Due to the uncertainties and unforeseen variations of wind conditions, the intermittent nature of wind power generation implies a new challenge for the national electric sector agents especially to the Electricity Regulatory Agencies in view of proliferation and major investments planned for the current decade, in Brazil. For wind systems in operation, it is required prior knowledge of energy generation designed for a short term of up to one week. A good prediction of short term production from a wind farm enables the definition of operational conditions borderline, which will provide subsidies for their integration into the power grid and giving mainly information to the National System Operator - NSO. The forecasting process applied in this work is a statistical approach involving five steps: the first one refers to the daily data collection of real wind speed; secondly is made a refinement of statistical data, decomposing the series of wind speed in two components (an approximation component and a set of detail components to optimize the accuracy of short term forecasts); then, in these time series, it is applied the statistical model ARIMA (Box and Jenkins) and adaptations, considering the short term wind speed prediction; after that, taking into consideration the power curves of the generators, it is defined the energy production forecast. Finally, a statistical analysis is made of the predictions performed, aiming to assess the quality of the projections of the implemented model / A natureza intermitente da produção de energia eólica, devido às incertezas e variações imprevistas das condições de vento, implica num novo desafio para os agentes do setor elétrico nacional especialmente para as agências regulatórias, tendo em vista a proliferação e os grandes investimentos previstos nessa modalidade de produção de energia elétrica no Brasil para a década em curso. Para os sistemas eólicos em operação, é necessário o conhecimento prévio da geração de energia prevista para o curto prazo, horizonte máximo de uma semana. Uma boa previsão de curto prazo da produção de energia de uma usina eólica permite a definição de suas condições operacionais limítrofes, fornecendo subsídios para sua integração ao sistema elétrico e outorgando principalmente informações ao Operador Nacional do Sistema - ONS. O processo de previsão aplicado no presente trabalho é uma abordagem estatística envolvendo cinco etapas: a primeira refere-se à coleta diária de dados reais da velocidade dos ventos, atualizando-se um banco de dados; em segundo lugar, é efetuado um refinamento estatístico desses dados, decompondo-se a série de velocidade do vento em duas componentes: uma componente de aproximação e outra componente de detalhe, a fim de otimizar a precisão das previsões de curto prazo; terceiro: nessas séries temporais são aplicados o modelo estatístico ARIMA (Box and Jenkins) e adaptações, sendo efetuadas as previsões das velocidades de vento no horizonte de curto-prazo; em quarto lugar, considerando-se as curvas de potência dos geradores, são realizadas as previsões da geração de energia; em quinto lugar, finalizando o processo, uma análise estatística das previsões realizadas é efetuada, objetivando aferir a qualidade das projeções do modelo implementado

Orientador: Arnaldo Cesar da Silva Walter / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-14T09:14:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_CinthiaRubioUrbanoda_M.pdf: 1044299 bytes, checksum: 00aea84fe56180f6398b263bf1ad7fe0 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A busca por combustíveis que substituam fontes fósseis tem incentivado a produção de biocombustíveis, especialmente para o setor de transporte. O objetivo deste trabalho é fazer os balanços de energia e das emissões de gases de efeito estufa do etanol derivado da cana de açúcar produzido no Brasil. Na dissertação, foram também avaliadas as emissões de gases de efeito estufa associadas à mudança do uso do solo devido à expansão de áreas cultivadas com cana (impacto direto), bem como os fatores relacionados à distribuição do etanol para uso no Brasil e na Europa. Um cenário de uso do etanol em substituição ao biodiesel (B3) nas etapas de transporte da cana e distribuição do etanol é igualmente analisado. Os balanços abrangem as etapas de produção da cana de açúcar, transporte até as usinas, produção, distribuição e uso final do etanol anidro. A análise é realizada separadamente para cada estado brasileiro da região Centro-Sul que tem significativa produção de etanol (Goiás, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, São Paulo e Paraná). A base de dados, obtida na literatura, reflete as condições de produção no Brasil no período de 2005 a 2007. Os resultados apontam balanços favoráveis