus taxes. The results of the economic analysis for the consumer proved attractive only for scenario (ii) because the internal rate of return was higher than the hurdle rate and the average payback time was calculated between 7 and 10 years. About the impact of the power utility, the results indicated that the adhesion of potential customers, probably the last consumption range (greater than 220 kWh) could lead to economic effects in Net Operating Revenue, which may be the subject of future research, but that the grid would be affected positively, since the decentralized load would bring a loss reduction, stability of supply voltage and, in some circumstances, delay of future investments. Furthermore, it is noted that the price impact could reflect positively to the captive consumers, since the excess energy injected into the network, provide a better study of the planning area of engineering companies, better sizing electrical equipment and enabling best use of these assets, optimizing their lifetime and contributing to the low tariffs. / A presente dissertação analisa a viabilidade financeira de implantação de projetos de geração de energia fotovoltaica na perspectiva do consumidor. Através da Resolução Normativa ANEEL 482/2012, que estabelece as condições gerais para o acesso de microgeração e minigeração conferidas aos sistemas de distribuição de energia elétrica por meio do método de compensação do referido produto energético. Para tanto, a pesquisa foi realizada sobre os Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede – SFCR, através da construção de dois cenários: (i) proposta de auto-suficiência em geração fotovoltaica, pagando o custo de disponibilidade da distribuidora e os impostos devidos e (ii) onde o intuito é utilizar a energia fotovoltaica de forma a anular o “horário de sol” na geração alternativa, também arcando com custos de disponibilidade e impostos devidos. As simulações utilizaram o painel KD140SX-UPU, por seu custo benefício e vida útil, tomando por base a tarifa do consumidor residencial B1 homologada pela ANEEL para a COELCE através da Resolução Homologatória 1.711/2014, que é de 0,35922 R$/kWh. O resultado da análise econômica para o consumidor mostrou-se atrativa apenas no cenário (ii) uma vez que a Taxa Interna de Retorno foi maior que a Taxa Mínima de Atratividade e o tempo médio de Payback calculado de 9,92 anos. Acerca de efeitos para a concessionária de energia, as discussões indicaram que a adesão de potenciais consumidores, provavelmente da ultima faixa de consumo (maior que 220 kWh) poderia ocasionar impactos econômicos na Receita Operacional Liquida, o que pode ser objeto de pesquisas futuras, mas que a rede elétrica seria afetada de forma positiva, uma vez que a carga descentralizada traria uma redução de perdas, estabilidade de tensão de fornecimento e a possibilidade de postergação dos investimentos na ampliação da rede de distribuição. A pesquisa conclui que a implementação plena da Resolução ANEEL 482/2012 torna-se viável com modificações regulatórias, regras claras no aspecto técnico, maior participação governamental na concessão de incentivos financeiros e em linhas especiais de financiamento. Por estas implementações, benefícios tarifários poderiam refletir de forma positiva para o consumidor cativo, uma vez a energia excedente injetada na rede, acarretaria um melhor planejamento de engenharia das empresas, dimensionando melhor os equipamentos elétricos, otimizando, assim, os índices de aproveitamento destes bens, aumentando sua vida útil e contribuindo para a modicidade tarifária.