para o etanol quando usado no Brasil. Para a produção no Brasil e uso na Europa, os balanços resultaram menos favoráveis. Quando o uso do etanol passa a ser feito em substituição ao B3, os balanços são significativamente mais positivos. Os resultados levam à conclusão de que melhores balanços de energia e das emissões de gases de efeito estufa dependem basicamente do modal de transporte para distribuição do etanol, práticas agrícolas adotadas (plantio direto ou convencional) tanto para produção da cana quanto da biomassa que foi substituída, método para cálculo das emissões de óxido nitroso associadas à aplicação de fertilizantes nitrogenados, além das produtividades agrícolas e industriais. / Abstract: The search for fuels that replace fossil resources have stimulated biofuel production, especially for the transportation sector. The goal of this work is to do balances of energy and of greenhouse gas emission of ethanol from sugar cane produced in Brazil. In this dissertation, greenhouse gas emission associate to land use change due to expansion of areas cultivated with sugar cane (direct impact), as well as how the factors related to distribution of ethanol for use in Brazil and for use in Europe, were also evaluated. Scenery of ethanol use in replace to biodi esel(B3) in the transportation of sugar cane and distribution of ethanol stages is equally ana lyzed.The balances embrace the stages of the sugar cane production, transportation until the mill, production, distribution and end use of the anhydrous ethanol. The analysis is done separately for each Brazilian State of the Centre-South region that has great ethanol production (Goiás, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, São Paulo and Paraná). The data base, achieved in literature, reflects the conditions Brazilians of production in the period from 2005 to 2007. The results show favorable balances for the ethanol when it is used in Brazil. In the case of production in Brazil and consumption in Europe, the balances resulted less favorable. When the ethanol use starts to be done in replace to B3, the balances are remarkably more positive. The results lead to the conclusion that better energy and greenhouse emission balance depend basically on: i) the means of transportation to distribute the ethanol; ii) agricultural management adopted (direct or conventional planting) as for sugar cane production as for biomass production that was replaced; iii) the method to calculate the nitrous oxide emission from application of fertilizer with nitrogen, besides agricultural and industrial productions. / Mestrado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientadores: Carlos Alberto Favarin Murari, Ahda Pionkoski Grilo Pavani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T09:59:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_LeonardoAlonso_M.pdf: 728816 bytes, checksum: 9e5eca1543746c11368b1c259d45dfa1 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Nesta dissertação é proposta uma metodologia baseada em lógica nebulosa para a obtenção de um índice que classifica as barras mais propícias para a instalação de geradores distribuídos em uma rede de distribuição de energia elétrica. A metodologia foi desenvolvida levando em consideração a dificuldade em se manter um perfil de tensão adequado e, dessa forma, tende a contemplar com os maiores valores de índices, as barras nas quais a conexão de geradores tende a melhorar o perfil de tensão da rede. Outro aspecto considerado no desenvolvimento da metodologia foi o de minimizar as perdas de potência ativa na rede elétrica. De forma geral, a obtenção do índice consiste em associar graus de pertinências para as variáveis magnitude da tensão e potência ativa da carga em cada uma das barras e, a partir de regras nebulosas, definir um valor numérico para o índice. Uma das vantagens dessa metodologia é que tais variáveis podem ser classificadas em conjuntos nebulosos, os quais traduzem lingüisticamente os conhecimentos humanos e, assim, pode-se mais facilmente utilizar a experiência humana adquirida na operação de uma rede de distribuição para a definição das regras nebulosas para a obtenção dos índices a serem empregados na alocação dos geradores. E ao ser comparada a técnicas tradicionais de análise, tem-se uma significativa vantagem que consiste em não necessitar de execuções consecutivas de fluxos de potência, sendo necessário apenas a obtenção do estado de operação da rede através de um único fluxo de potência no caso base. / Abstract: This work consists in proposing a methodology based on Fuzzy Logic to obtain an index, which classifies the buses more suitable to install a distributed generator in an electric power distribution system. Themethodologywas developed taking into consideration the difficulty tomaintain a suitable voltage profile in distribution systems, so the methodology results in large, index values for the buses in which the installation of generators results in a more suitable voltage profile. Another aspect included in the methodology is the minimization of the real power losses. Applying a set of fuzzy rules, the index is calculated by setting membership values to the bus 'voltage' and 'load real power'. The advantages of this methodology are that the classification of the variables into fuzzy sets, which allow the linguistic translation of the system operator knowledge and so his experience of operating the system can be employed in the process of allocating distributed generators in the system and when compared to traditional techniques of analysis, does not need of consecutive runs of power flows, it is necessary only to obtain the state operating of the network through only one power flow in base case. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Antonio Carlos de Oliveira Ferraz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-09T08:28:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Palermo_EvaldoLuiz_M.pdf: 4467095 bytes, checksum: e69d9929bffdc155a4086ae81051acc7 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: O palhiço da cana-de-açúcar, em função da sua produção em grande escala, e a atual situação energética do Brasil, tem sido considerada como uma importante fonte alternativa para minimizar a crise energética. Todavia se conhece pouco das suas propriedades mecânicas e dos parâmetros de enfardamento os quais podem melhorar a eficiência das operações de manuseio da palha. O trabalho foi elaborado com a finalidade de estudar o comportamento mecânico do palhiço da cana-de-açúcar em ensaios de compressão e relaxação, realizados em laboratório com a máquina de ensaio MTS empregando taxas de deformação de 10 mm/s, 20 mm/s, 30 mm/s, 40 mm/s e 43 mm/s. E, em campo, através da utilização da enfardadora prismática Nogueira AP 41N, devidamente instrumentada para registrar o sinal da força atuante na biela e a rotação da manivela de acionamento. A partir dos ensaios de compressão foram analisadas as curvas pressão versus densidade aparente, bem como uma avaliação do consumo energético e analise das curvas de relaxação em função das condições de ensaio adotadas. No ensaio com a enfardadora foi determinada a força axial média atuante na biela de 800 kgf, obtendo fardos com densidade média de 250 kg/m3. O grau de umidade apresentou influência na relação pressão x densidade, bem como na energia específica necessária para compactar as amostras. O aumento do grau de umidade diminui a pressão necessária para acondicionar o palhiço no interior do cilindro de compactação e, em conseqüência, diminui a energia específica consumida para compactar o material / Abstract: Mostly because of its large scale production in Brazil, sugar cane straw has been considered an important alternative biomass source to cope with present energy shortage. However very little is know about its mechanical properties and baling parameters witch would improve straw handling operations. In this investigation mechanical parameters of the straw were obtained in laboratory conditions using compression and relaxation tests at several strain rates such as 10 mm/s, 20 mm/s, 30 mm/s, 40 mm/s and 43 mm/s. Field tests were performed using a commercial rectangular baler (Nogueira AP 41N), properly instrumented to register cranck force and drive wheel rotation speed. From the compression tests results the pressure-density curves were plotted and analysed. Energy comsumption and relaxation curves were also obtained for several moisture levels and strain rate conditions. The mean value obtaind during field tests with the commercial baler for the crank force was 800 kgf which produced bales with mean density of 250 kg/m3. Moisture content influenced the pressure-density relations as well as the specifc energy needed to compress the samples. Higher moisture content reduces compression force and consequently the total energy needed in the compression process / Mestrado / Maquinas Agricolas / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientadores: Walmir de Freitas Filho, Luiz Carlos Pereira da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T12:47:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Anzai_AlexandreHaruiti_M.pdf: 1115532 bytes, checksum: 8d2da875fae1c7141a82e80bcad115b7 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Esta dissertação de mestrado apresenta um modelo monofásico de fluxo de carga para sistemas de distribuição capaz de representar as tecnologias mais comumente utilizadas em geração distribuída. Tal ferramenta permite a realização de estudos técnicos