LIMA, D. K. S. Modelagem de alta resolução para estimativa do potencial eólico offshore da costa do Ceará. 2015. 160 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-18T16:44:16Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_dlslima.pdf: 19035512 bytes, checksum: 92bbed77dceca1e2d71ab801b671890b (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-22T13:31:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_dlslima.pdf: 19035512 bytes, checksum: 92bbed77dceca1e2d71ab801b671890b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-22T13:31:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_dlslima.pdf: 19035512 bytes, checksum: 92bbed77dceca1e2d71ab801b671890b (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / The technology for conversion into electricity of onshore wind energy is rather consolidated; the challenge now is to make the offshore exploitation to follow the same course. The European Union produces offshore wind power since 1991, exceeding 9 GW of installed power at the end of 2014. Brazil, on the contrary, does not have any offshore wind power plant and there are few studies in this direction. The exploitation of wind power production requires as a premise the knowledge of the profile of the wind in the region of interest. The objective of this thesis is to apply a methodology able to estimate the offshore wind potential of the coast of the State of Ceará, in Brazil, through the study of characteristic years marked by the presence of the El Niño and El Niña phenomena in periods considered extremes, dry and wet. An investigation using the mesoscale numerical model RAMS (Regional Atmospheric Modeling System) was performed, with resolution of 2 km, taking into consideration periods with presence of El Niño and La Niña phenomena, as well as a Neutral year with the absence of these phenomena. The simulation results presented the maxima and averages of wind speed and the prevailing wind direction on the coast of the State of Ceará. The microscale model WAsP (Wind Atlas Analysis and Application Program) was used for the evaluation of microsites of four case studies along the coast of Ceará. The chosen cities were Icapuí, Lagoinha, Camocim and Flecheiras, located in different regions along the coast of Ceará, for which they were presented the Weibull distribution, power density, wind speed and the energy production of each area. The results indicated an average wind speed above 8 m/s in the dry season, in the three evaluated periods. The direction of the prevailing wind in the dry season was from East to West and the turbulence intensity was lower in the dry season of El Niño year. It was found that the eastern coast of Ceará has the highest rates of average and maximum wind speed. Camocim, the city representing this region, presented a capacity factor in the neutral year of 57.49 %, above the figures found to the other cities analyzed. The annual energy production of an estimated wind power plant of 90 MW in Camocim, with capacity factor of about 50%, exceeded 400 GWh. Bathymetry of the State of Ceará is shallow and large ships travel at a considerable distance from the coast. / A tecnologia para conversão onshore da energia eólica em eletricidade está consolidada, o desafio atual é fazer com que a exploração offshore siga a mesma trajetória. A União Europeia produz energia eólio-elétrica offshore desde 1991, com capacidade instalada superior a 9 GW ao final de 2014. O Brasil ainda não possui usinas offshore, e são poucos os estudos neste sentido. A premissa para exploração dos ventos para produção de eletricidade é conhecer o perfil do vento na região de interesse. Esta tese tem como objetivo estabelecer uma metodologia capaz de estimar o potencial eólico offshore do Ceará, através do estudo de anos caracterizados pela presença dos fenômenos El Niño e El Niña, em períodos considerados extremos: seco e chuvoso. Foi realizada uma modelagem numérica utilizando o modelo de mesoescala RAMS (Regional Atmospheric Model System) com resolução de 2 km, com o qual foram simulados períodos com presença dos fenômenos El Niño e La Niña, bem como um ano Neutro, para a identificação dos máximos e médias de velocidade do vento no litoral cearense. O modelo de microescala WAsP (Wind Atlas Analysis and Application Program) foi utilizado para a elaboração de micro sítios para quatro estudos de caso ao longo da costa cearense. As cidades escolhidas foram Icapuí, Lagoinha, Camocim e Flecheiras, localizadas em regiões distintas ao longo da costa do litoral cearense, para as quais foram apresentadas a distribuição de Weibull, a densidade de potência, a velocidade do vento e a produção de energia de cada área. Os resultados indicam uma velocidade média do vento acima de 8 m/s para a estação seca, nos três períodos avaliados. A direção do vento predominante na estação seca foi de Leste para Oeste e a intensidade de turbulência foi menor na estação seca do ano de El Niño. Verificou-se que a costa leste do estado do Ceará possui os maiores índices de velocidade média e máxima do vento. Camocim, a cidade que representou esta região, apresentou um fator de capacidade para o ano neutro de 57,49%, acima dos encontrado para as outras cidades analisadas. No parque eólico estimado para Camocim de 90 MW, com fator de capacidade de cerca de 50%, a produção anual ultrapassou 400 GWh. A batimetria do estado do Ceará é rasa e as grandes embarcações trafegam a uma distância considerável da costa.