e de diagnósticos em relação à conexão de um novo gerador nos alimentadores de sistemas de distribuição. Propõe-se um método de cálculo de fluxo de carga expandido, no qual os modelos dos geradores, turbinas e seus controles são levados em conta na resolução das equações do fluxo de carga. O método de fluxo de carga expandido considera que o sistema é modelado através de equações algébricas e diferenciais num ponto de equilíbrio, ao invés da modelagem convencional baseada apenas em equações algébricas de balanço de potência. As tecnologias de geração analisadas são compostas por máquinas síncronas, máquinas de indução e geradores conectados via conversores estáticos de potência. Diferentes fontes primárias de energia são consideradas, incluindo turbinas a vapor, hidráulicas e eólicas, além dos sistemas de controle associados às partes elétrica e mecânica de caqa tecnologia. O método de fluxo de carga proposto é testado usando uma rede de distribuição real do Estado de São Paulo / Abstract: This dissertation presents a monophasic load flow model for distribution systems capable of representing the most common technologies used for distributed generation. The developed computational tool allows the accomplishment of technical studies and diagnosis related to the impacts of connecting new generators on distribution feeders. It is proposed an expanded load flow method, including models for generators, turbines and associated controllers, for the solution of load flow equations. The expanded load flow method represents the system by using algebraic and differential equations in a equilibrium point, instead of the conventional modeling based only on the power balance algebraic equations. The technologies used for generation are composed by synchronous machines, induction machines and inverter based generators. Different prime mover technologies are considered, including steam turbines, hydraulic turbines, wind turbines, and control systems associated with the electric and mechanical operation of each technology. The proposed load flow method is tested by using a real distribution network of the State of São Paulo / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A presente dissertaÃÃo de mestrado trata do desenvolvimento teÃrico-experimental de um novo modelo da Turbina Tesla, tambÃm conhecida como turbina de discos, em que o foco da pesquisa foi estudar esse dispositivo de propulsÃo visando sua aplicaÃÃo em sistemas de geraÃÃo de energia distribuÃda a partir de fontes renovÃveis de biomassa. Um protÃtipo da turbina foi desenvolvido, em escala de laboratÃrio, para determinar os parÃmetros de projeto atravÃs de estudos teÃrico e experimental, a fim de interpretar os fenÃmenos presentes nos processos internos desse tipo de mÃquina de fluxo. A pesquisa foi direcionada à anÃlise dos efeitos do espaÃamento entre discos sobre o torque e a potÃncia, como uma funÃÃo da camada limite fluidodinÃmica do escoamento, correlacionando os regimes de velocidades de escoamento Ãs propriedades do fluido de trabalho. A metodologia para cÃlculo das eficiÃncias isentrÃpicas e exergÃticas à estabelecida a partir de dados experimentais e da anÃlise teÃrica por simulaÃÃo (apoiada pelo software ANSYS-CFX), a qual determina o perfil de distribuiÃÃo de pressÃo dentro da cÃmara de expansÃo, caracterizando as linhas de escoamento e os gradientes de pressÃo. Complementarmente, uma anÃlise modal dos sinais de vibraÃÃo da turbina foi realizada, estudando o comportamento dinÃmico da estrutura com o propÃsito de detectar as freqÃÃncias naturais e investigando a influÃncia do espaÃamento dos discos sobre o nÃvel de vibraÃÃodesse dispositivo. Este estudo aponta a robustez e a versatilidade operacional desse tipo de turbina, pelo fato dela admitir ampla faixa de rotaÃÃo e por sua fÃcil adaptaÃÃo a geradores comerciais, sugerindo sua aplicaÃÃo em sistemas de geraÃÃo e co-geraÃÃo tanto para o meio rural como para a indÃstria. / The current masterâs dissertation treats the experimental and theoretical development of a new model of Tesla turbine, also known as disk turbine, in which the research focus was to study this propulsion device viewing its application in distributed energy generation systems from biomass renewable resources. A turbineâs prototype was developed, in laboratory scale, to determine the design parameters through the theoretical and experimental studies in order to interpret the phenomena present in the internal processes of this kind of flux machine. The research was directed toward the effect analysis of the gap between disks on the torque and the power, as a function of the flowâs fluidynamic boundary layer, correlating the flow velocity regimes with the working fluid properties. A methodology for isentropic and exergetic efficiency calculation is taken from experimental data and theoretical analyses through simulation (supported by the software ANSYS-CFX), which determines the pressure distribution profile inside the expansion chamber, characterizing flow lines and pressure gradients. Complementarily, a modal analysis of turbineâs vibration signals is performed, studying the dynamic behavior of the structure with the purposes of detecting the natural frequencies and investigating the influence of the diskâs gap on the vibration level of this device. This study points out the robustness and the operational versatility of this kind of turbine by the fact of it allows a wide rotation range and by its easy adaptation to commercial generators, suggesting its application into generation and co-generation systems for the rural area as well as for the industry.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:59:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Michelle Malaggi.pdf: 1871937 bytes, checksum: 708cbc506e559db0a8985159cef6e037 (MD5) Previous issue date: 2014-07-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The current paper had as an objective to calculate the amount of biogas being made by the Brazilian chicken slaughter companies and the biogas capacitance for producing energy. Some of the substantial data from this paper was gathered in partnership with a poultry agroindustry that served as standard basis. The company has a daily cull of 266 thousands chickens a day, with a treatment system based on the Canadian bio digestive model, which through anaerobic degradation produces biogas as a result. The chicken slaughter industry produces an average of 743,77 m3.day-1 of biogas meaning that, it generates 2,78 m3.day-1 per slaughtered animal. Which its electricity production is of 1,47 kWh. With this data and other ones taken from relevant readings, we were able to calculate that Brazil has a capability of producing 39.335,44 thousands m3.day-1 of biogas and generating 57.823,11 kWh of electricity. Proving to be possible the use of agro industrial residues to generate the agro energy, helping and relieving the Brazilian electric energy system, which is currently on a critical situation. / O presente trabalho teve como objetivo estimar a produção de biogás proveniente das indústrias brasileiras de abate de frangos e a capacidade de produzir energia por meio do biogás. Alguns dos dados base foram obtidos junto a uma agroindústria avícola que serviu como referência. A empresa possui um abate médio de 266 mil frangos por dia, com sistema de tratamento de efluentes baseado no biodigestor modelo canadense, o qual através da degradação anaeróbia produz o biogás como resultado final. A indústria de abate de frangos produz em média 743,77 m3.dia-1 de biogás ou seja, gera 2,78 m3.dia-1 por animal abatido. O valor médio para a conversão em eletricidade é de 1,47 kWh por m3 de biogás. Com este dado e outros obtidos em literaturas pertinentes, conseguiu-se estimar que o Brasil possui capacidade para gerar 39.335,44 mil m3.dia-1 de biogás e de produzir 57.823,11 kWh de energia elétrica. Provando ser possível utilizar resíduos de agroindústrias para gerar a agroenergia, assim auxiliando e aliviando o sistema elétrico brasileiro, o qual se encontra em crise.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:59:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andriele Rimoldi Mello.pdf: 2169500 bytes, checksum: 69dd116fda2a458d79dafbb36bfe9560 (MD5) Previous issue date: 2016-04-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study aims to evaluate the energy potential of biogas generated in Brazilian landfills that receive municipal solid waste of populations between 100,000 and 20 million inhabitants for generation and sale of electricity. The literature review presents the main concepts related to the subject matter, dealing with energy issues, municipal solid waste and its disposal in landfill, the generation and use of biogas, energy sales coming from biomass, among others. The methodology presents calculation procedures adopted in order to achieve specific objectives. The quantification of the generated biogas was performed according to the model suggested by the IPCC and this information was made other calculations of methane recovery rate, potential for electricity generation cost of electricity generation from landfill biogas and analysis the economic viability of the investment in biogas energy exploitation projects. The organization of these calculations was made by two studies considering the capacity served by landfills and the power available for sale. Study 1 refers to landfills with capacity for between 100,000 and 4,000,000 inhabitants, with power generation up to 5,000 kW and can market the energy