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-08-08T04:12:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347156.pdf: 6533691 bytes, checksum: efbcbfa15c1fae97bda1518a70256f58 (MD5) Previous issue date: 2017 / Esta tese apresenta uma metodologia para o projeto ótimo multidisciplinar de geradores síncronos de ímãs permanentes aplicados à geração de energia eólica. Nesta metodologia de projeto, os aspectos elétrico, geométrico, térmico, magnético, eletrônico, mecânico e econômico do aerogerador são abordados. O projeto também leva em conta a curva de ocorrência do vento, modelada através de uma função de densidade de probabilidade. A inclusão desta curva no projeto permite o cálculo da energia produzida pelo aerogerador, que opera com velocidade de rotação e potência variáveis, em função da velocidade de vento disponível. Na proposta desta tese, o uso da otimização no projeto do gerador tem a finalidade de aumentar a competitividade da geração de energia eólica, possibilitando a obtenção de um gerador com bom compromisso entre seu custo e sua capacidade de produção de energia. Existem várias pesquisas envolvendo o projeto ótimo de máquinas elétricas. No entanto, entre os trabalhos dedicados ao projeto ótimo de geradores elétricos para a geração de energia eólica, poucos propõem uma metodologia capaz de calcular a energia gerada pelo aerogerador, o que é fundamental para a obtenção de um gerador mais competitivo. Ainda, os aspectos multidisciplinares do gerador elétrico são considerados pelo projeto ótimo proposto nesta tese de forma mais abrangente que os encontrados na literatura. Levar em conta todos estes aspectos resulta num grande problema de otimização, envolvendo aproximadamente 2000 variáveis (dentre as quais cerca de 250 possuem restrições), dentre as quais são impostas restrições a aproximadamente 250. Para lidar com este problema foi utilizado um algoritmo de otimização determinístico, capaz de encontrar a solução ótima após poucas iterações e de forma rápida, graças ao cálculo da matriz Jacobiana, que contém o valor exato das derivadas das saídas do modelo (que descreve o comportamento do aerogerador) em relação às suas entradas. Os resultados apresentados exploram o potencial do método proposto. O primeiro projeto ótimo realizado minimiza o custo de material ativo do gerador, apresentando redução significativa em comparação a um gerador não ótimo. Em seguida, uma análise relacionada ao conflito entre o custo do gerador e sua eficiência mostra a importância de incluir o cálculo da energia produzida pelo aerogerador no projeto do gerador. Com o cálculo da energia incluído no projeto ótimo, foi obtido um gerador que proporciona o máximo lucro líquido (igual à receita proveniente da comercialização da energia gerada menos o custo do gerador). Este gerador possui uma boa relação entre seu custo e sua capacidade de produção de energia. Foram realizadas análises de sensibilidade para verificar a influência do preço da eletricidade e da velocidade média anual de vento no projeto. Por fim, duas turbinas eólicas, com diferentes diâmetros e velocidades de rotação nominais foram empregadas, considerando três cenários distintos de vento. Estes resultados oferecem os geradores mais adequados para cada turbina e cada perfil de vento, mostrando que o método proposto também auxilia na escolha da turbina mais adequada à cada sítio eólico.<br> / Abstract : This Ph.D. dissertation presents a multidisciplinary optimum design methodology applied to permanent magnet synchronous generators in wind power. Such a methodology considers the electrical, the geometrical, the thermal, the electronic, the mechanical and the economical behaviors of the wind turbine. The wind occurrence curve, modelled by a statistical density function, is also taken into account by the proposed design methodology. Considering this curve in the optimal design allows one to calculate the amount of energy produced by the wind turbine, which operates under variable speed and power by the influence of the actual wind speed. The proposal of using the optimization in the design is to enhance the competitiveness of wind power by designing a generator with a good relation between its cost and its capacity to produce energy. Several studies are addressed to electrical machines optimum design related to wind power, however, few have presented a method able to estimate the wind turbine energy generation, which is mandatory to obtain a cost-effective generator. Furthermore, the electric generator in-depth multidisciplinary aspects have been considered by the proposed method in more detail than other studies found in the literature. Taken into consideration all these aspects results in a large optimization problem that has approximately 2000 variables (amomg them about 250 are constrained), among which approximately 250 have constraints imposed on. A deterministic optimization algorithm has been chosen to deal with this problem. Such an algorithm is capable of finding the solution within few iterations and a short time thanks to the computation of the Jacobean matrix, containing the exact gradients of the model (used to describe the wind turbine behavior) outputs. The presented results explore the proposed methodology potential. The first optimal design performed minimizes the generator active material cost, presenting a significant cost reduction compared to a non-optimal generator. Next, the contradiction between the generator cost and its efficiency is analyzed and the importance of including the wind turbine energy generation into the generator design becomes evident. Using the estimated wind turbine generated energy, the generator with maximum net earnings (equal to the wind turbine energy proceeds less the generator cost) has been obtained. This generator has a good ratio between its cost and capability to generate energy. Then, sensibility analysis have been carried out to verify how the electricity price and the annual mean wind speed influence the design. Finally, two wind turbines with different diameters and rated wind speeds have been employed, considering three distinct wind profiles. These results provide the generators more suited to each wind turbine applied to each wind profile, showing that the proposed design methodology has the ability to help choosing the wind turbine adequate to each wind farm.