generated by means of compensation. The study covers two populations between 5,000,000 and 20,000,000 inhabitants and power from 1,000 kW to 30,000 kW, whose marketing of energy should be made in free trading environments or regulated trading environments. Landfills with power of 1,000 kW and 5,000 kW can market the energy of both forms. The results show great generation of methane for all studied capabilities, higher than in scenarios with higher recovery rate and population served. The energy potential showed better results for cases with greater recovery of methane and conversion efficiency with sufficient quantity to produce energy. The generation cost decreased with increased capacity due to economies of scale, ranging from $ 0.10 per kWh to $ 0.03 kWh. Both studies demonstrate economic viability and attractiveness in all projects from 100 thousand inhabitants, ensuring return on investment in no more than 13 years. Where the marketing of energy can be made either by compensation for the contracting environments, the first alternative was more advantageous, providing a greater return on investment in a shorter period. Finally, the study achieved its objectives with favorable results regarding the use of the potential of biogas from landfills. / Este trabalho objetiva avaliar o potencial energético do biogás gerado em aterros sanitários brasileiros que recebem resíduos sólidos urbanos de populações entre 100 mil e 20 milhões de habitantes, para geração e comercialização de eletricidade. A revisão de literatura apresenta os principais conceitos referentes ao assunto abordado, tratando das questões energéticas, dos resíduos sólidos urbanos e sua destinação em aterramentos sanitários, da geração e aproveitamento do biogás, da comercialização de energia oriunda de biomassa, entre outros. A metodologia apresenta os procedimentos de cálculo adotados a fim de alcançar os objetivos específicos. A quantificação do biogás gerado foi realizada de acordo com o modelo sugerido pelo IPCC e com estas informações foram realizados os demais cálculos de índice de recuperação do metano, potencial de geração de energia elétrica, custo de geração de energia elétrica com biogás de aterro e análise da viabilidade econômica do investimento em projetos de aproveitamento energético do biogás. A organização destes cálculos foi feita através de dois estudos considerando a capacidade atendida pelos aterros sanitários e a potência disponível para comercialização. O estudo 1 refere-se a aterros com capacidade para atender entre 100.000 e 4.000.000 de habitantes, com potência de geração de até 5.000 kW e que podem comercializar a energia gerada por meio de compensação. O estudo 2 abrange populações entre 5.000.000 e 20.000.000 de habitantes e potência entre 1.000 kW e 30.000 kW, cuja a comercialização da energia deve ser feita nos ambientes de comercialização livre ou ambientes de comercialização regulada. Os aterros com potência entre 1.000 kW e 5.000 kW podem comercializar a energia de ambas as formas. Os resultados obtidos demonstram grande geração de metano para todas as capacidades estudadas, sendo superior nos cenários com maior índice de recuperação e população atendida. O potencial energético apresentou melhores resultados para as situações com maior recuperação de metano e eficiência de conversão, com quantidade suficiente para a produção de energia. O custo de geração decresceu com o aumento da capacidade em função daeconomia de escala, com valores entre US$ 0,10 por kWh a US$ 0,03 kWh. Ambos os estudos demonstram viabilidade econômica e atratividade em todos projetos a partir de 100 mil habitantes, garantindo retorno do investimento em no máximo 13 anos. Nos casos em que a comercialização de energia pode ser feita tanto por compensação quanto nos ambientes de contratação, a primeira alternativa se mostrou mais vantajosa, oferecendo um retorno de investimento maior em um tempo inferior. Por fim, o estudo atingiu seus objetivos com resultados favoráveis quanto ao aproveitamento do potencial energético do biogás proveniente de aterros sanitários.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:59:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jesse Siqueira.pdf: 809003 bytes, checksum: 6021d4aac82f4c76ae84284b8bb770cd (MD5) Previous issue date: 2012-12-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In seeking to reduce dependence on fossil fuels, alternative energy sources and less environmental impact has been widely studied, biofuels. Among them, we highlight the biodiesel and biogas. The increased production of biodiesel to meet with Brazilian legislation, invariably leads to an increase in the supply of a co-product called crude glycerin. With a generation of about 10% of the total volume of biodiesel produced large amounts of glycerin are generated annually, however, the costs for purification of the co-product are high. It is necessary to note its correct disposal, since it has high organic load and its improper disposal could mean major environmental impacts. One way is the biodigestion with other organic waste such as cattle manure. Its high carbon biodegradable can be used in co-digestion with cattle manure as a supplement in the production of biogas. The addition of different concentrations of crude glycerin (2%, 4% and 6% m / m) was used as a supplement in anaerobic digestion co-dairy cattle manure in laboratory batch digesters (3.5 L working volume) . The digesters were operated at mesophilic conditions (30 ° C), with hydraulic retention time (HRT) of 30 days. It was analyzed the total solids (TS), volatile solids (VS) and chemical oxygen demand (COD) to determine the process efficiency in the removal of organic matter and its effect on biogas production. The addition of 4% glycerin resulted in higher production of biogas, about 9307 ml. The COD removal efficiency decreased with addition of glycerin, with the greatest reduction in control treatment, 68%. In other treatments increased by 90% and 118% for treatments Gli4% and Gli6% respectively. The VS reductions for the treatments Gli0%, Gli2% Gli4% and Gli6% were 18.17%, 61.60%, 24.36% and 44.83% for the respective treatments. / Em busca de se diminuir a dependência do uso de combustíveis fósseis, fontes alternativas e de menor impacto ambiental tem sido amplamente estudadas, os biocombustíveis. Dentre eles, destacam-se o biodiesel e o biogás. O aumento da produção de biodiesel a fim de atender à legislação brasileira, invariavelmente acarreta um aumento na oferta de um co-produto chamado glicerina bruta. Com uma geração de cerca de 10% do volume total de biodiesel produzido, grandes quantidades de glicerina são geradas anualmente, sendo que os custos para a purificação são elevados. São necessárias formas de se destinar corretamente esse co-produto, já que apresentam elevada carga orgânica e sua disposição inadequada poderia significar grandes impactos ambientais. Uma forma é a biodigestão juntamente com outro resíduo orgânico, como os dejetos bovinos. Seu teor elevado de carbono biodegradável pode ser aproveitado na co-digestão com dejetos bovinos como um suplemento na produção de biogás. A adição de diferentes concentrações de glicerina bruta (0%, 2%, 4% e 6% m/m) foi utilizada como suplemento na co-digestão anaeróbia de dejetos bovinos de leite, em biodigestores laboratoriais de batelada ( 3,5 L de volume útil). Os biodigestores foram operados em condições mesofílicas (30º C), com tempo de retenção hidráulica (TRH) de 30 dias. Foram analisados os sólidos totais (ST), sólidos voláteis (SV) e demanda química de oxigênio ( DQO) a fim de determinar a eficiência do processo na remoção da matéria orgânica e seu efeito na produção de biogás. A adição de 4% de glicerina resultou na maior produção de biogás, cerca de 9307 mL. A eficiência na remoção de DQO diminuiu nos tratamentos com adição de glicerina, sendo a maior redução no tratamento controle, de 68%. Nos demais tratamentos houve um aumento de 90% e 118% para os tratamentos Gli4% e Gli6% respectivamente. As reduções de SV para os tratamentos Gli0%, Gli2%, Gli4% e Gli6%, foram de 18,17%, 61,60%, 24,36% e de 44,83%, para os respectivos tratamentos.

Orientadores: Sérgio Valdir Bajay, Moacyr Trindade de Oliveira Andrade / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-21T11:31:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dester_Mauricio_D.pdf: 5389676 bytes, checksum: 7c5e6ad30bbd780ddf1b9300f7cc4317 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A eletricidade é bem de consumo e também insumo posicionado dentre aqueles considerados essenciais para a sociedade moderna. Neste contexto, o planejamento e a construção de uma matriz de energia elétrica é questão de importância capital não somente para o setor elétrico, como também para o desenvolvimento do Brasil. A constituição desta matriz deve ser pautada, sobretudo, pelo aspecto sustentabilidade. Neste sentido, sua concepção deve, imprescindivelmente, contemplar todas as perspectivas que permeiam o processo estratégico que a origina, a saber: técnica, econômica e sócio-ambiental. Somente balizado por estas óticas é possível proporcionar a expansão da oferta de energia elétrica de forma sustentável e com segurança no que concerne ao atendimento pleno da demanda, um requisito indispensável para que este serviço possa ser um sólido sustentáculo de um processo maior: o desenvolvimento socioeconômico da sociedade brasileira. A participação das fontes renováveis na matriz de energia elétrica é fator desejável e colabora, de forma meritória