A metodologia para planejamento da demanda de energia elétrica em ambiente competitivo representa uma proposta de tratamento sistemático e integrado dos problemas de análise e projeção, utilizado nas áreas de estratégia mercadológica e planejamento empresarial. A tese consiste na suposição de que os fatores estratégicos e comportamentais dos agentes de mercado devem ser incluídos na modelagem das estimativas de demanda de empresas distribuidoras/comercializadoras, pois estes fatores constituem-se em uma nova fonte de incerteza nos estudos desta área.O trabalho é dividido em duas partes principais. Na primeira, é caracterizado e estruturado o problema da demanda nos níveis setorial e empresarial, que usualmente orientam as decisões de investimento. Na segunda, são definidos a metodologia e o modelo conceitual, com base na técnica de análise e modelagem de dinâmica de sistemas. Em ambas as situações, foram consultados trabalhos que incorporaram extensivamente os conceitos de interesse desta tese, com o propósito de apoiar a sua fundamentação teórica. Uma análise adicional mais detalhada se ateve às técnicas que propiciaram a base conceitual da metodologia, a exemplo da modelagem estática tradicional por área de concessão e da nova modelagem dinâmica via participação de mercado. Com objetivo de testar a adequação da proposta foi desenvolvido um modelo computacional, com base nas convenções de dinâmica de sistemas, que contempla duas empresas. A seguir, foi efetuada uma aplicação prática sobre a divisão de mercado entre estas empresas, na tentativa de validar empiricamente a metodologia proposta, comprovando a necessidade de englobar os aspectos estratégicos e comportamentais na avaliação da demanda para o novo contexto. / A methodology for planning the demand for electric energy in a competitive environment represents a proposal for the systematic and integrated treatment of the problems of analysis and projection as, utilized in the areas of marketing strategy and corporate planning. The thesis consists on the supposition that strategic and behavioural factors of the market agents might be considered in problems of demand estimation modelling by distribut ionlretail utilities, since these factors constitute a new source of uncertainty in the studies o f this area. The work is divided into two main parts. First, it characterizes and structure3 the problem of demand at industrial and corporate levei, which is usually the guideline for investment decisions. Second, it defines the methodology and the conceptual model, based on analysis and modeling by system dynamics technique. In both situations, a survey over past works were made which extensively incorporate as the concepts that are in the scope this thesis. Suck survey was aimed at providing support for theoretical foundation of the proposed methodology. An additional detailed analysis had covered techniques that established the conceptual basis of the methodology as, for instance, the trad itional static modelling for area of concession and the new dynamic modelling by market participation. Aiming at oftesting the adequacy ofthe proposal, a computer model was developed, based on the principies of system dynamics, in business environment two utilities. Subsequently, an example is presented wich demonstrates competitive stare the of a market between these two utilit ies, attempring to empirically validate the proposed methodology, demonstrating the necessity of embracing the strategic and behavioural aspects in the evaluation of the demand for the new context.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-06-20T15:34:32Z No. of bitstreams: 1 Matheus Reis.rar: 5111932 bytes, checksum: c71b376be8b87de06f8af8cd0c04003e (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-06-20T15:35:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Matheus Reis.rar: 5111932 bytes, checksum: c71b376be8b87de06f8af8cd0c04003e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-20T15:35:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Matheus Reis.rar: 5111932 bytes, checksum: c71b376be8b87de06f8af8cd0c04003e (MD5) / Este trabalho apresenta uma metodologia sistemática para a seleção das condições operacionais ótimas em unidades industriais, baseada em consumo energético mínimo e especificações dos produtos como restrições. A unidade de recuperação de acrilonitrila, escolhida como estudo de caso, envolve um sistema quaternário complexo composto por acrilonitrila, acetonitrila, água e ácido cianídrico, que forma azeótropos e duas fases líquidas em alguns pratos da coluna de destilação extrativa. Modelos termodinâmicos foram escolhidos e parâmetros binários para Redlich-Kwong e NRTL foram ajustados. Os modelos e simulação da planta foram validados contra dados operacionais. Os perfis de temperaturas calculados concordaram com os dados da planta dentro de um erro relativo médio de 2,00%. Análise de sensibilidade foi usada para identificar o conjunto de parâmetros que afetam mais fortemente a carga térmica da unidade, mantendo as especificações dos produtos. Concluiu-se que estas variáveis são a razão solvente/alimentação, e as temperaturas do solvente e da alimentação. Suas faixas de operação e papel na flexibilidade operacional foram determinadas. O ponto operacional ótimo e a relação multifuncional entre as três variáveis e a carga térmica do reboiler foram determinadas através da metodologia de superfície de resposta (MSR) e de técnicas de análise estatística, como ANOVA. Os resultados sugerem que o ponto ótimo de operação é: temperatura do solvente de 43,67ºC, temperatura de alimentação de 82,56ºC, razão solvente / alimentação de 0,35, estágio de alimentação entre 22 e 42 e de solvente entre 1 e 4. Nesse caso, a economia de energia na unidade pode atingir até 10%. Entretanto, estudos ainda precisam ser desenvolvidos para se alcançar conclusões definitivas. Em geral, o estudo mostra que uma gestão eficiente de energia pode assegurar uma maior sustentabilidade ambiental, mesmo para instalações industriais antigas

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:39:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6749_Icaro Marques.pdf: 2856445 bytes, checksum: 17453856c050fda58fa4334fc882ea8a (MD5) Previous issue date: 2013-08-16 / Atualmente, a pirólise vem recebendo atenção especial em função do seu potencial de aplicação em áreas que constituem desafios do mundo contemporâneo, dentre as quais se destacam a necessidade de produção de energia renovável e a questão do gerenciamento dos resíduos sólidos. Dentre os resíduos sólidos urbanos, as embalagens cartonadas destacam-se pelos produtos primários com alto valor agregado obtidos a partir de sua pirólise. Por apresentar bom contato gás-sólido, altas taxas de transferência de calor e massa e baixa segregação de partículas, o leito de jorro cônico surge como uma alternativa eficiente para a pirólise de embalagens cartonadas. Neste contexto, com o intuito de contribuir para a aplicação do leito de jorro cônico como reator de pirólise, o presente trabalho tem como objetivo estudar a fluidodinâmica de partículas cartonadas em leito de jorro. Para atingir tal meta, o comportamento fluidodinâmico de misturas de discos cartonados com partículas de diferentes massas específicas, a saber, polietileno e areia, foi investigado. Dados experimentais dessas misturas de queda de pressão em função da velocidade do ar no leito foram obtidos e analisados. As condições operacionais empregadas no leito de jorro cônico foram simuladas por meio da técnica de CFD. Para os leitos compostos por polietileno e discos cartonados com uma proporção mássica de 5 a 50% de cartonadas, a análise dos dados experimentais mostraram que o regime de jorro foi atingido. Para as misturas de areia e discos cartonados em leito de jorro, o regime de jorro foi atingido para os leitos contendo 5 e 10% em massa de cartonadas. Nas condições operacionais empregadas nesta pesquisa, as simulações CFD mostraram que o modelo Euleriano Granular Multifásico aplicado com o modelo de arraste de Syamlal-OBrien é capaz de predizer qualitativamente o comportamento fluidodinâmico característico de um leito de jorro cônico operando com misturas de partículas não esféricas. Uma análise do reaproveitamento das embalagens cartonadas por meio da pirólise, sob os pontos de vista energético e ambiental, mostra que uma grande quantidade de energia e bauxita pode ser economizada em função do alumínio que é recuperado no processo.