no que diz respeito aos impactos ambientais decorrentes da produção de eletricidade. Todavia, há algumas questões de ordem econômica e principalmente técnica as quais devem ser tratadas e lapidadas de forma a eliminar as lacunas existentes, permitindo que se possa estabelecer planos de expansão da oferta de eletricidade sustentáveis sob todos os pontos de vista. O objetivo principal deste trabalho é proporcionar e aprofundar o debate sobre estas questões e apresentar uma solução que propicie a integração das fontes renováveis na matriz de energia elétrica brasileira mantendo a confiabilidade no atendimento da carga. Outrossim, não somente os aspectos técnico e econômico foram contemplados na análise, mas, também o socioambiental, possibilitando assim oferecer subsídios para a evolução da oferta com orientação para a sustentabilidade. Para elaboração da proposta foi realizado um estudo abrangente sobre as principais fontes primárias a partir das quais é possível produzir eletricidade, além de uma revisão de todo o extenso e complexo caminho pelo qual passou o setor de planejamento da expansão desde seus primórdios até o modelo atual. São também apresentados vários pontos de vista sobre as dificuldades encontradas pelo planejador, desde os empecilhos de ordem regulatória, passando por aqueles oriundos de uma falta de coordenação dentre os setores do governo envolvidos no problema, até as questões de ordem ambiental. Por fim, no decorrer do trabalho e particularmente ao concluí-lo, propõe-se um conjunto de medidas estratégicas por intermédio das quais se pode construir uma matriz de energia elétrica segura e sustentável e lograr êxito, sob as perspectivas técnica, econômica e socioambiental, ao se realizar o planejamento da expansão da oferta, seja no horizonte de curto, médio ou longo prazos / Abstract: Electricity is not just a consumer good but also an input which commands a place amongst those goods considered essential to modern society. In this context, the planning and construction of an electricity matrix is a question of paramount importance, not just for the electricity sector but also for Brazil's development as a whole. The establishment of this matrix should, above all, be regulated with an emphasis on sustainability. In this regard, its conception must necessarily embrace all the perspectives that imbue the strategic process that gives rise to it: technical, economic and socio-environmental. Delimited by these viewpoints alone, it is possible to provide the sustainable expansion of an electric power supply that is also secure in terms of being able to fully meet demand. This is a fundamental prerequisite to this service becoming a solid base for a larger process, namely the socio-economic development of Brazilian society. The participation of renewable energy sources in the electric energy matrix is a desirable factor and contributes laudably to the mitigation of environmental impacts resulting from the electricity generation. Nevertheless, there are several issues of an economic and mainly technical nature which have to be dealt with and refined in order to close the existing gaps and enable plans to be established, that are sustainable from all points of view, for the expansion of an electric power supply. The main aim of this study is to prompt, and study in greater depth, the debate over these issues and present a solution that delivers the integration of renewable sources into Brazil's electricity matrix while maintaining reliability of load fulfillment. Similarly, not only were the technical and economic aspects covered in the analysis but also the socio-environmental aspects, thereby making it possible to provide support for the evolution of a sustainability-oriented supply. For the purposes of drafting this proposal, a wide-ranging study was conducted of the principal primary sources from which it is possible to generate electricity, as well as a review of the long and complex path which the expansion planning sector has taken, from its outset through to the current model. Various points of view are also put forward about the difficulties encountered by the planner, ranging from the regulatory obstacles to those arising from a lack of coordination between the government sectors involved in the problem and to issues of an environmental nature. Finally, throughout the study and in particular in its conclusion, a set of strategic measures is proposed through which a secure, sustainable electricity matrix can be constructed from a technical, economic and socio-environmental perspective, which is successful in carrying out supply expansion planning in the short, medium and long term / Doutorado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Doutor em Planejamento de Sistemas Energéticos